الزلازل Earthquakes

 الزلازل عبارة عن هزات سريعة متلاحقة أو حركات تموجية تصيب صخور القشرة الارضية، وتنجم عن التحرر المفاجئ للطاقة المخزونية في الصخور، وتنتشر في مناطق واسعة من سطح الارض. وتتراوح سرعة انتقال الهزة من 500 الى 5000م في الثانية.

تصميم العرض

1-تعريف الزلازل

2-كيف تتولد الهزات الارضية

3-اسباب حدوث الزلازل

  1.3.تاثير الفوالق والانكسارات الارضية

  2.3. تاثير البراكين

  3.3.الزلازل المصطنعة

4.ظواهر تسبق الزّلازل

5.شدة الزلزال

6.شدة الهزة الاثر الذي تحدثه

7.التوزيع الجغرافي للزلازل

8.أعنف الزلازل في العالم

9.هل هناك ايجابيات للزلازل

10.التّدابير اللازمة للتّخفيف من خطر الزّلازل

مراجع

كيف تتولد الهزات الارضية

يؤدي احتكاك صفيحتين متحركتين من القشرة الارضية الصلبة الى تكوين اجهادات مرتفعة في الصخور الممتدة على طول الصدع الذي يفصلهما. وتتراكم الانفعالات في الصخور مع مرور الزمن وذلك نتيجة المحاولات المستمرة للصفيحيتين على الحركة بفعل الحرارة والضغط الشديدين، وعندما تصل الانفعالات في الصخور الى حد لا تقوى عنده الصخور على مقاومتها، تنزلق القشرة الارضية عن بعضها على خط الصدع الذي يفصلهما فتتحرر بذلك الطاقة المختزنة في الصخور على هيأة هزة ارضية مركزها نقطة تشقق الصخور وانصهارها، فيما يبلغ معدل بعد مركز الهزة عن سطح الارض حوالي 30 كلم.

المصدر: BBC NEWS

وأكبرعمق معروف كمركز الهزات على سطح الارض يبلغ 750 كلم في بحر أخوست شرق اسيا، وتبلغ المسافة لتي يحدث عليها الانزلاق على طول الصدع مئات الكيلومترات، وتحدث الزلازل عموما نتيجة النشاطات البركانية وانفجارات المواد المنصهرة وغيرها في داخل الارض، ونشاطات الانسان مثل الانفجارات النووية وعملية تعبئة السدود الضخمة بالماء في خلق حالة عدم التوازن في صفائح القشرة الارضية.

أسباب حدوث الزلازل

تنشأ الزلازل من اسباب مختلفة اهمها:

-الفوالق او الانكسارات الارضية

-البراكين

-الانزلاقات الارضية

-انهيار سقوف الكهوف في طبقات الصخور الكلسية

والسببان الاخيران (3و4) هما اقل اهمية من السببين الاوليين (1و2) وتاثيرهما محلي ومحدو.

تأثير الفوالق والانكسارات الأرضية

تعتبر الفوالق أهم أسباب الهزات الارضية، وتنشا الهزات الفالقية نتيجة لحدوث فالق جديد او لتكرار حركة الصخور على جانبي الفالق القديم، فالفوالق التي تهبط احدى حافتيها تضغط على الطبقات السفلى التي تتحرك في اتجاه معين لاحداث التوازن لتسبب هزة زلزالية في القشرة الارضية، ويلاحظ أن الهزات الفالقية هي أكثر الهزات حدوثا  وأوسعها انتشارا، كما أنها تمتاز بعمق مركز الزلزال.

ومن أحسن الامثلة على تأثير الفوالق في تكوين الزلازل، زلزال مدينة سان فرانسيسكو في ولاية كليفورنيا على الساحل الغربي في ابريل سنة 1906 نتيجة لحدوث فالق سان اندرسن على امتداد حوالي 200 كلم.

