مقدمة: التحالف غير المريح بين ثروات الأرض ورؤوسها

ويدور الاقتصاد العالمي على الوقود الأحفوري والمعادن، إذ إن النقل بالقوى النفطية الخام، ودور حرارة الغاز الطبيعي، والفلزات مثل النحاس والليثيوم تشكل العمود الفقري للنظم الالكترونية ونظم الطاقة المتجددة، وهذه الموارد لا توزع بالتساوي في جميع أنحاء الكوكب، وإنما تُمليه عمليات جيولوجية عميقة تعمل على مدى ملايين السنين، كما أن وجود مناطق حرجة وغير قابلة للتقدير في كثير من الأحيان، هو التداخل بين الموارد.

Understanding Major Earthquake Zones

تُركّزُ الأرض على طول حدودِ الصفائحِ التكتونيةِ حيث يَبْني الإجهادَ بينما تَتحرّكُ الصفائحَ، تَتْركُ، أَو تَتَزَقُولُ حول بعضها البعض، هذه المناطقِ تُعرّفُ مِن خلال نشاطِها السيزميِ وَتْلَ إلى البعضِ الأكثرِ جيولوجياً في العالمِ.

The Pacific Ring of Fire

إنّ رنين النار في المحيط الهادئ هو أكثر المناطق نشاطاً على الأرض، تعقب مساراً على شكل خيول حول المحيط الهادئ، ويشمل السواحل الغربية في أمريكا الشمالية والجنوبية، اليابان، إندونيسيا، نيوزيلندا، وجزر ألويتية، هذه المنطقة تتميز بمناطق فرعية، حيث يغوص صفيحة تكتونية تحت أخرى،

حزام الهيمالايا - ألبين

إن حزام الهيمالايا - الألب يمتد من البحر الأبيض المتوسط إلى الشرق الأوسط وإلى منطقة هيمالايا وجنوب شرق آسيا، وهذه المنطقة تشكلت بتصادم الصفائح الهندية والأوراسيية، وهي عملية تواصل رفع أعلى نطاقات الجبال في العالم وتوليد زلازل كبيرة، وقد أحدثت التصادم ضغوطا وسخونة هائلة، مما حول المواد العضوية القديمة إلى رواسب هيدروكربونية.

نظام سان أندرياس للدفن

إن قبو سان أندرياس في كاليفورنيا هو حدود تحول حيث تنزلق صحون المحيط الهادئ وأمريكا الشمالية أفقياً فيما بينها، بينما هذا الخطأ لا ينتج نفس النشاط البركاني مثل مناطق التخضّص، فإنه يولد زلزالاً معتدلاً إلى حد بعيد، الجيولوجيا المعقدة للمنطقة، التي شكلتها ملايين السنين من الحركة التكتونية، قد خلقت أحواض رسوبية تحمل رواسب النفط والغاز، فضلاً عن الموارد المعدنية.

توزيع الوقود الفوسيلي في المناطق السيزمية

فالوقود الأحفوري - النفط والغاز الطبيعي والفحم - هي منتجات المادة العضوية القديمة التي تتعرض للحرارة والضغط على النطاقات الجغرافية، ويرتبط توزيعها ارتباطا وثيقا بالأحواض الرسوبية التي يوجد كثير منها في مناطق نشطة زلزامية، والعلاقة بين مناطق الزلازل وودائع الوقود الأحفوري معقدة، حيث يخلق النشاط السيزمي ظروفا لتكوين الموارد ويثير مخاطر على عمليات الاستخراج.

مناطق الإنتاج الفرعي للنفط والغاز

مناطق الاختزال، خاصة في منطقة النار في المحيط الهادئ، تحتوي على كميات كبيرة من النفط والغاز الخنادق والأحواض التي تشكلها الخضوعية تخلق بيئات رسوبية عميقة حيث المواد العضوية يمكن أن تتراكم وتدفن، وعلى مدى ملايين السنين، تحول هذه المواد إلى هيدروكربونات، على سبيل المثال، حقول النفط في إندونيسيا، التي تقع على طول رنين النار، هي من بين أكثر الحدود إنتاجية في آسيا.

