Earthquake Occurrence and the Dynamic Earth

إن هذه المراكب هي ظاهرة جيولوجية أساسية ناجمة عن الإفراج المفاجئ عن الإجهاد المتراكم داخل قشر الأرض، وهذا الإطلاق للطاقة يحدث أساسا على سمات مادية محددة مثل الأخطاء ومناطق التخصيب التي تعمل بوصفها نقاط ضعف هيكلية يمكن أن تركز عليها الكثافة، كما أن علم الزلازل الحديث يركز تركيزا شديدا على دراسة هذه السمات لفهم السلوك السيزمي، بما في ذلك تحديد الثغرات الزلزالية وتقدير فترات التكهنية.

الفشل: المصدر الرئيسي للزلزال القشري

فالخسائر هي كسور أو مناطق ضعف في الغلاف الجوي للأرض، حيث حدث تشرد كبير، وهي تمثل فشلاً حاداً في الصخور عندما تتجاوز الضغوط التكتونية قوة المواد التي تشكل القشرة، والغالبية العظمى من الزلازل داخل المناطق القارية يمكن أن تنجم عن زلزال مفاجئ على طول أخطاء سابقة، والخصائص المادية للتواتر - مثل طول الزلازل، والزلازل، والزق، والزق، والزق.

نظرية (إيلنسي ريبورد)

حجر الزاوية في علم الزلازل هو نظرية الارتداد الحاد (القلبية) التي تُنتج عن خطأ في التقلبات الأرضية،

Read more about the Elastic Rebound Theory from the USGS.

آلية القياس الجيولوجي الافتراضي والشفائي

ويخضع طابع وأسلوب الانزلاق الخطأ لنظام الضغط التكتوني السائد الذي يعمل على الطائرة الخطأ، وتصنف الأعطال عموما على أساس اتجاه الحركة النسبية، مما يؤثر تأثيرا مباشرا على نوع النشاط السيزمي الذي ينتجه.

قوارب مضبوطة

وتتميز أخطاء الصدمات بالحركة الأفقية أساساً، حيث تنزلق القطع الصدرية بعضها بعضاً في اتجاه خطاء عمودي تقريباً، حيث تولدت أخطاء أخرى في سلسلة خطوط الأندرياس (San Andreas Fault) في كاليفورنيا، وهي المثال الأساسي لخطأ في الإضراب الجانبي الصحيح، وهي واحدة من أكثر الحدود سوءاً التي تم بحثها على الصعيد العالمي.

قبو الشفاه: عادية وعكسية

وتشمل أخطاء الشفاه التشريد الرأسي للقشرة، وتقسم إلى فئتين على أساس اتجاه الحركة:

  • Normal faults] form in extensional tectonic regimes where the crust is being extendeded and drag apart. In these faults, the hanging wall moves downward relative to the footwall. The Basin and Range province in the western United States exemplifies such extensional faulting. Earthquakes here tend to be moderate in size, typically 7.
  • Reverse faults] (بما في ذلك عيوب الدافع المنخفضة الزاوية) تتطور في نظم ضغط حيث يحدث اختصار قشري، ويتجه الجدار العالق إلى أعلى من خط القدام، ويستوعب التقارب بين الكتل التكتونية، وهذه الأخطاء بارزة في المناطق الفرعية ومناطق الاصطدام القارية مثل الهمالايا.

الوثبات الفوقية - الشفاهية

وتظهر أخطاء كثيرة مزيجا من الاضراب والحركة المسدودة، المعروفة باسم أخطاء البنفسجية - الشفاهية، حيث لا يكون ميدان الإجهاد متوافقا تماما مع الطائرة الخطأ، مما يتسبب في التشريد الأفقي والرأسي المتزامن، ويمكن أن تؤدي أخطاء الشظايا الفوقية إلى تمزقات سيزمية معقدة، وهي شائعة في المناطق التي تعاني من قوى تكتونية متعددة الاتجاهات.

"عُلّة الأرض على الخزنة"

وتتابع الإخفاقات عموما نمطاً دراسياً متميزاً يعرف باسم دورة اللثكية ، ويشمل ذلك عدة مراحل:

  • Interseismic period:] The longest phase, lasting decades to thousands of years, during which tectonic forces slow deform the crust, causing elastic strain to accumulate while the fault remains locked.
  • Coseismic period:] The brief interval (seconds to minutes) during which the fault ruptures sudden, releasing accumulated strain and generating an disease.
  • Postseismic period:] The phase following anزلزال, characterized by aftershocks and viscoelastic restation of the deep crust and upper mantle. This period can last months to decades as the crust adjusts to the new stress regime.

ويعتبر فهم المكان الذي يقع فيه خطأ في هذه الدورة أمرا حيويا لتقدير احتمال وقوع أحداث سيزمية في المستقبل وتقييم المخاطر.

