عدد المحركات والتوزيع في العالم

مقدمة

إنّ مُزمار الأرض من بين أكثر الظواهر الطبيعية تدميراً، وحدثها ليس عشوائياً، فالتوزيع العالمي للنشاط السيزمي يتبع نمطاً متميزاً يُفسّر بنظرية التكترونيات، وهذا الإطار العلمي يصف حركة لوحات الأرض المسدودة، التي تتفاعل في الحدود لتوليد الإجهاد، والتشويه، والارتطام.

The Fundamentals of Plate Tectonics

إن الغلاف الجوي للأرض مقسم إلى مجموعة من اللوحات الصلبة التي تطفو على الغلاف الأكسجين شبه الفلوري، وهذه اللوحات تتحرك باستمرار، وتقودها قوى مثل التكتلات الرملية، وسحب الرقبة، ودفع الحافة، وتختلف معدلات الحركة من بضعة مليمترات إلى عدة سنتيمترات سنوياً، ومعظم النشاط التكتوني - بما في ذلك الزلازل، والفولكاني، والبناء الجبلي.

الحدود الدنيا

وفي الحدود المتباينة، تتجه الصفائح إلى بعضها البعض، وتخلق قشرة جديدة مع ارتفاع الماجم، ويحدث ذلك في المناطق الجبلية الوسطى والمناطق القارية للسرقات، وتأتي هذه الزلازل سطحياً ومتوسط الحجم، نتيجة للإجهاد التصاعدي، وينعكس على ذلك على كلاسيكي، وعلى الرغم من أن العديد من هذه المشابك تحدث في المحيط، فإنها تسهم في نمط الزلزال العالمي.

الحدود المشتركة

إن كانت هناك لوحة واحدة هي أوقيانوغرافية، فإنها تُحدث تحتها الخنادق العميقة، وتولد عملية التخضير زلازل قوية وعميقة التركيز، حيث تُحدث تشوهات وإجهادا متراكما، وتُنتج عن الاصطدام القاري، مثل الزلزال الذي يحدث بين الهند والهزات الأرضية الأوروبية، زلزالا ضحلية كبيرة ومتوسطة.

حوائز التحويل

وتتم إزالة الحدود حيث تنزلق الصفائح أفقياً بعضها البعض، فقصر سان أندرياس في كاليفورنيا مثال معروف جيداً، وهذه الحدود تنتج زلزال ضحلية متكررة، غالباً ما تكون ذات حجم متوسط، وإن كان بعضها كبيراً، وينشأ الإجهاد في أجزاء مغلقة ويطلق فجأة عندما يتم التغلب على الاحتكاك.

التوزيع العالمي لبؤر المياه الأرضية

ويكشف مركزو زلزال الرسو عن أن معظم الطاقة السيزمية تُطلق على أحزمة ضيقة تتوافق مع حدود اللوحات، غير أن بعض البؤر الساخنة تحدث بعيدا عن حواف الصفائح، التي كثيرا ما ترتبط بركانية السحب، وفيما يلي أهم مناطق القفز الساخنة في جميع أنحاء العالم.

The Pacific Ring of Fire

إن رنين النار في المحيط الهادئ هو أكثر المناطق نشاطاً في الأرض، حيث يدور حول المحيط الهادئ، ويستضيف حوالي 90 في المائة من زلازل العالم و 75 في المائة من البركانات النشطة، ويمتد هذا الحزام على طول الساحل الغربي لأمريكا الشمالية والجنوبية، عبر اليابان وإندونيسيا ونيوزيلندا، ومن خلال جزر ألوتيان، وينتج النشاط المكثف عن الزلازل الفرعية المتعددة، بما في ذلك منطقة الترينج اليابانية، تونغا().

حزام الألبايد

إن الحزام الألبدي من منطقة البحر الأبيض المتوسط عبر الشرق الأوسط، والهمالايا، وداخل جنوب شرق آسيا، هو ثاني أكثر المناطق الزلزالية نشاطا، وينشأ عن التصادم المستمر بين الصفائح الأفريقية والعربية والهندية ذات الصفيحة الأوروبية الآسيوية، وينتج هذا الحزام زلزال ضحل كبير، مثل زلزال كشمير لعام 2005 (M7.6) وزلزال غورخة متوسطة في نيبال عام 2015.

