تتعدد الظواهر الطبيعية التي تحدث على كوكب الأرض، بعضها يفيد البشرية بينما يؤدي الآخر إلى تدمير واسع. من بين هذه الظواهر المدمرّة تأتي الزلازل. في هذا المقال، سنستعرض أسباب حدوث الزلازل والمخاطر الجسيمة والآثار السلبية الناتجة عنها.
الزلازل
يعرف علم الزلازل، المعروف باسم Seismology، الزلازل من منظور علمي، حيث يسلط الضوء على كيفية حدوثها وأسبابها. وقد أُنشئ هذا العلم في أوائل القرن العشرين، مما سمح للباحثين بتقديم تفسير شامل للظواهر الناتجة عن هذه الظاهرة الطبيعية وأثارها.
يُطلق على الزلزال في الإنجليزية لقب Earthquake، وهو عبارة عن هزة أرضية مفاجئة ناتجة عن تحرك الموجات الزلزالية عبر الصفائح الصخرية الكائنة أسفل سطح الأرض، والتي تمثل المصدر الرئيسي للطاقة الهائلة التي تولد هذه الموجات المدمرة.
على مر العصور، شهدت الأرض العديد من الزلازل في مناطق مختلفة من العالم. يؤكد الباحثون في علم الجيولوجيا أن جميع المناطق على سطح الكرة الأرضية معرضة للزلازل بشكل يومي، لكن تختلف هذه الزلازل في شدتها وتأثيرها. البعض قد يكون له تأثيرات طفيفة، بينما يمكن أن يؤدي البعض الآخر إلى دمار كبير وقد يفقد الكثيرون حياتهم.
تشير الدراسات إلى أن القرن العشرين وحده شهد وفاة أكثر من مليون شخص نتيجة تأثير هذه الظاهرة المدمرة.
أسباب حدوث الزلازل
تتعدد الأسباب التي تؤدي إلى وقوع الزلازل، ومن أكثرها شيوعًا تلك المعروفة بالزلازل التكتونية، أو Tectonic Earthquakes، التي تم تفسيرها بواسطة نظرية الصفائح التكتونية.
توضح هذه النظرية ما يحدث نتيجة انجراف القارات وتوسع قاع المحيطات، حيث يتكون سطح الكرة الأرضية من عدة أجزاء أو طبقات صلبة يتراوح سمكها بين مائة إلى مائة وخمسين كيلومترًا.
تتحرك هذه الصفائح بصورة دائمة فوق طبقة الغلاف الموري Asthenosphere الواقعة تحت قشرة الأرض.
توجد أيضًا الزلازل البركانية التي تحدث نتيجة الانفجارات البركانية، وهي أضعف من الزلازل التكتونية وتحدث عادة بالقرب من سطح الأرض، مما يجعل الإحساس بها أقوى كلما اقترب الشخص من مركز الزلزال Hypocenter.
يمثل النشاط البشري أيضًا سببًا لحدوث الزلازل في بعض الأحيان، ويطلق عليها الزلازل المستحثة Induced Earthquakes، والتي تحدث نتيجة أنشطة مثل إنشاء الأنفاق، أو ملء السدود بالماء، أو مشاريع التكسير، أو استغلال الطاقة الحرارية الأرضية.
كما توجد الزلازل الانهيارية أو Collapse Earthquakes، التي تحدث نتيجة لانهيار كهف أو منجم.
مخاطر الزلازل
تتبع الزلازل العديد من الأحداث التي قد تؤدي إلى دمار كبير في المناطق التي تضربها. إليك أبرز المخاطر الناجمة عن الزلازل:
الانهيارات
بعد حدوث الزلزال، قد تحدث انهيارات أرضية أو ثلجية نتيجة لازاحة الزلزال للصخور وضعف التربة في المنحدرات.
الفيضانات
تشكل الفيضانات أحد أبرز المخاطر الناتجة عن الزلازل، حيث يمكن أن تتسبب الأضرار التي تلحق بالسدود أو انهيار التربة المحيطة بالبحيرات والأنهار في حدوث السيول.
الحرائق
قد تؤدي الزلازل إلى تلف النظام الكهربائي وأنابيب الغاز، مما يسبب حرائق يصعب إخمادها خاصة إذا تضررت خطوط المياه.