منطقة الشرق الأوسط

إن حقول الشرق الأوسط الغنية بالنفط، بما فيها تلك الموجودة في المملكة العربية السعودية وإيران والعراق، تقع على طول حزام هيماليان - ألبين، وقد أحدثت تصادم الصحون العربية والأوراسية أضراراً في حزام الزاغر متعدد الصقور، الذي يلحق بمستودعات ضخمة من الهيدروكربونات، وشهدت هذه المنطقة نشاطاً ساكسياً كبيراً، وسجلت به زلزاليات كبيرة في جميع أنحاء التاريخ.

إيداعات الفحم في المناطق السيزمية

الفحم مُشكل من مواد النباتات القديمة في بيئات المستنقعات، وغالباً ما يُعثر عليه في أحواض الرسوبيات التي تعرضت لتشوهات تكتونية، وكثير من أكبر رواسب الفحم في العالم تقع في مناطق ذات تاريخ سيزمي كبير، الصين، أكبر منتج للفحم في العالم، لديها حقول الفحم الرئيسية في مناطق نشطة زلازلية، ويونان،

الموارد المعدنية في المناطق المعرضة للزلازل

وكثيرا ما تتركز المعادن، بما فيها المعادن الثمينة، والفلزات الأساسية، والمعادن الحيوية للتكنولوجيا الحديثة، في مناطق ذات تاريخ من النشاط الجيولوجي المكثف، وتلعب الزلازل والعمليات التي تكتونية التي تسبب لها دورا مباشرا في تكوين الرواسب المعدنية وتعرضها، ويكتسي فهم هذه العلاقة أهمية حاسمة في عمليات استكشاف المعادن والتعدين.

Porphyry Copper deposits in the Ring of Fire

الرواسب النحاسية المُعدّة هي المصدر الرئيسي للنحاس في العالم، وهي مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بمناطق التخصيب، هذه الرواسب تُحدث في زلزالٍ كبير، وتُنتجُ سوائلَ غنية بالمعادن، وتُركّز النحاس، و(موليبو) و(جبال (أنديز) في أمريكا الجنوبية، جزء من زلزالٍ مُضيفٍ لـ(شيلي)

الإيداعات الذهبية

وتتكون رواسب الذهب الأورامية خلال أحداث بناء الجبال المرتبطة بتصادم اللوحات، وهذه الودائع عادة ما تكون في صخور مزورة وميتاموروفورية على طول مناطق الخطأ، وتحتاج منطقة هيماليان، والشيلد الكندي، وشركة يلغارن في أستراليا جميعها إلى رواسب ذهبية كبيرة أو متجانسة، ويمكن أن تكسر أحجار الجليد وتخلق مسارات لسوائل الذهب.

العناصر الأرضية الرئيسية والمعادن الحرجة

عناصر الأرض السريعة ذات أهمية حاسمة بالنسبة للتكنولوجيات الحديثة، بما في ذلك المغناطيس والبطاريات ونظم الدفاع، وتهيمن الصين على إنتاج الطاقة المتجددة العالمية، مع رواسب كبيرة في المناطق النشطة الزلزالية في منغوليا وشوان، وتقع مستودعات بيان أوبو في منغوليا الداخلية، أكبر مستودعات الطاقة المتجددة في العالم، في منطقة ذات نشاط سيزمي متوسط.

التفاعل بين النشاط السيزمي وإمكانية الوصول إلى الموارد

فالأرض ليست مجرد مخاطرة يتعين إدارتها؛ بل يمكن أن تغير أيضا توافر الموارد وإمكانية الوصول إليها، ويمكن أن تفتح الأحداث السيزمية مسارات جديدة للهجرة من الموارد، أو تعرض الودائع التي سبق دفنها، أو تعطيل عمليات استخراجها، وعلى العكس من ذلك، يمكن أن تتسبب في الانكماش، والكسر، وغير ذلك من التغييرات التي تجعل من عملية الاستخراج أكثر صعوبة أو غير اقتصادية.

