علم الزلازل

ملاحظات على حدوث الزلازل

وعلى صعيد آخر، الزلازل التي تحدث على امتداد الصدوع تحويلية يكون السبب في حدوثها هو الانزلاقات.

في هذا الإطار، الزلازل التي تحدث في السلاسل الحديثة يكون سببها صدوع مقلوبة نتيجة لعملية انضغاط ويوجد كذلك انزلاقات وانواع الصدوع السابقه المختلفة، وهذا يبين لنا أن ميكانيكية التشوهات فيها ليست بسيطة.

• المصادر الزلزالية وأنواع الزلازل
• مصادر طبيعية
• زلازل تكتونية
• زلازل بركانية
• زلازل ارتطامية وانهيارية
• زلازل بحرية دقيقة
• المصادر البشرية

ومن ناحية أخرى، الزلازل التي تتشكل في الحواجز المحيطية تكون نتيجة الصدوع العامودية، أي نتيجة لتباعد الصفائح.

موجات الجسم

• الموجات السطحية:
• 1- موجات رايلي حركتها تكون على شكل قطع ناقص في المستوى العامودي.
• 2- موجات لوف.
• موجات لوف تنتقل بصورة أسرع من من انتقال موجات رايلي.

• انظر كذلك
• شخص حساس للزلازل
• أبو عبد الله بن زكريا القزويني
• البيروني
• ابن سينا
• ياقوت الحموي
• جيوفيزياء رياضية
• إنجي لمان
• جوسيب ميركالي
• ملاحظات

ومن جهة أخرى، 2- الموجات S، المعروفة كذلك باسم موجات القص أو الموجات الثانوية، هي موجات عرضية تتضمن حركة عمودية على اتجاه الانتشار. وتظهر موجات S بعد موجات P في سجل الزلازل. ولا تستطيع السوائل دعم هذه الحركة العمودية أو حركة القص، لذا فإن موجات S تسري في المواد الصلبة، بينما الموجات P تسري في كل من المواد الصلبة والسائلة.

وعلى صعيد آخر، تأثر موجات رايلي في الاجسام المائية كالبحيرات لوجود مركبة شاقولية في حركتها، أما موجات لوف لا تنتقل في الوسط المائي تأثر فقط في سطح الماء فقط، كما تتاثر جوانب البحيرات أو خلجان المحيطات ذهاباً وإياباً بحيث يزاح الماء جانبياً .

ومن جهة أخرى، 1- إن موجات الضغط، أو الموجات الأولية (موجات P)، هي موجات طولية تتضمن تضاغطات وتخلخلات (توسع) في اتجاه تحرك الموجة. وتعتبر الموجات P من أسرع الموجات التي تسري في المواد الصلبة وبالتالي هي أول موجات تظهر على سجل الزلازل.

من جهة ثانية، يوجد نوعان من موجات الجسم الموجات P والموجات S (كلاهما من موجات الجسم). :

التوزيع الجغرافي للزلزال

ومن ناحية أخرى، يعتمد التوزيع الجغرافي لهذه الأحزمة على نظرية تكتونية الصفائح، وبموجبها يفترض أن الجزء الخارجي من الكرة الأرضية مقسم إلى عدة صفائحَ مختلفةٍ، وتوجد فيما بين هذه الصفائح حركة نسبية تكون حركة تقاربية أو تباعدية أو انتقالية، لذلك تتركز الزلازل في المناطق الحدودية للصفائح وفي وسطها.

الحزام الألبي (20%).

إضافةً إلى ذلك، ويشمل هذان الحزامان 90% من الزلازل التي تحدث في الأرض، وتتفرع عنهما أحزمة صغيرة أقل فاعلية من الأحزمة الرئيسة، وتعتبر الزلازل التي تحدث في المناطق العربية والتي تمتد من مضيق جبل طارق- جبال الألب - جبال طوروس في تركيا - جبال زاغروس في العراق وإيران - وجبال الهمالايا وجنوب شرق آسيا من ضمن الحزام الألبي.