المناطق الفرعية: مصدر ميغاكوكس

وفي حين أن الأخطاء القشرية تولد الكثير من الزلازل المدمرة، فإن المناطق الفرعية هي التي تنتج أقوى الأحداث السيزمية في الكوكب، المعروفة بزلازل الميغاثر (الخطوبة 9 وما فوقها)، وهذه المناطق تمثل أكثر من 90 في المائة من إطلاق الطاقة السيزمية للأرض، وتنشأ مناطق فرعية تضطر فيها طبقة التكتلات المحيطية إلى الاختلال في طبقة قارية أو أخرى من الظواهر المسببة للضغوط.

"الدمغة الخفية"

إن خطاء megathrust fault] هو الحدود بين الكتل المحيطية الخفيفة والطبق المغالى، ويمكن أن تمتد هذه الوصلات البينية إلى مئات الآلاف من الكيلومترات في طولها وعشرات الكيلومترات في عرضها، وغالبا ما يكون الجزء الضحل من التناقضات المتراكمة، قرب الزلازل المحيطي، مكوّنا ضعيفا.

ومن الأمثلة البارزة على ذلك زلزال توهوكو (الحملة 9-0-9-1 ) الذي حدث في اليابان والذي أدى إلى مزق جزء من منطقة صدأ الميغات المقفلة يبلغ 500 كيلومتر، وقطع الطريق إلى الخندق وتسبب في أمواج تسونامي مدمرة، وأبرز هذا الحدث تعقيد سلوك منطقة الخصم وتحدى الافتراضات السابقة بشأن الحدود التمزقية.

لماذا تُنتج المناطق الفرعية أكبر مُزمار الأرض

وتسهم عدة عوامل في الحجم غير العادي للزلازل في المناطق الفرعية:

  • Fault size:] The megathrust fault is exceptionally long and wide, providing a massive rupture area capable of releasing enormous energy.
  • Convergence rate:] Subduction zones typically involve rapid plate convergence, increasing the rate of straincum.
  • قوةالصدمة: ] الصخور المعنية قوية بما يكفي لتخزين كميات كبيرة من الطاقة المرنة قبل الفشل.

The 1960 Valdiviaزل in Chile, with a magnitude of 9.5, remains the largest recordedزل and occurred along a subduction zone, illustrating the immense power these tectonic boundaries can unleash.

تسونامي جيل

إن الزلازل في منطقة فرعية هي السبب الرئيسي في حدوث تسوناميات مدمرة، وعندما تمزقت أعراض الصدأ، كثيرا ما يتسبب في التشريد الرأسي المفاجئ لقاع البحار، ويمكن أن يكون هذا الارتفاع أو التخريب في قاع المحيط عدة أمتار، مما يزيل العمود بأكمله من المياه البحرية المفرطة ويولد موجات تسونامي تشع عبر أحواض المحيط في سرعة الهضبة.

وتشمل أمواج تسونامي كارثية تاريخية تلك التي تولدت عن 2004 زلزال المحيط الهندي (الاحتلال 9-1 و]2011، وزلزال توهوكو ]، الذي تسبب في دمار واسع النطاق عبر بلدان متعددة وأسفر عن خسائر كبيرة في الأرواح، وتبرز هذه الأمثلة الأهمية الحاسمة لفهم ديناميات التخفيف من مخاطر التسونامي.

Visit the Pacific Tsunami Warning Center for the latest alerts.

أنماط النزعة السيزمية العالمية

إن توزيع الزلازل على الصعيد العالمي بعيد عن أن يكون عشوائيا، مما يعكس العمليات التي تكتونية التي تشكل الغلاف الجوي للأرض، وتتحدث الزلازل في الغالب على طول حدود الصفائح، وتوفر أدلة مقنعة تدعم نظرية التكتون، وتسجل منطقة المحيط الهادئ الأكثر نشاطا من الناحية السيزمية في العالم، وهي ]، وهي منطقة مشتعلة من مناطق الهزة الأرضية، وتحوّل أكثر من المحيط الهادئ.

الحدود المشتركة

إن الحدود المتقاربة هي من أكثر الهوامش تعقيدا ونشطا من حيث النزعة السيزمية، وتشمل منطقتي التخضير، حيث تنخفض طبقة المحيطية تحت لوحة أخرى، ومناطق الاصطدام القارية، حيث تترابط صفائحتان قاريتان وتتجمعان، ويمكن أن تكون الزلازل على طول هذه الحدود سطحية أو متوسطة أو عميقة، وتحدث أحيانا ما يصل إلى ٧٠٠ كيلومتر تحت الأرض التي تتجه إلى خط الزور.

الحدود الدنيا

فالحدود المتفرقة، مثل الحواف الوسطى من المحيط مثل الحافة المتوسطة الأطلسية، هي مناطق تفكك فيها الصفائح التكتونية، مما يتيح للماجمة أن ترتفع وتخلق قشرة محيطية جديدة، وتعاني الزلازل في هذه الحدود عموما من الضحل، وصغيرة إلى متوسطة الحجم، وتقع على طول الأخطاء العادية التي تشكل في النظام التوسعي، كما تمثل المناطق الساحلية القارية، مثل وادي شرق أفريقيا.

