بحث حول الزلازل

بحث حول الزلازل:
________________________________________________________________
العناصر:
مقدمة
تعريف
أنواع الزلازل
آثار الزلازل
طبيعة الزلازل وأسبابها
أول وصف علمي لطبيعة الزلازل
قياس الزلازل (مقياس ريختر)
________________________________________________________________

الزلازل

مقدمة:
تتعرض الأرض سنويا لنحو مليون زلزال، لا يشعر الناس بمعظمها إما لضعفها أو لحدوثها في مناطق غير مأهولة.. فالإنسان لا يحس بالزلزال عادة إلا حين تصل شدته إلى 4 درجات بمقياس ريختر. ويعتبر الزلزال كبيرا حين تزيد قوته على 7 درجات في هذا المقياس.
بالتأكيد على المدى الطويل قد تتسبب الأنشطة البشرية في حدوث الزلازل، ومن هذه النشاطات: التفجيرات النووية، وشفط النفط من آباره بباطن الأرض، وكذلك بناء سدود المياه فوق مناطق زلزالية.. لكن أقدم تلك الأنشطة البشرية لا تتجاوز بداياتها قرنا من الزمان، أي إن تلك الأنشطة لا تفسر سبب وقوع الزلازل القديمة الموغلة في عمق تاريخ الأرض والإنسانية، ولا بد من تفسير آخر لها ينظم أسباب وقوعها ويحدد ماهيتها في آن واحد.
علماء الجيولوجيا لديهم هذا التفسير. ففي الفترة بين 1912 و1915 كان العالم الألماني فيجنر قد قدم نظرية تحكي تاريخ قارات البسيطة وحركتها، وأطلق عليها اسم الانجراف القاري "Continental Drift" وأعاد فيها ترتيب القارات ومواقعها منذ 200 مليون سنة وحتى عصرنا هذا.
وحسب تلك النظرية كانت القارات الخمس تشكل مجموعة واحدة متكاملة تعرف باسم اليابسة الجامعة أو "Pangea"، وبسبب عدة عوامل -نعرض لها- بدأت القارات بالانفصال في شكل كتل من القشرة الأرضية.
ولما جاء عام 1968 تبلورت نظرية جامعة لكل الجهود العلمية في هذا المجال، امتدت قرابة نصف القرن من الزمان، وانتظمت معظم النظريات السابقة لها وخاصة نظرية الانجراف القاري وقدمت تفسيرا لها، وأقامت الدليل على صحتها، وقدمت تفسيرا رائعا لكثير من الأنشطة الأرضية ومنها الزلازل، وشبه مقبول بالإجماع من معظم علماء الجيولوجيا، وأطلق على تلك النظرية: الصفائح أو الألواح التكتونية "Plate Tectonics".
ملخص تلك النظرية أن القشرة الأرضية ليست متصلة، بل مقسمة بشبكة من الصدوع إلى عدد من الألواح أو الصفائح التي تتحرك بصورة دائمة، كل صفيحة على حدة كوحدة مستقلة متماسكة تسبح فوق غلالة من الصخور شبه المنصهرة من الوشاح أو الطبقة الثانية بعد القشرة الأرضية من الطبقات العظمى المكونة لكوكبنا الأرضي.
أما حدود تلك الألواح، حيث تحدث الحركة، فهي معرضة دوما للإجهاد والشد، مما ينتج طيات وتصدعات؛ إذ تنشأ الطيات عادة من الإجهاد المستمر، فيما يحدث التصدع بفعل الإجهاد العنيف المفاجئ، وهذا الذي يعنينا ما دمنا بصدد الحديث عن الزلازل، ولا يهمنا الكثير من تفاصيل تلك النظرية الرائعة التي باتت أقرب للحقيقة منها للنظرية.

