فهم المناطق الفرعية وتأثيرها في المناطق الساحلية

مناطق الاختزال تمثل أكثر المناطق دينامية ونشطة جيولوجياً على الأرض حيث تتجمع لوحات الكوكب التكتونية وتنحدر صفيحة واحدة تحت الأخرى في المعبد وهذه السمات الجيولوجية الرائعة مسؤولة عن تشكيل سطح كوكبنا، وخلق مناطق جبلية، وخنادق محيطية عميقة، وعمق أرضي بركاني، والأهم من ذلك أنها تشكل مخاطر كبيرة على ملايين الناس

ما هي المناطق الفرعية؟

مناطق الاختزال تُشكل في حدود الصفائح المُحدّدة حيث تُنتقل صفائح التكتونية نحو بعضها البعض في عملية تُشكّل جيولوجيا الأرض لمليارات السنين، عندما تُكوّن صفيحة المحيط مع لوحة قارية، يُجبر على الهبوط إلى أسفل أسفل أسفل الصفائح القارية الخبيثة، وهذه العملية الأساسية تحدث لأن القشرة البحرية تتكوّن أساساً

إن عملية التخضّص ليست سلسة أو مستمرة، حيث تنحدر الصفائح المحيطية، تصطدم بدرجات حرارة وضغوط متزايدة تسبب تغيرات عميقة في الخواص الفيزيائية والكيميائية للصخرة، وتُطلق المياه المحصورة في المعادن من لوحة التلال كبروز للطوابق، وتلعب هذه المياه دورا حاسما في تآكل الهامش المزدجّ في كثير من الأحيان.

وتختلف زاوية خط اللوحة الفرعية اختلافا كبيرا بين مختلف مناطق التخضّع، تتراوح بين أفقية تقريبا وخطية شديدة في الزوايا التي تتجاوز 60 درجة، وتنتج زاوية الاختزال هذه، إلى جانب المعدل الذي تترابط فيه اللوحات، تأثيرا كبيرا على أنواع النشاط الجيولوجي الملاحظ على السطح، بينما تتفاوت الزوايا الفرعية التي تُجرى في القوس البركانية التي تقع على نطاق أوسع.

ميكانيكيات الخلاصة

إن القوى المحركة وراء الغواصة معقدة وتنطوي على عوامل متعددة تعمل في إطار توافقي، فالقوة الرئيسية هي الازدهار السلبي للغلاف الليثيوبي البارد الكثيف المحيطي حيث يغرق في الدفء، وأقل كثافة تحته، وهذه العملية، المعروفة باسم سحب السلا، تعتبر واحدة من أقوى القوى في التكتون حيث ترتفع درجة حرارة المحيط وتنتقل من التلال الوسطى.

والضغط المتصاعد هو قوة مساهمة أخرى، حيث يؤدي ارتفاع مستوى الحواف في وسط المحيط إلى الانزلاق في اتجاه الهبوط والبعد عن الحافة بسبب الجاذبية، بالإضافة إلى أن مقاومة الاختزال تخلق الاحتكاك بين الصفين، مما يجعلهما يغلقان بعضهما مؤقتا، وآلية القفل هذه مسؤولة عن تراكم كميات هائلة من الطاقة الفلزالية على مدى عقود أو قرون.

ولا تنخفض لوحة التخدير بشكل سلس إلى المعبد، بل تنحني وتزييفات، وتخلق ضغوطا داخلية في إطار الرقبة نفسها، ويمكن أن تولد هذه الضغوط زلزالا عميقا في نطاق الطبق الفرعي عند عمق يصل إلى 700 كيلومتر، وهو أعمق بكثير من الزلازل التي تحدث في بيئات أخرى من التكتون، ويساعد نمط هذه الزلازل العميقة المعروفة باسم منطقة الخيوط الأرضية.

الأثر الجيولوجي على المناطق الساحلية

وتواجه المناطق الساحلية الواقعة قرب مناطق فرعية مخاطر جيولوجية متعددة مترابطة يمكن أن تترتب عليها عواقب مدمرة بالنسبة للسكان البشرية والهياكل الأساسية، ويأتي التهديد الأكثر إلحاحاً ووضوحاً من الزلازل التي تولدت عن الإفراج المفاجئ للإجهاد المتراكم على طول حدود الصفائح، وقد تصل هذه الزلازل المميتة إلى 9 أو أكثر، مما يجعلها أقوى زلازل على الأرض، وحدث الزلزال الذي وقع في عام 2011 في اليابان، وزلزال المحيط الهندي في عام 1960.

ويمكن أن يؤدي الركود الأرضي الذي تنتجه هذه الزلازل الضخمة إلى تدمير واسع النطاق للمباني والجسور والطرق وغيرها من الهياكل الأساسية، وقد تستمر مدة الركود القوي في الزلازل الكبرى لعدة دقائق، أطول بكثير من الزلازل القشرية النموذجية، مما يزيد من احتمالات الضرر الهيكلي، وغالبا ما يكون للمناطق الساحلية سكان الكثافة والتنمية الواسعة النطاق، مما يجعلها عرضة بشكل خاص للضرر الناجم عن الزلزال، بل إن الخسائر الاقتصادية الناجمة عن عملية واحدة من منطقة فرعية رئيسية يمكن أن تصل إلى مئات السنين.

وتمثل هذه الظواهر خطرا كارثيا آخر يرتبط بمناطق فرعية، وعندما يحدث زلزال ميغاثر أسفل قاع المحيط، فإن التشريد الرأسي المفاجئ لقاع البحر يمكن أن يهدم كميات هائلة من المياه، ويولد موجات تسونامي تشع في جميع الاتجاهات، ويمكن أن تسافر هذه الأمواج عبر أحواض المحيط بأكملها بسرعة تتجاوز 800 كيلومتر في الساعة في المياه العميقة.

كما أن الانفجارات البركانية تضيف طبقة أخرى من المخاطر إلى المناطق الساحلية الواقعة قرب مناطق التخصيب، كما أن القوس البركاني الذي يشكل موازياً لمناطق التخريب يمكن أن ينتج ثورات متفجرة تهدد المجتمعات المحلية القريبة بتدفقات كبيرة من البروتونات، والهراوات (الفيضانات الفولكانية)، والغازات السامة، كما أن الانفجارات البركانية الكبرى يمكن أن تؤدي إلى مخاطر ثانوية مثل الانهيارات الأرضية والفيضانات.

