Table of Contents
وتمثل العلاقة بين الأنشطة البشرية والمناطق التكتونية أحد أهم أوجه التقاطع في الحضارة الحديثة والعمليات الجيولوجية الطبيعية، حيث تواصل أعداد السكان النمو وتتوسع التنمية الحضرية في المناطق المعرضة للزلازل، وفهم كيفية تأثير الأعمال البشرية على النشاط السيزمي ووضع استراتيجيات شاملة للتأهب، أصبحا حيويين بشكل متزايد لحماية الأرواح والهياكل الأساسية والاستقرار الاقتصادي، ويدرس هذا الاستكشاف الشامل الطرق المعقدة التي تؤثر على المناطق الزلزالية، والتدابير الأساسية التي يجب أن تنفذها المجتمعات المحلية لتعزيز القدرة على التكيف.
Understanding Tectonic Zones and Human Settlement Patterns
مناطق التكتون، حيث تلتقي الألواح القشرية للأرض وتتفاعل، قد اجتذبت مفارقة المستوطنات البشرية على مر التاريخ رغم المخاطر السيزمية المتأصلة فيها، وغالبا ما تُظهر هذه المناطق تربة بركانية خصبة، وموارد طبيعية كبيرة، وودائع معدنية، ومواقع جغرافية استراتيجية قامت بصنع الحضارات لطنا، واليوم، بعض المناطق الحضرية المكتظة بالسكان في العالم
الغلاف الجوي للأرض يتألف من عدة لوحات تكتونية كبيرة وصغيرة تتحرك باستمرار، وإن كان ببطء، مدفوعاً بتيارات التكتيك في المهد الرئيسي، حيث تتجمع هذه اللوحات أو تنزلق بعضها البعض، تتراكم الإجهاد على طول خطوط الخطأ إلى أن تنفجر فجأة في شكل زلازل، بينما تستمر قوى التكتون الأساسية التي تقود حركة الزلازل في تجاوز الوقت البشري، فإن نشاطاتنا قد تبدل
الكائنات الحية المولدة: عندما تُحدث السدود الأرضيّة
إن ظاهرة الزلازل التي تسببها الخزان هي حدوث الزلازل بسبب تسرب المياه خلف السد، وقد تم توثيق هذه الظاهرة في العديد من مواقع السدود في جميع أنحاء العالم، وتمثل أحد أكثر الأمثلة روعة على النشاط السيزمي الذي يسببه الإنسان، وقد وقعت أول حالة من حالات الاهتزاز بسبب الخزان في عام 1932 في سد فوددا الجزائري العائم.
الآليات خلف المراكب الأرضية المُنتجة
فالآليات التي تؤدي من خلالها الخزانات إلى الزلازل تنطوي على عمليات مترابطة متعددة، وعندما يتم بناء سد وملء الخزان بالماء، فإن كمية الضغط التي تمارس على الأرض في ذلك المجال تتغير بشكل كبير، وهذا التغير في الضغط يعمل عبر عدة مسارات يمكن أن تزعزع استقرار نظم الخطأ.
كلما كان هناك تفسير للسيزمية المستحثة للخزان هو زيادة الضغط على سطح الماء بسبب الرأس الهيدروستاتيكي للمستودع، عندما يملأ الماء خزاناً، لا يجلس ببساطة على سطح الصخرة الأساسية، بل بدلاً من ذلك عندما يزيد ضغط المياه، يُجبر المزيد على الأرض، ويملأ الشقوق والعقيدات، وكل هذا النوع من ضغط المياه يمكن أن يوسع من تلك الشقوقات ويخلق حتى
إن ضغط المياه يخفض الضغط الطبيعي داخل الصخرة، بينما لا يغير الضغط المكشوف، وفي أي ظرف من الظروف، فإن زيادة الضغط على المياه يعني أن الفشل أكثر احتمالا، وهذا المبدأ الأساسي يفسر السبب في أن التغييرات المتواضعة نسبيا في ضغط المياه يمكن أن تكون لها آثار هامة على استقرار الغياب في المناطق التي تكون فيها الضغوط التي تكتونية قد أحدثت بالفعل تشكيلات صخرية قريبة من عتبة فشلها.
حالات بارزة من السيزمية المستحثة من المستودعات
وقد عُزيت عدة زلازل رئيسية إلى ملء الخزان بدرجات متفاوتة من اليقين العلمي، وحدث زلزال كوناناغار الذي بلغ حجمه 6.3 1967 في ماهاراشترا، الهند، حيث كان مركزه، وطويله، وما بعده، وجميعها تقع بالقرب من خزان سد كوينا أو تحته، وتوفي 180 شخصا وجرح 500 1 شخص، ولا يزال هذا الحدث واحدا من أكثر الحالات التي درست في مجال التصورات الساكنة.
وفي 1 آب/أغسطس 1975، عُزي زلزال ضاغط في أورفيل، كاليفورنيا، إلى الزلازل من سد كبير من الأرض ومستودع تم بناؤه وملئه مؤخرا، وقد أدت هذه الحالات وغيرها إلى إجراء بحوث واسعة النطاق في التنبؤ بمخاطر الخزانات السيزمية وكيفية التخفيف من تلك المخاطر من خلال الرصد الدقيق والإجراءات التشغيلية.
الأنماط المؤقتة وتقييم المخاطر
فالسيزمية التي يسببها الخزان لا تتبع نمطا زمنيا واحدا، فالتوزيع المؤقت للسيزمية المستحثة بعد ملء الخزانات الكبيرة يبين نوعين من الاستجابة: (1) في بعض الخزانات، تبدأ الزلازل مباشرة تقريبا بعد ملء الخزان؛ (2) في حالات أخرى، يلاحظ حدوث زيادات في الزلازل بعد عدد من دورات التبديل الموسمية.