تعريف الزلازل:
الزلزال هو ظاهرة طبيعية عبارة عن اهتزاز أرضي سريع يعود إلى تكسر الصخور وإزاحتها بسبب تراكم اجهادات داخلية نتيجة لمؤثرات جيولوجية ينجم عنها تحرك الصفائح الأرضية. قد ينشأ الزلزال كنتيجة لأنشطة البراكين أو نتيجة لوجود انزلاقات في طبقات الأرض.
تؤدي الزلازل إلى تشقق الأرض ونضوب الينابيع أو ظهور الينابيع الجديدة أو حدوث أمواج عالية إذا ما حصلت تحت سطح البحر ( تسونامي )فضلا عن آثارها التخريبية للمباني والمواصلات والمنشآت وغالبا ينتج عن حركات الحمل الحراري في الأستينوسفير والتي تحرك الصفائح القارية متسببة في حدوث هزات هي الزلازل. كما ان الزلازل قد تحدث خرابا كبيراو تحدد درجة الزلزال بماشر وتقيسه من 1 إلى 10:من 1 إلى4 زلازل قد لا تحدث اية اضرار اي يمكن الاحساس به فقط،من4 إلى 6 زلازل متوسطة الاضرار قد تحدث ضررا للمنازل و الاقامات،اما الدرجة القصوى اي من 7الى10 فيستطيع الزلزال تدمير المدينة باكملها وحفرها تحت اتلارض حتى تختفي مع اضرار لدى المدن المجاورة لها


أنواع الزلازل :
الزلازل التكتونية :
تعتبر الزلازل التكتونية أكثر الأنواع تدميرا وهي تمثل صعوبة خاصة للعلماء الذين يحاولون تطوير وسائل للتنبؤ بها. والسبب الأساسي لهذه الزلازل التكتونية هو ضغوط تنتج من حركة الطبقات الكبرى والصغرى التي تشكل القشرة الأرضية والتي يبلغ عددها اثنتي عشر طبقة. وتحدث معظم هذه الزلازل على حدود هذه الطبقات في مناطق تنزلق فيها بعض الطبقات على البعض الآخر أو تنزلق تحتها. وهذه الزلازل التي يحدث فيها مثل هذا الانزلاق هي السبب في حوالي نصف الحوادث الزلزالية المدمرة التي تحدث في العالم وحوالي 75 في المائة من الطاقة الزلزالية للأرض.
وتتركز هذه الزلازل في المنطقة المسمى "دائرة النار" وهي عبارة عن حزام ضيق يبلغ طوله حوالي (38.600) كم يتلاقى مع حدود المحيط الهادي. وتوجد النقاط التي تحدث فيها انفجارات القشرة الأرضية في مثل هذه الزلازل في أجزاء بعيدة تحت سطح الأرض عند أعماق تصل إلى (645) كم. ومن الأمثلة على هذا النوع من الزلازل زلزال ألاسكا المدمر الذي يسمى "جود فرايداي" والذي وقع عام 1383 هـ / 1964 م.
وقد تقع الزلازل التكتونية أيضا خارج منطقة "دائرة النار" في عدة بيئات جيولوجية مختلفة، حيث تعتبر سلاسل الجبال الواقعة في وسط المحيط موقعا للعديد من مثل هذه الأحداث الزلزالية ذات الحدة المعتدلة وتحدث هذه الزلازل على أعماق ضحلة نسبيا. ونادرا ما يشعر بهذه الزلازل أي شخص وهي السبب في حوالي 5 في المائة من الطاقة الزلزالية للأرض ولكنها تسجل يوميا في وثائق الشبكة الدولية للمحطات الزلزالية.
وتوجد بيئة أخرى عرضة للزلازل التكتونية وهي تمتد عبر البحر المتوسط وبحر قزوين حتى جبال الهيمالايا وتنتهي عند خليج البنغال. وتمثل في هذه المنطقة حوالي 15 % من طاقة الأرض الزلزالية حيث تتجمع كتل أرضية بصفة مستمرة من كل من الطبقات الأوربية والأسيوية والأفريقية والأسترالية تنتهي بوجود سلاسل جبلية صغيرة ومرتفعة. وقد أدت الزلازل الناتجة من هذه التحركات إلى تدمير أجزاء من البرتغال والجزائر والمغرب وإيطاليا واليونان ويوغوسلافيا ومقدونيا وتركيا وإيران في حوادث عدة. ومن بين الأنواع الأخرى للزلازل التكتونية تلك الزلازل الضخمة المدمرة التي لا تقع بصورة متكررة، وهذه تحدث في مناطق بعيدة عن تلك التي يوجد بها نشاط تكتوني.