فالق او صدع سان اندرياس بكليفورنيا، بامتداد ١٢٠٠كم و عمق ٣٠ كم .وهو فالق صدع متحول قاري يشكل الحدود التكتونية بين صفيحة المحيط الهادئ وصفيحة أمريكا الشمالية.

تأثير البراكين

من المعروف ان الزلازل قد تسبق ثوران البراكين او قد تحدث أثناءه او بعده، وهذا يدل بدوره على شكل الارتباط بين الظاهرتين، ويتلخص هذا الارتباط في ان اقتراب خروج المواد المنصهرة من باطن الارض نحو سطحها تترتب عنه اهتزازات زلزالية، وتلاحظ نفس الظاهرة ايضا اثناء خروج هذه المواد فعلا من فوهة البركان، كما انه بعد ثوران البركان تحدث هزات زلزالية لان الطبقات الباطنية التي خرجت منها المواد البركانية المنصهرة والغازات المحبوسة تتحرك لاحداث التوازن فتحدث الهزات الزلزالية المختلفة الشدة، وبصفة عامة فان الزلازل البركانية تحدث نتيجة لحركة المواد المصهورة والغازات المحبوسة  قبل او اثناء وبعد خروحها الى السطح، وليس معنى ذلك ان كل نشاط بركاني يصيبه زلزال.

الزلازل المصطنعة

حدوث الزّلازل في هذه الحالة يأتي بسبب تدخّلات الإنسان في الطّبيعة ومن أهم هذه التّدخلات:

-قيام الإنسان بسحب المياه الجوفيّة، حيث تُعد هذه العملية سبباً رئيسياً لحدوث هزّاتٍ خفيفةٍ نظراً لما يُسبّبه هذا السحب من حدوث هبوطٍ في التربة.

-التّفجيرات النوويّة الّتي يقوم بها الإنسان قد تؤدي إلى حدوث الزّلازل، وتُصنّف بأنّها زلازل عميقة، وذلك لما تسببه هذه التّفجيرات من ضعفٍ في طبقات القشرة الأرضيّة.

-كثرة بناء السّدود وتخزين المياه فيها، وذلك لما تسببه هذه السّدود من ضغطٍ كبيرٍ على طبقات القشرة الأرضيّة.

-استخلاص المعادن والفحم من المناجم بشكلٍ خاطئ، مما يؤدّي إلى انهياراتٍ مفاجئة في طبقات القشرة الأرضيّة.

-عمليات حقن المياه الّتي يقوم بها الإنسان للتخلص من المخلّفات السّائلة أو عند إنتاج البترول.

ظواهر تسبق الزّلازل

 هناك مجموعةٌ من الظّواهر التي تظهر قبل حدوث الزّلازل، نذكر منها:

 ظواهر تحدث بالقرب من الشّواطئ مثل ارتفاع مستوى المياه، وكذلك ارتفاع الأمواج على الرغم من كون الرّياح خفيفةً وهادئةً. اختلاف في طبيعة المجال المغناطيسي، إضافة إلى اختلاف في التّوصيل الكهربائي للصخور في المنطقة. حركاتٌ ملفتةٌ وغير اعتيادية للطّيور والحيوانات، وتكون هذه الحركات عشوائيّة، مثل النباح المستمر للكلاب، وكذلك خروج الحيوانات من بيوتها وأعشاشها بشكلٍ غير طبيعي. الاختلاف الذي يظهر في ارتفاع المياه في الآبار على طول خط الصّدع .