وإلى جانب هذه المخاطر الحادة، تتسبب المناطق الفرعية أيضا في تغييرات تدريجية ولكنها هامة في المناظر الساحلية على النطاقات الزمنية الجيولوجية، وقد يؤدي ضغط وتشويه اللوحة المغطاة إلى ارتفاع السواحل أو هبوطها، وتغيير الشواطئ، والتأثير على النظم الإيكولوجية الساحلية، وقد تشهد بعض المناطق ارتفاعا بطيئا ومطردا في الارتفاع الذي يزيد من مستوى الشواطئ القديمة فوق مستوى البحر الحالي، بينما تغرق مناطق أخرى تدريجيا، مما يزيد من ضعفها إزاء تداعم الفيضانات والعواصفات.

المناطق الفرعية الرئيسية حول العالم

منطقة فرعية تحاصر معظم المحيط الهادئ في منطقة معروفة باسم رنين النار، والتي تمثل حوالي 90 في المائة من زلازل العالم و 75 في المائة من البركانات النشطة، وتمتد هذه الحزام المزروع على شكل خيزي من الساحل الغربي لأمريكا الجنوبية، على امتداد الساحل الغربي لأمريكا الشمالية، عبر جزر ألويتية، من خلال اليابان والفلبين، وتعكس باستمرار مناطق المحيط الهادئ الفرعية.

منطقة كاسكاديا الفرعية

وتمتد منطقة كاسكاديا الفرعية إلى حوالي 000 1 كيلومتر على امتداد الساحل الشمالي الغربي لمنطقة المحيط الهادئ في أمريكا الشمالية، من شمال كاليفورنيا إلى أوريغون وواشنطن إلى جنوب كولومبيا البريطانية، وهنا، وصلت المقالات الفرعية لخوان دي فوك تحت قفص أمريكا الشمالية بمعدل 4 سنتيمتر في السنة، وهذه المنطقة الفرعية مسؤولة عن إنشاء منطقة كازك تاجي، وهي سلسلة من الجبال البركانية.

منطقة كاسكاديا الفرعية تشكل مخاطر كبيرة على المراكز السكانية الرئيسية بما فيها سياتل وبورتلاند وفانكوفر، ويقدر العلماء أن المنطقة لديها احتمالا يتراوح بين 10 و 15 في المائة من إنتاج زلزال كبير خلال السنوات الخمسين القادمة، وطول فترة التكرار بين الزلازل الكبرى، التي تقدر بـ 300 إلى 600 سنة، يعني أنه لا توجد سجلات تاريخية مكتوبة للزلزال كامل القدرة التدميرية، مما يجعل من اليقظة العامة والغربية.

منطقة الأنديز الفرعية

وعلى امتداد الساحل الغربي لأمريكا الجنوبية، تبعد خطا نازكا الفرعية تحت قفص أمريكا الجنوبية، مما يخلق واحدا من أطول المناطق الفرعية وأكثرها نشاطا على الأرض، وتمتد هذه المنطقة لأكثر من 000 7 كيلومتر من كولومبيا إلى جنوب شيلي، وهي مسؤولة عن بناء جبال الأنديز، أطول نطاق للجبال القارية في العالم، ويتفاوت معدل التقارب على طول السنة الأولى، ولكن متوسطه يتراوح بين 7 و 8 ملايين نسمة.

وقد أحدثت منطقة الأنديز الفرعية بعض أقوى الزلازل في التاريخ المسجل، حيث بلغ زلزال فالديفيا في شيلي عام 1960 حجما قدره 9.5، وهو أقوى زلزال قد تقاسه الأدوات، وتسبب هذا الحدث الكارثي في حدوث تسونامي عبر المحيط الهادئ، حيث وصل إلى هاواي، اليابان، والفلبين، وفي وقت أقرب، شكل الزلزال الذي وقع في شيلي في عام 2010 (الخط العرض 8.8) وزلزال عام 2015 (البحرية 8-3).

The Japan Trench and Nankai Trough

اليابان تلتقي بأربعة لوحات كزازية كبيرة، تجعلها واحدة من أكثر المناطق نشاطاً في الأرض، وخطابات المحيط الهادئ الفرعية تحت قلعة أمريكا الشمالية على طول خط اليابان قبالة الساحل الشرقي من هونشو، بينما تولدت عن هذه المناطق الفرعية للتأهب للبحر الفلبيني تحت قلعة إيورازي على امتداد زلزال نانكاي جنوباً،

وقد بلغ زلزال توهوكو وأمواج تسونامي عام 2011 التي ضربت الساحل الشمالي الشرقي لليابان 9.1 وتسببت في حدوث تسونامي بموجات تتجاوز 40 مترا في ارتفاع في بعض المواقع، وقد أدت الكارثة إلى مقتل نحو 000 20 شخص وتسببت في حادث نووي لفوكوشيما دايتشي، مما أبرز المخاطر التي تكتنف أنشطة منطقة التخضير في المناطق الساحلية الشديدة التطور، وقد أدى الزلزال الذي وقع في منطقة تروج في طوكيو إلى ارتفاعه نحو 80 في جنوب اليابان.

"ساندا ميجاثروست"

وتمتد مساحات " سوندا ميغاثورست " ، المعروفة أيضا باسم " شيند صندا ترينش " ، إلى حوالي 500 5 كيلومتر على طول الساحل الجنوبي والجنوبي لسومترا، جافا، وجزر أقل سندا في إندونيسيا، وتتكون هذه المنطقة الفرعية من حيث تُعدّل الخانات الفرعية من مجموعة إندو - أستراليا تحت خط شروق الشمس، وهو جزء من متوسط العمر المتوقع للأوراسيين.

وقد بلغ زلزال المحيط الهندي لعام 2004، الذي وقع قبالة ساحل سومطرة، حجما يتراوح بين 9.1 و 9.3 من ملايين التسونامي، مما أدى إلى مقتل أكثر من 000 230 شخص في 14 بلدا، ومزق الزلزال نحو 300 1 كيلومتر من خط الطبق، مما جعله واحدا من أطول حالات التمزق التي حدثت في أي وقت مضى، مما أدى إلى زيادة الوعي العالمي بمخاطر تسونامي وأدى إلى إنشاء نظم إنذار بالزلازل في منطقة المحيط الهندي.

