الموجات الزلزالية المسؤولة عن التأثيرات المدمرة
تعتبر الموجات السطحية النوع الأكثر تدميراً بين الموجات الزلزالية. تنشأ هذه الموجات عادة عندما يكون مصدر الزلزال قريبا من سطح الأرض، حيث تنتشر من بؤرة الزلزال إلى الخارج ببطء، بسرعة تصل إلى 2.5 كم/ثانية، لكنها قد تكون ذات اتساع أكبر من بقية الأنواع.
تؤدي الموجات السطحية إلى اهتزاز الأجسام على سطح الأرض، مما يتسبب في ارتفاعها وسقوطها، مما يسبب أضراراً فادحة للمباني والمنشآت. تنقسم هذه الموجات إلى نوعين رئيسيين، وهما: موجات لوف (Love waves) وموجات رايلي (Rayleigh waves).
الموجات الأولية
الموجات الأولية (P Waves) هي موجات زلزالية تنتقل بسرعات تكاد تصل إلى سرعة الصوت، حيث تنتشر كموجات صوتية عبر الهواء. بفضل سرعتها العالية، تُعتبر هذه الموجات الأولى التي تلتقطها أجهزة قياس الزلازل قبل حدوث الزلزال.
تتميز الموجات الأولية بالقدرة على الانتقال عبر الأوساط الغازية، والسائلة، والصلبة، على عكس أنواع الموجات الأخرى التي تنتقل فقط عبر المواد الصلبة مثل الصخور.
يشار إليها أيضاً بموجات الضغط، حيث تنتشر عبر المواد من خلال ضغطها وتمديدها بالتناوب، مما يؤدي إلى تذبذب جزيئات المادة في اتجاه الحركة الطبيعية للموجات الأولية.
الموجات الثانوية
الموجات الثانوية (S Waves) هي موجات زلزالية عرضية، وسرعتها أقل من سرعة الموجات الأولية، لكن اتساعها أكبر مما يؤدي إلى حدوث أضرار كبيرة. وهذه الموجات لا تنتقل عبر الهواء أو الماء.
تُعرف الموجات الثانوية أيضا بموجات الاهتزاز، حيث تتحرك جزيئات المادة بشكل عمودي على اتجاه انتشار الموجة.
الموجات السطحية
تُعتبر الموجات السطحية (Surface Waves) هي الموجات الزلزالية التي تحدث عندما يكون مصدر الزلزال قريبًا من سطح الأرض، حيث تنتشر تحت السطح مباشرة. على الرغم من أن سرعتها أقل من سرعة الموجات الأولية، إلا أنها تمتلك اتساعًا أكبر، مما يجعلها الأكثر تدميراً بين أنواع الموجات الزلزالية الأخرى.
تنقسم الموجات السطحية إلى نوعين رئيسيين:
موجات لوف
سُميت موجات لوف نسبةً إلى العالم البريطاني أغوستوس لوف (A.E.H. Love) الذي وضع النموذج الرياضي لها عام 1911. هذه الموجات تُعتبر أسرع أنواع الموجات السطحية، حيث تتحرك بشكل عرضي على سطح القشرة الأرضية، مما يؤدي إلى اهتزاز الأرض في اتجاه عمودي على اتجاه انتشارها.
تتشكل موجات لوف نتيجة تفاعل موجات (S) مع سطح الأرض، وسعتها تختلف حسب الموقع، حيث تملك أكبر سعة على السطح وتقل مع زيادة العمق. وتُعتبر موجات لوف موجات تشتيتية تُعتمد سرعتها وعمق انتشارها على التردد، حيث تنتشر بسرعة أعلى وعمق أكبر في الترددات المنخفضة.
موجات رايلي
تمت تسمية موجات رايلي نسبةً للعالم جون رايلي (John Rayleigh) الذي توقع وجودها رياضيًا في عام 1885. تُعتبر معظم الاهتزازات الزلزالية التي يتم الشعور بها من نوع موجات رايلي، والتي يمكن أن تتجاوز بكثير الموجات الأخرى.
تتحرك موجات رايلي عند انتشارها فوق الأرض بشكل مشابه للموجات المائية في البحيرات أو المحيطات، حيث تسبب حركة العمود لأعلى وأسفل كما تفعل أمواج البحر، مما يعني أن الحركة تكون في اتجاه انتشار الموجات عمودية في المستوى الرأسي، مع حركة إهليلجية وتدريجية.
تُعتبر موجات رايلي أيضاً موجات تشتيتية، حيث تنخفض سعتها مع زيادة عمق انتشارها في الأرض، ويزداد عمقها مع انخفاض التردد.
أسرع الموجات الزلزالية
تُعتبر الموجات الأولية أسرع الموجات الزلزالية، حيث تصل سرعتها إلى ما بين 5 – 8 كم/ث عند انتقالها عبر سطح الأرض، بينما تصل سرعتها داخل باطن الأرض إلى حوالى 13 كم/ث، نظراً لكثافة الوسط وضغطه العالي.
الموجات الثانويّة تأتي في المرتبة الثانية من حيث السرعة، وتم تسميتها ثانوية لأنها تُسجل بواسطة أجهزة رصد الزلازل بعد الموجات الأولية. تتراوح سرعتها بين 3 – 4.8 كم/ ث، وهي تمثل 60% فقط من سرعة الموجات الأولية.
الأنواع الرئيسية للموجات الزلزالية
الموجات الزلزالية (Seismic Waves) هي موجات من الطاقة تنتقل عبر الأرض بسبب انكسار الصخور المفاجئ بداخلها، ويتم قياسها بواسطة أجهزة قياس الزلازل (Seismographs).
توجد نوعان رئيسيان من الموجات الزلزالية، كل منهما يسير بطريقة مختلفة:
- موجات الجسم (Body Waves): تتحرك عبر الطبقات الداخلية للأرض، وهي تملك ترددًا أعلى مقارنة بالموجات السطحية. وتجدر الإشارة إلى أن موجات الجسم الناتجة عن الزلزال تصل أولاً إلى أجهزة القياس، قبل الموجات السطحية.
- الموجات السطحية (Surface Waves): تتحرك فقط بالقرب من سطح الأرض عبر القشرة، مثل حركة المياه، وهي ذات تردد أقل مقارنة بموجات الجسم، ويمكن تمييزها بسهولة في مخططات الزلازل.
