الصف:٢/٣

اين تقع بؤرة الزلزال؟

المركز السطحي أو المركز السطحي للزلزال أو ما فوق المركز أو مركز الزلزال السطحي أو بؤرة الزلزال السطحية (بالإنجليزية: Epicenter) هي نقطة على سطح الأرض وتكون مباشرة أسفل مكان تركيز الزلزال، ويحدث فيها نتيجة تحرُّر الطاقة منها والتي تنشأ من خلال تحرّك الصخور وإزاحتها بسبب الضّغط الدّاخلي في الأرض وانكسار مباغث لصخور .

• الموجات الأولية (P-waves): أسرع أنواع الموجات، تنتشر عبر المواد الصلبة والسائلة والغازية. وهي موجات ضغط، حيث يتحرك جسيم الوسط للأمام والخلف في نفس اتجاه انتشار الموجة.

• الموجات الثانوية (S-waves): أبطأ من الموجات الأولية وتنتقل في المواد الصلبة فقط، حيث تنتشر بجعل جزيئات الوسط تتحرك بشكل عمودي على اتجاه انتشار الموجة. 

• تنتقل على طول سطح الأرض وتتسبب في معظم الأضرار أثناء الزلازل.

• موجات لاف (Love Waves): موجات عرضية تسبب اهتزاز الأرض أفقيًا (جانبيًا) وتنتشر على سطح القشرة الأرضية.

• موجات رايلي (Rayleigh Waves): تسبب حركة جزيئات الوسط في مسار إهليلجي تراجعي في مستوى رأسي موازٍ لاتجاه انتشار الموجة. 

• تراكم الضغط: تتحرك الصفائح التكتونية ببطء شديد، ويؤدي احتكاك حوافها إلى تراكم ضغط هائل في الصخور.

• الانكسار المفاجئ: عندما يصبح الضغط أقوى من قدرة الصخور على التحمل، تنكسر الصخور وتنزلق فجأة على طول الصدوع (شقوق في القشرة الأرضية).

• تحرر الطاقة: يتسبب هذا الانزلاق المفاجئ في إطلاق الطاقة المخزنة على شكل موجات زلزالية تنتشر في جميع الاتجاهات.

• وصول الموجات إلى السطح: تنتقل هذه الموجات عبر باطن الأرض، وعند وصولها إلى السطح، تتسبب في الاهتزازات التي نشعر بها ونسميها "الزلزال".

• البؤرة والمركز السطحي: تُعرف نقطة انطلاق الزلزال تحت الأرض بـ "بؤرة الزلزال"، والنقطة التي تقع فوقها مباشرة على السطح تسمى "المركز السطحي للزلزال". 

• الزلازل البركانية: تحدث بسبب النشاط البركاني، مثل حركة الصخور المنصهرة والغازات تحت الأرض.

• الزلازل بفعل الإنسان: تحدث أحياناً بسبب الأنشطة البشرية مثل التفجيرات النووية أو استخراج النفط والغاز. 

تصنف الزلازل حسب عمق البؤرة، وهي ثلاث:

الزلازل الضحلة وتنشأ على عمق 70كم.

الزلازل المتوسطة وتنشأ على عمق بين 70-300كم.

الزلازل العميقة وتنشأ على عمق 300-700كم. الدرجة

وتحدد درجة الزلزال بمؤشر، وتقاس من 1 إلى 10، حيث:

من 1 إلى 4 - زلازل قد لا تحدث أية أضرار أي يمكن الإحساس به فقط.

من 4 إلى 6 - زلازل متوسطة الأضرار قد تحدث ضررًا للمنازل والإقامات.

من 7 إلى 10 - الدرجة القصوى، أي يستطيع الزلزال تدمير المدينة بأكملها وحفرها تحت الأرض حتى تختفي مع أضرار لدى المدن المجاورة لها.

أثناء عملية الاهتزاز التي تصيب القشرة الأرضية تتولد ستة أنواع من موجات الصدمات، من بينها اثنتان تتعلقان بجسم الأرض حيث تؤثران على الجزء الداخلي من الأرض، بينما الأربعة موجات الأخرى تكون موجات سطحية. ويمكن التفرقة بين هذه الموجات أيضًا من خلال أنواع الحركات التي تؤثر فيها على جزيئات الصخور، حيث ترسل الموجات الأولية أو موجات الضغط جزيئات تتذبذب جيئة وذهابًا في نفس اتجاه سير هذه الأمواج، بينما تنقل الأمواج الثانوية أو المستعرضة اهتزازات عمودية على اتجاه سيرها. وعادة ما تنتقل الموجات الأولية بسرعة أكبر من الموجات الثانوية، ومن ثم فعندما يحدث زلزال، فإن أول موجات تصل وتسجل في محطات البحث الجيوفيزيقية في كل أنحاء العالم هي الموجات الأولية والثانوية

يمكن تحديد موقع البؤرة الزلزالية عن طريق تعاون ثلاث محطات رصد زلازل قريبة من موقع الزلزال، ويحدد بُعد الزلزال عن كل محطة من هذه المحطات الثلاث إما عن طريق العلاقة البيانية، أو بحساب المسافة بتقدير زمن وصول الموجات الزلزالية، وسرعتها، ويتم تطبيق قانون (المسافة = الزمن × سرعة الموجات)، وترسم دائرة من كل محطة مركزها هو مكان المحطة، ونصف قطرها هو المسافة المحسوبة، وتكون نقطة تقاطع الدوائر الثلاث هي موقع بؤرة الزلزال.

• نظرية الصفائح التكتونية: هي السبب الرئيسي لمعظم الزلازل الطبيعية.

  • تنقسم قشرة الأرض إلى صفائح كبيرة تتحرك باستمرار.

  • عندما تتقارب هذه الصفائح وتتشابك حوافها، يتراكم ضغط هائل.

  • عندما تتجاوز قوة الضغط مقاومة الصخور، تتكسر وتتحرر الطاقة المخزنة على شكل موجات زلزالية.

• النشاط البركاني: يمكن أن تساهم حركة الصهارة تحت البراكين في إحداث زلازل.

• أسباب أخرى: تشمل الأنشطة التي يسببها الإنسان مثل انهيار جدران المناجم أو الانفجارات تحت الأرض لشق الطرق والأنفاق. 

• بؤرة الزلزال: النقطة تحت سطح الأرض حيث يبدأ تكسر الصخور.

• المركز السطحي للزلزال: النقطة الموجودة مباشرة فوق البؤرة على سطح الأرض.

• الموجات الزلزالية: الأمواج التي تنتشر من مركز الزلزال في جميع الاتجاهات مسببة اهتزاز الأرض. 

• القوة مقابل الشدة: يجب التمييز بين قوة الزلزال (التي يقيسها مقياس مثل ريختر أو مقياس درجة العزم) وشدته (التي يقيسها مقياس ميركالي)، حيث أن الشدة تعتمد على عوامل أخرى مثل نوع التربة وتصميم المباني.

• المقاييس المحلية: تُستخدم المقاييس المحلية المُعدَّلة بناءً على مقياس ريختر لتكون أكثر دقة في قياس الزلازل المحلية الصغيرة، وتأخذ في الاعتبار خصائص النشاط الزلزالي في منطقة معينة. 

• أقل من 3 درجات: لا يشعر بها الإنسان عادةً، إلا في بعض الحالات.

• 3 درجات فأكثر: يشعر بها معظم الناس.

• 4.0-4.9 درجة: يُشعَر بالهزة مع اهتزاز الأشياء وظهور صوت، لكنها لا تسبب أضراراً كبيرة.

• 5.0-5.9 درجة: تسبب أضراراً في المباني الضعيفة، لكن المباني القوية لا تتضرر كثيراً.

• 6.0-6.9 درجة: قد تكون مدمرة، وتصل تأثيرها إلى مسافات تصل إلى 160 كيلومتراً.

• 7.0-7.9 درجة: تسبب أضراراً جسيمة على مساحات واسعة.

• 8.0-8.9 درجة: تسبب أضراراً كبيرة على مساحات واسعة جداً.

• 9.0-9.9 درجة: زلازل مدمرة جداً قد تدمر مساحات تصل إلى آلاف الأميال. 

• انهيار المباني والمنشآت: يمكن أن يؤدي الاهتزاز إلى انهيار المباني والمنشآت، خاصة في المناطق التي تتعرض لهزات قوية.

• الانهيارات الأرضية والانهيارات الثلجية: تسبب الزلازل انهيارات أرضية في المناطق المرتفعة والجبلية، وكذلك انهيارات ثلجية في المناطق التي يغطيها الثلج.

• التشققات الأرضية: تظهر تشققات في القشرة الأرضية، مما يؤدي إلى تدمير الطرق والحقول والأسطح.

• تسييل التربة: في المناطق القريبة من المياه، تختلط التربة بالماء وتصبح كأنها رمال متحركة، مما يتسبب في غرق المباني أو انحنائها.

• تدمير شبكات الخدمات: تتضرر شبكات المياه والكهرباء والغاز، مما قد يؤدي إلى اندلاع حرائق وتلوث بيئي.

• موجات تسونامي: الزلازل تحت الماء يمكن أن تولد موجات تسونامي مدمرة تغمر المناطق الساحلية.

• تغيير مجرى الأنهار: يمكن للزلازل أن تغير مسارات الأنهار، مما يؤدي إلى فيضانات. 

• القلق والتوتر: تسبب الزلازل قلقًا شديدًا وخوفًا لدى الأفراد.

• اضطرابات سلوكية: قد تظهر على الأطفال سلوكيات مثل الهلع والعدوانية أو الانسحاب.

• مشاكل في النوم: يعاني الكثيرون من الأرق بعد الزلزال. 

• خسائر مالية ضخمة: تكلف الزلازل مليارات الدولارات لإصلاح الأضرار في المباني والبنية التحتية، كما هو الحال في زلزال اليابان عام 2011.

• تضرر الاقتصاد المحلي: تتأثر البنية التحتية للمنطقة بشكل كبير، مما يؤثر على النشاط الاقتصادي. 

• ما هو: مقياس لوغاريتمي لقياس الطاقة الكلية المنبعثة من الزلزال.

• كيف يعمل: يسجل مقياس ريختر حجم الزلزال من خلال جهاز رسم الزلازل (الزلازل).

• القوة: تعتمد القوة على الطاقة المنبعثة، وليس على الضرر المادي.

• ملاحظة: الزلزال بقوة 5.3 يختلف عن زلزال 6.3 بشكل كبير في الطاقة، حيث أن الأخير أقوى بـ 32 مرة في الطاقة. 

المقدار الزلزالي لأكبر الزلازل التي تم رصدها هو زلزال اليابان(11مارس 2011، بقوة 9 درجات وزلازل الاكوادور 1906 و الاسكا 1964 بقوة 8.6 درجة على مقياس ريختر ) 3- شدة الزلازل هى قيمة لمدى تأثيرها عند موقع ما . وتتناقص الشدة مع بعد المسافة عن مركز الزلزال ، وتصل شدة الزلزال أقصاها فوق مركز الزلزال .

• 3.0-3.9 (خفيف جداً): أكثر من 100.000 مرة في السنة، ويشعر بها الناس.

• 4.0-4.9 (خفيف): 10.000-15.000 مرة في السنة، وقد تسبب أضراراً بسيطة.

• 5.0-5.9 (معتدل): 1000-1500 مرة في السنة، قد تضر بالمباني الضعيفة.

• 6.0-6.9 (قوي): 100-150 مرة في السنة، قد تسبب دماراً كبيراً في مساحة تصل إلى 160 كم.

• 7.0-7.9 (كبير): يمكن أن يسبب أضراراً جسيمة على مساحات واسعة.

• 8.0-8.9 (عظيم): يمكن أن يسبب أضراراً هائلة لمئات الأميال. 

• اللوغاريتمية: كل زيادة درجة على المقياس تعني زيادة عشرة أضعاف في سعة الموجة الزلزالية وزيادة 32 ضعفاً في الطاقة المنبعثة، مما يعني أن زلزالاً بقوة 6 درجات أقوى بعشر مرات من زلزال بقوة 5 درجات.

• الحساب: يقيس المقياس حجم الزلزال باستخدام لوغاريتم اتساع (ارتفاع) أكبر موجة زلزالية مسجلة على جهاز قياس الزلازل.

• التطوير: صُمم المقياس في الأصل لقياس الزلازل ذات الحجم المتوسط (3-7 درجات)، ولكن تم تطويره ليتمكن من قياس الزلازل الأكبر حجماً. 

• يعتمد على الملاحظة: يعتمد المقياس على ملاحظة التأثيرات الملموسة للزلازل في مواقع مختلفة، مثل مدى إحساس الناس بالاهتزاز ومقدار الدمار الذي لحق بالمباني.

• يختلف عن مقياس ريختر: يُقاس مقياس ريختر باستخدام علاقات رياضية لقياس الطاقة الكامنة للزلزال في مصدره، بينما يوضح ميركالي مدى تأثير تلك الطاقة في منطقة محددة.

• يتأثر بالعوامل المحلية: يمكن لزلزال ضعيف أن يحظى بدرجة ميركالي عالية في منطقة مكتظة بالسكان وقريبة من مركز الزلزال، بينما قد يحصل زلزال قوي على درجة ميركالي أقل إذا كان بعيدًا عن مناطق سكنية. 

• تُقسم إلى 12 درجة: تبدأ من درجة (I) حيث لا يُشعر بالزلزال، وتصل إلى درجة (XII) التي تعني دمارًا شاملًا.

• تُمثل بالأرقام الرومانية: يُشار إلى كل درجة بحرف لاتيني روماني (I, II, III, إلخ.). 

أهم المقاييس المستخدمة هي مقياس ريختر ومقياس الحجم الزلزالي ومقياس ميركالي المعدل

مقياس ريختر يحدد قوة الزلزال بناءً على ارتفاع الموجات المسجلة

مقياس الحجم الزلزالي يقيس مقدار القوة الناتجة عن مركز الزلزال

مقياس ميركالي المعدل يستخدم للتقييم التفصيلي للأضرار في موقع معين

مقياس ريختر يُعتبر من أشهر المقاييس لقياس شدة الزلازل. تم تطويره من قبل العالم الأمريكي تشارلز ريختر في عام 1935. يستخدم هذا المقياس قياس ارتفاع أكبر موجة أرضية من مركز الزلزال.

يتراوح المقياس من 1 إلى 10 درجات. كل زيادة درجة تعني أن الزلزال أكبر بـ10 مرات من الدرجة السابقة.

هناك مقياس آخر لقياس قوة الزلزال، وهو مقياس الحجم الزلزالي. يستخدم هذا المقياس قياس الطاقة المنبعثة من مركز الزلزال. هذا المقياس يُعتبر أكثر دقة في تقدير قوة الزلازل.

جهاز قياس الزلازل ( السيزموغراف )

جهاز قياس الزلازل، المعروف أيضًا باسم مقياس الزلازل السيزموغراف، هو أداة علمية تستخدم لكشف وتسجيل الحركة الأرضية الناجمة عن الموجات الزلزالية، والتي تتولد عادة عن الزلازل أو النشاط البركاني أو الانفجارات. أجهزة قياس الزلازل هي أدوات حاسمة في علم الزلازل، والدراسة العلمية للزلازل والبنية الداخلية للأرض.

جهاز الاستشعار أو جهاز استشعار الزلازل: المكون الأساسي لجهاز قياس الزلازل هو جهاز الاستشعار، وهو عادة عبارة عن كتلة معلقة على نابض أو بندول داخل غلاف قوي. عند حدوث حركة أرضية، يظل المستشعر ثابتًا نسبيًا بسبب القصور الذاتي، بينما تتحرك الأرض تحته.

آلية التسجيل: يُرفق بالمستشعر قلم أو قلم يسجل حركة الأرض على أسطوانة دوارة أو جهاز تسجيل رقمي. ومع تحرك الأرض، يسجل القلم الحركة على مخطط ورقي أو يلتقط البيانات إلكترونيًا.

إخراج البيانات: يتم عرض البيانات المسجلة عادةً كمخطط زلزالي، وهو تمثيل رسومي لحركة الأرض بمرور الوقت. يقوم علماء الزلازل بتحليل مخططات الزلازل لتحديد الخصائص المختلفة للأحداث الزلزالية، مثل حجمها وعمقها وموقعها.

مكونات متعددة: غالبًا ما تحتوي محطات قياس الزلازل على أجهزة قياس زلازل متعددة موجهة في اتجاهات مختلفة لالتقاط الحركة الأرضية في ثلاثة أبعاد (الشمال والجنوب، والشرق والغرب، والعمودي)، مما يسمح بتحليل أكثر دقة للأحداث الزلزالية

الموجات P (الموجات الأولية أو المضغوطة): هذه هي أسرع الموجات الزلزالية ويمكنها الانتقال عبر المواد الصلبة والسائلة. أنها تسبب الحركة الأولى على مخطط الزلازل.

موجات S (موجات ثانوية أو موجات قص): هذه الموجات أبطأ من موجات P ولا يمكنها الانتقال إلا عبر المواد الصلبة. تسجل بعد موجات P على مخطط الزلازل.

الموجات السطحية: تنتقل هذه الموجات على طول سطح الأرض وتكون مسؤولة عن الاهتزازات الأكثر تدميراً أثناء وقوع الزلزال. تسجل بعد موجات P وS ويتم تسجيلها عادةً كأكبر إشارات طويلة الأمد على مخطط الزلازل.

تلعب أجهزة قياس الزلازل دورًا حاسمًا في مراقبة ودراسة النشاط الزلزالي. يتم استخدامها في أنظمة الإنذار المبكر بالزلازل لتوفير إشعار مسبق للموجات الزلزالية القادمة، مما يسمح للناس باتخاذ إجراءات وقائية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام بيانات قياس الزلازل لدراسة باطن الأرض، ورسم خطوط الصدع، وتحسين فهمنا للمخاطر الزلزالي

للحصول على فكرة أفضل عن قوة الاهتزاز والأضرار، تم تطوير مقياس Moment Magnitude Scale لالتقاط جميع الموجات الزلزالية المختلفة من الزلزال إلى الشبكات الزلزالية في جميع أنحاء العالم.

تصف مقاييس شدة الزلازل شدة تأثيرات الزلزال على سطح الأرض والبشر والمباني في مواقع مختلفة في منطقة مركز الزلزال. يمكن أن تكون هناك قياسات شدة متعددة. مقياس Mercalli المعدل يقيس مقدار الاهتزاز في موقع معين.

من المعلومات المهمة التي يجب وضعها في الاعتبار أن مقياس الحجم لوغاريتمي. بعبارة أخرى، هو “مقارنة اتساع الموجات على مخطط الزلازل، وليس قوة أو طاقة الزلازل” ، وفقًا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. يساعدنا هذا على فهم أنه في حين أن الاختلافات في الحجم (السعة) بين الزلازل الصغيرة والكبيرة بما يكفي ، فإن اختلافات القوة (الطاقة) هي التي لها معنى.

من عام 1935 حتى عام 1970 ، كان مقياس قوة الزلزال هو مقياس ريختر ، وهي صيغة رياضية اخترعها عالم الزلازل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا تشارلز ريختر لمقارنة أحجام الزلازل.

ومقياس ريختر، هو مقياس لوغاريتمي يستخدم لقياس حجم أو حجم الزلازل. تم تطويره من قبل تشارلز إف ريختر وبينو جوتنبرج في عام 1935، وأصبح منذ ذلك الحين أحد أكثر الطرق المعترف بها على نطاق واسع لقياس الطاقة المنبعثة من الأحداث الزلزالية. تم تسمية المقياس على اسم تشارلز إف ريختر، الذي كان عالم الزلازل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك) النقاط الرئيسية حول مقياس ريختر:

المقياس اللوغاريتمي: مقياس ريختر هو مقياس لوغاريتمي، مما يعني أن كل زيادة في العدد الصحيح على المقياس تمثل زيادة بمقدار عشرة أضعاف في سعة (أو ارتفاع) الموجات الزلزالية وحوالي 31.6 مرة أكثر من إطلاق الطاقة. على سبيل المثال، يطلق زلزال بقوة 6.0 طاقة أكثر بحوالي 31.6 مرة من زلزال بقوة 5.0.

نطاق القوة: يتراوح مقياس ريختر عادةً من 0 إلى 10 أو أكثر، على الرغم من أنه من النادر أن تتجاوز الزلازل 9.0 درجة. عادة لا يشعر الناس بالزلازل التي تقل قوتها عن 2.0 ويتم تصنيفها على أنها زلازل صغيرة.

• تنتشر على طول سطح الأرض وتتسبب في معظم الأضرار أثناء الزلازل الكبيرة.

• تصل إلى محطات الرصد بعد موجات الجسم، وهي أبطأ من موجات الجسم.

• موجات لوف (Love Waves):

  • تتحرك فيها الجزيئات بشكل أفقي جنبًا إلى جنب.

• موجات رايلي (Rayleigh Waves):

  • تتسبب في حركة إهليجية (شبه دائرية) للجزيئات في مستوى رأسي، مما يحرك سطح الأرض إلى الأعلى والأسفل. 

هذا التصنيف يعتمد على مدى تكرار ثوران البركان ومؤشرات النشاط الحراري أو الزلزالي داخله. بشكل عام، تنقسم أنواع البراكين حسب النشاط إلى ثلاثة أصناف رئيسية هي: البراكين النشطة، البراكين الهادئة، والبراكين الخامدة.

• البراكين النشطة: براكين تظهر فيها علامات النشاط بشكل مستمر أو ثارت مؤخرًا، واحتمال ثورانها مرة أخرى قائم.

• البراكين النائمة (الخاملة): براكين توقفت عن الثوران لكن قد تحدث فيها انفجارات في المستقبل.

• البراكين المنقرضة: براكين لا يُتوقع أن تثور مرة أخرى في المستقبل. 

• البراكين الدرعية: تتميز بقواعدها الواسعة ومنحدراتها المنخفضة، وهي تتكون من طبقات رقيقة من الحمم المتجمدة.

• البراكين المخروطية (مخاريط الرماد): تتكون من تراكم الرماد البركاني والكتل الصخرية، وتتميز بشكله المخروطي الحاد وجوانبها شديدة الانحدار.

• البراكين الطبقية (المركبة): تتكون من طبقات متعددة من الحمم والرماد المتصلبة. غالبًا ما تكون هذه البراكين مخروطية الشكل وتنمو بشكل تدريجي. 

• الرصد والتسجيل: تقوم محطات رصد الزلازل المنتشرة حول العالم بتسجيل الموجات الزلزالية بواسطة أجهزة السيزموجراف.

• مبدأ عمل السيزموجراف: تعتمد هذه الأجهزة على مبدأ القصور الذاتي؛ حيث يهتز إطار الجهاز مع الموجات الزلزالية بينما يبقى الجزء المعلق (مثل البندول أو الكتلة) ثابتًا نسبيًا، مما يؤدي إلى رسم موجة خطية على الورق الدوار أو شاشة رقمية.

• تحديد الموقع: يمكن تحديد الموقع الدقيق للزلزال باستخدام ثلاث محطات رصد على الأقل. يتم حساب المسافة بين كل محطة والزلزال باستخدام العلاقة: المسافة = الزمن × سرعة الموجات، ومن ثم رسم دوائر متقاطعة لتحديد نقطة المركز.

• قياس القوة: تُستخدم بيانات السيزموجرام لحساب قوة الزلزال باستخدام مقاييس مختلفة:

  • مقياس ريختر: يعتمد على سعة أكبر موجة مسجلة، مع أخذ المسافة بين مركز الزلزال والمحطة في الاعتبار.

  • مقياس العزم الزلزالي: هو مقياس أكثر تطورًا ويستخدم لتحديد حجم الزلازل الكبيرة.

• قياس الشدة: في بعض الحالات، يتم تقييم شدة الزلزال من خلال ملاحظة مدى الدمار وتأثيره على المباني والبشر باستخدام مقاييس مثل مقياس ميركالي. 

لتحديد موقع المركز السطحي للزلزال يتم رسم خريطة خاصة للزلزال بالاعتماد على عدة خطوات، وهي كما يأتي:

وجود محطات زلزالية في مواقع متعددة

يتطلب تحديد موقع الزلزال بشكل جيد ودقيق وجود محطات رصد زلزالي في مواقع متعددة، حيث يُستخدم في تسجيل الموجات الزلزالية أجهزة حاسوب مُجهزة لالتقاط الموجات الزلزالية المنتقلة عبر الأرض وتحديد مساراتها بسرعة فائقة، وتزويد المحطات الزلزالية في المواقع المختلفة بتلك التسجيلات، حيث يمكن استخدام تلك البيانات في تقدير مواقع الزلازل باستخدام خريطة للموقع، ومسطرة، وقلم، وفرجار، ومن الجدير بالذكر أن المسافة بين موقع الزلزال ومحطة الرصد يتم تقديرها بالاعتماد على فرق أوقات الوصول بين الموجات الأولية (P) والموجات الثانوية (S). حديد المسافة التي يقع على بُعدها المركز السطحي للزلزال

لتحديد المسافة التي يقع بُعدها موقع الزلزال والمركز السطحي له لا بدَّ من القيام بما يأتي:

قياس الفرق في وقت الوصول بين الموجات الأولية والثانوية.

تحديد الفرق في وقت الوصول الذي تم إيجاده في الخطوة السابقة على يسار مخطط المنحنيات المُبسط لوقت

الوصول للموجات S وP.

قياس السعة الموجية للموجة الزلزالية الأقوى، وتمييزها على الجانب الأيمن لمخطط المنحنيات المُبَّسط لوقت وصول موجات P وS حيث تمثل سعة الموجة ارتفاعها المُبين على الورق الذي تم رصد الموجات الزلزالية عليه وتسجيلها.

ضع المسطرة بين النقاط التي تم تحديدها بواسطة فرق وقت الوصول، وسعة أقوى موجة زلزالية تُشير النقطة التي تتقاطع فيها المسطرة مع الخط الأوسط في الرسم البياني إلى قوة الزلزال.

تحديد موقع المركز السطحي للزلزال

بعد تحديد بُعد جهاز الرصد عن موقع الزلزال، وتحديد قوة الزلزال يتم استخدام الفرجار وخريطة الموقع وتسجيلات أجهزة الرصد لتحديد موقع المركز السطحي للزلزال، وذلك باتباع الخطوات الآتية:

يجب التحقق من مقياس الخريطة، أي ما يعادلهُ السنتيميتر الواحد على الخريطة على الواقع بالكيلومتر.

يتم قياس المسافة إلى مركز الزلزال السطحي بالسنتيميتر على الخريطة.

استخدام الفرجار في رسم دائرة بنصف قطر يساوي المسافة التي تم قياسها في الخطوة السابقة، مع العلم أن نصف قطر الدائرة هو المسافة من حافة الدائرة إلى مركزها، ويمثل مركز هذه الدائرة موقع جهاز رصد الزلزال، وسيكون المركز السطحي للزلزال في نقطة معيّنة على محيط هذه الدائرة.

يتم تكرار الخطوات السابقة لجميع المسافات إلى مركز الزلزال التي سجلتها أجهزة الرصد الأُخرى التي رصدت نفس الموجات الزلزالية.

لا بدَّ للجميع الدوائر التي تُمثل المسافات المختلفة أن تتقاطع في نقطة معينة، هذه النقطة هي المركز السطحي التقريبي للزلزال.

• الزلازل تحت الماء: هي السبب الرئيسي للتسونامي، حيث يؤدي تحرك قاع البحر المفاجئ إلى إزاحة كميات هائلة من المياه.

• ثوران البراكين: يمكن للبراكين التي تحدث تحت سطح الماء أو بالقرب من الساحل أن تسبب موجات تسونامي مدمرة.

• الانهيارات الأرضية: تشمل الانهيارات الأرضية تحت الماء أو الانهيارات الصخرية من السواحل التي قد تُسقط كميات كبيرة من المياه في المحيط.

• تأثيرات أخرى: قد تتسبب حوادث نادرة مثل اصطدام كويكب كبير بالمحيط في حدوث موجات تسونامي. 

• السرعة: في المحيطات العميقة، يمكن أن تنتقل موجات التسونامي بسرعة تصل إلى 800 كم/ساعة، وهي سرعة طائرة نفاثة.

• الارتفاع: تكون الموجات منخفضة في عرض المحيط ولا يمكن ملاحظتها بسهولة، ولكنها تتباطأ وتتراكم لتصبح جدارًا مائيًا هائلاً يبلغ ارتفاعه عشرات الأمتار عند الشواطئ الضحلة.

• السلسلة: التسونامي ليس موجة واحدة، بل هو سلسلة من الأمواج التي قد تصل على فترات مختلفة، وقد تكون الموجة الثانية أو الثالثة هي الأشد تدميراً.

• التراجع: قد يتراجع البحر بشكل ملحوظ عن الشاطئ قبل وصول الموجة الأولى، وهذا من العلامات التحذيرية الخطيرة. 

• ابتعد عن الشاطئ: غادر الشاطئ فورًا إذا شعرت بزلزال قوي أو سمعت صفارات الإنذار.

• تجنب المناطق الساحلية: انتقل إلى مسافة كيلو متر واحد على الأقل من الساحل أو إلى مناطق مرتفعة.

• صعود المرتفعات: إذا لم تتمكن من المغادرة، انتقل إلى طابق مرتفع (يفضل الطابق الثالث أو الأعلى) في مبنى متين.

• اتبع التعليمات: اتبع دائمًا تعليمات مسؤولي الطوارئ المحليين واتبع الإرشادات وعلامات الإخلاء.

• انتبه للأنهار: لا تعتبر الأنهار والمناطق القريبة منها آمنة، حيث يمكن أن تنتقل موجات التسونامي

• ابقَ في المحيط المفتوح: إذا كنت على متن قارب في المحيط، ابقَ هناك وابتعد عن الساحل.

• واجه الأمواج: إذا كان التسونامي وشيكًا، فواجه اتجاه الأمواج وانطلق نحو البحر المفتوح. 

• صعود الأشجار: تسلق شجرة قوية وثابتة إذا لم يكن لديك خيار آخر.

• التمسك بشيء ثابت: تمسك بشيء ثابت كجذع شجرة أو أي شيء عائم إن كنت قريبًا جدًا من الموجة. 

استعدادات مهمة

• خطط للطوارئ: قم بإنشاء خطة طوارئ للعائلة تتضمن طرق الإخلاء ونقاط الالتقاء المحددة.

• مجموعة الإمدادات: جهز مجموعة طوارئ تحتوي على المياه، الطعام غير القابل للتلف، ومجموعة إسعافات أولية، ومصباح يدوي، وبطاريات، وبطانيات، وأي أدوية ضرورية.

• تحديد مناطق الخطر: تحقق من مواقع الحكومة المحلية لمعرفة ما إذا كانت منطقتك معرضة لخطر التسونامي. 

ثالث ٢

الزلازل تحدث بشكل رئيسي بسبب حركة الصفائح التكتونية، حيث تتراكم الطاقة نتيجة احتكاكها وانزلاقها، وعند تجاوز الصخور لقدرتها على التحمل تنكسر وتتحرك فجأة، مطلقًة هذه الطاقة على شكل موجات زلزالية. أما الأسباب الأخرى فتتمثل في النشاط البركاني، الانهيارات الأرضية، والتفجيرات النووية، بالإضافة إلى الأنشطة البشرية مثل استخراج النفط والتعدين.

• الزلازل التكتونية: هي الأكثر شيوعاً وتحدث بسبب حركة الصفائح التكتونية الضخمة التي تشكل قشرة الأرض. 

  • عندما تلتصق الصفائح وتتراكم الضغوط على طول الصدوع، تتحرك هذه الصفائح فجأة مطلقةً كميات هائلة من الطاقة. 

  • تنتقل الطاقة على شكل موجات زلزالية تهز الأرض. 

• الزلازل البركانية: تنشأ نتيجة للنشاط البركاني. 

• الزلازل الانهيارية: تحدث بسبب انهيارات ضخمة في الكهوف أو المناجم. 

• التفجيرات: مثل التجارب النووية والانفجارات في المحاجر أو المصانع. 

• ضخ السوائل: ضخ سوائل في باطن الأرض، أو ملء الخزانات الكبيرة للسدود بكميات كبيرة من المياه. 

• استخراج الموارد: عمليات استخراج النفط والتعدين وغيرها

نعم، للبراكين فوائد مهمة رغم مخاطرها الكبيرة.

فوائد البراكين

على الرغم من أن البراكين تُعد كارثة طبيعية خطيرة، إلا أن لها فوائد عديدة، من أهمها:

1. تكوين تربة خصبة

تنتج البراكين رماداً غنياً بالمعادن، وعندما يختلط بالتربة تصبح أكثر خصوبة، مما يساعد على نمو النباتات.

2. تكوين جزر جديدة

عندما تتراكم الحمم البركانية في البحر، يمكن أن تُشكل جُزرًا جديدة مثل جزر هاواي.

3. استخراج المعادن

تُخرج البراكين مواد معدنية مهمة مثل الكبريت والذهب والفضة والحديد.

4. توليد الطاقة الحرارية

تستفيد بعض الدول من حرارة البراكين لإنتاج الطاقة الكهربائية والتدفئة.

5. تغيير شكل سطح الأرض

تسهم البراكين في تكوين الجبال والسهول البركانية والبحيرات الجديدة.

إنتاج الماء من الممكن أن يخرُج الماء من صهارة البراكين مما يؤدي إلى تراكم المياه على سطح الأرض كما قالت الدراسات أن كمية المياه التي أنتجتها البراكين أعطتنا المياه الموجودة على الأرض

زيادة خصوبة التربة تحتوي الحمم البركانية المتدفقة من انفجار البركان على مركبات كيميائية ومعادن وعناصر غذائية مهمة والتي تعمل عند امتزاجها مع التربة على زيادة خصوبة التربة
تشكيل الينابيع الساخنة حيث تتشكل حقول حرارية على سطح الأرض تتميز بتدفق حراري مرتفع نسبيًا، مثل الينابيع الساخنة وأحواض الطين المغلي
إنتاج الطاقة الحرارية الجوفية يمكن تسخير الحقول الحرارية لإنتاج الطاقة الحرارية وهي شكل من أشكال الطاقة الكربونية حيث توضع الأنابيب وتثبت في الأرض وتعمل على توجيه البخار للأعلى لتحويل التوربينات وتوليد الطاقة الكهربائية.

إطلاق الغازات وتكوين الغلاف الجوي حيث يعتبر هذا الجانب من أكثر الجوانب فائدة للبراكين إذ تلعب البراكين دورًا في تكوين الغلاف الجوي للكوكب، حيث يؤدي إطلاق الغازات البركانية إلى تكوين غازات مخزنة في باطن الأرض لتتجمع حول سطح الكوكب مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت.

استخراج المعادن ترتبط معظم المعادن المستخرجة والمستخدمة في العالم مثل النحاس، الذهب، الفضة، الرصاص والزنك وغيرها الكثير من المعادن بالصهارة الموجودة في أعماق جذور البراكين.

الأحجار البركانية يتم استخراج الأحجار المتكونة من الانفجارات البركانية واستخدامها في نشاطات تجارية مختلفة، حيث يستخدم الرماد البركاني كمواد خام خفيفة الوزن لصنع الإسمنت المستخدم في البناء مثلًا وغيرها من الكثير من الاستخدامات للأحجار البركانية

هذا التصنيف يعتمد على مدى تكرار ثوران البركان ومؤشرات النشاط الحراري أو الزلزالي داخله. بشكل عام، تنقسم أنواع البراكين حسب النشاط إلى ثلاثة أصناف رئيسية هي: البراكين النشطة، البراكين الهادئة، والبراكين الخامدة.

• التلوث البيئي: 

  تلوث الهواء بغازات سامة وجسيمات صلبة مثل الرماد، مما يؤدي إلى مشاكل تنفسية وتهيج العينين والجلد. 

• تلوث المياه: 

  يلوث الرماد والمواد البركانية مصادر المياه، مما يؤثر على جودة المياه والنظام البيئي المائي. 

• تدمير الزراعة: 

  يغطي الرماد البركاني الأراضي الزراعية ويتلف النباتات والمحاصيل، مما قد يؤدي إلى نقص في الغذاء وارتفاع الأسعار. 

• اضطراب الطيران: 

  يتسبب الرماد البركاني في تعليق حركة الطيران debido إلى خطورته على محركات الطائرات. 

• التسونامي والفيضانات: 

  يمكن للحمم البركانية المتدفقة في البحر أن تسبب موجات تسونامي، بينما يمكن للرماد والمواد البركانية سد شبكات الصرف الصحي مسببة فيضانات. 

• الانهيارات الأرضية والجليدية: 

  قد تؤدي كميات المواد البركانية إلى زعزعة استقرار الجبال البركانية، مما يزيد من خطر الانهيارات. 

• الزلازل: 

  قد تؤدي الحركة تحت سطح الأرض إلى حدوث زلازل مصاحبة للنشاط البركاني. 

• التأثير على المناخ: 

  يمكن أن يؤثر رماد البراكين على المناخ عن طريق حجب أشعة الشمس مؤقتًا، بينما قد تؤثر الانبعاثات على المدى الطويل. 

• تشكيل التضاريس: 

  تساهم البراكين في تكوين الجبال، والهضاب، والأودية، والجزر الجديدة، وذلك بتصريف الحمم البركانية. 

• تجديد القشرة الأرضية: 

  تساعد البراكين في إخراج الضغط والحرارة من باطن الأرض، مما يساهم في توازن استقرار الأرض واستقرارها. 

• التربة الخصبة: 

  تُعد التربة البركانية من أكثر التربة خصوبة على وجه الأرض، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج المحاصيل الزراعية. 

• المعادن والموارد: 

  تخرج البراكين معادن قيمة مثل البوتاسيوم والحديد والكبريت، وتساهم في تكوين الماس في مناطق محددة. 

• مواد البناء: 

  تُستخدم الصخور والمواد الناتجة عن الحمم البركانية في البناء ورصف الطرق. 

• الطاقة الحرارية الأرضية: 

  يمكن استغلال الحرارة الداخلية المرتبطة بالبراكين لتوليد الكهرباء وتوفيرها للسكان. 

• تكوين الغلاف الجوي: 

  ساهمت الانبعاثات البركانية في تكوين الغلاف الجوي ومياه المحيطات في الماضي البعيد. 

• السياحة: 

  تجذب البراكين السياح بسبب المناظر الطبيعية الخلابة والينابيع الساخنة، مما يعزز الاقتصاد المحلي. 

• العلاج: 

  تستخدم الينابيع والمياه الساخنة الناتجة عن النشاط البركاني لأغراض علاجية، خاصة للأمراض الجلدية والروماتيزم. 

• دراسة باطن الأرض: 

  تساعد المواد المقذوفة بالبراكين في دراسة باطن الأرض والعمليات الجيولوجية التي تحدث بداخله.

• فهم الكوارث: 

  تساهم دراسة البراكين في تطوير أدوات للتنبؤ بالنشاط البركاني، مما يسمح بتحذير السكان في الوقت المناسب.