Earthquakes as Resource Exposers

وفي بعض الحالات، يمكن للزلازل أن تكشف عن رواسب معدنية كانت مخبأة سابقاً تحت ضغط شديد، ويمكن أن تسبب الهزات الأرضية انهياراً أرضياً يكشف عن ظهور مخارج جديدة أو عن خطئ يمكن أن يجلب صخور أعمق إلى السطح، وقد أدى ذلك تاريخياً إلى اكتشاف رواسب معدنية، وعلى سبيل المثال، فإن زل كريستتشرتش في نيوزيلندا الذي تعرض سابقاً لمعرفه بعد عن وجود عروق في منطقة بور هيلز.

"أرضك كالخراب"

وقد يؤدي التقلبات الأرضية إلى إلحاق أضرار بالبئر، وخطوط الأنابيب، ومصانع التجهيز، حيث تفقد التربة المشبعة قوتها وتتصرف مثل السائل، إلى حدوث أضرار في المباني والمعدات، وقد يؤدي التمزق في القاع إلى قطع خطوط الأنابيب والطرق، وقطع طرق النقل، وتسبب زلزال توريسوكو وتسونامي في اليابان في أضرار واسعة النطاق.

الكائنات الحية المُستحثة

ويمكن أن تتسبب الأنشطة البشرية المتصلة باستخراج الموارد في حد ذاتها في حدوث زلازل، وهي ظاهرة تعرف باسم الزلازل المستحثة، وقد ارتبط حقن المياه المستعملة من عمليات النفط والغاز في آبار عميقة بزيادة نشاط الزلازل في مناطق مثل أوكلاهوما وتكساس، وبالمثل، فإن عمليات التعدين التي تزيل كميات كبيرة من الصخور يمكن أن تسبب تغيرات في الإجهاد تولد زلازل صغيرة، مما يخلق حلقة تغذية مرتدة تستجيب فيها استخراج الموارد لنشاطات الزلزالية وتؤثر على إدارة الزلازلها، مما يتطلب رصدا دقيقا.

مخاطر الهياكل الأساسية والتأهب للكوارث

ويطرح التداخل بين المناطق الغنية بالموارد والمناطق الزلازل مخاطر كبيرة على الهياكل الأساسية، ويجب تصميم وتشغيل شبكات الخطايا والمصافي والألغام والنقل مع مراعاة المخاطر السيزمية، ويمكن أن تكون عواقب فشل الهياكل الأساسية شديدة، بما في ذلك الضرر البيئي والخسائر الاقتصادية وفقدان الحياة.

شبكات الخطابات والنقل

فالخطوط الأنابيب ذات أهمية حاسمة لنقل النفط والغاز الطبيعي والموارد الأخرى من مواقع الاستخراج إلى مرافق المعالجة والأسواق، وفي المناطق النشطة زلزامية، يجب تصميم خطوط الأنابيب لاستيعاب الحركة الأرضية، ويشمل ذلك استخدام مواد مرنة، وتركيب صمامات مغلقة تلقائية، ودفن الأنابيب في الأعماق التي تحميها من التمزق السطحي، كما أن نظام الأنابيب الأرضية الممتد إلى عدة ملامح أفقية للتشريد.

عمليات التعدين وسلامة العاملين

إن التعدين في مناطق الزلازل يتطلب بروتوكولات قوية للسلامة، والألغام تحت الأرض معرضة بشكل خاص للانهيار أثناء الأحداث السيزمية، بينما يمكن للألغام المفتوحة أن تشهد فشلاً في المنحدرات وسقوط الصخور، ويجب على المشغلين رصد النشاط السيزمي في الوقت الحقيقي ووضع خطط للإجلاء، وفي مناطق مثل الأنديز والهيمالايا، تستثمر شركات التعدين بشدة في شبكات رصد الزلازل والضوابط الهندسية لحماية العمال والمعدات.