ومن جهة أخرى، تحدث الزلازل في كافة بقاع الأرض، وتقوم المراصد الزلزالية بتسجيل الزلازل. يسجل ما يقارب مليون هزة سنوياً؛ إلا أن الهزات العنيفة أقل بكثير، ويترتب عادة عند حدوث زلزال عنيف دمار اقتصادي وبشري؛ فالطاقة المتحررة عند حدوث الزلزال قد تفوق (100,000) قنبلة ذرية. ولذلك تطورت التقانات الزلزالية وهندسة الزلازل، كما تم وضع معايير خاصة لتصميم أبنية مقاومة للزلزال.

حزام المحيط الهادي (70%)

من جانب آخر، ورغم إمكانية حدوث الزلازل في أي نقطةٍ من الكرة الأرضية، إلا أن توزيعها ليس عشوائياً، بل يتركز في أحزمةٍ تسمى الأحزمة الزلزالية، من أهم هذه الحزم:

الهزات المسيطر عليها

علاوةً على ذلك، التفجيرات: وهناك فرق بين التفجير والزلزال ; التفجير يكون عبارة عن ضغط في جميع الإتجاهات أما الزلزال فيكون سحب من منطقة الوسط وضغط من منطقة الاطراف على شكل خلخلة.

الضجيج الحضري.

الطاقة الزلزالية المتحررة

وفي السياق ذاته، الزلازل الكبيرة وهذه الزلازل تقع مقاديرها الزلزالية ما بين (4- 8,5) درجة.

في هذا الإطار، الزلازل الدقيقة أما هذا النوع من الزلازل فيقع مقدارها الزلزالي بين (0-3) درجة طبقاً لمقياس ريختر.

أنواع الموجات الزلزالية

في هذا الإطار، والموجات الزلزالية هي موجات مرنة تنتشر في المواد الصلبة والسائلة، ويمكن تقسيمها إلى موجات الجسم وهي التي تسري في داخل المواد؛ والموجات السطحية والتي تسري في الأسطح أو بين الأسطح والمواد والطرق الطبيعية، وهي نوع من الموجات الدائمة.

تعريف الزلزال

إضافةً إلى ذلك، هو عبارة عن اهتزازات ناتجة عن طاقة محررة من باطن الأرض على شكل موجات تحدث في اوقات معينة نتيجة تقلصات في القشرة الأرضية تحدث في البر والبحر وتكون إما عامودية أو أفقية.

من جهة ثانية، الزلازل أو الإهتزازات الأرضية تعتبر من الظواهر الطبيعية، تتكون أحياناً في بعض المناطق بشكل دوري منتظم وفي مناطق أخرى تأتي بشكل مفاجئ، وفي الحالتين ينتج دماراً وانهيارات وكوارث، في حال كانت شدتها كبيرة، ولا تستغرق الزلازل والإهتزازات بضع ثواني في حدوثها إلا أنه يمكن أن تصل مدتها في الحالات العنيفة إلى عدة دقائق.

الزلازل الدقيقة

• وهي تلك الهزات التي لها مقدار زلزالي أقل من 3 وتصنف إلى
• زلازل دقيقة مقدارها الزلزالي أقل أو تساوي (3) وأكبر أو تساوي (1).
• الزلازل الدقيقة جداً مقدارها الزلزالي أقل أو يساوي (1).

وفي هذا السياق، تحدث الزلازل الدقيقة بنسبة عالية في المناطق ذات النشاط الزلزالي العالي، وهذا يُعتبر من أهم مميزاتها.

تاريخ علم الزلازل

من جهة ثانية، تزامن زلزال لشبونة لعام 1755 مع الازدهار العام للعلوم في أوروبا حيث أُطلقت محاولات علمية مكثفة لفهم سلوك وأسباب الزلازل. وتتضمن الاستجابات الأولى عمل جون بيفيس (1757) وجون ميشل (1761). ويقول ميشل إن الزلازل تنشأ في باطن الأرض وهي عبارة عن موجات حركية تتسبب بها صخور على بعد أميال تحت سطح الأرض.