حوائز التحويل

وتستوعب الأخطاء التي تتحول إلى حركة انزلاقية بين لوحات التكتونية، فقاعة سان أندرياس هي أبرز خطأ في التحول القاري، حيث أن الزلازل هنا عادة ما تكون ضحلة وتتراوح بين حجمين متوسط وكبير )٦ إلى ٨( وعلى الرغم من أن هذه الزلازل أقل قوة عموما من تلك التي تقع في مناطق فرعية، فإن عمقها الضحل وموقعها بالقرب من المناطق الكثيفة السكان كثيرا ما يؤدي إلى أضرار وإصابة كبيرة.

الفيزياء الثانوية وتضخيم الأخطار

إن خطأ مصدر الزلزال هو عنصر واحد فقط يؤثر على المخاطر السيزمية، فالظروف الجيولوجية والطوبوغرافية المحلية يمكن أن تضخم بشكل كبير الهزات الأرضية أو تولد مخاطر ثانوية تؤدي إلى تفاقم الضرر.

Liquefaction and Soil Amplification

Soft, water-saturated soils are vulnerable to liquefaction during intense shaking. This process causes soils to lose strength and behave like a liquid, leading to ground subsidence, building settlement, and foundation failure. A striking example is the 1985 Mexico City, where remote subduction zone shaking was greatly amplthified by soft lake

الأراضي والآثار الطبوغرافية

وتتعرض المنحدرات الصهريجية والأرض الجبلية، التي كثيرا ما تكون مكوّنة من التكتون النشط، لخطر شديد إزاء الانهيالات الأرضية التي تُحدثها حركة أرضية قوية، ويمكن أن تُضخ الأمواج الزلزية على طول الحواف والأطاف بسبب تركيز الموجات وارتفاعها، وزيادة كثافة الركود محليا.

التأثير البشري والنزعة السيزمية

In the last few decades, scientific evidence has increasingly shown that human activities can alter the stress state on faults, triggering ters-a phenomenon known as induced seismicity. Activities such as wastewater injection from oil and gas extraction increase pore pressure in subsurface rocks, reducing frictional strength on ters and promoting slippage.

Learn about induced earthquakes from the USGS.

من الكائنات الطبيعية إلى القدرة على التكيف الاجتماعي

ويفيد الفهم الشامل للملامح المادية التي تتحكم في حدوث الزلازل مباشرة باستراتيجيات للحد من المخاطر السيزمية وتحسين القدرة على التكيف المجتمعي.

رسم خرائط للأخطار السيزمية

وتعتمد مدونات المباني الحديثة والتخطيط لاستخدام الأراضي اعتماداً كبيراً على تقييمات المخاطر السيزمية المحتملة، وتتضمن هذه النماذج بيانات مفصلة عن مواقع الخطأ، ومعدلات الزلازل، وفترات التكرار لتقدير احتمال وكثافة الهزات الأرضية في منطقة معينة، وذلك بإدماج المعلومات الجيولوجية والزلزالية والجيوفيزيائية، وتوجّه خرائط المخاطر مهندسين وصانعي السياسات في تصميم هياكل قادرة على إحداث أضرار في الزلازل، وتقليص الخسائر في الأرواح إلى أدنى حدّة.

نظم الإنذار المبكر

ويمكن لنظم الإنذار المبكر بالزلازل، مثل ]ShakeAlert] في الولايات المتحدة الغربية، وEW في اليابان، وSASMEX، أن تستخدم شبكات الكثيفة من الدقائق السيزمية لكشف موجات الإنذار الأولية السريعة التي تنجم عن الزلزال.

Learn more about ShakeAlert earthquake early warning system.

التعليم والتأهب العامان

كما أن فهم الأسباب المادية للزلازل يمكّن المجتمعات المحلية من الإعداد الفعال، وتؤكد حملات التثقيف العام أهمية تأمين الأثاث الثقيل، ووضع خطط طوارئ أسرية، وممارسة التدريبات " على الأرض والغطاء والاحتفاظ " وتشجع المعرفة بمواقع الخطأ والمخاطر السيزمية على بذل جهود استباقية للتخفيف من حدة الآثار مثل إعادة استخدام المباني الضعيفة وإنفاذ معايير بناء قوية.

خاتمة

إن الإخفاقات ومناطق التخضّص هي السمات المادية الرئيسية التي تتحكم في حدوث الزلازل على الأرض، إذ أن قياس الأرض الافتراضي، وآليات الزلازل، والأوضاع التكتونية تُملي موقع الأحداث السيزمية وحجمها وتواترها، والمناطق الفرعية التي تعاني من اضطرابات هائلة، والإجهاد المتراكم، هي المسؤولة عن أكبر وأشد الزلازل تدميراً، التي ترافقها أمواج تسونامي، وفي الوقت نفسه، يمكن أن تؤدي إلى تخفيف آثار الزلاط الكوارث الطبيعية في تصميمها في مجال الكواكبها، بل والأنشطة البشرية، إلى الحد من المخاطر.