"الفرقة الاليوتية"

تمتد خط الترين الشمالي إلى حوالي 400 3 كيلومتر على طول الساحل الجنوبي من ألاسكا وجزر ألوتيان حيث تسببت المقادير الفرعية من منطقة المحيط الهادئ الواقعة تحت قفص أمريكا الشمالية، وقد أحدثت هذه المنطقة الفرعية العديد من الزلازل الكبيرة، بما في ذلك الزلزال الكبير الذي ضرب الساحل الغربي في عام 1964، والذي بلغ حجمه 9.2 كيلومترا، وما زال ثاني أكبر زلزال تسونامي سائد في الغرب.

وتتميز منطقة الأليوتيان بزاوية فرعية حادة نسبياً ومعدل تقارب مرتفع يتراوح بين 6 و 7 سنتيمتر سنوياً، وتشمل القوس البركاني الأليوتي أكثر من 80 بركاناً، وكثير منها ينشط ويعرض للخطر الطيران والمجتمعات المحلية، بينما تتسع مساحة المنطقة من السكان مقارنة بمناطق أخرى من مناطق التخفيض، فإن احتمالات حدوث زلزال وأمواج تسونامي كبيرة في جميع أنحاء المحيط الهادئ لا تزال كبيرة.

آليات الزلزال في المناطق الفرعية

وتنشأ الزلازل التي تولدت في مناطق التخصيب عن طريق عدة آليات متميزة، كل منها له خصائص مختلفة وآثار خطرة، وتحدث الزلازل الكبرى والأشد تدميرا على طول الوصل بين لوحات التخصيب والغطاء، وتنجم هذه الزلازل عن الإفراج المفاجئ للإجهاد الذي تراكم على مدى عقود أو قرون بسبب غلق الصفائح بسبب الاحتكاك، وتمتد المنطقة المحصورة أو المنطقة المتوهة من حيث ترتفع درجة الحرارة المتوهية إلى ما يقرب من 50 درجة الحرارة البلاستيكية.

ويمكن أن تكون عملية التمزق خلال زلزال ميغاثريت معقدة بشكل غير عادي، مع حدوث عطل تدريجي على مدى فترة دقيقة، وقد يؤدي التمزق إلى نشر مئات الكيلومترات على طول خط اللوحة، ويمكن أن يختلف مقدار الزلق اختلافا كبيرا على طول الخطأ، وقد تنهار بعض أجزاء الخطأ بمقدار 20 مترا أو أكثر، بينما تشهد أجزاء أخرى حركة أقل بكثير، مما يؤدي إلى تذبذب حركة التسونامي في التوارث.

وبالإضافة إلى الزلازل المميتة، تولد مناطق التخصيب أيضا زلازل في الصفيحة الفرعية نفسها، المعروفة بزلازل داخلي، وتحدث هذه الأحداث كزلازل وصحافة محيطية وهدرات في المعبد، وتعاني من ضغوط داخلية تسبب فيها الكسور، وقد تحدث الزلازل داخلي في أعماق تتراوح بين زلزال وسقوط أكثر من 300 كيلومتر.

وتشكل الزلازل الخارجية نوعا آخر من النشاط السيزمي المرتبط بمناطق فرعية، وهذه الزلازل تحدث في مجرى عرض المحيط من الخندق، حيث يبدأ الطبق بالهبوط قبل الخوص، ويخلق الوصايا ضغوطاً واسعة النطاق في الجزء العلوي من الصحن، مما يسبب زلزالاً طبيعياً، وبينما تكون الزلازل الخارجية أصغر عادة من أحداث الزلزال الميغات، فإنها لا تزال تؤدي إلى حدوث تسونامي.

كما أن اللوحة الزلازلية تصيبها الزلازل بسبب الضغط والتشوهات التي سببتها عملية الإغراق، وهذه الزلازل القشرية تحدث في أعماق ضحلة نسبيا، وهي عادة أقل من 30 كيلومترا، ويمكن أن تكون مدمرة جدا للمجتمعات المجاورة بسبب قربها من السطح، ويوفر نمط الزلازل القشرية في الصفيحة المغفرة معلومات هامة عن كيفية توزيع الإجهاد وإطلاقه في الصفيحة العليا، مما يساعد على فهم النظام الميكانيكي.

تسونامي جيل وبروباغي

إن تسونامي التي تولدت في مناطق فرعية هي من أكثر الأخطار الطبيعية تدميرا التي تواجه المجتمعات الساحلية في جميع أنحاء العالم، ويستلزم توليد أمواج تسونامي نزوحا رأسيا مفاجئا من قاع البحر على منطقة كبيرة، وهو ما يحدث أكثر شيوعا خلال الزلازل التي تصيب الميغاثروات، وعندما تمزقت فجأة أجزاء من خط الحدود، ترتفع اللوحة العمودية فوق حجم المياه.

إن احتمال حدوث تسونامي يتوقف بشكل حاسم على كمية التشريد الرأسي في قاع البحر، الذي يتصل بحجم الزلزال وعمقه وخصائص التمزق، وتتسبب الزلازل القاتمة التي تصيبها كميات كبيرة من الأخطاء المتردية برفق في حدوث التسونامي، وتتسبب بعض الزلازل التي تسمى زلازل تسونامي، في حدوث تسونامي كبير غير متناسب مع حجمها الزلزالي.

وعندما تولد موجات تسونامي تتدفق من منطقة المصدر بسرعة تحددها عمق المياه، وفي أعماق المحيطات، حيث قد تتجاوز الأعماق 000 4 متر، يمكن أن تسافر أمواج تسونامي بسرعة تتراوح بين 700 و 800 كيلومتر في الساعة، وتعبر أحواض المحيط بأكملها في ساعات، وتصبح الأمواج في المياه العميقة مضبوطة طولا طويلا، وغالبا ما تتجاوز 100 كيلومتر، ولكنها تزيد نسبيا عن حجمها.

