واصلَّ المفهوم العلمي للزلزال وأسلوب وكيفية حدوثه وأسبابه أمراً غامضاً حتى بدايات القرن العشرين، وذلك لحين ظهور ما يُعرف بعلم الارتجاجات الأرضية (بالإنجليزية: seismology) الذي تمَكّن تقديم حلول لكل الأسئلة المُبهمة التي ترتبط بتلك الظاهرة، ويُعرف الزلزال (بالإنجليزية: Earthquake) بأنه متمثل في حدوث أي اهتزاز مفاجئ للأرض جراء مرور موجات زالزالية عبر الصفائح الحجرية الموجودة تحت سطح الأرض عند تحركها، إذ ينتج عن هذه الحركة حجم عظيمة من الطاقة تتسبب بإنتاج هذه الموجات المُدمرة، وشَهِد كوكب الأرض الكمية الوفيرة من الارتجاجات الأرضية التي حدثت عبر مر التاريخ وفي مناطق متنوعة منها، فيرى مختصون الجيولوجيا بأنه لا يوجد موضع على سطح الأرض غير مُعرض لخطر حدوث الهزات الأرضية، إلا أن تلك المجازفات الخطيرة تختلف بجرّتها، حيث تحدث الآلاف من الارتجاجات الأرضية كل يوم، ولكن بعضاً منها يكون تأثيره بسيطاً جداً فيما من الممكن أن يكون بعضها الآخر مُدمراً وذو قوة عارمة قد تكون السبب في مقتل الأفراد، وإعطاب الثروات والبُنى التحتية، وتشير الإحصائيات حتّى الارتجاجات الأرضية أدّت إلى مصرع ما يزيد على 1,000,000 واحد في القرن العشرين لوحده.

بحث عن الزلازل وطريقة حدوثها

تُشكل الهزات الأرضية خطراً كبيراً وداهماً على الإنسانية سوى أنها تُعد إحدى الظواهر الطبيعية الجيولوجية الأساسية، إذ أنها طريقة لتخفيف ما يُعرف بالإجهاد عبر سطح الأرض، ويحدث الزلزال نتيجة لتحرُك ما يُعرف بالصفائح التكتونية (بالإنجليزية: Tectonic plates) المُكونة للقشرة الأرضية، وينتج عن تلك الحركة مقدار من الطاقة المُفاجئة التي ينتج ذلك عنها حدوث موجات زلزالية تتسبب باهتزاز سطح الكرة الأرضية، فعند ارتطام لوحين من الصفائح التكتونية ببعضهما القلائل فإن نوعاً من التصادُم والدفع المُعاكس ينشأ في حين بينهما فيما توجد الصفائح ذاتها ثابتة بلا حركة، ونتيجة للضغط المُتولد من ذلك الدفع فإن جزءاً من الأحجار المُكونة لهذه الصفائح يبدأ بالانهيار لينتج عنه ما يُعرف بالزلزال، وتبدأ الصفائح التكتونية بالحركة أثناء حدوث الارتجاج الأرضي وبعده، ويُعرف هذا الجزء المتواجد تحت الأرض والذي وقع يملك انهيار الأحجار بمركز الهزة الأرضية (بالإنجليزية: Focus of the earthquake)، في حين يُطلق على المكان اللقاء لها فوق سطح الأرض ببؤرة الهزة الأرضية (بالإنجليزية: Epicenter of the earthquake).

ولا تُعتبر الانهيارات الصخرية التي تتم نتيجة لاصطدام الصفائح التكتونية ببعضها البعض العلة المنفرد بسبب وجود الارتجاجات الأرضية، إذ أن مثل تلك الانهيارات قد يأتي ذلك بإجراء الإنس طوال إستحداث بعض الممارسات كحفر الأنفاق المخصصة بالأساليب أو السكك الحديدية أو حتى نتيجة لتفجير الألغام خلال القيام بمثل تلك الإجراءات، وقد تحدث هذه الانهيارات الصخرية نتيجة لانهيار المناجم المحفورة في باطن الأرض، وعلى الرغم من أن مثل تلك المبادرات البشرية قد ينتج عنها موجات زلزالية غير ملموسة بل قليل من المبادرات الأخرى قد تكون ذات أثر عارم وعارم مُشابه لهذه الزلازل الطبيعية العظيمة، مثل فعل الاختبارات العسكرية للبعض الأسلحة النووية كالقنابل في باطن الأرض، وقد تم منع فعل مثل تلك المساعي نتيجة لأخطارها العارمة التي لا بدّ وأن ينتج عنها حدوث موجات زلزالية عارمة.

