تتنوع الظواهر الطبيعية التي تؤثر على كوكب الأرض، حيث يمكن أن تكون مفيدة أو ضارة ومدمرة. من بين الظواهر الطبيعية المدمرة نجد الزلازل. في هذا المقال، سنتناول أسباب حدوث الزلازل، بالإضافة إلى المخاطر والأثر السلبي المترتب عنها.
الزلازل
هناك علم يُعرف بعلم الزلازل (Seismology)، وهو يتمحور حول تفسير مفهوم الزلزال من الناحية العلمية، ويغطي كيف تحدث هذه الظاهرة وأسباب حدوثها. كان هذا المفهوم مجهولاً حتى ظهور هذا العلم في بداية القرن العشرين، الذي تمكن من تقديم تفسيرات واضحة حول الظواهر الزلزالية وتبعاتها.
الزلزال، أو ما يُطلق عليه بالإنجليزية “Earthquake”، هو هزة أرضية مفاجئة ناتجة عن انتقال الموجات الزلزالية عبر الصفائح الصخرية الموجودة تحت سطح الأرض. هذه الحركة تؤدي إلى إنتاج كميات كبيرة من الطاقة، مما يتسبب في توليد موجات زلزالية مدمرة.
لقد شهدت الأرض العديد من الزلازل عبر العصور، في مواقع متفرقة حول العالم، حيث يبرهن العلماء الجيولوجيون أن جميع الأماكن على سطح الأرض معرضة لحدوث زلازل بشكل يومي.
تختلف الزلازل من حيث شدتها؛ حيث يتنوع تأثيرها بين خفيف وشديد. بعض الزلازل قد تكون تأثيراتها بسيطة جداً، في حين أن البعض الآخر قد يكون مدمراً بشدة، مما يعرض الأرواح للخطر ويدمر المنشآت والمباني. تشير الأبحاث إلى أن ظاهرة الزلازل تسببت في وفاة أكثر من مليون فرد فقط خلال القرن العشرين.
أسباب حدوث الزلازل
توجد أسباب عديدة خلف وقوع الزلازل، ومن أبرز أنواعه نجد “الزلازل التكتونية” (Tectonic Earthquakes)، التي تفسرها نظرية الصفائح التكتونية.
توضح هذه النظرية ما يحدث نتيجة الانجرافات القارية وتوسع قاع المحيطات، حيث يُقسم سطح الأرض إلى عدة أقسام أو طبقات صلبة تتراوح سماكتها بين 100 إلى 150 كيلومتراً.
تتحرك هذه الطبقات باستمرار أعلى الغلاف الموري (Asthenosphere) الواقع أسفل القشرة الأرضية.
يوجد نوع آخر من الزلازل يُعرف بالزلازل البركانية، والتي تحدث نتيجة الانفجارات البركانية، وعادة ما تكون أقل قوة مقارنة بالزلازل التكتونية، وغالباً ما تحدث بالقرب من سطح الأرض، مما يجعل تأثيرها محسوسًا في المنطقة المحيطة بمركز الزلزال (Hypocenter).
يمكن أن تحدث الزلازل أيضًا بسبب الأنشطة البشرية، المعروفة بالزلازل المستحثة (Induced Earthquakes)، مثل إنشاء الأنفاق، أو ملء السدود بكميات كبيرة من الماء، أو تنفيذ مشاريع التكسير أو مشاريع الطاقة الجيثرمية.
كما يوجد نوع أخر من الزلازل يُسمى “الزلزال الانهياري” (Collapse Earthquakes)، الذي يحدث نتيجة انهيار كهف أو منجم.
مخاطر الزلازل
بعد وقوع الزلزال، تتبع ذلك أحداث قد تؤدي إلى دمار المناطق المتأثرة. إليكم بعض المخاطر والأثر الناجم عن الزلازل:
الانهيارات
يمكن أن يتسبب الزلزال في حدوث انهيارات أرضية، وانهيارات ثلجية، حيث يستطيع الزلزال إزاحة الصخور أو إضعاف تماسك التربة على المنحدرات.
الفيضانات
تعتبر الفيضانات من أبرز المخاطر المرتبطة بالزلازل. يحدث ذلك نتيجة الأضرار التي تلحق بالسدود، أو انهيار الأراضي حول البحيرات والأنهار، مما يؤدي إلى فيضانات مائية.
الحرائق
يمكن أن يتسبب الزلزال في تلف خطوط الكهرباء وإمدادات الغاز، مما ينتج عنه حرائق يصعب إخمادها، خاصةً إذا تعرضت أنابيب المياه للتلف.