الموجات الزلزالية أنواعها وخصائصها

(ملاحظة:لاظهار الجدول كاملا يرجى قلب الهاتف عرضا )

أنواع الموجات	خصائصها	انواعها
الموجات السطحية  Surface Waves	تستطيع الموجات السطحية الانتقال والعبور فقط من خلال القشرة الأرضية؛ لأنَّ ترددها أقل من الموجات الأوليَّة، ويمكن تمييزها بسهولة من الموجات الأولية على أجهزة رصد الزلازل، وتصل أيضًا إلى أجهزة رصد الزلازل بعد الموجات الأوليَّة.  الجدير بالذكر أنَّ السبب الرئيسي في الكوارث والتدمير الذي تسببه الزلازل هي الموجات السطحية بشكل عام وموجات رايلي بشكل خاص	موجات لاف (Love Waves):  نسبة إلى عالم الرياضيات الإنجليزي (Augustus Love 1863-1940) الذي قام بتدشين نموذج رياضي لهذا النوع من الموجات عام 1911. تقتصر موجات لاف على سطح القشرة الأرضية فقط؛ وهي سريعة جدا، وتتحرك جزيئاتها على سطح الأرض بحركة أفقية جنبًا إلى جنب. موجات رايلي (Rayleigh waves): نسبةً إلى (Lord Rayleigh 1842-1919) الذي تنبأ رياضيًا بوجود مثل هذه الأنواع من الموجات الزلزالية عام 1885. ينتشر هذا النوع من الموجات بتذبذب جزيئات الوسط بشكل إهليجي متراجع وذلك في مستوى رأسي موازٍ لاتجاه انتشار الموجه، وتنتشر موجات رايلي بسرعة أقل قليلًا من سرعة موجات لاف حيث أنَّ سرعتها تساوي تقريبًا 0,92 من سرعة موجات لاف؛ ومن ثَمَّ فإنَّها تتبعها مِن حيثُ زمن الوصول إلى المواقع المختلفة، وتقوم بتحريك سطح الأرض إلى أسفل وإلى أعلى.
الموجات الجسمية Body Waves	وهذه هي الموجات التي تسري في باطن الأرض .. نحن نعلم أن الموجات تنطلق بسرعة ثابتة مالم تتغير معاملات المرونة للوسط الذي تسري فيه كما أنها تنتشر في جميع الاتجاهات بعيداً عن المصدر .. من ذلك نستنتج أن الموجات السيزمية وعند أي لحظة تعطي شكلاً كروياً عند انتشارها في وسط متجانس homogeneous	الموجات الأولية primary waves : وتعرف باسم P waves سميت بهذا الاسم لكونها الأسرع ولذلك فهي أولى الموجات وصولاً، ويعود سبب سرعتها إلى أنها تسلك سلوكاً بسيطاً، حيث تتحرك فيها الجزيئات في نفس خط انتشار الموجة وتشبه هذه الموجات الموجات الصوتية حيث أنها تنتشر في الهواء وفي الماء أيضاً. الموجات الثانوية secondary waves :  وتعرف باسم S Waves وهي أبطأ من الموجات الأولية حيث تتحرك فيها الجزيئات عمودياً على خط انتشار الموجة ولا تنتشر إلا في الأوساط الصلبة فقط

شدة الزلزال

تختلف الزلازل في شدتها من هزات خفيفة غير محسوسة يتعذر اكتشافها حتى بأكثر الاجهزة حساسية seismographe الى هزات عنيفة تؤدي الى هدم البيوت وقطع الطرق ومجاري المياه واحداث الحرائق الى غير ذلك من خراب ودمار

جهاز Seismographe لقياس شدة الزلازل

وتقدر شدة الزلازل بمقدار تاثيرها على الانسان وكل ما على سطح الارض، ويتوقف التاثير الهدمي للزلزال على طبيعة الارض ومكوناتها وعلى الاشياء المقامة عليها وعلى طبيعة الزلازل (من حيث قوة الموجة وسرعتها ومدتها)، وقد اتفق على مقياس مقسم الى عشر درجات يعرف بمقياس شدة الزلازل.

شدة الهزة الاثر الذي تحدثه

1-هزات لا يشعر بها الانسان وتكتشف بالاجهزة الحساسة

الاثر: ضعيف جدا

2-هزات يشعر بها سكان الطوابق العليا وهم في حالة سكون

الاثر: التحرك الواضح للاجسام المعلقة، واثر هذه الهزات يشبه الاهتزازات التي تنتج عن مرور شاحنة ثقيلة في جوار المباني، يسمع صوت اهتزاز النوافذ والابواب وبعض الاثاث والاواني (الصحون مثلا).