الزلازل البركانية :
أما أنواع الزلازل غير التكتونية، وهي الزلازل ذات الأصول البركانية فنادرا ما تكون ضخمة ومدمرة. ولهذا النوع من الزلازل أهميته لأنه غالبا ما ينذر بقرب انفجارات بركانية وشيكة. وتنشأ هذه الزلازل عندما تأخذ الصهارة طريقها لأعلى حيث تملأ التجويفات التي تقع تحت البركان. وعندما تنتفخ جوانب وقمة البركان وتبدأ في الميل والانحدار، فإن سلسلة من الزلازل الصغيرة قد تكون نذيرا بانفجار الصخور البركانية. فقد يسجل مقياس الزلازل حوالي مائة هزة أرضية صغيرة قبل وقوع الانفجار.

الزلازل المنتجة صناعياً
أما النوع الثالث من الزلازل فهو الذي يكون الإنسان سببا فيه من خلال عدة أنشطة يقوم بها مثل ملء خزانات أو مستودعات جديدة أو الإنفجارات النووية تحت الأرض أو ضخ سوائل إلى الأرض عبر الآبار.

_______________________________________________________________________

آثار الزلازل
وللزلازل آثار مدمرة تختلف تأثيراتها حسب قوتها فقد تسبب الزلازل خسائر كبيرة في الأرواح حيث تدمر المباني والكباري والسدود، كما قد تؤدي إلى انهيارات صخرية مدمرة. ومن بين الآثار المدمرة الأخرى للزلازل أنها تتسبب في ما يسمى بموجات المد والجزر. وحيث أن مثل هذه الأمواج لا تتعلق بالجزر، فإنها تسمى أمواج بحرية زلزالية.

طبيعة الزلازل وأسبابها قديماً
ولقد شغلت طبيعة الزلازل أذهان الناس الذين يعيشون في مناطق معرضة للهزات الأرضية منذ أقدم الأزمنة. حيث أرجع بعض فلاسفة اليونان القدماء الهزات الأرضية إلى رياح تحت خفية بينما أرجعها البعض الآخر إلى نيران في أعماق الأرض. وحوالي عام 130 ميلادية، كان العالم الصيني تشانج هينج يعتقد بأن الأمواج التي تأتي من الأرض قادمة من مصدر للزلازل، ومن ثم فقد قام بعمل وعاء برونزي محكم لتسجيل مرور مثل هذه الموجات. وقد تم تثبيت ثماني كرات في أفواه ثماني تنينات قد وضعت حول محيط الوعاء، حيث أن أية موجة زلزالية سوف تؤدي إلى سقوط كرة واحدة أو أكثر.

دمار الزلازل:
كان اعتى زلزال اصاب امريكا الشمالية في هذا القرن هو زلزال الجمهة المباركة
( قود فرايداي ) بألاسكا الذي حدث عند الساعة 5:36 من مساء يوم 27/3/1964 بلغ مقدار هذا الزلزال الذي شعر به سكان جميع مناطق الولاية وكانت قوته 8.4 - 8.6 على مقياس رختر ودام لمدة 3 -4 دقائق وخلال هذه المدة القصيرة لقى مائة واربعة عشر شخصاً حتفهم وآلاف صاروا بدون مأوى وقد لحقت اضرار كبيرة بإقتصاد الولاية ولو كانت المدارس مفتوحة لكانت الإصابات أكثر بالتأكيد وقد قدرت الخسائر المادية بمبلغ 300 مليون دولار في أقل من 4 دقائق.