وعندما تستقر حقول الضغط والضغط على القيم الجديدة، ستتوقف مخاطر الزلازل الناجمة عن ذلك، ثم تعود إلى مستويات مماثلة كانت ستنشأ إذا لم يتم ملء الخزان، وحتى بالنسبة للمستودعات التي تظهر وجود ارتباط بين نشاط الزلازل ومستوى المياه، فإن الظواهر السيزمية المستحثة في الخزان لا تستمر إلى أجل غير مسمى كما هو محدود من الطاقة المتاحة(ج).
ومن المهم أن السد لا يمكن أن يسبب زلزالاً في حد ذاته، إذ يجب أن تكون هناك بالفعل عوامل الخطر، ولا سيما خطوط الخطأ غير المستقرة، مع الظروف المناسبة، على الرغم من أن هذا الشيئ يمكن أن يؤدي إلى حدوث الحدث قبل أن يحدث بصورة طبيعية، بل وربما يزيد من حجمه، وهذا الفهم حاسم لتقييم المخاطر، ويؤكد أهمية إجراء دراسات جيولوجية شاملة قبل بناء السد.
استخراج الطاقة الحرارية الأرضية والسيزمية المحفزة
ومع تحول العالم نحو مصادر الطاقة المتجددة، برزت الطاقة الحرارية الأرضية كخيار واعد لتوليد الكهرباء النظيفة والقائمة على حمولة أساسية، غير أن استخراج الطاقة الحرارية الأرضية، ولا سيما من خلال نظم الطاقة الحرارية الأرضية المعززة، يمكن أن يحفز النشاط السيزمي الذي يطرح تحديات بالنسبة لمصدر الطاقة المستدام لولا ذلك.
How Geothermal Operations Trigger Earthquakes
وقد تؤدي عملية استخراج/حقنة متكررة إلى إحداث بعض التغييرات في حجم الضغط على طبقات الأرض الأساسية، مما يؤدي إلى شقق في الصخور القشرية أو إلى توسيع نطاقها، وقد تؤدي الصخور المكسورة إلى حدوث سلسلة من الزلازل الصغيرة إلى حد متوسط الحجم على مدى فترة طويلة.
ولا يسبب الحفر نفسه زلازل، ولكن عملية إزالة البخار وعودة المياه يمكن أن تؤدي إلى ذلك، وذلك بإنتاج عدم استقرار جديد على طول خطوط الخطأ أو الكسور، وفي المواقع الحرارية الأرضية التقليدية، يقوم مشغلو الحقل الحراري الجيوائي بسحب الكتلة (المغلية من المياه) والحرارة، وكلتاهما يتسببان في تقلص الصخرة المحيطة، مما قد يؤدي بدوره إلى حدوث زلازل نتيجة للضغوط التعاقدية.
"الثعب الأرضي لـ "بوهانغ " " "مُلحّة مُحتذى
بعد ظهر نوفمبر عام 2017، دمر زلزال حجمه 5.5 (بوهانغ) في (كوريا الجنوبية) وأصاب عشرات وأجبر أكثر من 700 1 من سكان المدينة على السكن في حالات الطوارئ، وأظهرت البحوث الآن أن تطوير مشروع للطاقة الحرارية الأرضية يلقي اللوم عليه، وزلزال (بوهانج) يبرز إلى حد بعيد أكبر ما يرتبط مباشرة بتطوير ما يعرف بجهاز حراري جيوئي
وقد أبرز هذا الحدث عيوب خطيرة في كيفية تقييم المشاريع الحرارية الأرضية للمخاطر السيزمية وإدارتها، وقد فهمنا منذ نصف قرن أن عملية ضخ الأرض بضغط شديد يمكن أن تسبب زلازل، ومع ذلك، فإن مشروع بوهانج قد سار دون ضمانات كافية، مما يدل على الحاجة إلى أطر تنظيمية وبروتوكولات تشغيلية أكثر قوة.
إدارة مخاطر الزلازل الحرارية الأرضية
إنّه طالما أنّ الزلازل صغيرة، فإنّك تُعاني من ضوء أخضر، وإذا بدأت الزلازل تُصبح أكبر، فستُعدّل العمليات، وإذا أصبحت كبيرة جداً، فعندها تتوقف مؤقتاً على الأقل، فهذا هو الضوء الأحمر، فبينما يوفر هذا النهج إطاراً لإدارة المخاطر، فإنّ زلزال بوهانج أثبت أنّ الأساليب الحالية قد تكون غير كافية لمنع وقوع أحداث ضارة.
ويعتقد الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن الزلازل المرتبطة بالتحفيز الهيدرولي يمكن تخفيفه والسيطرة عليه من خلال التكهن بالجلد وغيره من التقنيات، ومع الإدارة المناسبة، يمكن تخفيض عدد وحجم الأحداث السيزمية المستحثة، مما يقلل بدرجة كبيرة من احتمال وقوع حدث سيزمي مدمر، وهذا البحث يوفر الأمل في أن يتم تطوير الطاقة الحرارية الأرضية بطريقة أكثر أمانا مع تحسن فهمنا للظواهر السيزمية المستحثة.