المخاطر البيئية

ويمكن أن تتسبب الزلازل في أضرار بيئية تتصل باستخراج الموارد، وقد تؤدي الأضرار التي لحقت بالخطوط الأنابيب إلى تسرب النفط، في حين أن فشل سد ذيل النفايات في عمليات التعدين يمكن أن يُطلق مواد سامة في المجاري المائية، ويجب أن تُصمم مشغلات المحركات في عام 2014 التي تُخلف خرقاً جسيماً في كولومبيا البريطانية، كندا، بينما لا تُحدث مباشرةً زلزالاً، على نحوٍ صارم، مما يُصون برامج رصد الأرض.

التوقعات المستقبلية والإدارة المستدامة للموارد

ومع استمرار تزايد الطلب العالمي على الموارد، فإن أهمية فهم وإدارة المخاطر التي تشكلها الزلازل لن تزداد إلا، فالانتقال إلى اقتصاد منخفض الكربون يدفع الطلب على المعادن مثل الليثيوم والكوبالت والنحاس، التي يوجد الكثير منها في مناطق نشطة زلزالية، وفي الوقت نفسه، ستحتاج الهياكل الأساسية الحالية للوقود الأحفوري إلى الصيانة والتكيف المستمرين مع الأخطار الزلزالية.

التقدم التكنولوجي في الرصد والمنع

وتحسن أوجه التقدم في نظم رصد الزلازل والإنذار المبكر القدرة على توقع وقوع الزلازل والتصدي لها، ويمكن لشبكات السيزمومتر أن تكتشف موجات أولية من الزلزال وتوفر تحذيرات قبل وصول موجات أكثر تضررا، مما يتيح لمشغلي خطوط الأنابيب إغلاق الصمامات، ومشغلي الألغام، وإجلاء العمال، والمصافي لبدء إجراءات الطوارئ، كما أن تطوير أنماط التعلم الآلاتي والاستخبارات الاصطناعية يعزز القدرة على التنبؤ.

الهندسة اللازمة للارتقاء

ويجري وضع معايير ومواد هندسية جديدة لجعل الهياكل الأساسية أكثر مرونة للأحداث السيزمية، وقد أحرزت نظم عزل القاعدة، والرقابة المرنة، وتكنولوجيات الرصد المتقدمة مزيدا من الشائع في البناء الجديد، كما أن إعادة تكييف الهياكل الأساسية القائمة أكثر صعوبة، ولكنها أساسية في المناطق التي تنطوي على مخاطر سيزمية عالية، وقد أحرزت صناعة النفط والغاز، على وجه الخصوص، تقدما كبيرا في وضع معايير للتصميم السيزمي للمنابر البحرية والمرافق الساحلية.

الإدارة المتكاملة للموارد

وتتطلب الإدارة المستدامة للموارد في مناطق الزلازل اتباع نهج متكامل يراعي المخاطر الجيولوجية والآثار البيئية وسلامة المجتمعات المحلية، ويشمل ذلك إجراء تقييمات شاملة للمخاطر السيزمية قبل الموافقة على مشاريع جديدة للاستخراج، وتنفيذ برامج رصد قوية، وإشراك المجتمعات المحلية في ضمان التأهب، وتؤدي الحكومات والجهات التنظيمية دورا رئيسيا في وضع المعايير وإنفاذ الامتثال، وسيتطلب وضع سلاسل الإمداد الحيوية بالمعادن، على وجه الخصوص، تخطيطا دقيقا لضمان ألا يؤدي استخراج المعادن إلى تعريض العمال والمجتمعات المحلية لمستويات غير مقبولة.

خاتمة

(أ) إن توزيع الغازات الغازية والمعادن يرتبط ارتباطاً وثيقاً بنفس العمليات التي تولد الزلازل، كما أن ارتفاع حرارة المحيط الهادئ، والحزام الهمالي - الألب، والمناطق النشطة الأخرى، تنطوي على رواسب كبيرة من النفط والغاز الطبيعي والفحم والذهب والعناصر الأرضية النادرة.