تعريف الزلازل والبراكين
تعتبر الزلازل والبراكين من الظواهر الطبيعية الأساسية التي تحدث على كوكب الأرض. فيما يلي توضيح شامل حولهما:
الزلازل
الزلازل، والمعروفة باللغة الإنجليزية بـ (earthquakes)، هي اهتزازات مفاجئة تحدث في صخور القشرة الأرضية نتيجة لتحرير الطاقة المخزنة فيها. تحدث عادةً على طول الصدوع الجيولوجية، وهي المناطق التي تتحرك فيها كتل الصخور بشكل متبادل. ويُذكر أنه لم تكن هناك معلومات كافية عن الزلازل قبل ابتكار علوم السيزموغرافيا.
البراكين
تُعرف البراكين بـ (volcanos) باللغة الإنجليزية، وهي فتحات في سطح القشرة الأرضية تتسرب منها الماغما الساخنة والغازات والأبخرة، وكذلك الغبار من باطن الأرض. يمكن أن تأخذ هذه الانفجارات شكل تدفق هادئ في منطقة محددة أو انفجارات عشوائية في كل مكان. تأتي الكلمة من اللغة اللاتينية (vulcan)، التي تعني إله النار. توجد البراكين غالبًا في مناطق الصدوع الجيولوجية أو عند حدود الصفائح التكتونية.
أسباب حدوث الزلازل
تنسب الزلازل لأسباب متنوعة، ولكن من المعروف أنها تتركز حول الصدوع الجيولوجية. من أبرز هذه الصدوع هو صدع المحيط الهادئ، الذي يؤثر على العديد من المناطق الساحلية المأهولة مثل نيوزيلندا وغينيا الجديدة واليابان والسواحل الغربية للأمريكيتين. وتشمل الأسباب الهامة للزلازل ما يلي:
القوى الطبيعية
تشير القوى الطبيعية إلى إطلاق الطاقة الهائلة المختزنة في صخور القشرة الأرضية نتيجة لحركة الصخور والأجسام الكبيرة، بالإضافة إلى قوة الجاذبية والتفاعلات الكيميائية وغيرها. تُعرف الزلازل الناتجة عن هذه القوى بالزلازل التكتونية (tectonic earthquakes). ومن أبرز الأمثلة على ذلك هو زلزال صدع سان أندرس الذي وقع عام 1906، والذي يمتد طوله إلى 430 كيلومترًا، وقد فسرته نظرية الارتداد المرن لجورجي هاري فيلدينغ ريد، والتي تشير إلى أن الطاقة المتراكمة في الصخور تصل إلى نقطة تفوق فيها قوة الصخور، ما يؤدي إلى حدوث كسور وإطلاق طاقة هائلة تمتد على طول منطقة الضعف.
الأنشطة البركانية
يعتبر النشاط البركاني من الأسباب البارزة المرتبطة بالزلازل، حيث ينتج عن انزلاق الصخور المحيطة بالبركان، مما يؤدي إلى تحرير طاقة هائلة إما على شكل حرارة ناتجة عن حركة الماغما في الخزانات تحت البركان أو على شكل غازات. تُعرف الزلازل الناتجة عن الأنشطة البركانية باسم الزلازل البركانية (volcanic earthquakes). ومن الأمثلة الشائعة على هذا النوع هي الزلازل التي تحدث حول البراكين التي تقع على حزام المحيط الهادئ.
الأسباب الصناعية
تشير الأسباب الصناعية إلى الأنشطة البشرية التي تؤدي إلى حدوث الزلازل، مثل حقن السوائل في الآبار العميقة، والانفجارات النووية تحت الأرض، وحفر المناجم، وملء الخزانات الكبيرة التي تؤدي إلى تحرير الطاقة المخزنة وإزالة الضغط عن الصخور، وهو ما يؤدي إلى وقوع الزلزال. ويُطلق على هذا النوع من الزلازل اسم (induced earthquakes). وثقت أكثر من 20 حالة حيث زادت فيها الزلازل المحلية بعد ملء السدود والخزانات، مثل سد هوفر في الولايات المتحدة الأمريكية والسد العالي في مصر وسد كاريبا بين زيمبابوي وزامبيا. ويُفسر ذلك بأن الصخور القريبة من السدود تكون متوترة مسبقًا بسبب القوى التكتونية الإقليمية، وعندما يُملأ الماء في السدود يحدث خلل في الضغط مما يؤدي إلى حدوث زلازل، ولكنها في العادة ليست خطيرة.
أسباب حدوث البراكين
تحدث البراكين عندما تنفجر المواد الساخنة من باطن الأرض إلى السطح. تُعرف هذه المواد باللافا إذا كانت على السطح أو بالماغما إذا كانت تحت الأرض، ويمكن أن تتضمن هذه المواد حمم بركانية، رماد، غازات، وأبخرة. بعبارة أخرى، تحدث البراكين نتيجة ارتفاع الصهارة من باطن الأرض. ولديه ثلاثة أسباب رئيسية لهذا الارتفاع:
حركة الصفائح التكتونية
تشير حركة الصفائح التكتونية إلى الأجزاء التي تتكون منها القشرة الأرضية، والتي تتحرك ببطء وتبتعد عن بعضها مما يؤدي إلى تشكل فراغ يسمح للصهارة بالارتفاع من أعماق الأرض لملء هذا الفراغ، ويمكن أن تحدث هذه العملية تحت الماء، منجة براكين تحت الماء.
حركة الصفائح نحو بعضها البعض
تؤدي هذه الحركة إلى انزلاق جزء من القشرة الأرضية، مما يسبب دفعها إلى عمق الأرض. نتيجة للحرارة والضغط المرتفع، تذوب القشرة الأرضية مكونة المادة الأساسية للصهارة اللازمة لتكوين البراكين.
ارتفاع الصهارة من فوق النقاط الساخنة
تشير النقاط الساخنة إلى المناطق داخل الأرض التي تزيد من حرارة الصهارة، مما يجعل كثافتها أقل. وبالتالي، عندما تنقص الكثافة، ترتفع الصهارة مكونة البراكين.