أول وصف علمي لطبيعة الزلازل
أول وصف علمي لأسباب حدوث الزلازل فكان على يد العلماء المسلمين في القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي. فيذكر ابن سينا في كتابه عيون الحكمة وصف الزلازل وأسباب حدوثها وأنواعها ما قوله: "حركة تعرض لجزء من أجزاء الأرض بسبب ما تحته ولا محالة أن ذلك السبب يعرض له أن يتحرك ثم يحرك ما فوقه، والجسم الذي يمكن أن يتحرك تحت الأرض إما جسم بخاري دخاني قوي الاندفاع كالريح، وإما جسم مائي سيال، وإما جسم هوائي، وإما جسم ناري، وإما جسم أرضي. والجسم الأرضي لا تعرض له الحركة أيضا إلا لسبب مثل السبب الذي عرض لهذا الجسم الأرضي فيكون السبب الأول الفاعل للزلزلة ذلك، فأما الجسم الريحي، ناريا كان أو غير ناري فإنه يجب أن يكون هو المنبعث تحت الأرض، الموجب لتمويج الأرض في أكثر الأمر".
ويضيف ابن سينا مستعرضا الظواهر المصاحبة لها فيذكر في كتابه النجاة : "وربما احتبست الأبخرة في داخل الأرض فتميل إلى جهة فتبرد بها فتستحيل ماء فيستمد مددا "متدافقا" فلا تسعه الأرض فتنشق فيصعد عيونا وربما لم تدعها السخونة تتكثف فتصير ماء وكثرت عن أن تتحلل وغلظت عن أن تنفذ في مجار مستحفصة وكانت تتكثف أشد استحصافا عن مجار أخرى فاجتمعت ولم يمكنها أن تثور خارجة زلزلت الأرض وأولى بها أن يزلزلها الدخان الريحي، وربما اشتدت الزلزلة فخسفت الأرض، وربما حدث في حركتها دوي كما يكون من تموج الهواء في الدخان. وربما حدثت الزلزلة من أشياء عالية في باطن الأرض فيموج بها الهواء المحتقن فيزلزل الأرض وربما تبع الزلزلة نبوع عيون".
ولقد أورد ابن سينا تصورا لأماكن حدوث الزلازل فذكر: "وأكثر ما تكون الزلزلة في بلاد متخلخلة غور الأرض متكاثفة وجهها، أو مغمورة الوجه بماء". وهو ما يتفق مع ما توصل إليه العلماء الآن أن مناطق حدوث الزلازل تكون في مناطق الضعف في القشرة الأرضية حيث يتم حركة الصخور على سطحها، وتسمح بخروج الغازات. ويصف ابن سينا أنواع الزلازل فيقول: "منها ما يكون على الاستقامة إلى فوق، ومنها ما يكون مع ميل إلى جهة، ولم تكن جهات الزلزلة متفقة، بل كان من الزلازل رجفية، ما يتخيل معها أن الأرض تقذف إلى فوق، ومنها ما تكون اختلاجية عرضية رعشية، ومنها ما تكون مائلة إلى القطرين ويسمى القطقط، وما كان منه مع ذهابه في العرض يذهب في الارتفاع أيضا يسمى سلميا".
أما السيوطي الذي أورد معلومات تحدد أماكن معظم الزلازل بدقة فقد تحدث في كتابه كشف الصلصلة عن وصف الزلزلة عن شدتها من خلال وصف آثارها التدميرية مثل أوزان الصخور المتساقطة، ومقاييس الشقوق الناتجة عن الزلازل، وعدد المدن والقرى والمساكن المتهدمة، وعدد الصوامع والمآذن المتهدمة، وعدد القتلى. كما وصف السيوطي درجات الزلازل بتعبيرات أشبه ما تكون بالمقاييس الحديثة مثل لطيفة جدا، وعظيمة وهائلة. وقد حدد مدة بقاء الزلزلة مستخدما في ذلك طريقة فريدة فذكر: "دامت الزلزلة بقدر ما يقرأ الإنسان سورة الكهف".

التنبؤ بالزلازل :
لقد ادى موقع اليابان الكثيرة الزلازل إلى الحاجة الملحة في التنبؤ بها ، فقد نشر اليابانيون شبكة معقدة من أجهزة تسجيل الاهتزازات تمتد 200 ك.م. في المحيط فهناك في قاع المحيط حيث يقل التشويش الإهتزازي ، يخطط اليابانيون لتتبع مويجات الاهتزاز الزلزالي ( الموجات الأمامية ) التي تسبق الزلزال الرئيسي ومن المؤمل ان يتحقق بتتبع هذه الانشطة الزلزالية للوصول الى نظام يكفل التنبؤ بدقة بالهزات الارضية القادمة.