الكائنات الحية المتولدة عن التعدين والحفر تحت الأرض
وتمثل عمليات التعدين، ولا سيما التعدين في أعماق الأرض، مصدرا هاما آخر للنشاط السيزمي الذي يتسبب فيه الإنسان، ويؤثر التعدين على حالة التوتر المحيطة بكتلة الصخور، مما يتسبب في كثير من الأحيان في تشويه ملحوظ ونشاط زلزالي، حيث تتوسع الألغام في قشرة الأرض للوصول إلى موارد معدنية قيمة، واحتمالات حدوث زيادات في الظواهر الزلزالية.
روك بيرستز و مينينغ
جزء صغير من الأحداث التي تسببها التعدين ترتبط بالضرر الذي لحق بعمال المناجم وتشكل خطرا على عمال المناجم هذه الأحداث معروفة بتفجيرات الصخور في تعدين الصخور الصلبة أو كصدمات في تعدين الفحم تحت الأرضي، وتتوقف قدرة المناجم على الانفجار أو الصعق أساسا على العمق، وأسلوب التعدين، وتسلسل استخراج المعادن، والجمود الأرضي، والممتلكات المادية للصخرة المحيطة.
ولإدارة هذه المخاطر، يعمل العديد من الألغام الأرضية الصلبة تحت الأرض شبكات رصد الزلازل من أجل إدارة مخاطر الانفجار، وتوجيه ممارسات التعدين، وتتيح نظم الرصد هذه لمشغلي الألغام تتبع التغيرات في أنماط النشاط السيزمي وتعديل العمليات لتقليل المخاطر إلى أدنى حد بالنسبة للعمال والهياكل الأساسية.
عمليات حقن المياه المستعملة والنفط والغاز
وقد ظهرت ممارسة صناعة النفط والغاز في حقن المياه الجوفية العميقة كمصدر رئيسي للزلازل المستحثة في السنوات الأخيرة، ولا سيما في المناطق غير المعروفة تقليدياً بالنشاط الزلزالي، وقد أشارت نتائج البحوث الجارية المتعددة السنوات بشأن الزلازل التي تسببها الدراسة الاستقصائية الجيولوجية التي أجرتها الولايات المتحدة في عام 2015 إلى أن معظم الزلازل الكبيرة في أوكلاهوما، مثل زلزال عام 1952 قد تكون نفايات ناتجة عن الهباء.
وقد حولت هذه الظاهرة مشهد المخاطر السيزمية في أجزاء من الولايات المتحدة الوسطى، حيث شهدت ولايات مثل أوكلاهوما زيادات كبيرة في تردد الزلازل ابتداء من أوائل عام 2010، وقد يؤدي حقن كميات كبيرة من المياه المستعملة إلى آبار للتخلص العميق إلى زيادة الضغط على المصابيح على طول الأخطاء التي كانت قائمة قبل ذلك، مما يقلل من القوى الاحتكاكية التي تبقيها مغلقة والتي قد تؤدي إلى وقوع أحداث زلة.
التنمية الحضرية في المناطق النشطة السيزمية
وإلى جانب الأنشطة الصناعية المباشرة التي يمكن أن تؤدي إلى حدوث الزلازل، فإن النمط الأوسع للتنمية الحضرية في المناطق التي تكتونية يخلق ضعفا يضاعف أثر الأحداث السيزمية عندما تحدث، وتركيز المناطق الحضرية الكثيفة على السكان والهياكل الأساسية الحيوية والأصول الاقتصادية بطرق يمكن أن تحول حتى الزلازل المعتدلة إلى كوارث كبرى إذا لم تتخذ الاحتياطات المناسبة.
تحدي مخزونات المباني القائمة
وتحتوي مدن كثيرة في المناطق المعرضة للزلازل على قوائم كبيرة بالمباني القديمة التي شُيدت قبل وضع أو تنفيذ مدونات حديثة للبناء السيزمي، وهذه الهياكل غير المُنفذة للزيارات، والمباني الخرسانية غير المُنتجة، وأنواع التشييد الضعيفة الأخرى، تشكل مخاطر كبيرة خلال الزلازل، إذ تمثل إعادة تجهيز المباني القائمة للوفاء بالمعايير السيزمية الحالية تحديا ماليا ولوجستيا هائلا، ومع ذلك من الضروري الحد من الخسائر في الأرواح والخسائر الاقتصادية في الزلازل المقبلة.
أوجه الترابط في الهياكل الأساسية
وتتوقف المناطق الحضرية الحديثة على نظم الهياكل الأساسية المعقدة والمترابطة، بما في ذلك إمدادات المياه، والمجاري، والشبكات الكهربائية، والاتصالات السلكية واللاسلكية، وشبكات النقل، وخدمات الطوارئ، ويمكن أن تلحق الأنهار الجليدية أضراراً متعددة في آن واحد، مما يؤدي إلى إخفاقات في التكديس تتفاقم الكارثة، ولا يمكن أن ينجو المستشفى إلا من أضرار هيكلية تحول دون أداء وظيفته بسبب فقدان المياه أو الطاقة أو الوصول إلى الطرق، كما أن فهم ومعالجة هذه العوامل المترابطة أمر حاسم بالنسبة لمرونة الزلازل الحضري.
تخطيط استخدام الأراضي والأخطار السيزمية
ويتطلب الحد من مخاطر الزلازل إدماج الاعتبارات المتعلقة بالمخاطر السيزمية في قرارات تخطيط استخدام الأراضي، وتواجه بعض المواقع داخل المناطق النشطة من الزلازل مخاطر كبيرة بوجه خاص بسبب عوامل مثل القرب من الأخطاء النشطة، أو التعرض للسيك، أو إمكانية حدوث انهيار أرضي، أو تضخيم الأرض بسبب ظروف التربة المحلية، ويمكن أن يؤدي تحديد هذه المناطق الشديدة الخطورة وتقييد بعض أنواع التنمية إلى الحد بدرجة كبيرة من خسائر الزلازل في المستقبل.