تسيّل التربة
من الآثار الناتجة عن وقوع الزلزال هو فقدان التربة المشبعة بالماء لصلابتها، مما يؤدي إلى تسيّلها وتحويلها إلى حالة سوائل، وهذا قد يتسبب في غرق أو ميل المنشآت والجسور المبنية عليها.
تسونامي
يمكن أن تنتج الزلازل وما تتحمله من انهيارات سطحية عن حدوث أمواج تسونامي، والتي تودي بحياة العديد من الكائنات الحية القريبة من الشواطئ.
أنواع وخصائص الأمواج الزلزالية
تتحمل الأمواج الزلزالية مسؤولية نقل الطاقة من منطقة إلى أخرى. تتنوع خصائص وأنواع هذه الموجات، حيث تعرف بعض الموجات باسم “الموجات الأولية” (Primary)، والتي تتميز بسرعة وصولها الفائقة، وتُرمز بالحرف “P”.
وهناك موجات تُعرف بالموجات الثانوية (Secondary)، والتي تعرف ببطئها، وتُرمز بالحرف “S”. يمكن أن تتجمع كلا النوعين لتنتج موجات سطحية، والتي إذا حدثت، قد تُسبب تدمير المباني والمنشآت. فيما يلي أنواع وخصائص الأمواج الزلزالية:
الموجات الأولية
تُعرف هذه الموجات بالموجات الطولية، وتُرمز بالحرف “P”.
سرعة الموجات الأولية
تتراوح سرعة هذه الموجات بين 5 إلى 7 كيلومتر في الثانية عند مرورها عبر القشرة الأرضية. وعندما تنتقل عبر المياه تكون سرعتها 1.5 كيلومتر في الثانية، بينما في الهواء تصل سرعتها إلى 0.3 كيلومتر في الثانية.
خصائص الموجات الأولية
تتميز الموجات الأولية بكونها سريعة للغاية، مما يجعلها أول موجة يتم رصدها بواسطة الأجهزة الحديثة.
تنتقل هذه الموجات عبر المواد بسرعة، وتستطيع الانتقال عبر الوسائط الصلبة والسائلة والغازية.
الموجة الأولية أصغر من موجة السطح وتتميز بترددات أعلى.
تصل الموجات الأولية إلى سطح الأرض بشكل رأسي، وتتحرك على هيئة موجات ضاغطة.
تُسمى الموجة الأولية أيضًا بموجة الضغط (Pressure).
الموجات الثانوية
تعتبر هذه الموجات مستعرضة، وتُعرف بالحرف “S”.
سرعة الموجات الثانوية
تتراوح سرعة الموجات الثانوية بين 3 إلى 4 كيلومتر في الثانية لدى مرورها خلال القشرة الأرضية، ولكنها تنخفض في الجوانب الأخرى مثل الغلاف الأرضي.
وعند مرورها عبر النواة الداخلية للأرض، تتراوح سرعتها من 2.5 إلى 3 كيلومتر في الثانية.
خصائص الموجات الثانوية
تنتقل الموجات الثانوية بسرعة أقل مقارنة بالموجات الأولية، مما يؤدي إلى تأخرها في الوصول.
الموجات الثانوية لا تستطيع الانتقال خلال الوسائط السائلة، لذلك لا توجد في لب الأرض الخارجي حيث تكون المعادن في حالة سائلة.
تتميز حركتها بأنها عرضية ومتناوبة.
موجات لوف
تعرف موجات لوف بالاسم الإنجليزي “Love”.
سرعة موجات لوف
تتراوح سرعة موجات لوف من 2 إلى 4.5 كيلومتر في الثانية عندما تمر عبر الأرض، وتختلف هذه السرعة وفقًا لترددات الموجات.
خصائص موجات لوف
تعتبر موجات لوف جزءاً من الموجات السطحية، حيث يتأثر التردد بعمق الموجة وسرعتها.
تتحرك موجات لوف بشكل أفقي موازٍ لسطح الأرض.
موجات رايلي
تُعرف موجات رايلي بالاسم الإنجليزي “Rayleigh”.
سرعة موجات رايلي
تتراوح سرعة هذه الموجات بين 2 إلى 4.5 كيلومتر في الثانية.
خصائص موجات رايلي
تُعتبر موجات رايلي واحدة من أنواع الموجات السطحية، حيث تكون موزعة بشكل إهليلجي.
مع زيادة عمق الأرض، تنخفض سعة الموجة وتكون حركتها أبطأ من موجات لوف، كما يتأثر عمق الموجة بترددها.