إن تفاعل موجات التسونامي مع التضاريس الساحلية ومقاييس الأعماق يخلق أنماطا معقدة من تضخيم الموجات والتركيز، ويمكن أن تؤدي مياه الخليج والمأوى والمصابيح إلى تضخيم موجات التسونامي، مما يزيد أحيانا من ارتفاعها بمقدار عشرة أو أكثر، وقد يكون شكل خط السواحل، ووجود جزر أو شعاب ساحلية، وتدفقات المناطق الساحلية الكبيرة من سطح البحر، كلها تأثيرات على كيفية حدوث موجات تسونامي.

وعادة ما تصل هذه الحركات إلى سلسلة من الأمواج بدلا من موجة واحدة، حيث تكون موجات متتالية أكبر أحيانا من الأولى، إذ يمكن أن تتراوح الفترة بين وصول موجات الأمواج بين دقائق وساعات، ويمكن أن تستمر موجة التسونامي بعد ساعات عديدة من الموجات الأولية، مما يجعل أمواج التسونامي شديدة الخطورة، حيث قد يعود الناس إلى المناطق الساحلية بعد مرور الموجة الأولى، ولا يمكن أن تشتعل إلا من جراء حدوث زلاوات تسونامي لاحقة أكبر من ذي قبل وقوعها.

النشاط البركاني وجيل الماجستير

إن القوس البركاني الذي يشكل فوق مناطق التخضـع هو من أكثر النظم البركانية نشاطا وخطورة على الأرض، حيث إن عملية توليد الماما في المناطق الفرعية تختلف اختلافا جوهريا عن تلك التي تخترق في المناطق الوسطى من المحيط أو البقع الساخنة، وتنتج الكموز الذي يحتوي على تركيبات كيميائية وتصرفات انفجارية، حيث تهبط اللوحات البحرية إلى القشرة، وتتسبب في از 100 درجة حرارة.

إن إضافة المياه إلى الصخرة المتحركة الساخنة لها تأثير عميق على سلوكها المذوب، فالماء يقلل درجة حرارة الذوبان في الصخرة بعدة مئات من الدرجات، مما يتسبب في حدوث انصهار جزئي في الرماد فوق الرقبة الخاطية، حيث أن المغناطيس الناتج أقل كثافة من البلور المحيط به ويبدأ في الارتفاع في درجة الحرارة المتضخمة نحو السطح.

وتميل الماماة المنتجة في مناطق التخصيب إلى أن تكون أكثر ثراءاً وازدهاراً من تلك التي تنتج في مرتفعات وسط المحيط، مما له آثار هامة على أنماط الانفجار البركاني، حيث أن الغازات البركانية العالية الارتفاع في الكتلة الغليونية تتيح الضغط حتى يتم إطلاقها بصورة متفجرة، ولهذا السبب فإن البركانيات المصنوعة من الغواصات معروفة لإنتاج أجسام عنيفة في عام 1991.

وتتكون القوس البركاني عادة من 100 إلى 200 كيلومتر من البركان، وهي تربة فوق المنطقة التي تصل فيها الصفيحة الفرعية إلى عمق يتراوح بين 100 و 150 كيلومترا، ويتوقف الوضع الدقيق للقوس البركاني على زاوية التخضّص وغير ذلك من العوامل، وفي بعض الحالات، يتكون القوس البركاني من الهامش القاري، مما يخلق سلاسل من السلك مثل الجزر.

فالأخطار التي تشكلها البراكين في منطقة التخضير تتجاوز إلى حد بعيد المجرى القريب من التهوية البركانية، والتدفقات المزروعة التي تتحول بسرعة إلى تيارات الغاز الساخن والفولكان، يمكن أن تسافر بسرعة تتجاوز 100 كيلومتر في الساعة، وتصل إلى درجات حرارة عدة مئات من درجات السيلسوس، وتحرق كل شيء في مسارها.

نظم الرصد والإنذار المبكر

ويتطلب الرصد الفعال لمناطق التخضوع نهجا شاملا يدمج أنواعا متعددة من الملاحظات والقياسات، ويشكل الرصد السيزمي أساس معظم نظم رصد المناطق الفرعية، باستخدام شبكات من أجهزة السيزمومتر لكشف وتحديد مواقع الزلازل وقياس الحركة الأرضية، ووصف هيكل لوحة التخصيب، ويمكن للشبكات الزلزالية الحديثة أن تكتشف الزلازل في غضون ثوان من وقوعها وأن تقدر بسرعة حجمها ومكانها، وتوفر معلومات حاسمة لنظم الإنذار المبكر بالزلا وأمواجواجواج.

الرصد الجيوديسي الذي يقيس تشوه سطح الأرض أصبح مهم بشكل متزايد لفهم عمليات المناطق الفرعية، محطات النظام العالمي لتحديد المواقع التي تم تركيبها في جميع مناطق المنطقة الفرعية، يُمكن أن يُقيسوا باستمرار حركة سطح الأرض مع الدقة على مستوى المليمتر، وتكشف هذه القياسات عن كيفية انتقال الأطباق فيما يتعلق ببعضها البعض، وحيث تتراكم الضباب على طول حدود الزلزال.

نظم مراقبة قاع البحر أحدثت ثورة في قدرتنا على رصد المناطق الفرعية البحرية شبكات أجهزة استشعار الضغط في قاع البحر يمكنها اكتشاف التغيرات الصغيرة في ضغط المياه الناجمة عن مرور موجات تسونامي، مما يوفر إنذارا مبكرا بأمواج تسونامي بينما لا تزال بعيدة عن الشاطئ، أما شبكات التزلج على الجليد البحري وأدوات الجيوديسية التي تم نشرها مباشرة فوق واجهة المنطقة الفرعية فتمثل أفكارا غير مسبوقة في عملية تمزق الزلازل وأسلوب شبكة خطوط الأنفاق

وقد تم تطوير نظم الإنذار المبكر في منطقة تسونامي في مناطق كثيرة مهددة بتهديد موجات التسونامي في منطقة فرعية، وتجمع هذه النظم بين الكشف السريع عن الزلازل والوصفات التي تولدت عن أمواج تسونامي لتقدير وقت وصول موجات التسونامي وارتفاعها في المواقع الساحلية، وعندما يكتشف حدوث زلزال تسونامي محتمل، يمكن إصدار إنذارات في غضون دقائق، مع توفير وقت ثمين للمجتمعات الساحلية لإخلاء الأرض العليا، ويوفر مركز الإنذار الإقليمي في المحيط الهادئ بمنطقة تسونامي الذي أنشئ بعد كارثة تسونامي الذي يُحد من أمواج.

