مقدمة: الصلة الديناميكية بين الكواكب الأرضية والجبال

إن بعض الظواهر الطبيعية تلتقط الطاقة الخام لكوكبنا مثل الزلازل وبناء الجبال، وهذه العمليتان متداخلتان بشكل عميق، تمثلان تعبيرات مختلفة عن نفس القوة الأساسية: فالحركة البطيئة ولكن المتكررة للكوكب هي: 817 821 2، و 812 2، و 12، و 12، و 12، و 12، و 12، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18، و 18،

ميكانيكيات الأرض

ما سبب "زلزاليكس"؟

والزلزال هو إطلاق مفاجئ للطاقة المرنة المخزنة في الأرض)٢٨٢١(؛ والقشرة التي تدور عادة على طول طائرة خطأ، حيث تتنقل الأطباق التكتونية فيما بينها، وتتراكم الإجهاد في الصخرة إلى أن تتجاوز القوة الدامغة للخطأ، وتولد الارتداد الناتج عن ذلك موجات زلزالية تتدفق إلى الخارج، مما يتسبب في تهز الأرض.

وتقاس الطاقة التي تم إطلاقها خلال الزلزال على نطاق اللحظات التي تضخ فيها الظواهر السيزمية، وهي نتاج لمنطقة الخطأ، وكمية الزلازل، وجمود الصخرة، مثلا، تُطلق زلزالاً كبيراً يزيد بنحو 000 1 مرة عن حادث حجمه 6.0، كما أن عمق الزلازل يميل إلى إحداث أضرار أكبر من جراء الزلازل السطحية التي لا تتجاوز 30 كيلومتراً.

أنواع العصيان ومهنتها

الفشل هو كسور في الأرض 817#؛ والقشرة التي حدثت فيها الحركة، وهي مصنفة حسب اتجاه الزلقة مقارنة بالطائرة الخطأ:

  • Normal faults] occur where the crust is being extended. The hanging wall moves downward relative to the footwall. These faults are common in divergent plate boundaries and rift zones.
  • Reverse faults] occur where the crust is being compressed. The hanging wall moves upward relative to the footwall. Thrust faults] are a low-angle variety of reverse fault and are central to mountain building at convergent boundaries.
  • () - خطئ الشفاه - Strike-slip ()] ينطوي على حركة أفقية، مع تداعيات في الماضي، ومثال مشهور على ذلك، وهذه الأخطاء لا تنتج رفعاً رأسياً، ولكنها لا تزال تؤدي إلى انهيار الأراضي وإعادة تشكيل الطبوغرافية.

سلوك الخطأ: 8212؛ وسواء كان ينزلق في زلازل صغيرة متكررة أو زلازل كبيرة من حين لآخر، و812 812؛ وينفصل عن عوامل مثل نوع الصخور، ودرجة الحرارة، والضغط على السوائل القطبية، ومعدل التحميل التكتوني.

قياس النشاط السيزمي

ويستخدم علماء الاهتزاز شبكات من الظواهر السيزمية لكشف وتحديد مواقع الزلازل، وتتيح لهم البيانات تحديد نقطة الناقص (نقطة بداية الانزلاق) والنقطة التي يُعرض فيها على السطح مباشرة) كما توفر شبكات الزلازل الحديثة رصدا آنيا يغذي نظم الإنذار المبكر، وبالإضافة إلى المناظر الطبيعية، يستخدم العلماء مادة GPS الجيوديسية لقياس التشريد السطحي، والسجلات الرادارية

بناء الجبال: عملية أوروغين

الحدود الدنيا

والمحرك الرئيسي لمبنى الجبال هو التكتونيكات، وعندما تلتئم صفائح التكتونية، يمكن للاصطدام أن يزيح القشرة من خلال الطي والخطأ والتسمك، وهذه العملية، المعروفة باسم أوجين، مسؤولة عن العالم)٨٢١(؛ وعن النطاقات الجبلية الرئيسية، بما فيها الهيمالايا، والألب، والأنديز، والحدود الصخرية.

  • Continental collision: عندما تلتئم صفائح قارية، لا يمكن أن تُخبط بسهولة لأن القشرة القارية شديدة الازدراء، بل إن القشريات والأسماك تؤدي إلى رفع حاد، وقد أدى اصطدام الصفائح الهندية والأوراسية، الذي بدأ قبل نحو 50 مليون سنة، إلى إنشاء منطقة هيبالا.
  • Subduction zones]: When an oceanic plate collides with a continental plate, the denser oceanic plate descends into the mantle. The overriding continental margin is compressed, and magma generated by the subducting slab rises to form volcanduction arcs. The Andes Mountains of South America are a Class example of a sub America.

