الموجات الزلزالية المسببة للدمار الرئيسي
تُعتبر الموجات السطحية هي أكثر الأنواع تدميرًا من الموجات الزلزالية، حيث تنشأ عادةً عندما يكون مصدر الزلزال قريباً من سطح الأرض. تنتشر هذه الموجات من بؤرة الزلزال إلى الخارج، لكنها تسير بشكل أبطأ مقارنةً بباقي الأنواع، إذ تبلغ سرعتها حوالي 2.5 كم/ثانية. ومع ذلك، فإن لها سعة أكبر.
تسبب الموجات السطحية اهتزاز الأجسام على سطح الأرض، مما يؤدي إلى جرفها وسقوطها، الأمر الذي يؤدي إلى أضرار جسيمة في المنشآت والمباني. وتنقسم هذه الموجات إلى نوعين رئيسيين: موجات لوف (Love waves) وموجات رايلي (Rayleigh waves).
الموجات الأولية
الموجات الأولية (P Waves) هي موجات زلزالية تنتقل بسرعة الصوت، وتشبه الموجات الصوتية التي تنتشر عبر الهواء. نظرًا لسرعتها الكبيرة، تكون هذه الموجات الأوائل التي تُسجلها أجهزة قياس الزلازل قبل حدوث الزلزال.
تتميز هذه الموجات بقدرتها على الانتقال من خلال الأوساط الغازية والسائلة والصلبة، على عكس الموجات الأخرى التي تنتقل فقط عبر المواد الصلبة كالصخور.
تُعرف أيضًا بموجات الضغط، حيث تنتشر هذه الموجات من خلال الضغط والتوسع المتناوب للمواد، مما يُنتج اهتزازًا في جزيئات المادة. ويكون اتجاه حركة هذه الجزيئات موازياً لاتجاه انتشار الموجات الأولية.
الموجات الثانوية
الموجات الثانوية (S Waves) هي موجات زلزالية عرضية، تتميز ببطء انتشارها مقارنةً بالموجات الأولية، بينما سعتها أكبر، مما يؤدي إلى دمار كبير. ومع ذلك، هذا النوع من الموجات لا ينتقل عبر الهواء أو الماء.
تُعرف أيضًا بموجات الاهتزاز، حيث تحدث عندما تكون حركة جزيئات المادة عمودية على اتجاه انتشار الموجة.
الموجات السطحية
الموجات السطحية (Surface waves) هي نوع آخر من الموجات الزلزالية، تحدث عندما يكون مصدر الزلزال قريبًا من سطح الأرض. تنتشر هذه الموجات تحت السطح مباشرةً، وهي أبطأ من الموجات الأولية، لكنها تمتاز بسعة أكبر، مما يجعلها الأكثر تدميرًا من بين جميع الأنواع.
تنقسم الموجات السطحية إلى نوعين رئيسيين:
موجات لوف
تُعرف موجات لوف نسبةً لعالم الرياضيات البريطاني أغوستوس لوف (A.E.H. Love) الذي وضع النموذج الرياضي لهذه الموجات في عام 1911. تُعتبر موجات لوف أسرع أنواع الموجات السطحية، وتتحرك بشكل عرضي على سطح القشرة الأرضية، مما يؤدي إلى حركة أفقية ويتسبب في اهتزاز الأرض في الاتجاه العمودي على اتجاه انتشارها.
تنتج موجات لوف نتيجة تفاعل موجات (S) مع سطح الأرض، وتختلف سعتها باختلاف موقعها، حيث تبلغ أعلى سعتها بالقرب من السطح وتتناقص مع العمق. كما تُعتبر موجات لوف تشتتية، إذ تعتمد سرعتها وعمق انتشارها على التردد، حيث تزداد سرعتهما في الترددات المنخفضة.
موجات رايلي
تُسمى موجات رايلي نسبةً للعالم جون رايلي (John Rayleigh) الذي تنبأ بوجود هذا النوع من الموجات رياضيًا في عام 1885. وهذه الموجات هي المسؤولة عن معظم الاهتزازات الزلزالية التي نشعر بها، وقد تكون أكثر بروزًا من أنواع الموجات الأخرى.
تأخذ موجات رايلي عند انتشارها شكل الموجات المائية التي تتحرك في المسطحات المائية، مما يتسبب في اهتزاز سطح الأرض صعودًا وهبوطًا، كما تفعل أمواج البحر. الحركة تتم في اتجاه انتشار الموجات وفي الاتجاه العمودي، مما يجعل الحركة تأخذ شكلًا إهليلجيًا تدريجيًا.
تُعتبر موجات رايلي أيضًا موجات تشتتية، فتقل سعتها مع زيادة العمق في الأرض.
أسرع الموجات الزلزالية
تُعتبر الموجات الأولية أسرع أنواع الموجات الزلزالية، حيث تصل سرعتها عند انتقالها عبر سطح الأرض إلى ما بين 5 – 8 كم/ث، بينما تصل سرعتها في باطن الأرض إلى حوالي 13 كم/ث، بسبب كثافة الوسط وضغطه العالي.
أما الموجات الثانوية فهي ثاني أسرع الموجات الزلزالية، حيث تتراوح سرعتها بين 3-4.8 كم/ث، مما يعني أنها تعادل 60% فقط من سرعة الموجات الأولية.
أنواع الموجات الزلزالية الرئيسية
تُعرف الموجات الزلزالية (Seismic waves) بأنها موجات من الطاقة تنتقل عبر الأرض نتيجة الانكسارات المفاجئة في الصخور. تُسجل هذه الموجات على أجهزة قياس الزلازل (Seismographs).
يمكن تقسيم الموجات الزلزالية إلى نوعين رئيسيين، كل منهما له آلية مختلفة في الحركة:
- الموجات الجسمية (Body Waves) تنتقل عبر الطبقات الداخلية للأرض، وهي ذات تردد أعلى مقارنة بالموجات السطحية، وتصل قبلها.
- الموجات السطحية (Surface Waves) تتحرك بالقرب من سطح الأرض، كأمواج الماء، وتكون ذات تردد أقل مقارنة بالموجات الجسمية، ويمكن تمييزها بسهولة على المخططات الزلزالية.