ويشتمل الرصد البركاني في مناطق التخصيب على تتبع بارامترات متعددة قد تدل على حدوث تغيرات في النشاط البركاني، ويكشف الرصد السيزمي عن الزلازل التي تسببها حركة المغناطيس في البركان، بينما تدل قياسات التشوهات الأرضية على التضخم أو الانكماش في الصواعق البركانية كإنتاج مغنطيسية أو مصارف من خزانات تحت سطح الأرض.

تقييم المخاطر ورسم خرائط المخاطر

ويتطلب تقييم المخاطر التي تشكلها المناطق الفرعية للمجتمعات الساحلية فهما شاملا للمخاطر، وتعرض الناس والهياكل الأساسية، وضعف البيئة والنظم الاجتماعية المبنيتين، ويعد تقييم المخاطر السيزمية التساهلية نهجا واسع النطاق يقدر احتمال وجود مستويات مختلفة من الركود الأرضي في موقع معين على مدى فترة زمنية محددة، ويعتبر البرنامج الإنمائي للصحاح الأرضية المواقع، والأحجام، ومعدلات انتشار الزلازل المحتملة، كما يلي:

وبالنسبة للمناطق الفرعية، يجب أن تُستأثر هذه الفئة بمختلف أنواع الزلازل التي يمكن أن تحدث، بما في ذلك الأحداث الكبرى، والزلازل داخل السلب، والزلازل القشرية في الصفيحة الفوقية، وكل نوع من الزلازل له خصائص مختلفة من حيث الحجم والعمق والخصائص الأرضية، وقد تؤدي الزلازل، في حين أن الأحداث التي تحدث في وقت أقل من الأحداث الأصغر، إلى حدوث مخاطر زلازلية واسعة النطاق في العديد من المناطق الفرعية المحتملة.

ويتضمن تقييم مخاطر تسونامي نموذجاً للكيفية التي يمكن بها لكارثة التسونامي التي تولدها سيناريوهات زلازل مختلفة أن تبث وتؤثر على المناطق الساحلية، ويستخدم العلماء نماذج رقمية تحفيز توليد أمواج تسونامي، وتنشرها عبر المحيط، وتخلي المناطق الساحلية عن طريق وضع خرائط مخاطر تسونامي، وتظهر هذه الخرائط المناطق التي ستغمرها أمواج تسونامي ذات أحواض مختلفة وتساعد على تحديد طرق الإجلاء والمناطق الآمنة.

وينظر تقييم المخاطر البركانية بالنسبة لبراكين منطقة التخصيب في أنواع الانفجارات التي حدثت في الماضي ويمكن أن تحدث في المستقبل، إلى جانب الآثار المحتملة لظواهر بركانية مختلفة، وتظهر خرائط المخاطر في الأحوال الطبيعية مناطق يمكن أن تتأثر بالتدفقات البركانية، واللافارات، والتدفقات الحرارية، والأخطار البركانية الأخرى.

ويحدد تقييم التعرض السكان والمباني والهياكل الأساسية والأصول الاقتصادية الموجودة في المناطق الخطرة، وكثيرا ما تكون المناطق الساحلية القريبة من المناطق الفرعية كثافة سكانية عالية وتركزات في الهياكل الأساسية الحيوية مثل الموانئ، ومحطات الطاقة وشبكات النقل، وقد تكون القيمة الاقتصادية للأصول المعرضة للخطر هائلة، لا سيما في البلدان المتقدمة النمو التي تشهد تنمية ساحلية واسعة النطاق، ولا تكون هناك تغييرات ثابتة على مر الزمن مع نمو السكان، وتتوسع المدن، وتنشأ فيها مخاطر جديدة على الهياكل الأساسية، مما يتطلب تحديثا دوريا.

ويبحث تقييم القابلية للتأثر كيف تتأثر العناصر المعرضة لمختلف المخاطر، ويتوقف ضعف المباني على عوامل مثل نوع البناء والعمر ومعايير التصميم والصيانة، أما المباني القديمة التي تم تشييدها قبل تنفيذ مدونات التصميم السيزمي الحديثة فإنها أكثر عرضة للضرر الناجم عن الزلازل من المباني الجديدة، وينظر الضعف الاجتماعي في عوامل مثل العمر والدخل والحواجز اللغوية وإمكانية الوصول إلى وسائل النقل التي تؤثر على قدرة السكان على الاستعداد والاستجابة لحالات الخطر الاجتماعي.

بناء القدرة على التكيف في المجتمعات الساحلية

ويتطلب بناء القدرة على التكيف مع مخاطر المناطق الفرعية نهجا متعدد الجوانب يعالج الأبعاد المادية والاجتماعية والاقتصادية والمؤسسية لمخاطر الكوارث، وتهدف تدابير التخفيف الهيكلي إلى الحد من ضعف المباني والهياكل الأساسية من خلال تحسين ممارسات التصميم والتشييد، وتدمج مدونات المباني الزلزالية الحديثة الدروس المستفادة من الزلازل الماضية، وتحتاج إلى هياكل يمكن تصميمها لمواكبة المستويات المتوقعة من الرطوبة الأرضية، مما يؤدي إلى الحد من الأضرار الناجمة عن الزلازل التي تحدث في المباني القائمة، ولا سيما الهياكل القديمة.

وقد أخذت مبادئ التصميم المقاومة للتسونامي تدمج بصورة متزايدة في التنمية الساحلية، وقد تم بناء هياكل الإجلاء الرأسي، التي تعزز المباني التي تستهدف مقاومة قوات التسونامي وتوفير المأوى للأشخاص الذين لا يستطيعون الوصول إلى أرض أعلى في الوقت المناسب، في العديد من المناطق المعرضة للتسونامي، ويمكن أن توفر الغابات الساحلية والنباتات بعض الحماية من أمواج التسونامي عن طريق تطهير الطاقة الموجية، وإن كان من الصعب وقف التسونامي في المناطق الشديدة الخطورة التي تحد من التنمية في المناطق المرتفعة.