آليات أخرى لتشكيل الجبال

وعلى الرغم من أن الحدود المتناغمة تنتج أكبر نطاقات الجبال، فإن البيئات التكتونية الأخرى يمكن أن تخلق أيضا الجبال:

  • Rifting and up lift]: في بعض المناطق الشائكة، يمتد القشرة ويخفف منها، ولكن يمكن رفع مواقد الشق بسبب الطفرة الحرارية والانتعاش الحادي، ويتضمن نظام ريفتات شرق أفريقيا أراض مرتفعة وذرع بركانية تشكلت خلال هذه العملية.
  • volcanic edifices]: Isolated volcanic mountains such as Mount Fuji or Mount Kilimanjaro are built by the accumulation of lava and pyroclass material over time. These mountains can rise thousands of meters above the surrounding landscape.
  • Fault-block mountains: In extensional settings, normal faulting can create alternating mountain ranges and valleys, a pattern seen in the Basin and Range Province of the western United States.

جداول زمنية للرفع

إن بناء الجبال عملية بطيئة وفقا للمعايير الإنسانية، حيث تتراوح معدلات الارتفاع في معدلات الارتفاع في المتجانسات العاملة بين 1 و 10 مليمترات في السنة، حيث ستستغرق 200 ألف سنة لإنتاج كيلوغرام واحد من الارتفاع، غير أن الارتفاع كثيرا ما يكون تصاعديا وليس مستمرا، ويحدث الكثير من الحركة الرأسية خلال الزلازل الكبيرة، عندما ينزلق خطأ ويرتفع عدد مرات القفز إلى أعلى من ثواني.

فالتسرب يُعدّل التوازن في رفع مستوى الأنهار والجليد والانهيالات الأرضية التي ترتدى باستمرار في الجبال، حيث ينتقل الرواسب إلى ارتفاعات أقل، ويحدّد التفاعل بين الارتفاع والتحات التكتونية شكل وطول النطاقات الجبلية، وفي العديد من المناطق النشطة من المناطق، ترتفع معدلات التآكل بما يكفي للحفاظ على سرعة الارتفاع، وهو شرط يعرف باسم الدولة الطوبوغرافية الثابتة.

التفاعل بين الزلازل ومبنى الجبال

كيف أن (زلكوكس) قدّر (كروستال) إلى الأعلى

وتشكل الزلازل الكبيرة في البيئات المضغوطة آلية رئيسية لرفع النطاقات الجبلية، وعندما تسبب تمزق في الدافع، يتجه الجدار العازل إلى الارتفاع مقارنة بجداول الأحذية، مما أدى إلى ارتفاع سطحي قابل للقياس، فعلى سبيل المثال، أدى الزلزال الذي وقع في تايوان في تشي - تشي (الخط العرض 7-6) إلى ارتفاع يصل إلى 8 أمتار من التشرد العمودي على طول قبو، مما أدى إلى حدوث زل في عام 2015 في منطقة غربي(خة).

وتظهر زلزال مكرر على نفس نظام الخطأ تراكمياً أن التضاريس الجبلية التي نلاحظها، وتظهر القياسات الجيوديسية التي تستخدم نظام تحديد المواقع ونظام إنسار أن الفترة الفاصلة بين الزلازل الكبيرة تبلغ 812 812؛ والوقت الذي تفصل بين التراكم البطيء للإجهاد، بينما تُطلق الزلازل الكنسي التي تضيق وتنتج تشوهات دائمة.

Seismic Landslides and Landscape Modification

كما أن الأرض القوية التي تهتز خلال زلزال كبير يمكن أن تؤدي إلى آلاف الانهيالات الأرضية في المناطق الجبلية، وتعبئة كميات هائلة من الصخور والرواسب، وقد أدى الزلزال الذي ضرب في عام 2008 في الصين (خط العرض 7.9) إلى حدوث أكثر من 000 50 أرض، وهو ما أدى إلى انتقال ما يقدر بـ 5 إلى 10 كيلومترات من الرواسب المزروعة.

إن الأثر الضار للزلازل الأرضية الناجمة عن الزلزال هو عنصر رئيسي من عناصر التوازن الكتلي الطويل الأجل للسلاسل الجبلية، وفي بعض الحالات، يمكن أن يكون حجم المواد التي تزيلها الانهيالات الأرضية خلال زلزال واحد مساويا لحجم الصخور التي صعدها نفس الحدث أو يتجاوز ذلك، وهذا الانقلاب بين الزلازل والتحات يعني أن الزلازل تبنى وتتدهور في آن واحد، وتحافظ على توازن دينامي في الزمن الجيولوجي.

