تتعدد الظواهر الطبيعية التي تصيب كوكب الأرض، ومنها ما يُعتبر نافعا، بينما يُعد البعض الآخر مدمرا. تعد الزلازل واحدة من أخطر الظواهر الطبيعية المدمرة. في هذا المقال، سنستعرض أسباب حدوث الزلازل، بالإضافة إلى أبرز المخاطر والآثار السلبية المرتبطة بها.
الزلازل
تخصص علم جديد يُعرف بعلم الزلازل (Seismology) في دراسة الزلازل، حيث قدم تفسيرات أكاديمية لظاهرة الزلزال، وكيفية حدوثها وأسبابها، وهذا لم يكن معروفاً حتى ظهور هذا العلم في بداية القرن العشرين.
الزلزال، أو Earthquake بالإنجليزية، يُعرّف بأنه اهتزاز أرضي مفاجئ يحدث نتيجة حركة الموجات الزلزالية عبر الصفائح الصخرية تحت سطح الأرض. تتحرك هذه الصفائح مما ينتج عنه إطلاق كميات هائلة من الطاقة، مما يؤدي إلى حدوث موجات زلزالية مدمرة.
مرت الأرض بالعديد من الزلازل على مر العصور، في مناطق مختلفة من العالم. يشير العلماء الجيولوجيون إلى أن جميع مناطق سطح الأرض معرضة لحدوث زلازل بشكل يومي.
تختلف الزلازل من حيث القوة. فبينما يمكن أن تكون بعض الزلازل ذات تأثير بسيط، فإن الآخرين يمكن أن تُسبب دماراً كبيراً، مما يعرض حياة الناس للخطر ويؤدي إلى تدمير المباني والمنشآت. تشير الأبحاث إلى أن القرن العشرين وحده شهد وفاة أكثر من مليون شخص نتيجة لهذه الظاهرة المدمرة.
أسباب حدوث الزلازل
تتنوع أسباب حدوث الزلازل، وأبرزها الزلازل التكتونية، المعروفة باسم Tectonic Earthquakes. تم تفسير هذه الظاهرة بواسطة نظرية الصفائح التكتونية، التي توضح كيفية حدوث الانجرافات القارية وتوسيع قاع المحيطات. حيث ينقسم سطح الأرض إلى طبقات صلبة بسمك يتراوح بين مئة إلى مئة وخمسين كيلومتر.
تتحرك هذه الطبقات فوق الغلاف الموري (Asthenosphere) الموجود تحت قشرة الأرض.
هناك نوع آخر يُعرف بالزلازل البركانية، التي تحدث نتيجة الانفجارات البركانية. وعادة ما تكون أضعف من الزلازل التكتونية وتحدث بالقرب من سطح الأرض، مما يعرضها للإحساس الشديد بالقرب من مركز الزلزال (Hypocenter).
علاوة على ذلك، يمكن أن تنجم الزلازل عن أنشطة بشرية تُعرف بالزلازل المستحثّة (Induced Earthquakes)، مثل بناء الأنفاق أو ملئ السدود بكميات ضخمة من المياه، أو تنفيذ مشاريع تعزيز الطاقة الحرارية للأرض.
كما توجد زلازل تُعرف بالزلزال الانهياري (Collapse Earthquakes) والتي تتسبب فيها انهيارات الكهوف أو المناجم.
مخاطر الزلازل
بعد حدوث الزلزال، تتبعها أحداث أخرى قد تتسبب في دمار المنطقة المتضررة. فيما يلي أبرز المخاطر والآثار الناتجة عن الزلازل:
الانهيارات
قد يؤدي الزلزال إلى انهيارات أرضية أو ثلجية، حيث يمكن أن تحرك الاهتزازات الصخور وتضعف تماسك التربة على المنحدرات.
الفيضانات
تُعتبر الفيضانات من المخاطر الرئيسية الناجمة عن الزلازل، خاصة عندما تتعرض السدود للأضرار أو تتعرض ضفاف الأنهار والبحيرات للانهيارات، مما قد يؤدي إلى تسرب المياه.
الحرائق
تتسبب الزلازل أحياناً في تلف خطوط الكهرباء وإمدادات الغاز، مما قد يؤدي إلى اندلاع حرائق يصعب إخمادها في حال تلف أنابيب المياه بسبب الزلزال.