نظم الإنذار المبكر توفر وقتًا حاسمًا للناس لاتخاذ إجراءات وقائية قبل إضراب المخاطر، أنظمة الإنذار المبكر بالزلزال تكشف موجات سيزمية سريعة الحركة من الزلزال وتصدر تحذيرات قبل وصول موجات أكثر تهداراً، في حين أن وقت الإنذار قد يكون فقط ثواني إلى عشرات ثواني، هذا قد يكون الوقت كافياً ليأخذ الناس غطاءً،

ومن الضروري أن تُفهم برامج التثقيف والتوعية العامة المخاطر التي يواجهها الناس وأن تعرف كيف تستجيب عند إصدار الإنذارات أو الضربات الناجمة عن الكوارث، وتساعد عمليات الإجلاء المنتظم للتسونامي على التعرف على المقيمين والزوار الذين لديهم طرق وإجراءات الإجلاء، وتُعلم البرامج التعليمية في المدارس الأطفال عن أخطار الزلازل وأمواج التسونامي وإجراءات الحماية المناسبة، وتُشرك مبادرات المجتمع المحلي للحد من مخاطر الكوارث السكان المحليين في تحديد المخاطر ووضع خطط الطوارئ وبناء شبكات اجتماعية يمكن أن تدعم جهود الاستجابة والإنعاش.

ويساعد التخطيط للتأهب لحالات الطوارئ على المستوى الفردي والمجتمعي والحكومي على ضمان الاستجابة الفعالة عند وقوع الكوارث، وينبغي للأسر المعيشية أن تحتفظ بالإمدادات الطارئة بما في ذلك الأغذية والمياه والأدوية والوثائق الهامة، وأن تضع خططا للاتصال الأسري، وأن تقوم المجتمعات المحلية بإنشاء مراكز لعمليات الطوارئ، وتدريب المستجيبين لحالات الطوارئ، وإجراء تدريبات على خطط الاستجابة التجريبية، ويجب على الحكومات أن تضع أطرا شاملة لإدارة الكوارث تنسق أنشطة الوكالات المتعددة والولايات، وأن تكفل تعبئة الموارد بسرعة عند الحاجة.

وتساعد تدابير المرونة الاقتصادية المجتمعات المحلية على الانتعاش بسرعة أكبر من الكوارث، ويمكن أن يوفر التأمين على الكوارث وسندات الكوارث موارد مالية لإعادة الإعمار، وتساعد خطط استمرارية تصريف الأعمال الشركات على الاستعداد للحفاظ على العمليات أو التعافي بسرعة بعد الكوارث، وتصبح الاقتصادات المتنوعة أكثر قدرة عموما على التكيف من تلك التي تعتمد على صناعة واحدة قد تتأثر بشدة من جراء كارثة ما، ويمكن أن يؤدي البناء على نحو أفضل بعد الكوارث، عن طريق إدخال مقاومة محسنة للمخاطر في عملية التعمير، إلى الحد من الضعف إزاء الأحداث المقبلة.

Climate Change and Subduction Zone Hazards

فالعلاقة بين تغير المناخ والأخطار الواقعة في المناطق الفرعية معقدة ومتعددة الجوانب، وفي حين أن تغير المناخ لا يؤثر تأثيرا مباشرا على العمليات التكتونية التي تدفع إلى التخضّص، فإنه يمكن أن يؤثر على آثار المخاطر الواقعة على المناطق الفرعية على المجتمعات الساحلية بل قد يؤثر على بعض جوانب النشاط البركاني، إذ أن ارتفاع مستويات سطح البحر، وهو أحد أهم عواقب تغير المناخ، قد يؤدي إلى تفاقم آثار التسونامي عن طريق رفع مستوى المياه الجوفية الذي تولد في المستقبل قد تسبب في فيضانات.

وتضاعف الغواصة الساحلية التي تحدث في بعض المناطق الفرعية بسبب العمليات التي تقوم بها التكتون آثار ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي، وتواجه المناطق التي تعاني من الانحدار التكتوني وارتفاع مستوى البحار ارتفاعا معجّلا في مستوى سطح البحر، مما يزيد من ضعفها أمام أمواج تسونامي، وعواصف العواصف، والتخلي الدائم، وقد تصبح بعض المجتمعات الساحلية في المناطق الواقعة تحت التلال غير مستقرة في غضون عقود بسبب الآثار المترابطة المترتبة على الانسحابات الشديدة التكلفة.

ويمكن أن تؤثر التغييرات في أنماط التهطال وذوبان الجليد المرتبطة بتغير المناخ على المخاطر البركانية في مناطق التخصيب، وقد يؤدي ارتفاع الأمطار إلى تعزيز تكوين المآوي بتوفير المزيد من الماء للخلط مع المواد البركانية، ومع تراجع الزراعات الجليدية وأغطية الجليد على الذروة البركانية إلى الحد من إمكانية حدوث منحدرات بفعل تآكل الجليد أثناء عمليات البحث، ولكن قد يؤدي إلى تآكل التربة.

وقد يؤثر تغير المناخ أيضا على الضعف الاجتماعي والاقتصادي للمجتمعات الساحلية إزاء مخاطر المناطق الفرعية، فالضغوط المتصلة بالمناخ مثل الجفاف والفيضانات والحرارة الشديدة يمكن أن تضغط على موارد المجتمعات المحلية وتخفف من قدرتها على مواجهة المخاطر الأخرى، وقد تؤدي الهجرة التي يتسبب فيها تغير المناخ إلى زيادة الكثافة السكانية في بعض المناطق الساحلية، مما يزيد من التعرض لمخاطر المناطق الفرعية، وعلى العكس من ذلك، فإن تغير المناخ قد يؤدي إلى إبعاد الهجرة عن بعض المناطق الساحلية الضعيفة، مما قد يقلل من التعرض للخطر.