تسيّل التربة
من الآثار السلبية الزلازل فقدان التربة الحبيبية المشبعة بالماء لصلابتها، مما يؤدي إلى تحولها إلى هالة سائلة، وبالتالي تعرض المنشآت للجرف أو الميلان.
تسونامي
يمكن أن تؤدي الانهيارات السطحية الناتجة عن الزلزال إلى حدوث تسونامي، وهو ما يهدد الحياة البحرية على السواحل القريبة.
أنواع وخصائص الأمواج الزلزالية
تقوم الموجات الزلزالية بنقل الطاقة من منطقة إلى أخرى، وتتوزع أنواعها وخصائصها، فهناك الموجات الأولية Primary، التي تتميز بسرعة وصولها العالية، وتُرمز بالحرف P.
كما توجد الموجات الثانوية Secondary، التي تُعرف ببطء وصولها وتُرمز بالحرف S، ويمكن أن تتجمع هذه الموجات لتشكل موجات سطحية تسبب أضرارًا جسيمة للمباني. فيما يلي شرح لأنواع الموجات الزلزالية وخصائصها:
الموجات الأولية
تعرف هذه الموجات بالموجات الطولية وتُسمى أيضًا Primary، وترمز بالحرف P.
سرعة الموجات الأولية
تتراوح سرعة هذه الموجات بين خمسة إلى سبعة كيلومترات في الثانية، ويكون سرعتها 1.5 كيلومتر في الثانية في الماء، بينما تصل إلى 0.3 كيلومتر في الثانية في الهواء.
خصائص الموجات الأولية
تتميز الموجات الأولية بسرعة انتقالها، لذلك فهي أول ما يتم اكتشافه بواسطة الأجهزة المختصة.
تتكون هذه الموجات من خلال الضغط وتستطيع الانتقال عبر الأوساط الصلبة والسائلة والغازية. كما أنها أقل من الموجات السطحية من حيث السعة، ولكنها تتمتع بترددات أعلى.
تتميز الموجات الأولية بحركتها العمودية، وتُعرف أيضًا بموجات الضغط Pressure.
الموجات الثانوية
تعرف هذه الموجات بالموجات المستعرضة، وتُسمى Shear وتُرمز بالحرف S.
سرعة الموجات الثانوية
تتراوح سرعة هذه الموجات بين ثلاثة وأربعة كيلومترات في الثانية عند مرورها عبر القشرة الأرضية، وتقل عن 4.5 كيلومتر في الثانية عندما تسير في الغلاف الأرضي.
أما عند اختراقها نواة الأرض الداخلية، فتتراوح سرعتها بين 2.5 إلى 3 كيلومترات في الثانية.
خصائص الموجات الثانوية
تتسم الموجات الثانوية ببطء حركتها مقارنةً بالموجات الأولية، وبالتالي تصل بعد الموجات الأولية.
لا تستطيع الموجات الثانوية الانتقال عبر الوسائط السائلة، مما يجعلها غير موجودة في لب الأرض الخارجي حيث يكون الحديد في حالة سائلة.
تتميز حركاتها بأنها عرضية ومتقلبة.
موجات لوف
تُعرف هذه الموجات باللغة الإنجليزية باسم Love.
سرعة موجات لوف
تتراوح سرعة موجات لوف بين 2 إلى 4.5 كيلومترات في الثانية عند مرورها في الأرض، وتختلف حسب تردداتها وانتشارها.
خصائص موجات لوف
تُعتبر موجات لوف نوعًا من الموجات السطحية، حيث يؤثر ترددها على عمقها وسرعتها مما يؤدي إلى تشتت الموجة.
تتحرك موجات لوف بشكل موازي لسطح الأرض، وتتميز بحركتها الأفقية.
موجات رايلي
تُعرف هذه الموجات باللغة الإنجليزية باسم Rayleigh.
سرعة موجات رايلي
تتراوح سرعة موجات رايلي بين 2 كيلومتر إلى 4.5 كيلومتر في الثانية.
خصائص موجات رايلي
تتميز موجات رايلي بأنها من أنواع الموجات السطحية، حيث تأخذ شكل حركة إهليلجية.
مع زيادة العمق في القشرة الأرضية تقل سعة هذه الموجات، كما تعتبر بطيئة الحركة مقارنة بموجات لوف.
يتأثر عمق حركة هذه الموجات بتردداتها.