رموز المباني السيزمية والتصميم المقاوم للزلازل
رموز البناء السيزمي الحديثة تمثل واحدة من أكثر الأدوات فعالية للإنسانية للحد من الإصابات والأضرار الناجمة عن الزلزال، وهذه الرموز، التي وضعت خلال عقود من البحث، والتحقيقات اللاحقة للزلازل، والابتكار الهندسي، تحدد متطلبات التصميم والتشييد التي تهدف إلى ضمان أن تكون المباني قادرة على تحمل المستويات المتوقعة من الهزات الأرضية دون انهيار.
تطور الفلسفة في التصميم السيزمي
وقد تطورت مدونات البناء السيزمي تطورا كبيرا على مدى القرن الماضي، حيث تركز المدونات الأولية أساسا على مقاومة القوة الأفقية، ومعالجة الزلازل باعتبارها حمولات أفقية ثابتة، وتستخدم الرموز الحديثة نهجا أكثر تطورا على أساس فهم كيفية استجابة المباني فعليا للحركات الأرضية الدينامية للزلازل، وتهدف فلسفة التصميم الحالية عموما إلى منع انهيار المباني وفقدان الأرواح في الزلازل الرئيسية، مع قبول حدوث أضرار هيكلية كبيرة.
العناصر الرئيسية للتصميم المقاوم للزلزال
إن المباني المقاومة للزلازل تتضمن عدة مبادئ تصميمية أساسية، فالانتظام الهيكلي والتفاوت يساعدان على ضمان السلوك الذي يمكن التنبؤ به أثناء الركود الأرضي، ويوفران مسارات متعددة للشحن بحيث لا يؤدي فشل عنصر إلى انهيار تدريجي، ويتيحان العناصر الهيكلية أن تتحلل بشكل كبير دون كسر الطاقة الأرضية وتشتتها، ويكفل تصميم الأعمدة العمودية القوية التي تزيل الأحمال البلاستيكية في شكلها.
وتمثل نظم العزلة في القاعدة تكنولوجيا متقدمة للحماية من الزلازل تفصل بين الحركات الأرضية عن طريق التدخل في التأثيرات المرنة بين المؤسسة والهياكل الخارقة، ويمكن لهذه النظم أن تقلل بشكل كبير من القوى المحالة إلى المبنى، وتحمي العناصر الهيكلية وغير الهيكلية على حد سواء، وتوفر أجهزة تبريد الطاقة، بما في ذلك مختلف أنواع الرطبات، نهجا آخر للحد من المطالب السيزمية على الهياكل باستيعاب طاقة الزلازل.
التحديات في مجال تنفيذ المدونة
وحتى أكثر مدونات البناء تطوراً لا توفر حماية كافية إذا لم تنفذ على النحو السليم، وتشمل التحديات ضمان أن يكون لدى المهنيين العاملين في مجال التصميم ما يكفي من التدريب والخبرة، والحفاظ على مراقبة الجودة أثناء البناء، والتصدي للفساد الذي قد يؤدي إلى انتهاكات مشفرة، وتوفير الموارد الكافية لاستعراض خطط إدارة المباني والتفتيش، وفي البلدان النامية، يمثل البناء غير الرسمي الذي يحدث خارج النظام التنظيمي مصدراً رئيسياً للضعف السيزمي.
نظم الإنذار المبكر
وتمثل نظم الإنذار المبكر بالزلازل نهجا تكنولوجيا للحد من آثار الزلازل بتوفير ثواني لدقائق الإنذار قبل وصول الهزات القوية، وفي حين أن هذا قد يبدو وقتا قصيرا، فإن حتى بضع ثوان من الإنذار يمكن أن تتيح اتخاذ إجراءات وقائية آلية وأن تسمح للناس بالتستر، مما قد ينقذ أرواحا كثيرة.
كيف تعمل نظم الإنذار المبكر
نظم الإنذار المبكر بالزلزال تستغل حقيقة أن الموجات السيزمية تسافر بسرعة محدودة وأن الاتصالات الإلكترونية تسافر بسرعة أكبر بكثير، وعندما يحدث زلزال، تسافر الموجات البدائية أسرع وتصل أولاً، تليها موجات الموجات الشمسية (الموجات الثانوية) والموجات السطحية التي تسبب معظم الحركة الأرضية المدمرة،
الطلبات والاستجابات الآلية
ويمكن أن تؤدي نظم الإنذار المبكر إلى اتخاذ إجراءات وقائية آلية مختلفة، ويمكن إبطاء أو وقف التدريبات لمنع حدوث انحرافات، ويمكن إرسال المفاصل إلى أقرب طابق وفتحها، ويمكن إغلاق خطوط الغاز والنظم الكهربائية للحد من مخاطر الحريق، ويمكن تمهيد الإجراءات الجراحية، ويمكن وضع العمليات الصناعية التي تنطوي على مواد خطرة في وضع آمن، ويمكن أن تخطر نظم الإخطار الجماهيري باتخاذ إجراءات وقائية مثل " دوب، كوفر " .
النظم العالمية للإنذار المبكر
اليابان تدير أكثر نظام إنذار مبكر بالزلازل في العالم، الذي يقدم تحذيرات عامة منذ عام 2007، وقد أثبت النظام قيمته في العديد من الزلازل، بما في ذلك الزلزال المدمر الذي ضرب مدينة توهوكو عام 2011، وقد عملت المكسيك على تشغيل نظام للإنذار المبكر لمدينة مكسيكو منذ التسعينات، مستفيدة من المسافة الكبيرة بين المدينة ومنطقة الخضوع البحرية التي تحدث فيها زلازل كبيرة، وقد عملت الولايات المتحدة على تطوير نظام " شاكيلارت " في الساحل الغربي المحدود، الذي بدأ في عام 2019.