البحث العلمي والتوجيهات المستقبلية

وقد أحرز الفهم العلمي لمناطق التخضّع تقدما كبيرا في العقود الأخيرة، مدفوعا بتحسين قدرات المراقبة، والأدوات الحاسوبية الأقوى، والزلازل الرئيسية التي أتاحت رؤية جديدة لعمليات التخضّص، غير أن هناك تساؤلات كبيرة لا تزال قائمة بشأن الميكانيكيات الأساسية للتخضّص، والعوامل التي تتحكم في توليد الزلازل وأمواج التسونامي، والتطور الطويل الأجل لنظم الاختزال، وهي تهدف إلى معالجة هذه المسائل وتحسين قدرتنا على تقييم مخاطر المناطق الفرعية والتخفيف من حدتها.

ومن بين مجالات التركيز الرئيسية للبحوث الحالية فهم العوامل التي تتحكم في حجم وتواتر الزلازل التي تصيب الميغاثروت، لماذا تنتج بعض المناطق الفرعية زلزالاً من الحجم 9 بينما يبدو البعض الآخر محدوداً للأحداث الأصغر؟ وما الذي يتحكم في مدى التمزق خلال الزلازل الكبرى، وهل يمكننا التنبؤ بالمكان الذي ستبدأ فيه التمزقات وتتوقف فيه؟ وتعالج هذه المسائل من خلال دراسات تفصيلية عن الزلازل الماضية، والتجارب المختبرية على دورة المحاكاة، والنماذج الحاسوبية المتطورة.

وقد ظهرت أحداث الزلقة البطيئة التي اكتشفت لأول مرة في أواخر التسعينات كظاهرة هامة في مناطق التخضّص، وهي أحداث تنطوي على زلزال بطيء وهزائي على خط اللوحة يمكن أن يستمر لأيام إلى أشهر، وتطلق الطاقة بقدر ما تكون زلزالا متوسطا، ولكن دون توليد موجات زلزالية مدمرة، وكثيرا ما تؤدي أحداث التباطؤ إلى حدوث صدمات زلازل صغيرة وقد تؤثر على توقيت حدوث زلازل أكبر.

وتفتح أجهزة المراقبة في قاع البحار نوافذ جديدة في عمليات المناطق الفرعية، ويمكن للكابلات الفيبرية الموزعة على قاع البحار أن تعمل كمجسات موزعة، وكشف موجات الزلازل وتشوه قاع البحر، مع إيجاد حلول مكانية غير مسبوقة، ويمكن للمركبات ذاتية تحت الماء المجهزة بمجسات متطورة أن ترسم خرائط لخطوط قاع البحار وتجمع العينات من المناطق التي كانت في السابق يتعذر الوصول إليها.

ويجري تطبيق التعلم من الآلات والاستخبارات الاصطناعية على بحوث المناطق الفرعية بطرق مبتكرة، ويمكن لهذه التقنيات أن تحدد أنماطا في مجموعات البيانات الكبيرة التي قد تفتقدها أساليب التحليل التقليدية، والتي يمكن أن تكشف عن إشارات سليفة قبل وقوع الزلازل أو الانفجارات، وقد تستخدم خوارزميات التعلم من الآلات لتحسين نظم الإنذار المبكر، وتعزيز التنبؤات بأمواج تسونامي، وتحليل الصور الساتلية لعلامات الاضطرابات البركانية.

ومن الضروري تعزيز التعاون الدولي وتبادل البيانات من أجل النهوض بعلوم المناطق الفرعية، إذ أن مبادرات البحث الرئيسية مثل برنامج نظم المعلومات الجغرافية في الولايات المتحدة والبرامج المماثلة في بلدان أخرى تجمع العلماء من تخصصات متعددة لدراسة المناطق الفرعية بطريقة منسقة، كما أن قواعد البيانات العالمية للزلازل، والرصد الجيوديسي، والرصد الجيولوجي، تتيح إجراء دراسات مقارنة في مختلف المناطق الفرعية، وتساعد على تحديد الأنماط المشتركة، وفهم ما يجعل كل منطقة فرعية فريدة من المجالات، ويضمن إتاحة الوصول إلى البيانات ونتائج البحوث، عوامل التقدم العلمي، مما يعجل.

دراسات الحالات: التعلم من الأحداث السابقة

إن دراسة أحداث تاريخية محددة في مناطق فرعية تقدم دروسا قيمة عن خصائص المخاطر والآثار الاجتماعية واستراتيجيات الاستجابة والإنعاش الفعالة، حيث يشكل زلزال المحيط الهندي وأمواج تسونامي عام 2004 واحدا من أخطر الكوارث الطبيعية في التاريخ الحديث، مما أدى إلى زيادة عدد الأشخاص الذين يعيشون في 14 بلدا، وكشفت الكارثة عن وجود ثغرات خطيرة في نظم الإنذار بأمواج تسونامي، ولا سيما في المحيط الهندي، حيث لم يكن هناك نظام إنذار إقليمي في ذلك الوقت، وأدت الاستجابة الدولية لهذه الكارثة إلى إنشاء نظام عالمي للتأهب للمحيط الهندي.

وقد أظهر زلزال توهوكو وسونامي عام 2011 في اليابان أنه حتى المجتمعات التي كانت شديدة الاستعداد يمكن أن تُغشى من جراء أحداث منطقة فرعية متطرفة، وعلى الرغم من مدونات البناء المتقدمة في اليابان، وشبكات الرصد السيزمية الواسعة النطاق، وإجراءات الإجلاء المحسنة الممارسة، فإن الكارثة قد تسببت في خسائر اقتصادية تتجاوز 200 بليون دولار، وقد تجاوزت أمواج التسونامي ارتفاع تصميم العديد من دفاعات الساحل، وسلطت على نتيجة تقييم المواد النووية في مواجهة الكوارث التي أدت إلى ظهور مخاطر تتعلق بالسلامة نتيجة الكوارث.

وقد أظهر الزلزال الذي ضرب شيلي عام 2010 بحجم 8.8، فعالية مدونات البناء الزلزالي الحديثة في الحد من الإصابات بالزلازل، وعلى الرغم من ضخامة حجم الزلزال، فقد مات أقل من 600 شخص، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن معظم المباني في المناطق الحضرية صُممت لمقاومة الهزات الأرضية القوية، ومع ذلك، فإن أمواج التسونامي التي أعقبت الزلزال لم تجل بعد أكثر من 100 شخص، وأغلبهم لم يصابوا بالزل على الرغم من شعورهم باله بسبب الزلزال الشديد، أبرزت هذه المأسى أهمية التعليم بمرض التسونامي.