النظم الافتراضية في المتجانسات الناشطة

وتميز أحزمة الجبال النشطة بشبكات معقدة تستوعب التشوهات الجارية، ففي الهيمالايا، على سبيل المثال، يشكل الثوران الهماليان الرئيسي خطأ متقطعاً يمتد تحت النطاق بأكمله، كما أن الزلازل الكبيرة التي تصيب جبل الهمالايا هي الآلية الرئيسية لبناء الهملايا، غير أن الأشعة المميتة لا تخلق سطحاً واحداً من خلال سلسلة من المصابيح.

وبالمثل، فإن الأنديز تعاني من خلل في نظام من عوامل الدفع التي تستوعب تقصير الهامش القاري، وكثير من هذه الأخطاء ناشطة من الناحية السيزمية، مما أدى إلى حدوث زلازل كبيرة تسهم في رفع النطاق، وقد أدى الزلزال الذي وقع في شيلي في عام 2010 (الخط العرض 8.8) إلى تمزق جزء من الوصلة التخصيبية يبلغ 500 كيلومتر، مما أدى إلى ارتفاع الساحل وهبوطه، وساهم في النمو المستمر للأنديز أو مسبب في المتجانس.

إن فهم الهندسة والسلوك لهذه النظم الخاطئة أمر أساسي للتنبؤ بالزلازل التي يحتمل أن تحدث في المستقبل ولإعادة بناء تاريخ بناء الجبال في منطقة معينة.

أمثلة ملحوظة على زلزال - مونتين الديناميكية

The Himalaya and the 2015 Gorkha Earthquake

إن الهمالايا هي نتاج اصطدام قاري بدأ منذ حوالي 50 مليون سنة، ويستمر اليوم بمعدل تقارب 40 ملم سنويا، وقد أدى هذا الاصطدام إلى أعلى الجبال على الأرض، بما في ذلك جبل إيفرست (848 8 مترا). وأدى زلزال غورخا لعام 2015 (المرتفع 7.8) إلى تمزق جزء من الـ (MHT) مما أدى إلى مقتل ما يقرب من 000 9 شخص وتسبب في أضرار واسعة النطاق في نيبال.

وقد أظهرت الدراسات الجيوديسية أن الزلزال تسبب في ارتفاع وادي كاتماندو بحوالي متر واحد، بينما تنزلق المنطقة شمالاً مباشرةً من الخطأ، وعلى المدى الطويل، تقع الزلازل المتكررة مثل غورخا على عاتقها مسؤولية الارتفاع التدريجي لهيب هيمالايا، غير أن الزلزال أدى أيضاً إلى حدوث آلاف من الانهيالات الأرضية في المنطقة الحرام، ولا سيما في زلابق لانغ تانغ، حيث تُدفن جليد جافل وروكفالي واحد.

منطقة الأنديز و المنطقة الفرعية

إن منطقة الأنديز، وهي أطول منطقة جبلية قارية في العالم، هي أوجينة ذات صلة بالانخفاض شكلها قفص ناسكا الذي ينحدر تحت قفص أمريكا الجنوبية، وزلزال منطقة فرعية من أكبر الزلازل على الأرض، وزلزال فالديفيا لعام 1960 (الدرجة 9.5) هو أقوى ما سجل على الإطلاق، ومزقت أكثر من 000 1 كيلومتر من خط الصفيحة، وتسببت في أضرار واسعة النطاق وتغيرات كبيرة على الساحل.

وتسهم الزلازل الفرعية في الأنديز في بناء الجبال بتقليص القشرة القارية وتسميكها، غير أن المناطق الساحلية المتضررة من هذه الزلازل كثيرا ما تشهد أنماطا معقدة من الارتفاع والهبوط، وقد أدى الزلزال الذي وقع في عام 2010 على بعد 4 أمتار من الارتفاع في الجزر الساحلية، ووصل إلى مترين من الانحدار الداخلي، كما أن هذه الحركة الرأسية تساعد على تشكيل النطاق العام للجزر الأندية.

