فهم خطوط الخزنة: العمليات الجيولوجية التي تقود إلى الأرض

وفي الواقع، فإن العديد من الأخطاء تظهر مزيجاً من أساليب الحركة، فعلى سبيل المثال، فإن خطأ oblique-slip] ] له مكونات عمودية وأفقية على حد سواء، فهم نوع الخطأ أمر حاسم لتقييم مخاطر الزلازل، لأن مختلف أنواع المصابيح تؤدي إلى أنواع مختلفة من التشنجات السطحية.

دور التكتونيين في الزلازل

إن نظرية التكتونية للصحن توفر إطارا لفهم أسباب حدوث الزلازل حيثما تحدث، وتقسم الغلاف الجوي للأرض إلى نحو عشرات من الصفائح الرئيسية والعديد من الصفائح الأصغر، وتنتقل هذه اللوحات إلى بعضها البعض بمعدلات بضع سنتيمترات في السنة، تدفعها أمواج المانتيل، وسحب الرقبة، ودفعة الحافة، حيث تتفاعل الصفائح في حدودها، فإنها تخلق ضغوطا تُطلق من خلال الزلازل.

الحدود الدنيا

وفي الحدود المتباينة، تبتعد الصفائح، مما يؤدي إلى توترات تؤدي إلى تضرر طبيعي وزلازل ضحلة، وأكثر الحدود انحرافا هو نظام التلال في وسط المحيط، حيث يتم تشكيل قشرة محيطية جديدة، وتظل الزلازل هنا صغيرة إلى متوسطة، لأن القشرة رقيقة ومثيرة، ولا يمكن أن تخزن كميات كبيرة من السلالات الفلكية.

الحدود المشتركة

(أ) إنَّ هذهَ الصفائح تُقدَّم عادةً تحتَلُّ لوحة واحدة تحت الأخرى، وتشكل خندقاً عميقاً في المحيط وقوساً بركانياً، ومنطقة التخصيب هي مصنع لأكبر الزلازل على الأرض، حيث إنَّ اللوحة الخفيفة تُسحب الصفيحة الفوقية إلى أسفل، وتُبنى السلالة الراقية على مدى مئات السنين.

حوائز التحويل

وتربط الحدود بين الصفائح الأخرى وتستوعب الانزلاق الأفقي بين اللوحات، فقصر سان أندرياس هو حد تحول كلاسيكي بين قفص المحيط الهادئ وقلعة أمريكا الشمالية، فالأرضية على طول الغلط هي عموما أغلفة من تلك الموجودة في المناطق الفرعية، ولكنها لا تزال مدمرة للغاية، خاصة إذا وقعت بالقرب من المناطق المأهولة بالسكان، ولا تنتج حركة الإضراب عن أمواج تسونامي مباشرة، ولكنها يمكن أن تسبب أضرارا جسيمة مثل الهزات الأرضية والثانية.

"الواح السيزمية" "كيف تُهزّم "الزلازل" الأرض"

وعندما تمزقت الأعطال، فإن إطلاق الطاقة المفاجئ يشع في جميع الاتجاهات في شكل موجات زلزالية، وتسافر هذه الأمواج عبر الأرض وتسجلها الكائنات الحية، ويعتبر فهم أنواع الأمواج الزلزالية أمرا أساسيا لتحديد مواقع الزلازل وتقييم الأضرار المحتملة.

موجات الجسم

موجات الجسم تسافر عبر داخل الأرض هناك نوعان رئيسيان:

• Primary Waves (P-waves)] - هذه هي موجات ضغطية تدفع وتسحب المواد في اتجاه السفر الموجات، والموجات P-waves هي أسرع موجات سيزمية ويمكنها الانتقال عبر الصلبين والسائلين معاً، وهي أول من يصل إلى محطة سيزموغرافيا.
• Secondary Waves (S-waves) ] — S-waves are shear waves that move material perpendicular to the direction of travel. They travel slower than P-waves and can only pass through solids, not liquids. S-waves cause more of the shaking that people feel during anزلزال.

موجات السطح

وتسافر موجات السطح على سطح الأرض وهي أبطأ عموما من موجات الجسم، ولكنها تسبب أكبر ضرر، وهناك نوعان من الموجات السطحية:

• Love Waves — These waves produce horizontal shearing motion perpendicular to the direction of propagation.
• Rayleigh Waves] — Rayleigh waves create an elliptical rolling motion similar to ocean waves. They produce both spiritual and horizontal ground displacement.

وخلال زلزال كبير، يمكن للموجات السطحية أن تقطع مسافات كبيرة، مما يتسبب في إلحاق أضرار بمئات الكيلومترات من المركز، وتتوقف شدة الهزات على حجم الزلزال، وبعد المسافة عن الخطأ، والجيولوجيا المحلية، ونوع بناء المباني.

Measuring Earthquake Magnitude and Intensity

ويقيم العلماء الزلازل بكمية باستخدام مقياسين رئيسيين هما: الحجم والكثافة، ويقيس المقياس الطاقة التي تُطلق في المصدر، بينما تصف كثافة الهزات والأضرار في موقع محدد.