وقد أعيد بناء زلزال كاسكاديا الذي وقع قبل وجود سجلات مكتوبة في شمال غرب المحيط الهادئ، وذلك من خلال الأدلة الجيولوجية والسجلات التاريخية من اليابان، حيث تم توثيق التسونامي الناتج عن ذلك، وقد أثبت هذا الحدث أن منطقة كاسكاديا الفرعية قادرة على إنتاج زلزال وكارثة تسونامي عبر المحيط الهادئ، مما أدى إلى تغيير أساسي في فهم المخاطر الزلزالية في شمال غرب المحيط الهادئ.

دور السياسات والحوكمة

إن وجود أطر فعالة للإدارة والسياسات أمر أساسي لترجمة المعارف العلمية عن مخاطر المناطق الفرعية إلى أعمال تحد من مخاطر الكوارث، إذ تمثل رموز البناء وأنظمة استخدام الأراضي أدوات رئيسية للحد من التعرض للزلازل وأمواج التسونامي والثورات البركانية، غير أن تنفيذ هذه الأنظمة وإنفاذها يمكن أن يكونا تحديا، لا سيما في البلدان النامية ذات الموارد المحدودة والقدرات المؤسسية، فالإرادة السياسية والدعم العام والتمويل الكافي ضروري لضمان أن يصبح البناء مقاوما للمخاطر.

وينبغي إدماج الحد من مخاطر الكوارث في التخطيط الإنمائي الأوسع نطاقاً ليكون فعالاً حقاً، وينبغي أن تنظر القرارات المتعلقة بتحديد أماكن المدارس والمستشفيات وغيرها من المرافق الحرجة في التعرض لمخاطر المناطق الفرعية، وينبغي تصميم شبكات النقل مع زيادة الكلفة لضمان بقاء طرق الإجلاء صالحة بعد وقوع الزلازل، وينبغي لسياسات التنمية الاقتصادية أن تشجع التنويع على الحد من الاعتماد على الصناعات التي قد تتأثر بشدة بالكوارث، وأن تساعد في إدماج اعتبارات مخاطر الكوارث في جميع جوانب التخطيط وصنع القرار المعروفة بالفعل على نحو يساعد على تحقيق التنمية.

والتعاون الدولي حاسم الأهمية في التصدي لمخاطر المناطق الفرعية التي تعبر الحدود الوطنية، ويمكن أن تؤثر التسوناميات على بلدان متعددة، مما يتطلب نظماً للإنذار المنسق وخططاً للاستجابة، كما أن الاستفادة من البحوث العلمية من التعاون الدولي وتقاسم البيانات، ويمكن أن تساعد الآليات المالية مثل الصناديق الدولية للإغاثة في حالات الكوارث وأدوات نقل المخاطر البلدان على الانتعاش من الكوارث الكبرى، كما أن الأطر الدولية مثل إطار " سنداي " للحد من أخطار الكوارث توفر التوجيه وتعزز التعاون في مجال الحد من أخطار الكوارث على الصعيد العالمي.

ويجب أن تكون اعتبارات العدالة والعدالة الاجتماعية أساسية في جهود الحد من مخاطر الكوارث، إذ أن الفئات الضعيفة، بما فيها المجتمعات المحلية المنخفضة الدخل والشعوب الأصلية والفئات المهمشة، كثيرا ما تواجه مخاطر غير متناسبة من مخاطر المناطق الفرعية بسبب عوامل مثل السكن غير المستوفى للمعايير، ومحدودية فرص الحصول على المعلومات والموارد، والاستبعاد من عمليات صنع القرار، ويجب أن يعالج الحد الفعال من مخاطر الكوارث هذه مواطن الضعف الكامنة وأن يكفل لجميع أفراد المجتمع فرصة العيش في ظروف آمنة والمشاركة في القرارات.

خاتمة

وتشكل مناطق الاختزال واحدة من أقوى العمليات الجيولوجية وما يترتب عليها من عمليات على الأرض، مما يشكل سطح كوكبنا ويعرض مخاطر كبيرة لمئات الملايين من الناس الذين يعيشون في المناطق الساحلية في جميع أنحاء العالم، وقد تسبب الزلزال وأمواج التسونامي والانفجارات البركانية التي تولدت في مناطق الخصم في وفيات لا تحصى وفي خسائر اقتصادية هائلة في جميع أنحاء تاريخ البشرية، وسيظل ذلك يشكل تهديدات خطيرة في المستقبل.

ويتمثل مفتاح الحد من مخاطر الكوارث الناجمة عن المناطق الفرعية في إدماج المعارف العلمية مع السياسات الفعالة، والهياكل الأساسية القوية، والمجتمعات المحلية المشاركة، وليس هناك نهج واحد كاف، بل هناك حاجة إلى استراتيجيات شاملة تعالج أبعاد متعددة من المخاطر، ويشمل ذلك مواصلة الاستثمار في نظم البحث والرصد العلمية، وتنفيذ وإنفاذ مدونات البناء المقاومة للمخاطر، ووضع نظم فعالة للإنذار المبكر، وبرامج تثقيفية ووعيية تصل إلى جميع أفراد المجتمع، وتخطيط استخدام الأراضي التي تحد من التعرض لأخطر الألغام.

ومع أن تغير المناخ يضيف ضغوطا جديدة إلى المجتمعات الساحلية، وما زال النمو السكاني العالمي يركز الناس والأصول في المناطق المعرضة للخطر، فإن أهمية فهم المخاطر في المناطق الفرعية والإعداد لها لن تزداد إلا، والتحدي الذي يواجه المجتمع هو تطبيق المعارف القائمة بمزيد من الفعالية مع مواصلة تعزيز الفهم العلمي لهذه النظم المعقدة، ومن خلال التعلم من الكوارث السابقة، والاستثمار في القدرة على التكيف، وتعزيز التعاون الدولي، يمكننا العمل نحو مستقبل تتعايش فيه المجتمعات المحلية بشكل أكثر أمنا مع القوى الدينامية.

For[ more information aboutزل preparedness and monitoring, visit the ]United States Geological Survey Earthquake Hazards Program . To learn more about tsunami warning systems and safety, explore resources from the