القيود والتحديات
وتواجه نظم الإنذار المبكر قيودا متأصلة، ففيما يتعلق بالمواقع القريبة جدا من مركز الزلازل، قد يكون وقت الإنذار ضئيلا أو غير موجود، ويجب أن تتوازن النظم مع السرعة التي تُواجه، حيث أن الوقت اللازم لتحليل البيانات السيزمية يمكن أن يحسن تقديرات الحجم، ولكنه يقلل من وقت الإنذار، ويمكن أن تؤدي أجهزة الإنذار الفارغة إلى تآكل ثقة الجمهور وتدفع الناس إلى تجاهل الإنذارات، وتحتاج النظم إلى شبكات كثيفة من السيزمومترات، وتعني هياكل أساسية في مجال الاتصالات.
التهيئة والارتقاء على مستوى المجتمعات المحلية
وفي حين أن الحلول الهندسية ونظم الإنذار المبكر حاسمة، فإن التأهب على مستوى المجتمعات المحلية والقدرة على التكيف تحدد في نهاية المطاف مدى قدرة المجتمع على تحمل وتعافيه من الزلازل الرئيسية، وتشمل التأهب الشامل أبعادا متعددة تشمل الاستعداد الفردي والأسري، والتخطيط المجتمعي، وقدرات الاستجابة لحالات الطوارئ، والتخطيط الطويل الأجل للإنعاش.
التعليم العام والتوعية
ويبدأ الاستعداد للزلازل بفعالية بفهم الجمهور للمخاطر السيزمية والإجراءات الوقائية المناسبة، وينبغي أن تعلم حملات التعليم الناس بـ "الدمب، والغطاء، والتمسك" أثناء الهزات بدلا من الهروب إلى الخارج حيث يمكن أن يضربوا بالحطام، ويتعين على الناس أن يفهموا أن الطرق ليست آمنة بشكل خاص على الرغم من الأساطير المستمرة، وينبغي للمجتمعات المحلية أن تعزز الوعي بالمخاطر الزلزالية المحلية، بما في ذلك عدم تهز الأرض فحسب، بل أيضا إمكانية التك.
الأسر المعيشية والتأهب للأعمال التجارية
ويمكن لتدابير التأهب الفردية أن تحسن إلى حد كبير آفاق البقاء والتعافي، وينبغي للأسر المعيشية أن تحتفظ بإمدادات الطوارئ، بما في ذلك المياه، والغذاء، ومواد الإسعاف الأولي، والمصابيح، والبطاريات، والإذاعات التي تعمل بالبطارية أو باليد، وضمان الأثاث الثقيل، والمدفأة بالمياه، وغيرها من المواد التي يمكن أن تسقط أو تنزلق أثناء الهز، وأن تضع الأسر خططا للاتصال من أجل إعادة التوحيد إذا انفصلت خلال الزلزال.
التخطيط المجتمعي لحالات الطوارئ
ويجب على الحكومات والمجتمعات المحلية أن تضع خططاً شاملة لحالات الطوارئ تلبي احتياجات الاستجابة الفورية والانتعاش الطويل الأجل، وينبغي أن تحدد الخطط المخاطر المحتملة، والسكان الضعفاء، والمرافق الحرجة، والموارد المتاحة، وينبغي تصميم مراكز عمليات الطوارئ وتجهيزها لكي تظل عاملة بعد وقوع الزلازل، وينبغي للمجتمعات المحلية أن تضع اتفاقات معونة مشتركة مع الولايات القضائية المجاورة، ويجب أن تعالج الخطط ليس فقط الاستجابة الطارئة الفورية، بل أيضاً الإسكان المؤقت، وإزالة الحطام، وإصلاح الهياكل الأساسية، والانتعاش الاقتصادي.
التدريل والتمرينات
ومن الضروري إجراء تدريبات على الزلازل وممارسات منتظمة لخطط الاختبار وتدريب المستجيبين وبناء الوعي والتأهب العامين، كما أن التدريبات السنوية لزلازل شاكيووت التي بدأت في كاليفورنيا وانتشرت على الصعيد العالمي، تشرك ملايين المشاركين في ممارسة إجراءات الحماية، كما أن العمليات الأكثر تعقيدا التي تشمل المستجيبين لحالات الطوارئ والوكالات الحكومية والمرافق وغيرها من أصحاب المصلحة تساعد على تحديد الثغرات في الخطط وتحسين التنسيق، وينبغي أن تشمل هذه العمليات سيناريوهات تعكس الآثار الواقعية للزلية، بما في ذلك الأضرار الناجمة عن الهياكل الأساسية والاتصالات.
بناء شبكات رأس المال الاجتماعي والمجتمع المحلي
وتظهر البحوث المتعلقة باستعادة القدرة على العمل بعد الكوارث باستمرار أن المجتمعات المحلية التي لديها شبكات اجتماعية قوية ومستويات عالية من رأس المال الاجتماعي تتعافى بسرعة وفعالية أكبر، ويرجح أن يطمئن الجيران الذين يعرفون بعضهم بعضا إلى بعضهم بعضا وأن يقدموا المساعدة المتبادلة بعد وقوع الزلزال، ويمكن للمنظمات المجتمعية أن تؤدي أدوارا حاسمة في نشر المعلومات وتنظيم المتطوعين والدعوة إلى الفئات الضعيفة من السكان، كما أن الاستثمار في التماسك المجتمعي والشبكات الاجتماعية قبل وقوع الكوارث يدفع أرباحا عندما تضرب الزلازل.