3-هزات توقظ السكان من نومهم وتغلق الابواب المفتوحة وتحرك الصور على الجدران، ويشعر بها الواقفون على ارض مكشوفة.

الاثر: تبث هذه الهزة الرعب في القلوب فيسرع على اثرها سكان الابنية الى الخلاء وتؤدي الى كسر زجاج النوافذ وادوات المطبخ الهشة، وسقوط الصور عن الجدران وتحرك الاثاث وتشقق الابنية واهتزاز الاشجار.

4-هزات يصبح معها الوقوف صعبا وسيشعر بها سائقو السيارات والشاحنات

الاثر: تؤدي هذه الهزات الى تكسر الاثاث بالمنزل، وتدمير المداخن، وقنوات الري. تهدم المنازل الرديئة لكن لا تنجم عنها خسائر في الارواح.

5-هزات عنيفة وينتج عنها تهدم كبير وخسائر في الارواح

الاثر: كارثي، تتحطم المباني وتتشقق الارض ويحدث انتقال موضعي للطبقات افقيا ورأسيا. وتهبط السواحل وتغوص اجزاء منها في مياه البحر.

وعند حدوث زلزال عنيف يشمل الاضطراب مساحات واسعة تبلغ ملايين الكيلومترات المربعة، ومن الامثلة المشهورة للزلزال العنيف زلزال لشبونة سنة 1755، حيث بلغت مساحة المنطقة التي شعر فيها الناس بالزلزال حوالي اربع مرات مساحة قارة اوربا.

وفي العادة يكون الزلزال أقوى ما يمكن في المنطقة التي تقع مباشرة فوق مركز الزلزال في جوف الارض، وتسمى هذه المنطقة بمنطقة فوق المركز او بؤرة الزلازل او مركز الزلزال السطحي، في الواقع لا يكون المركز نقطة بل هو منطقة او خط فالق مثلا كما حدث في زلزال سان فرانسيسكو عام 1906، ويكون متوسط عمق المركز عن سطح الارض في الهزات العادية حوالي 30 كلم وتتناقص شدة الزلزال بسرعة خارج هذه المنطقة المركزية.

أعنف الزلازل في العالم

المصدر: Graphic news

هل هناك ايجابيات للزلازل

- بفعل الهزات الأرضية يحدث انشقاق في الأرض، الأمر الذي يساعد في ظهور ينابيع حديثة، بالإضافة إلى نضوب ينابيع أخرى، وتفجير عيون ماء جديدة.

- كما تساعد على إعادة تشكيل سطح الأرض، مما يؤدي إلى ظهور الجبال والمرتفعات.

- تيسر الزلازل من خروج المعادن النادرة والثمينة من القاع إلى السطح.

- كما تعمل على خروج الطاقة الكامنة في الداخل، فلولا حدوث الزلازل لتفاقمت الطاقة في باطن الأرض، الأمر الذي قد يؤدي إلى انفجار الباطن وتدمير الكوكب.

- تعمل الزلازل على مساعدة الأرض في التنفيس عن الطاقة الزائدة في قشرتها الداخلية.

- تحفز الزلازل من عملية انفلاق البذور ونمو النباتات، وزيادة الرقعة الخضراء في الكوكب، ويحدث هذا بسبب توليد الطاقة الكهربائية في التربة وخروج السوائل المعدنية، بالإضافة إلى خروج كميات كبيرة من غاز ثاني أكيد الكربون الذي يستخدمه النبات في عملية البناء الضوئي.