 

أنواع وخصائص الأمواج الزلزالية

تُعتبر الموجات الزلزالية موجات تقوم بنقل الطاقة من مقر إلى أجدد وضْعها في هذا شأن جميع أنواع الموجات الأخرى، وتتفاوت أنواع الموجات الزلزالية في أنواعها وخصائصها، فبعض منها يُعرف بموجات أولية (بالإنجليزية: primary) تتميز بسرعة وصولها ويُشار لها بالاختصار (P)، في حين يُعرف بعضها الآخر بموجات ثانوية (بالإنجليزية: Secondary) يُشار لها بالاختصار (S) وهي موجات بطيئة، وقد يتم الجمع بين هذين النوعين من الموجات لينتج عنهما ما يُعرف بالموجات السطحية التي يكون لها أثر عظيم في إحراز التلفيات التي تنتج عن الارتجاجات الأرضية كهدم المباني ويوضح جدول المواعيد القادم أنواع الموجات الزلزالية ومواصفات كل منها

 

نوع الموجة سرعتها خصائصها
الموجات الأولية P (بالإنجليزية: Primary) أو الموجات الطولية
  • 5-7 كم /الثانية عبر قشرة الأرض.
  • 1.5 كم /الثانية عبر الماء.
  • 0.3 كم /الثانية عبر الهواء.
  • موجات سريعة لذا فإنها أول أنواع الموجات التي يتم رصدها عبر أجهزة رصد الزلازل
  • تنتقل بشكل أسرع عبر المواد، ولها القدرة على التنقل في الأوساط الصلبة السائلة والغازية
  • تكون الموجات الأولية أصغر من الموجات السطحية، وذات ترددات أعلى من الموجات السطحية.
  • تصل إلى سطح الأرض بشكل عمودي، حيث تنتقل على شكل تضاغطي.
  • تُعرف أيضاً باسم موجات الضغط (بالإنجليزية:Pressure).
الموجات الثانوية S (بالإنجليزية: Shear) أو المستعرضة
  • 4-3 كم /الثانية عبر قشرة الأرض.
  • أقل من 4.5 كم/الثانية في غلاف الأرض.
  • 3-2.5 كم /الثانية عبر النواة الداخلية للأرض.
  • تنتقل بشكل أبطأ من الموجات الأولية لذا فإنها تصل بعدها.
  • لا تمتلك إمكانية التنقل عبر الأوساط السائلة، لذا فإنها لا تتواجد في اللب الخارجي للأرض حيث يكون معدن الحديد بحالته السائلة وحيث تكون الصخور مُنصهرة.
  • تنتقل بحركات عرضية مُترددة ومُتناوبة.
موجات لوف (بالإنجليزية: Love) 4.5-2 كم /الثانية عبر الأرض، وذلك تبعاً لتردد انتشار الموجات.
  • تُعتبر نوعاً من أنواع الموجات السطحية.
  • تعتمد سرعة الموجة وعمقها على ترددها، لذا فإنها موجات مُشتتة.
  • تنتقل بشكل موازٍ لسطح الأرض، وحركتها أفقية مستعرضة.
  • تُعرف أيضاً باسم الموجات الطويلة (بالإنجليزية: Long waves).
موجات رايلي (بالإنجليزية: Rayleigh) 4.5-2 كم/ثانية
  • تُعتبر نوعاً آخر من أنواع الموجات السطحية.
  • تتوزع هذه الموجات بشكل إهليلجي.
  • تقل سعتها مع ازدياد عمق الأرض.
  • تنتقل بشكل أبطأ من موجات لوف.
  • يعتمد عمقها على ترددها

مقاييس قوة الزلازل

ينهي قياس الاهتزازات الناتجة عن الارتجاجات الأرضية على يد ما يُعرف بمرسمة الزلازل أو السيزموجراف (بالإنجليزية: Seismogram)، إذ يسجل ذلك الجهاز رسماً بيانياً ناتج عن الاهتزازات التي تتسبب بها الموجات الزلزالية المنتقلة عبر الأرض،[٧] ويوجد الكثير من المقاييس التي يُمكن من خلالها قياس قوة الزلازل، وهي كالآتي

معيار ريختر: يعتمد مقياس ريختر (بالإنجليزية: Richter magnitude) نظاماً رقمياً قائماً على الأساس اللوغاريتمي، فزيادة قدرها درجة واحدة على مقياس ريختر تُشير إلى صعود مقدارها 10 أضعاف في السعة الأمواج الناتجة عن الدرجة التي قبلها، فحدوث هزة أرضية شدته خمسة درجات على معيار ريختر يقصد نشوء قوة زلزالية أكبر بعشرة مرات من الارتجاج الأرضي الذي تصل قوته أربعة درجات على ذات المقياس، ويعمل معيار ريختر على مبدأ قياس سعة الأمواج الزلزالية التي تنتج عن حركة الأرض بالإضافة إلى استخدام البيانات التي يُعطيها جهاز السيزموغراف.
مقياس درجة العزم: يعتمد معيار درجة العزم (بالإنجليزية: Moment magnitude) على قياس قوة الزلزال من إذ كمية الطاقة التي صدرت منه، وكما هو الشأن في مقياس ريختر فإن مقياس درجة العزم يستند على نمط رقمي لوغاريتمي يزيد 32 ضعف من حجم الطاقة المُنبعثة عند كل درجة عن سابقتها.
مقياس ميركالي: ينهي استخدام معيار ميركالي (بالإنجليزية: Mercalli intensity scale) لدراسة عنف ما تحدثه الارتجاجات الأرضية من تأثيرات التي قد تتم مُستقبلاً، وبالاعتماد على للعديد من الموضوعات المتغايرة كالطبيعة الجيولوجية للمناطق، وطريقة تصميم المباني الموجودة فيها، والزالزل الماضية التي حدثت في المكان وحجم التلفيات التي كانت سببا بها.