وفي السياق ذاته، التوقعات المبكرة للأسباب الطبيعية للزلازل في كتابات طاليس من ميلتوس (عام 585 قبل الميلاد), وأنكسيمانس من ميليتوس (عام 550 قبل الميلاد), وأرسطو (عام 340 قبل الميلاد) وتشانغ هنغ (عام 132 م).

وفي هذا السياق، في سنة 1937، قالت إنجي لمان عالمة الزلازل الدنماركية بأنه يوجد في باطن الأرض سائل وخارج منطقة اللب يوجد لب داخلي صلب.

إضافةً إلى ذلك، في عام 1910، بعد دراسة زلزال سان فرانسيسكو وضع هاري فيلدينج ريد نظرية جديدة، وهي نظرية الارتداد المرن والتي ظلت الأساس للدراسات التكتونية الحديثة. ويعتمد تطور هذه النظرية على التقدم الكبير السابق للتيارات المستقلة التي تعمل على دراسة سلوك المواد المرنة والرياضيات.

ومن جهة أخرى، بحلول ستينيات القرن العشرين، تطور العلم حتى ظهرت نظرية شاملة حول أسباب حدوث الزلازل وتضم كل ذلك النظرية المستقرة حول تكتونيات الصفائح.

من أهم الإنجازات في تاريخ تطور علم الزلازل:

وفي هذا الصدد، في سنة 1926، كان هارولد جيفريز، أول من زعم، استنادًا إلى دراسته للزلازل، أنه توجد تحت القشرة الأرضية لب الأرض وهو سائل.

وفي هذا الصدد، في سنة 1897، قادت الحسابات النظرية التي أجراها العالم إيميل فيشات إلى أن باطن الأرض يتكون من غلاف من السيليكات تحيط نواة من الحديد.

من جهة ثانية، في عام 132 م، صمم تشانغ هنغ من أسرة هان بالصين أول مقياس معروف للزلازل.

في هذا الإطار، في عام 1664، زعم أثناسيوس كيرشر أن الزلازل تنتج عن حركة النيران الموجودة في قنوات في باطن الأرض.

من جهة ثانية، في سنة 1906، حدد ريتشارد ديكسون أولدهام وصول موجات منفصلة ما بين الموجات P والموجات S والموجات السطحية وهو أول من وجد الدليل على أن للكرة الأرضية لبًا مركزيًا.

إضافةً إلى ذلك، بداية من عام 1857، وضع روبرت ميلت حجر الأساس لعلم الزلازل المفيد كما نفذ تجارب تتعلق بعلم الزلازل باستخدام متفجرات.

وفي هذا السياق، في سنة 1703، افترض مارتن ليستر (1638 إلى 1712) ونيكولاس ريميري (1645 إلى 1715) أن الزلازل ناتجة عن انفجارات كيميائية تحدث في باطن الأرض.

الهزات المحتثة

• زلازل الخزانات المائية.
• الارتجاحات المنجمية.
• الزلازل المحتثة نتيجة حقن السوائل.
• تصنيف الزلازل وأنواعها

القوة التدميرية

وفي السياق ذاته، الزلازل القوية وهي الزلازل التي تبلغ شدتها (6-9) درجة حسب مقياس مركالي المعدل وهذا النوع من الزلازل يسبب دماراً وخسائر في الأرواح.

وفي هذا الصدد، الزلازل الضعيفة وهي الزلازل التي تبلغ شدتها (1-5) درجة حسب مقياس مركالي المعدل وهي ضعيفة لا تحدث أي دمار أو خسائر في الأرواح.

في هذا الإطار، الزلازل المدمرة هذا النوع يبلغ شدته ما بين (9-12) وفق مقياس مركالي المعدل ويسبب دماراً شاملاً وخسائر في الأرواح.

الزلازل القمرية

وفي السياق ذاته، الزلازل القمرية العميقة ويقع بؤرها على عمق من (600-900) كيلو متر داخل القمر.