"الريدج المنتصف الأطلسي"

إن منطقة وسط المحيط الأطلسي هي خط حدود متفاوتة تهبط في وسط المحيط الأطلسي، فبينما تكون معظم الزلازل هنا صغيرة إلى متوسطة وتحدث في أعماق ضحلة، فإنها ثابتة، كما أن هذه الحافة هي موقع النشاط البركاني، كما هو الحال في أيسلندا، حيث تنبثق الحدود فوق سطح البحر، وعموماً، فإن الزلازل على طول هذه الحافة ليست مدمرة كما هي الحال في الحدود المحيطة، لأنها تُسهم بعيداً عن المناطق المأه.

بؤر ساخنة

ولا توجد جميع البقع الساخنة للزلازل على حدود اللوحات، وبعضها يقع داخل لوحات التكتون، وغالبا ما يكون فوق الأعمدة المنوية، ونقطة الحواي الساخنة هي واحدة من أشهرها، تنتج كل من الانفجارات والزلازل البركانية، وعادة ما تكون البقع الساخنة الأخرى من الثوران في أمريكا الشمالية، ونقطة ارتقان الأرض في المحيط الهندي.

العوامل المؤثرة في مواقع المستودعات الساخنة

وتخضع مواقع وكثافة مواقع الزلازل الساخنة للعوامل المتفاعلة العديدة، ومنها نوع خط الحدود، ومعدل حركة الطبق، ووجود السباكات المنغلية، والخواص الجيولوجية للقشرة، ويساعد فهم هذه العوامل علماء الزلازل على وضع خرائط للأخطار والنشاط السيزمي الطويل الأجل المتوقع.

نوع و نظام الإجهاد

وكما نوقش، فإن كل نوع من أنواع الحدود يولد نظما مختلفة للإجهاد: التوسع في الحدود المتباينة، والضغط على الحدود المتشابكة، والقصف عند التحول إلى الحدود، وحجم وتواتر الزلازل يضاهيان نمط التشوه، كما أن المناطق الفرعية التي تتراكم فيها الإجهاد على المناطق الكبيرة تنتج أكبر الزلازل، وعادة ما تنتج الحدود المحولة كميات متوسطة الحجم ولكنها شديدة التواتر.

معدل حركة الطرف

وقد تتراكم أطباق التحرك السريع بسرعة أكبر مما يؤدي إلى فترات زمنية أقصر وزلازل أكبر، فعلى سبيل المثال، فإن مجموعة جزر المحيط الهادئ تتحرك بمعدلات تتراوح بين ٥ و ١٠ سنتيمتر سنويا بالمقارنة باللوحات المحيطة، مما يسهم في ارتفاع حدة الزلازل في رنين النار، وقد تكون لللوحات البطيئة المتحركة فترات أطول بين الزلازل، ولكن حدث الطاقة المخزنة لا يزال في طوره.

Mantle Plumes and Hotspots

إن الأعمدة التي ترتفع من الصخور الساخنة من الحدود الأساسية، وعندما تصل إلى الغلاف الجوي، فإنها تتسبب في تذوب النشاط البركاني، كما أن الحركة المرتبطة بالعظمة والإجهاد الحراري يمكن أن تولد زلازلا، كما أن الأعمدة الهوائية، مثلا، تنتج حوافا من الزلازل الصغيرة التي تضغط على الغلاف الجوي، بينما لا تتحول هذه الزلازل عادة إلى توتر.

التركيبة الجيولوجية والهيكل الصدرية

وقد تؤثر قوة القشرة وتنوعها على مدى خزن الإجهاد وإطلاقه، وقد تتعرض المناطق التي يوجد فيها قشر قاري قوي أقل تواتراً، ولكن زلزال أكبر، في حين أن الضعف والكسر قد يستضيف أحداثاً أصغر حجماً، كما أن وجود السوائل (مثلاً، مناطق التخصيب) يمكن أن يقلل من الاحتكاك، ويعزز الظواهر البطيئة أو يشعل الزلازل.

أنواع الزلازل في مناطق البحيرات الساخنة

وتصنف الزلازل الأرضية بعمق وحجم، بينما تصيب الزلازل التي تركز على سطح الماء )٠-٧٠ كيلومترا( أكثر المناطق شيوعا وضرارا، وتنتج الزلازل المتوسطة )٧٠-٣٠٠ كيلومترا( والزلازل العميقة التركيز )٣٠٠-٧٠٠ كيلومترا( في مناطق فرعية، ويندر فهم الزلازل العميقة ولكن يُعتقد أنها ناتجة عن تغيرات في المرحلة المعدنية أو زلزال الهزال.

دراسات حالة عن المعالم الرئيسية

وتوضح دراسة نقاط ساخنة محددة العلاقة بين التكتون والخطر السيزمي، كما أن المناطق التي ينظر إليها جيداً هي مناطق عديدة.