ريتشتر سكال

ويقيّم حجم الأثرياء الذي وضعه تشارلز ريكتر في عام 1935 حجم أكبر موجة سيزمية مسجلة على أساس سيزموغرافيا مصحوبة من أجل المسافة، وهو نطاق لوغاريثيا: تمثل كل زيادة في العدد زيادة عشرية في الكم الهائل، وأكثر من إطلاق الطاقة بنسبة 31.6 مرة تقريبا، ويعمل مقياس ريتشتر جيدا على زلزال صغيرة إلى متوسطة، ولكنه يميل إلى التشبع من أجل أحداث أكبر، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من الطاقة الحقيقية.

Moment Magnitude Scale (Mw)

اليوم، يفضل علماء السيزميات ] نطاق حركة الحركة ] بالنسبة للزلازل الكبيرة، ويحسب حجمها استنادا إلى منطقة الخطأ التي انزلقت، ومتوسط كمية الزلازل، وجمود الصخور، ولا يشبع هذا الجدول ويوفر قياسا أدق من مجموع الطاقة المفرج عنها، فعلى سبيل المثال، فإن أكبر زلزال س في عام 1960 هو الرقم القياسي لمقياس M.

Modified Mercalli Intensity Scale

ويقاس كثافة هذا النظام بمقياس كثافة ميركالي المتحرك الذي يتراوح بين 1 (لم يُحس) وثاني عشر (تدمير شامل)، ويستند إلى الآثار الملاحظة على الناس والهياكل والبيئة، وعلى عكس حجمها، وتتباين كثافة المكان، ويمكن أن ينتج زلزال واحد MMI IX بالقرب من المركز والمئات من كيلو مترات بعيدة، وهذه المعلومات حيوية للاستجابة لحالات الطوارئ وبناءها.

For real-time earthquake data and educational resources, visit the USGS Earthquake Hazards Program (]https://earthquake.usgs.gov/).

Earthquake Preparedness and Mitigation

إن فهم خطوط الخطأ والعمليات الجيولوجية وراء الزلازل هو الخطوة الأولى فحسب، إذ يجب على المجتمعات المحلية أن تترجم هذه المعرفة إلى تدابير عملية تنقذ الأرواح وتخفض الخسائر الاقتصادية، وتشمل التأهب مزيجا من الهندسة والتعليم والتخطيط لحالات الطوارئ.

مدونات المباني وإعادة استخدامها

وتحتاج مدونات البناء الحديثة في المناطق النشطة زلزامية إلى هياكل قادرة على الصمود الشديد، كما أن الأطر الصلبة المعززة والعزلة الأساسية والروابط المرنة تساعد على استيعاب وتبديد الطاقة السيزمية، كما أن المباني القديمة، ولا سيما الماشية غير المنفذة، معرضة للخطر بوجه خاص، وقد أدت برامج إعادة التشكيل، مثل تلك الموجودة في كاليفورنيا واليابان، إلى الحد بدرجة كبيرة من خطر انهيار التربة في عام 1989.

نظم الإنذار المبكر

وتكتشف نظم الإنذار المبكر بالزلزال أول موجات P-waves، التي تسافر بسرعة أكبر من الموجات المضرة S-waves، وترسل تنبيهات إلى المناطق المأهولة بالسكان قبل عشرات ثوان من وصول الهزات القوية، وتطبق بلدان مثل اليابان والمكسيك والولايات المتحدة نظم EEW، وتتيح هذه الثواني الثمينة للقطارات أن تبطئ وتتدفق المصاعد في أقرب طابق، وتتوقف الولايات المتحدة عن الالتقاطها.

التعليم العام والحفر

كما أن التأهب الفردي مهم بنفس القدر، وينبغي لكل فرد في المناطق المعرضة للزلازل أن يقوم بما يلي:

• وضع خطة طوارئ تشمل نقاط الاجتماع والاتصالات الخارجية، ولوازم لمدة 72 ساعة على الأقل (المياه، والغذاء، والمعونة الأولى، والمصابيح، والبطاريات، والإذاعة ذات الطاقة البطارية).
• تأمين الأثاث الثقيل، وسخانات المياه، والأجهزة إلى الجدران باستخدام السلال أو الأقواس.
• معرفة كيفية " التدفئة، التغطية، والتمسك " أثناء الهز: قطرة إلى الأيدي والركبتين، وتغطية رأسك ورقبة تحت طاولة متحركة، وتنتظر حتى توقف الهز.
• تدريبات منتظمة مع الأسرة والزملاء

وتقدم الوكالة الاتحادية لإدارة الطوارئ توجيهات مفصلة بشأن التأهب للزلازل () https://www.ready.gov/earthquakes).

خاتمة

إن الخطوط الافتراضية هي التعبير السطحي عن القوى المتطايرة العميقة التي تشكل كوكبنا، فبفهم أنواع الأخطاء، وعمليات الحدود التي تولد الإجهاد، وسلوك الأمواج الزلزالية، يمكننا أن نتوقع على نحو أفضل مكان حدوث الزلازل الكبيرة وكيفية حدوثها، وقد أدى التقدم في الرصد ونظم الإنذار المبكر والهندسة إلى تحسين قدرتنا على تحمل هذه الأحداث، ولكن التأهب يظل مسؤولية مشتركة.

To explore more about seismic science and real-time data, the Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS) offers excellent educational materials (https://www.iris.edu/hq/).