حماية الهياكل الأساسية الحيوية والارتقاء بها
وتتوقف المجتمعات الحديثة على نظم الهياكل الأساسية المعقدة التي يمكن أن تعطل بشدة بسبب الزلازل، وضمان قدرة الهياكل الأساسية الحيوية على التكيف أمر أساسي للاستجابة الفورية لحالات الطوارئ والانتعاش الطويل الأجل.
نظم الحياة
وقد تواجه الهياكل الأساسية لخطوط الحياة، بما في ذلك إمدادات المياه، وشبكات المياه المستعملة، وشبكات الكهرباء، وشبكات الغاز الطبيعي، والاتصالات السلكية واللاسلكية، وشبكات النقل، أوجه الضعف السيزمية، وقد تعاني نظم المياه من أضرار لمصانع المعالجة، ومحطات الضخ، وصهاريج التخزين، وخطوط الإمداد بالمياه، وعرقلة إطفاء الحرائق، وتهديد الصحة العامة، وتعطل المستشفيات وغيرها من المرافق الحرجة، ويمكن أن تتضرر النظم الكهربائية في مرافق توليد، وضواحي، وكسر شبكات الغاز الطبيعي.
إعادة استخدام الهياكل الأساسية في الأغراض السيزمية
وقد صممت العديد من نظم الهياكل الأساسية القائمة وبنىت قبل فهم المخاطر السيزمية بشكل جيد أو معالجة كافية في معايير التصميم، ويمثل إعادة استخدام الهياكل الأساسية الضعيفة تحديا كبيرا بسبب حجم العمل المطلوب وصعوبة تطوير نظم لا بد من بقائها قيد التنفيذ، وستعزز برامج إعادة تشكيل الجسور آلاف الهياكل، ولكن العديد من الجسور الضعيفة ما زالت قائمة، وتستبدل برامج استبدال خطوط أنابيب المياه والغاز تدريجيا بدائل من الرشوة المحتوية على الحديد وغيرها من المواد الضعيفة التي تستخدم في عقود عمل أكثر اكتمالا من الزلازل.
العزل والنظم البديلة
إن إعادة التشغيل في نظم الهياكل الأساسية الحيوية تُحسن القدرة على التكيف من خلال ضمان عدم وجود عنصر واحد لا يؤدي إلى فشل كامل في النظام، فالشبكات الكهربائية التي تضم مصادر متعددة الجيل وشبكات نقل مترابطة يمكن أن تُوصل الطاقة إلى المناطق المتضررة، وشبكات المياه التي تضم مصانع متعددة للعلاج، ومرافق تخزين، وشبكات توزيع مترابطة يمكن أن تحافظ على الخدمة حتى لو تعرضت بعض المكونات للتلف، وينبغي لمخططي الطوارئ أن يحددوا الوسائل البديلة لتقديم خدمات حرجة، مثل المولدات المحمولة وشبكات الاتصالات المؤقتة.
الأبعاد الاقتصادية لمخاطر الزلزال
ويمكن أن تتسبب الزلازل في خسائر اقتصادية هائلة من خلال إلحاق أضرار مباشرة بالمباني والهياكل الأساسية، وقطع الأعمال التجارية، والآثار الطويلة الأجل على الاقتصادات الإقليمية، ويعتبر فهم ومعالجة الأبعاد الاقتصادية لمخاطر الزلازل أمرا حاسما للإدارة الشاملة للمخاطر.
الخسائر المباشرة وغير المباشرة
وتشمل الخسائر الاقتصادية المباشرة الناجمة عن الزلازل تكلفة إصلاح أو استبدال المباني والهياكل الأساسية والمحتويات المتضررة، ويمكن أن تكون هذه الخسائر مذهلة - زلزال توهوكو وأمواج تسونامي لعام 2011 - مما أدى إلى خسائر مباشرة تقدر بمبلغ 360 بليون دولار، مما يجعلها أكثر الكوارث الطبيعية تكلفة في التاريخ، وقد تؤدي الخسائر غير المباشرة الناجمة عن توقف الأعمال التجارية، وفقدان الإنتاجية، واضطرابات سلسلة الإمدادات إلى خسائر مباشرة أو تفوق تلك الخسائر.
التأمين ونقل المخاطر
ويوفر التأمين ضد الزلزال آلية لنقل المخاطر المالية من مالكي الممتلكات إلى شركات التأمين، ومن خلال إعادة التأمين، إلى أسواق رأس المال العالمية، غير أن معدلات التغلغل في التأمين ضد الزلازل تختلف اختلافا كبيرا، وفي بعض المناطق الشديدة الخطورة مثل كاليفورنيا، تكون معدلات التحمل في إطار التأمين على الزلازل السكنية منخفضة نسبيا بسبب ارتفاع أقساط التأمين وخصائص كبيرة، وفي بلدان أخرى مثل اليابان ونيوزيلندا، يكون التأمين أكثر انتشارا.