ومن جهة أخرى، الإستكشافات القمرية بدأت عام 1972، كان القمر جسماً كوكبياً هادئاً من الناحية الحركية الصفائحية والبراكين، تتراوح تسجيل محطة الأجهزة القمرية ما بين (600-3000) هزة قمرية كمعدل كل سنة، هذه الهزات تعتبر صغيرة يبلغ مقدارها قرابة 2 على مقياس ريختر. تم تسجيل نموذج زلزالي على سطح القمر من محطة المركبة أبولو 16، وضع فيها ثلاثة أنواع من الحوادث المختلفة:

• زلازل ناتجة من اصطدام بعض الأجسام بسطح القمر، ومنها التي يصنعها الإنسان.
• أنواع المراصد الزلزالية
• وتقسم إلى
• المحطات التقليدية
• المحطات الإقليمية
• المحطات المؤقتة

في هذا الإطار، تحدث في الجزء الضحل من القمر وهذا النوع ليس شائعاً يعتقد بأنه قد ينشأ من تحرر الشد التكتوني الكائن في صخور قشرة القمر؛ لذلك فإما ان تكون هناك مياه جوفية أو وجود نوع من التكسير الجاف الخاص، وهذا يحصل نتيجة لظروف حرارية غير طبيعية.

المواصفات النموذجية لمواقع الرصد الزلزالي

• بعد الموقع عن مواقع الضجيج وطرق المواصلات الرئيسية.
• سهولة الوصول إلى الموقع.
• وجود قاعدة صخرية ثابتة نسبيا ويفضل ان تكون صخوراً نارية أو متحولة.
• ان يكون الموقع في مستوى منخفض ولا يفضل وضعها في مواقع طوبوغرافية ناتئة.
• اختبار الموقع من ناحية نسبة الإشارة إلى التشويش.

الزلازل التكتونية

وفي السياق ذاته، تتمز الهزات القارية بإنه يمكن الإحساس والشعور بها على مساحات كبيرة

إضافةً إلى ذلك، الزلازل التي تحدث على حدود الصفائح التكتونية تشكل 90% من الهزات الأرضية.

وفي السياق ذاته، الزلازل القارية وهذه الزلازل تحدث بعيداً عن حدود الصفائح ولهذه الزلازل دراسة قليلة ليست كافية.

كيف يحدث الزلزال

علاوةً على ذلك، ويوضع في محطات تسجيل الزلازل ثلاثة أجهزةٍ يتخصص أحدها بقياس الحركة الرأسية Z والجهازان الأخران لقياس (E-W,N-S)، ومع تقدم في علم الإلكترونيات استطاع العلماء تصميم أجهزة قياس دقيقةٍ وخفيفة الوزن يمكن نقلها إلى الحقول للدراسات الزلزالية.

كذلك، نقطة انطلاق الزلزال داخل القشرة الأرضية تسمى (البؤرة)، أما التي تقابل مركز الزلزال على السطح فتسمى بالمركز السطحي للزلزال، وعادة تكون شدة الزلزال عند هذه النقطة أكبر من أي نقطةٍ أخرى، وهناك أجهزة لقياس الذبذبات العالية للموجات الزلزالية.

وفي السياق ذاته، الطاقة المتحررة من بؤرة الزلزال تنتقل على شكل موجات في باطن الأرض في جميع الاتجاهات؛ والموجات المتجهة إلى السطح تسبب الاهتزازات المدمرة التي تدمر المباني والمنشآت، أما الموجات التي تتجه إلى الأعماق فتتبع مساراً مختلفاً اعتماداً على خواص المكونات الباطنية للأرض.

العمق البؤري

ومن ناحية أخرى، الزلازل المتوسطة وهذا النوع من الزلازل العمق البؤري لها يكون بين الاعماق (50- 250) كم.

الزلازل الضحلة وهنا لا يزيد العمق البؤري لها عن 50 كم.

من جهة ثانية، الزلازل العميقة أما هذه الزلازل عمقها البؤري يمتد بين الاعماق (250 -700) كم.

تصنف الزلازل حسب عمقها البؤري إلى: