تتسم هذه الظواهر الطبيعية التي تتعرض لها كوكب الأرض بالتنوع، فمنها ما يعتبر مفيدًا، ومنها ما يسبب الضرر والدمار. ومن أبرز الظواهر الطبيعية المدمرة التي نواجهها هي الزلازل. في هذا المقال، سوف نستعرض أسباب حدوث الزلازل، بالإضافة إلى المخاطر والآثار السلبية المترتبة عليها.
الزلازل
يُعنى علم الزلازل، المعروف باللغة الإنجليزية بـ Seismology، بدراسة هذه الظاهرة الطبيعية، حيث يقدم توضيحات علمية عن مفهوم الزلزال، وكيفية حدوثه، والأسباب المؤدية إليه. أصبح هذا العلم متاحًا في أوائل القرن العشرين، حيث تمكن من تفسير الظواهر المصاحبة للزلازل وتأثيراتها.
الزلزال، أو Earthquake باللغة الإنجليزية، هو هزة أرضية مفاجئة تنتج عن انتقال الموجات الزلزالية عبر الصفائح الصخرية الموجودة تحت سطح الأرض نتيجة لحركتها. تؤدي هذه الحركة إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة، مما ينتج عنه موجات زلزالية قادرة على التسبب في دمار واسع.
على مر العصور، تعرضت الأرض للعديد من الزلازل في مناطق مختلفة من العالم. تشير الدراسات الجيولوجية إلى أن جميع الأماكن على سطح الكوكب معرضة لحدوث زلازل بشكل يومي، ولكن هذه الزلازل تتفاوت في شدتها، حيث يمكن أن تكون بعض الزلازل ضعيفة التأثير، بينما تكون الأخرى قوية ومدمرة، مما يعرض الحياة والممتلكات للخطر.
تُظهر الأبحاث التاريخية أن أكثر من مليون شخص فقدوا حياتهم نتيجة للزلازل فقط في القرن العشرين.
أسباب حدوث الزلازل
تتنوع أسباب الزلازل الطبيعية، ومن أبرز أنواعها الزلازل التكتونية، أو Tectonic Earthquakes كما تعرف باللغة الإنجليزية، التي تفسرها نظرية الصفائح التكتونية. تُوضح هذه النظرية ما يحدث نتيجة للانجراف القاري وتوسع قاع المحيطات، حيث يُقسم سطح الأرض إلى صخور صلبة تنقسم إلى طبقات بسمك يتراوح من 100 إلى 150 كيلومتر.
تتحرك هذه الصفائح بشكل مستمر فوق طبقة الغلاف الموري، أو Asthenosphere، التي تقع تحت القشرة الأرضية.
هناك نوع آخر يُعرف بالزلازل البركانية، والتي تحدث نتيجة الانفجارات البركانية، وعلى الرغم من كونها أقل شدة من الزلازل التكتونية، إلا أنها عادةً ما تحدث بالقرب من سطح الأرض، لذا فإن تأثيرها يشعر به الأشخاص القريبون من مركز الزلزال، المعروف بـ Hypocenter.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الأنشطة البشرية المختلفة إلى حدوث زلازل، تُعرف باسم الزلازل المستحثّة (Induced Earthquakes)، مثل إنشاء الأنفاق، أو ملء السدود بالماء، أو تنفيذ مشاريع تكسير الصخور أو الطاقة الحرارية للأرض.
فضلاً عن ذلك، يوجد نوع من الزلازل يُسمى الزلزال الانهياري (Collapse Earthquakes)، الذي يحدث نتيجة انهيار كهف أو منجم.
مخاطر الزلازل
يترتب على حدوث الزلزال مجموعة من الأحداث التي قد تسبب دمارًا في المناطق المتأثرة. فيما يلي أبرز المخاطر وآثار حدوث الزلازل:
الانهيارات
قد يؤدي الزلزال إلى انهيارات أرضية أو انهيارات ثلجية، حيث يمكن أن تتسبب قوة الزلزال في إزاحة الصخور، أو ضعف تماسك التربة في المنحدرات.
الفيضانات
تعتبر الفيضانات إحدى المخاطر الناتجة عن الزلازل، نتيجة الأضرار التي تسببها الزلازل في السدود أو انهيارات الأراضي المحيطة بالبحيرات والأنهار، ما يؤدي إلى حدوث فيضانات جديدة.
الحرائق
يمكن أن تتسبب الزلازل في تلف الشبكات الكهربائية وإمدادات الغاز، مما يؤدي إلى نشوب حرائق. قد يكون الإطفاء تحديًا خاصة في حالة تلف أنابيب المياه نتيجة للزلزال.
تسيّل التربة
واحدة من العواقب المحتملة للزلزال هي فقدان التربة الحبيبية المشبعة بالماء لصلابتها، مما يجعلها أكثر سيولة، مما يعرض المنشآت والجسور للغرق أو الميل.
تسونامي
يمكن أن تؤدي الزلازل وما يتبعها من انهيارات سطحية إلى حدوث موجات تسونامي، التي تتسبب في دمار هائل للحياة البحرية والبرية المحيطة بسواحل البحار.
أنواع وخصائص الأمواج الزلزالية
الأمواج الزلزالية مهمة لنقل الطاقة من منطقة إلى أخرى، وتختلف خصائص هذه الأمواج وأنواعها. من بين هذه الأنواع، توجد الموجات الأولية (Primary Waves) التي تتصف بسرعة انتقالها الكبيرة، ورموزها هي P.
وهناك أيضًا الموجات الثانوية (Secondary Waves) التي تُعرف ببطء انتقالها، ورموزها هي S. يمكن أن تتجمع كلا النوعين لتكوين موجات سطحية، والتي قد تُلحق أضرارًا بالمباني والمنشآت. فيما يلي أنواع الأمواج الزلزالية وخصائصها:
الموجات الأولية
تُعرف هذه الموجات أيضًا بالموجات الطولية، ورمزها P.
سرعة الموجات الأولية
تتراوح سرعتها من 5 إلى 7 كيلومتر في الثانية عند مرورها عبر القشرة الأرضية، بينما تصل سرعتها في المياه إلى 1.5 كيلومتر في الثانية، وفي الهواء تصل سرعتها إلى 0.3 كيلومتر في الثانية.
خصائص الموجات الأولية
تتميز الموجات الأولية بسرعتها العالية، مما يجعلها أول ما يتم رصده بواسطة الأجهزة المتخصصة.
تتمتع هذه الموجات بقدرة على الانتقال من خلال المواد الصلبة والسائلة والغازية، وتمتاز بترددات أعلى مقارنة بموجات السطح.
تصل الموجات الأولية إلى سطح الأرض بشكل رأسي، حيث تنتقل في شكل تضاغط.
تُعرف الموجات الأولية أيضًا بموجات الضغط (Pressure Waves).
الموجات الثانوية
تُعرف هذه الموجات بالموجات المستعرضة، ورمزها S.
سرعة الموجات الثانوية
تتراوح سرعة هذه الموجات بين 3 إلى 4 كيلومتر في الثانية عندما تمر بالقشرة الأرضية، وتقل سرعتها عن 4.5 كيلومتر في الثانية إذا مرت عبر الغلاف الأرضي. إذا مرت عبر النواة الداخلية للأرض، فستكون سرعتها ما بين 2.5 إلى 3 كيلومتر في الثانية.
خصائص الموجات الثانوية
تتحرك الموجات الثانوية بسرعة أبطأ مقارنة بالموجات الأولية، لذا فإنها تأتي بعد الموجات الأولية.
تستحيل الموجات الثانوية من الانتقال عبر الوسائط السائلة، وبالتالي فهي لا تتواجد في النواة الخارجية للأرض، حيث يوجد الحديد في حالة سائلة.
تتميز حركتها بأنها عرضية ومترددة.
موجات لوف
تُعرف هذه الموجات باللغة الإنجليزية بـ Love.
سرعة موجات لوف
تتراوح سرعة موجات لوف بين 2 إلى 4.5 كيلومتر في الثانية عند مرورها عبر الأرض، وتختلف وفقًا لتردداتها وانتشارها.
خصائص موجات لوف
تُعتبر موجات لوف نوعًا من الموجات السطحية، حيث تؤثر الترددات على عمق وسرعة الموجة، مما يؤدي إلى تشتتها.
تتحرك موجات لوف بشكل أفقي متوازي مع سطح الأرض، مما يجعلها معروفة بالموجات الطولية (Long Waves).
موجات رايلي
تُعرف هذه الموجات باسم Rayleigh باللغة الإنجليزية.
سرعة موجات رايلي
تتراوح سرعة موجات رايلي بين 2 إلى 4.5 كيلومتر في الثانية.
خصائص موجات رايلي
تعد موجات رايلي من الموجات السطحية، وتوزع حركتها بشكل إهليلجي.
تتقلص سعة الموجة كلما زاد العمق في الكرة الأرضية، ويكون حركتها أبطأ مقارنة بموجات لوف.
تتأثر تردداتها بالعمق، مما يحدد خصائصها.