تسيّل التربة
يمكن أن يؤدي الزلزال إلى فقدان تماسك التربة الحبيبية المشبعة بالماء، مما يجعلها تصبح سائلة، مما يعرض المنشآت والجسور للغرق أو الانهيار.
تسونامي
يمكن أن تنتج عن الزلازل انهيارات سطحية تؤثر على سطح الماء، مما يتسبب في حدوث أمواج تسونامي، والتي قد تؤدي إلى وفاة العديد من الكائنات الحية الموجودة بالقرب من السواحل.
أنواع وخصائص الأمواج الزلزالية
تعتبر الموجات الزلزالية مسؤولة عن نقل الطاقة من منطقة إلى أخرى، وتتعدد أنواعها وخصائصها. من أبرز هذه الموجات الموجات الأولية (Primary) التي تتميز بسرعتها العالية، حيث يُرمز لها بالحرف P.
كما توجد الموجات الثانوية (Secondary) والتي تُعَرف بأنها أبطأ في الانتقال ويُرمز لها بالحرف S. وعندما تجمع كل من الموجات الأولية والثانوية، تتشكل الموجات السطحية، التي قد تسبب أضراراً للمباني والمنشآت. فيما يلي أنواع الموجات الزلزالية وخصائصها:
الموجات الأولية
تُعرف هذه الموجات بالموجات الطولية، حيث تتراوح سرعتها بين خمسة إلى سبعة كيلومترات في الثانية عند المرور عبر القشرة الأرضية، وحين تمر عبر الماء تصل سرعتها إلى 1.5 كيلومتر في الثانية، وحين تمر عبر الهواء تكون سرعتها 0.3 كيلومتر في الثانية.
خصائص الموجات الأولية
تتميز الموجات الأولية بسرعتها، حيث تُعتبر أول الموجات التي ترصدها أجهزة الاستشعار. يمكن لهذه الموجات الانتقال عبر المواد الصلبة والسائلة والغازية، وهي أصغر حجماً من الموجات السطحية وتتميز بترددات أعلى.
تصل الموجات الأولية إلى سطح الأرض بشكل رأسي، حيث تتحرك على هيئة تضاغط.
تُعرف أيضًا بموجة الضغط (Pressure).
الموجات الثانوية
تُعتبر الموجات الثانوية من الموجات المستعرضة (Shear) ويُرمز لها بالحرف S.
سرعة الموجات الثانوية
تتراوح سرعتها بين ثلاثة إلى أربعة كيلومترات في الثانية عند مرورها عبر القشرة الأرضية، بينما إذا مرت عبر الغلاف الأرضي فإن سرعتها تقل عن 4.5 كيلومتر في الثانية.
أما عند المرور عبر النواة الداخلية للأرض، فتتراوح سرعتها بين 2.5 إلى 3 كيلومترات في الثانية.
خصائص الموجات الثانوية
تتميز الموجات الثانوية بسرعتها البطيئة مقارنة بالموجات الأولية، لذلك تصل بعد الموجات الأولية. هي غير قادرة على الانتقال خلال المواد السائلة، مما يُعني أنها غير موجودة في لب الأرض الخارجي.
تتحرك الموجات الثانوية بحركات عرضية مترددة ومتناوبة.
موجات لوف
تُعرف موجات لوف بالإنجليزية باسم Love.
سرعة موجات لوف
تتراوح سرعتها بين 2 كيلومتر و4.5 كيلومتر في الثانية عند مرورها عبر الكرة الأرضية.
خصائص موجات لوف
تُعتبر موجات لوف نوعاً من الموجات السطحية، حيث يؤثر ترددها على عمقها وسرعتها. تنتقل بشكل أفقي مستعرض سمحلتها مع سطح الأرض.
موجات رايلي
تُعرف أيضاً بموجات رايلي (Rayleigh).
سرعة موجات رايلي
تتراوح سرعتها بين 2 كيلومتر إلى 4.5 كيلومتر في الثانية.
خصائص موجات رايلي
تُعتبر موجات رايلي أيضًا من أنواع الموجات السطحية، حيث تتحرك بشكل إهليلجي. مع زيادة العمق، تقل سعة الموجة وتكون حركتها أبطأ من موجات لوف.
تتأثر سعة هذه الموجات بالتردد مما يؤثر على عمقها.