"خزانة سان أندرياس" و"رانجس"

إن نظام سان أندرياس في كاليفورنيا هو أساساً حدود مائلة بين لوحات المحيط الهادئ وصحافة أمريكا الشمالية، وفي حين أن أخطاء الإضراب لا تنتج رفعاً رأسياً مباشراً، فإنها تخلق طبوغرافياً من خلال مجموعة متنوعة من العمليات الثانوية، وقد رفعت راندس الساحل في كاليفورنيا، التي توازي مع قصر سان أندرياس، نتيجة الضغط على أطراف التكبيل في النظام المسبب للخطأ.

وقد أدى زلزال سان فرانسيسكو لعام 1906 (الخط العرض 7-9) إلى تمزق جزء من القاع الشمالي من سان أندرياس يبلغ 477 كيلومترا، مما أدى إلى حدوث تشريد أفقي يصل إلى 6 أمتار، وفي حين أن الزلزال لم يتسبب في ارتفاع إقليمي كبير، فقد أدى إلى حدوث انهيار أرضي وغيّر المشهد في رانجس الساحل، ويدل نظام سان أندرياس على أن حتى حدود الإضراب يمكن أن تنتج رسماًاًاًاًاًاًاً بارزة عندما تشمل المعالم الجيولوجية.

الطرائق العلمية لدراسة هذه العلاقة

GPS Geodesy and Crustal Deformation

وقد أحدثت شبكات النظام العالمي لتحديد المواقع ثورة في دراسة التشوهات القشرية، إذ يمكن للعلماء، من خلال قياس مواقع المحطات الأرضية بدقة مليمتر، تتبع التكديس البطيء للإجهاد بين الزلازل والتشريد المفاجئ الذي يحدث أثناء الأحداث الزلزالية، وفي أحزمة الجبال النشطة، تكشف بيانات النظام العالمي لتحديد المواقع عن المعدلات التي يتقلص فيها القشر أو يمتد إليها، مما يوفر نظرة مباشرة على سرعة بناء الجبال.

فعلى سبيل المثال، تبين قياسات النظام العالمي لتحديد المواقع عبر منطقة هيمالايا أن اللوح الهندي يلتقي مع أوراسيا في حوالي 40 مم سنويا، حيث تستوعب شبكات النظام العالمي لتحديد المواقع في الأنديز وغيرها من أو المسببات، بيانات دينامية مماثلة لفهمها.

علم الظواهر البدائية والنمو الجبلي

إن علم النزعة الفلزية هو دراسة الزلازل السابقة للتاريخ التي تُحفظ في السجل الجيولوجي، ومن خلال حفر الخنادق عبر العيوب النشطة وتاريخ الرواسب المشردة، يمكن للعلماء إعادة بناء تاريخ الزلازل الكبيرة على مدى آلاف السنين، وهذه المعلومات حاسمة لفهم الدورة الزلزالية وتقييم المساهمة الطويلة الأجل للزلازل في بناء الجبال.

وفي الهيمالايا، حددت الدراسات التي تُجرى في مجال التشريح أدلة على حدوث زلزال كبير متعدد في منطقة جبل طارق على مدى الألفية الماضية، بما في ذلك حدث رئيسي في عام 1344 قد أدى إلى تمزق جزء كبير من نفس الجزء الذي انزلق في عام 2015، وتبين هذه الدراسات أن الهمالايا تنمو أساسا من خلال زلازل غير متكررة وكبيرة الحساسية بدلا من أن تتحول باستمرار إلى نُهج مماثلة طبقت على نظم الفشل في سان أندرياس الشمالية.

النمذجة العددية للأورام والسيزمية

وتؤدي نماذج الحواسيب دورا متزايد الأهمية في فهم العلاقة بين الزلازل وتكوين الجبال، وتحفز النماذج الجيوديناميكية سلوك الغلاف الجوي على مدى ملايين السنين، بما في ذلك حركة الألواح، وميكانيكيات الأخطاء، والتحات، والمناخ، ويمكن لهذه النماذج أن تستنسخ الملامح الكبيرة لأحزمة الجبال، وتختبر الافتراضات بشأن العوامل التي تتحكم في تطورها.

وتركز نماذج الدورة السيزمية على أقصر مدى زمنيا، وتحفيز الإجهاد والإفراج عنه على أخطاء فردية، وبجمع هذه النماذج مع رموز تطور المنظر الطبيعي، يمكن للعلماء استكشاف مدى تكرار الزلازل التي ترسم الطبوغرافية على الزمن الجيولوجي، وتظهر نماذج الهمالايا، على سبيل المثال، أن نمط الارتفاع والتحات الذي لوحظ في النطاق يمكن تفسيره بواسطة قياس الأرض ومعدل التآكل في المستقبل، إلى جانب نماذج المراقبة التي تُعدها الرياح الموسمية.