تحليل التكلفة والفوائد
فالاستثمار في تدابير الحد من مخاطر الزلازل قبل وقوع الكوارث يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة عموما من دفع ثمن الانتعاش بعد وقوع الزلازل، وتظهر الدراسات باستمرار أن إعادة التقلب السيزمي، وتحسين مدونات البناء، وغيرها من تدابير التخفيف توفر نسبا إيجابية لتكاليف الفوائد، وكثيرا ما تعيد عدة دولارات إلى كل دولار تجنّب الخسائر، ولكن التكاليف الأولية للتخفيف من حدة الكوارث وعدم التيقن من حدوث الزلازل، يمكن للحكومات أن تساعد على التغلب على هذه الحواجز من خلال تطبيق مدونة قواعد البناء،
التكنولوجيات الناشئة والاتجاهات المستقبلية
وما زالت البحوث والتطوير التكنولوجي الجاريان تحسن قدرتنا على فهم مخاطر الزلازل والتنبؤ بها والتخفيف من حدتها، وتظهر عدة مناطق ناشئة وعدا خاصا بتعزيز قدرة الزلازل على مواجهة الكوارث.
تكنولوجيا الرصد والاستشعار المتقدمة
وتقدم صفائف الكثافة من السيزمات المنخفضة التكلفة، ومحطات النظام العالمي لتحديد المواقع، والمجسات الأخرى تفاصيل غير مسبوقة عن عمليات الزلازل والحركة الأرضية، ويمكن استخدام الكابلات البصرية المحررة كمجسات موزعة لكشف الحركة الأرضية على طول طولها بأكمله، ويمكن للأشعة المتقطعة بواسطة السواتل قياس التشوهات الأرضية بدقة قياس المقياس، مما يساعد على تحديد مناطق تراكم الإجهاد.
تحسين النماذج والتحكيم
إن التقدم في الطاقة الحاسوبية والطرق العددية يتيحان عمليات محاكاة متطورة بشكل متزايد لعمليات الزلازل والحركة الأرضية، ويمكن للنماذج العالية الاستبانة أن تحاكي كيف تبث الأمواج السيزمية من خلال هياكل جيولوجية معقدة وكيف تستجيب المباني للهز البري، وتساعد هذه المحاكاة على تحسين مدونات البناء، وتسترشد بالأولويات المعادية للطبيعة، وتدعم التخطيط لحالات الطوارئ بتقديم سيناريوهات المفصلة للآثار المحتملة للزلازل.
نظم ومواد هيكلية
وتتواصل البحوث بشأن النظم والمواد الهيكلية المبتكرة التي يمكن أن تحسن أداء الزلازل، ويمكن أن تتعرض المحاور للذاكرة الشاسعة لتشوهات كبيرة وتعود إلى شكلها الأصلي، وتستخدم النظم الهيكلية التي تركز على الذات عناصر أكثر ارتفاعا بعد تصعيد الزلازل، وتسمح نظم الصخرة بالحركة المراقَبة والمتروكة التي تحد من القوى المتجهة إلى الهياكل، بينما توفر المواد المركبة المتقدمة نسبا عالية من القوة إلى الوزن وتكاليف النثر.
Earthquake Forecasting Research
وفي حين أن التنبؤ بالزلازل المحدد لا يزال بعيد المنال، فإن التنبؤ بالزلازل المحتمل مستمر في التحسن، إذ تتضمن النماذج المعتمدة على الوقت معلومات عن الزلزال الذي حدث مؤخرا، وتراكم السلالات، وعوامل أخرى لتقدير مدى تغير احتمالات حدوث الزلازل بمرور الوقت، وتوفر نظم التنبؤ بالزلازل التشغيلية تقديرات مستكملة للاحتمالات بعد وقوع زلزال كبير، وتساعد في توجيه القرارات المتعلقة بأولويات التفتيش، وعمليات الإجلاء المؤقت، وغير ذلك من التدابير الوقائية، وفي حين لا يمكن لهذه التنبؤات بمعلومات محددة عن إدارة الزلازلزال، فإنها توفر تقديرات قيمة.
التعاون الدولي وتبادل المعارف
ويشكل خطر الزلزال تحديا عالميا يستفيد من التعاون الدولي في مجالات البحث والرصد وبناء القدرات، وتعمل منظمات مثل المؤسسة النموذجية العالمية لزلزال الأرض على استحداث أدوات وبيانات مفتوحة المصدر لتقييم مخاطر الزلازل، وتيسر المنظمات الدولية لمدونة المباني تبادل أفضل الممارسات في مجال التصميم السيزمي، وتقدم البلدان المتقدمة التي لديها قدرات هندسية متقدمة في مجال الزلازل المساعدة التقنية للبلدان النامية التي تواجه مخاطر سيزمية عالية ولكنها محدودة الموارد.
وتجمع بعثات الاستطلاع بعد الزلزال أفرقة دولية من الباحثين والممارسين لتوثيق آثار الزلازل، والأداء البناء، والاستجابة لحالات الطوارئ، وتسترشد الدروس المستفادة من هذه التحقيقات بالتحسينات في رموز البناء، وممارسات التصميم، والتخطيط لحالات الطوارئ في جميع أنحاء العالم، وتتبادل شبكات رصد الزلزال الدولية البيانات في الوقت الحقيقي، وتدعم نظم الإنذار المبكر بالزلازل، والاستجابة السريعة.