التوزيع الجغرافي للزلازل

تنتشر موجات الزلازل في جميع بقاع الارض، لكن مصادرها تتركز في مناطق محدودة حيث تتكرر من وقت لاخر حدوث هزات ارضية عنيفة او ضعيفة، وتعرف هذه المناطق بالاحزمة الزلزالية واهمهما:

أ-حزام منطقة المحيط الهادي، وهي تقريبا نفس منطقة البراكين المعروفة بهذا الاسم، ويمتد هذا الحزام على طول الساحل الغربي لامريكا الجنوبية والوسطى والشمالية، فجزر "الالوشيان واليابان والفلبين واندونيسيا ومنها الى نيوزيلاندا".

حزام النار بالمحيط الهادي
تحدث قرابة 90 بالمئة من زلازل العالم في منطقة الحزام الناري وهي عبارة عن قوس تبلغ مساحته 40 الف كيلومتر من البراكين والخنادق البركانية التي تطوق جزئيا المحيط الهادي

ب-حزام منطقة البحر المتوسط، ويشمل مرتفعات الالب والقوقاز ويمتد شرقا ليشمل مرتفعات الهمالايا وجزر اندونيسيا وهنا يلتقي بالنطاق الاول.

حزام الزلازل العابرة للبحر الابيض المتوسط
المصدر: Resaerchgate

ج-توجد مناطق زلزالية اقل اهمية من السابقة، في المحيط المتجمد الجنوبي والاطلسي والهندي ووسط سيبيريا وشرق افريقيا، تكاد تكون هذه المناطق هي نفس المناطق التي تكثر فيها البراكين. قد تؤيد هذه الحقيقة الرأي  القائل بأن النشاط البركاني له اهمية كبيرة في احداث الزلازل.

ورغم هذا يمكن القول بان توزيع النطاقات الزلزالية-البركانية يتفق مع توزيع السلاسل الجبلية الحديثة التي تمثل المناطق الضعيفة في القشرة الارضية. ولذا فمن المحتمل جدا ان للزلازل و البراكين صلة بمناطق عدم الاستقرار بالقشرة الارضية، اي بالمناطق التي ظهرت فيها الجبال في العصور الجيولوجية الحديثة. وهي مناطق غير مستقرة نسبيا، وتتركز فيها معظم الحركات التي توجد تحت الارض. اما المناطق القديمة جيولوجيا مثل وسط كندا والبرازيل وشبه جزيرة اسكندنافية وجزء من سيبيريا ومعظم افريقيا وجنوب الهند وغرب استراليا وهي التي استقرت جبالها وصخورها منذ ازمنة جيولوجية بعيدة، فالزلازل قليلة الحدوث.

التّدابير اللازمة للتّخفيف من خطر الزّلازل

هناك مجموعة من التّدابير التي يجب أخذها بعين الاعتبار وذلك للحد ممّا تسببه الزّلازل من مخاطر، ومن هذه التدابير:

- الاهتمام بالشّبكات الزّلزالية وذلك ببنائها، والعمل على صيانتها بشكلٍ دوريّ، بناءً على معرفتنا المسبقة بالأماكن الّتي حدثت فيها الزّلازل.

- أخذ المعلومات عن الزّلازل وأماكن حدوثها؛ وذلك لمعرفة نوع المباني الّتي من الممكن إنشاؤها في كل منطقة.

- الاهتمام بنشر الوعي بين النّاس وتدريبهم على كيفية التصرف والقيام بعمليات الإخلاء في حال حدوث الزّلزال، إضافةً إلى تدريبهم على عمليات الإسعاف الأولي تحسُّباً لحدوث الإصابات.

- تدريب الكوادر البشريّة في الدّفاع المدني على كيفيّة التّعامل مع الخطر، وكذلك تدريبهم على كيفيّة إخلاء البيوت والمباني في حال حدوث الزّلزال.

📚المراجع

Why Do Earthquakes Happen?  )Michigan Technological Univeristy(

-Earthquake (Encyclopædia Britannica(

- Earthquake)encyclopedia(

-What to do in an Earthquake  )Victoria StateEmergency Service

-Resaerchgate

-BBC NEWS

(Graphic News ) أعنف الزلازل في العالم -