الآثار المترتبة على تقييم المخاطر وفهم تطور الأرض

وللصلة الوثيقة بين الزلازل وبناء الجبال آثار عملية على تقييم المخاطر السيزمية، فالأحزمة الجبلية النشطة من بين أكثر المناطق خطورة على الأرض، حيث أن نفس القوى التكتونية التي تبني الجبال تنتج أيضا زلازل كبيرة، كما أن فهم معدلات وأنماط زلزال الأعطال أمر أساسي لتقدير احتمالات حدوث زلزال في المستقبل ولتصميم رموز البنى التحتية التي يمكن أن تصمد أمام هزات الأرض.

ففي الهيمالايا، على سبيل المثال، يقدر أن الفترة الفاصلة بين تكرار الزلزال الذي وقع على متن الطائرة العسكرية المتوسطة الأجل والذي يبلغ حجمه 8+ قد يكون عدة مئات من السنوات، نظرا لأن آخر حدث من هذا القبيل في وسط هيمالايا قد يكون قد حدث في عام 1344، تعتبر المنطقة متأخرة عن وقوع زلزال كبير، وتوفر البيانات الجيوديسية واللامزيائية قيودا حاسمة على هذه التقييمات للمخاطر، وتسترشد بها جهود التأهب للكوارث والحد من المخاطر.

وبالإضافة إلى تقييم المخاطر، فإن دراسة ديناميات الجبال الأرضية تقدم نظرة أساسية إلى تطور الأرض)٢٨٢١(؛ والتفاعل بين الارتفاع والتآكل والمناخ قد شكل مشهداً من مختلف أنحاء تاريخ الأرض، وبكشف الإشارات التي تُحفظ في الصخور والرواسب والأطوموغرافية، يمكن للعلماء إعادة بناء التاريخ التكتوني للأحزمة الجبلية وفهم كيفية استجابتهم للظروف البيئية المتغيرة.

كما أبرزت البحوث التي أجريت مؤخرا دور المناخ في حفز العلاقة بين الزلازل وبناء الجبال، وفي نطاقات مثل الهيمالايا والأنديز، يمكن أن يؤثر التآكل الذي تحركه الرياح الموسمية على توزيع الإجهاد على الأخطاء النشطة، مما قد يؤثر على توقيت وقوع الزلازل الكبيرة وموقعها، وهذا الانقلاب بين المناخ والتكتونيين مجال نشط للتحقيقات يبشر بتعميق فهمنا لكيفية عمل نظام الأرض.

خاتمة

والعلاقة بين الزلازل وتكوين الجبال هي شهادة على الطبيعة الدينامية لكوكبنا، فبعد أن تكون ظواهر منفصلة، فإنها وجهان من نفس المحرك التكتوني الذي شكل الأرض 817؛ سطح لبلايين السنين، وتوفر الزلازل البقعة البالية المفاجئة العنيفة للارتقاء بمستوى أعلى من الجبال، بينما تؤدي أيضا إلى الانهيالات الأرضية والتحات الذي ينزلق فيها.

وقد أعطت التطورات في الجيوديسيا والنسيج والنموذج الرقمي للنظم العالمية لتحديد المواقع صورة غير مسبوقة عن الكيفية التي تسهم بها الزلازل في بناء الجبال على النطاقات الزمنية البشرية والجيولوجية على السواء، وسيوفر زلزال غورخا لعام 2015 وزلزال مول في عام 2010 وغير ذلك من الأحداث التي وقعت مؤخرا مختبرات للعالم الحقيقي للاختبار وتحسين فهمنا، ومع توسع شبكات الرصد والنماذج لتصبح أكثر تطورا، فإن إدراكنا للتفاعل بين الزلاد والظواهر الطبيعية ما زالت تحسنا.

وبالنسبة لمن يعيشون في أحزمة الجبال النشطة، فإن هذه المعرفة تنطوي على قيمة عملية لإنقاذ الحياة، وبالنسبة للمجتمع العلمي الأوسع، فإنها تضيء عمليات أساسية شكلت الأرض وغيرها من الكواكب الصخرية، وتنتج الجبال التي نراها اليوم زلزال لا تحصى تمتد إلى ملايين السنين، وتظل الأرض تحت أقدامنا في طور التشغيل، وتبني ذروة الغد.

To learn more about ters and mountain formation, explore resources from the United States Geological Survey Earthquake Hazards Program], the NASA Earth Observatory], and the Incorporated Research Institutions for Seismology[visual-LT:5] data.