الاستراتيجيات الشاملة للتأهب لمواجهة الكوارث
ويتطلب التأهب الفعال للزلازل اتباع نهج شامل متعدد الجوانب يعالج جميع جوانب دورة إدارة المخاطر من الوقاية والتخفيف من آثارها من خلال التأهب والاستجابة والتعافي، وتشمل العناصر الرئيسية لاستراتيجية شاملة ما يلي:
- ] تنفيذ وإنفاذ مدونات صارمة للبناء السيزمي تعكس الفهم الحالي لمخاطر الزلازل والأداء الهيكلي، مع إيلاء اهتمام خاص لضمان الامتثال أثناء البناء
- Establishing and maintainingزلزال نظم الإنذار المبكر ] where technically and economic feasible, coupled with public education about how to respond to warnings
- Conducting systematic seismic retrofitting programs] for vulnerable existing buildings and critical infrastructure, prioritizing schools, hospitals, emergency facilities, and structures that pose high risks
- تعزيز الوعي العام والتثقيف بشأن مخاطر الزلازل والإجراءات الوقائية المناسبة من خلال المناهج الدراسية والحملات العامة ومشاركة المجتمع
- ] وضع واستكمال خطط طوارئ شاملة بانتظام على جميع مستويات الحكومة، مع أدوار ومسؤوليات واضحة، وقوائم جرد للموارد، وآليات التنسيق
- Conducting regularزل drills and exercises] to test plans, train responders, and build public preparedness, including both simple drop-cover-on drills and complex multi-agency exercises
- Investing in resilient critical infrastructure] including water systems, electrical grids, telecommunications, and transportation networks that can maintain function or recover quickly afterزلازل
- Integrating seismic hazard considerations into land use planning] to avoid development in the highest risk areas and ensure appropriate design standards for different hazard zones
- دعم البحوث العلمية بشأن عمليات الزلازل، والتنبؤ بالحركة الأرضية، والأداء الهيكلي، وتقييم المخاطر من أجل تحسين الفهم والقدرات باستمرار
- Developing financial mechanisms] including insurance, catastrophe bonds, and reserve funds to support rapid recovery after terزل
- بناء قدرة المجتمعات المحلية على التكيف من خلال الشبكات الاجتماعية والمنظمات المحلية وعمليات التخطيط الشاملة التي تشرك جميع شرائح السكان
- Establishing monitoring and regulatory frameworks for industrial activities that can induce seismicity, including reservoir impoundment, geothermal development, wastewater injection, and mining
الطريق: تحقيق التوازن بين التنمية والسلامة
ومع استمرار نمو السكان البشريين وتركيزهم في المناطق النشطة من الناحية الزلزالية، وإذ نتابع الأنشطة الصناعية التي يمكن أن تؤثر على الإجهاد الناجم عن التكتون، فإن التحدي المتمثل في إدارة مخاطر الزلازل لن يتزايد إلا، فالنجاح يتطلب موازنة الاحتياجات الإنمائية المشروعة مع متطلبات السلامة، واتخاذ قرارات صعبة بشأن تخصيص الموارد، والحفاظ على الالتزام الطويل الأجل بالحد من المخاطر حتى في غياب الزلازل الأخيرة.
والخبر السار هو أننا نمتلك المعرفة والتكنولوجيا للحد بشكل كبير من الخسائر والفقدان في الزلازل، إذ يمكن أن تمنع مدونات البناء السيزمية الحديثة، عند تنفيذها على النحو الصحيح، انهيار المباني وإنقاذ الأرواح، ويمكن أن توفر نظم الإنذار المبكر ثواني ثمينة للعمل الوقائي، ويمكن أن يؤدي الاستعداد المجتمعي إلى تحسين الاستجابة والتعافي، والتحدي ليس في القدرات التقنية بل في الإرادة السياسية، وتخصيص الموارد، والاهتمام المستمر بمخاطر قد تبدو مجردة إلى وقوع الكوارث.
وبالنسبة لأنشطة مثل استزهاق الخزان، والتنمية الحرارية الأرضية، وحقن المياه المستعملة التي يمكن أن تحرض على الزلازل، واختيار مواقع دقيقة، وإجراء تحقيقات جيولوجية شاملة، ورصد، وإدارة التكيف، يمكن أن تقلل إلى أدنى حد من المخاطر، كما أن الفوائد التي توفرها هذه الأنشطة لا تخلو من الطاقة المتجددة، وتخزين المياه، واستخراج الموارد، ولكن يجب متابعتها مع الوعي الكامل بالعواقب الزلزالية المحتملة والضمانات المناسبة.
وفي نهاية المطاف، يتطلب إنشاء مجتمعات محلية قادرة على مقاومة الزلازل التزاما مستمرا من جميع قطاعات المجتمع، ويجب على الحكومات أن تسن وتنفذ الأنظمة المناسبة، وأن تستثمر في الهياكل الأساسية الملائمة، وأن تدعم التأهب لحالات الطوارئ، ويجب على القطاع الخاص أن يراعى السلامة الزلزالية في التصميم والبناء، حتى عندما يزيد التكاليف، ويجب على الباحثين أن يواصلوا تعزيز فهم عمليات الزلازل واستراتيجيات الحد من المخاطر، ويجب على المجتمعات المحلية أن تشارك في أنشطة التأهب ودعم الاستثمارات في مجال القدرة على التكيف.
وسيظل تقاطع النشاط البشري والمناطق التكتونية تحدياً محدداً للحضارة في المناطق النشطة من الزلازل، وبفهم كيفية تأثير أعمالنا على مخاطر الزلازل، وتنفيذ استراتيجيات التأهب الشاملة، والحفاظ على اليقظة حتى خلال فترات هادئة، يمكننا بناء مجتمعات لا تنجو من الزلازل فحسب، بل تبرز ظواهر أقوى وأكثر مرونة، ويتطلب المسار إدماج اعتبارات مخاطر الزلازل في جميع جوانب التخطيط والتنمية، بدءاً من تصميم المباني الفردية إلى الاستخدام الإقليمي للأراضي الذي لا يزال بحاجة إلى الاستثمار في الهياكل الأساسية الوطنية.
For more information onزل preparedness and seismic safety, visit the U.S. Geological Survey Earthquake Hazards Program, the Federal Emergency Management resources Agency, and the Great ZakeOutزل drill