اليابان

اليابان تتواجد في تقاطع أربعة لوحات (المحيط الهادئ، وبحر الفلبين، وشرق أوروبا، وأمريكا الشمالية) وتولد قنوات فرعية تابعة لجزر المحيط الهادئ، وتولد زلزالاً متكرراً، وأمواج تسونامي، ونشاط بركاني، وكان زلزال توهوكو لعام 2011 حدثاً صدعياً كبيراً بين 9 و9.1 ميغاثورات تسببت في أمواج تسونامي مدمرة، وشبكة رصد واسعة النطاق ومدونات بناء صارمة، هي نتيجة مباشرة لزلها الساخنة.

كاليفورنيا

إن زلزال كاليفورنيا يهيمن عليه نظام الفشل في سان أندرياس، وهو حد تحول بين صحون المحيط الهادئ وصحون أمريكا الشمالية، ويواجه نظام الخطأ العديد من الزلازل الصغيرة والمتوسطة، حيث تحدث المشابك الرئيسية كل 100 إلى 200 سنة (مثل زلزال سان فرانسيسكو لعام 1906، M7.8)، كما أن الدولة لديها تفاعلاً متبادلاً مع الشمال (منطقة الخصم في كاسكاديا) وينة واحدة.

شيلي

تُقام شيلي على طول خط البيرو - شيلي حيث تُنتج المقذوفات الفرعية لمحطة ناسكا أسفل قفص أمريكا الجنوبية، وتنتج هذه المنطقة الفرعية بعض أكبر الزلازل المسجلة على الإطلاق، بما في ذلك زلزال فالديفيا لعام 1960 وزلزال مول (M9.8) عام 2010، وتواجه المنطقة أيضا مخاطر بركانية وكارثة تسونامي، وتُحدث زلزالا طويلا في شيلي مع تقارب سريع نسبيا (س)

Himalayas

شكل الهيمالايا نتيجة للاصطدام القاري بين الهند وأوراسيا، وتولد نظم الدفع الرئيسية (ماين هيمالايا ثروست) زلزال ضحل كبير، مثل زلزال بيهار - نبال لعام 1934 وزلزال غورخا لعام 2015 (M7.8)، وتعاني المنطقة من كثافة سكانية كبيرة، كما أن العديد من المباني معرضة للخطر، مما يجعل منطقة الحزام العالمي هي أكبر منطقة.

إندونيسيا

إن إندونيسيا جزء من عملية إطلاق النار في منطقة المحيط الهادئ وتشمل مناطق فرعية عديدة مثل خط شروق الشمس، ومزق زلزال المحيط الهندي لعام 2004 (M9.1) قطاعا هائلا من منطقة سومطرة الفرعية، مما أدى إلى حدوث كارثة تسونامي، وتواجه هذه المنطقة العديد من الزلازل العميقة أيضا، بسبب غض الطرف عن لوحة الإندو - أستراليا التي تقع تحت لوحات السندا، وهي مثال على خط الحدود الساخن.

رصد وضبط المحاقن الأرضية في مناطق هوتسبوت

Seismological networks, including global and regional arrays, monitorزل hotspots continuously. Modern networks use seismometers, GPS, and satellite Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) to detect ground deformation. While short-termزل prediction remains elusive, long-term forecasting based on plate tectonic models and historical recurreism intervals is possible.

وفي المناطق التي ترتفع فيها درجة الحرارة، يعتبر فهم التكتون أمراً حاسماً لنشر الأجهزة، فعلى سبيل المثال، توضع صفائف الكثافة على جانبي الأخطاء الرئيسية، وتُنشر أجهزة الاستشعار في قاع البحر على امتداد مناطق فرعية لكشف حالات التسلل البطيئة والسلائف المحتملة.() ويكشف دمج رسم الخرائط الجيولوجية، وعلم التكديس المخفف للثبات (التحليل لإيجاد أدلة زلازل قديمة)، وتصق البيانات المتعلقة باللوحات في مواقع المواقع العالمية.

خاتمة

(أ) إن توزيع مواقع الزلزال الساخنة في جميع أنحاء العالم مرتبط ارتباطاً وثيقاً بديناميات التكتون، ومعظم البؤر الساخنة تحدث على طول حدود الصفائح، مع ارتفاع سرعة الارتطام في المحيط الهادئ، بما في ذلك إطلاقات الطاقة السيزمية، ومع ذلك فإن مواقع الاختراق الحرارية موجودة فوق الأعمدة ويمكن أن تولد نشاطاً محلياً كبيراً.