مراحل الهزة الأرضية
الأولى: هي ما قبل الزلزال، وأكثرها خفيفة، ويطلق عليها اسم مقدمات الزلزال، وغالبا ما تسبق الزلزال الرئيسي بعدة أيام أو شهور.
الثانية: هي الهزة الرئيسية المدمرة العنيفة والشديدة.
الثالثة: هي مرحلة ما بعد الزلزال وتعرف بمرحلة الزلازل التابعة أو "التوابع"، وتنتج عن استمرار الحركة داخل باطن الأرض، وعدم قدرة القشرة الأرضية على تحمل الهزة الرئيسية، وتدل التوابع على تصريف الضغط الواقع على الصخور في باطن الأرض.

قد يستمر الحدث الزلزالي لمدة قد تصل إلى عام فأكثر، على مراحل متقطعة، وخاصة في المناطق ذات القشرة الضعيفة، أو التي بها طاقة مخزونة متراكمة عبر السنين، وقد يحدث في اليوم الواحد أكثر من هزة عنيفة

قياس الزلازل
وقد كانت ملاحظة موجات الزلازل تتم بهذه الطريقة وبعدة طرق أخرى لعدة قرون، وفي الثمانينات من القرن التاسع عشر، تمكن عالم الجيولوجيا الإنجليزي جون ميلن عام 1266هـ-1850م / َ1331 هـ-1913م من اختراع آلة تسجيل زلازل تعتبر رائدة من نوعها ألا وهي مقياس الزلازل، وهي عبارة عن بندول بسيط وإبرة معلقة فوق لوح زجاجي. وقد كان هذا المقياس هو أول آلة من نوعها تتيح التفرقة بين موجات الزلازل الأولية والثانوية. أما مقياس الزلازل المعاصر فقد اخترعه في القرن العشرين عالم الزلازل الروسي الأمير بوريس جوليتزين عام 1278هـ-1862م / 1334 هـ-1916م. وقد استخدم في هذه الآلة بندولا مغناطيسيا معلقا بين قطبي مغناطيس كهربائي، وقد كان هذا الاختراع فتحا في أبحاث الزلازل في العصر الحديث.

مقياس ريختر
ثم تمكن علماء الزلازل بعد ذلك من اختراع مقياسين لمساعدتهم في قياس كم الزلازل. أحدهما هو مقياس ريختر نسبة للعالم تشارليز فرانسيس ريختر عام 1317هـ-1900م / 1405 هـ-1985م الذي قام بصنعه. وهو جهاز يقوم ب قياس الطاقة المنبعثة من بؤرة أو مركز الزلزال. وهذا الجهاز عبارة عن مقياس لوغاريتمي من 1 إلى 9، حيث يكون الزلزال الذي قوته 7 درجات أقوى عشر مرات من زلزال قوته 6 درجات، وأقوى 100 مرة من زلزال قوته 5 درجات، وأقوى 1000 مرة من زلزال قوته 4 درجات وهكذا. ويقدر عدد الزلازل التي يبلغ مقياس قوتها من 5 إلى 6 درجات والتي تحدث سنويا على مستوى العالم حوالي 800 زلزال بينما يقع حوالي 50.000 زلزال تبلغ قوتها من 3 إلى 4 درجات سنويا ، كما يقع زلزال واحد سنويا تبلغ قوته من 8 إلى 9 درجات. ومن الناحية النظرية، ليس لمقياس ريختر درجة نهاية محددة ولكن في عام 1979 وقع زلزال قوته 8.5 درجة وساد الاعتقاد بأنه أقوى زلزال يمكن أن يحدث. ومنذ ذلك الحين، مكنت التطورات التي حدثت في تقنيات قياس الزلازل علماء الزلازل من إدخال تعديلات على المقياس حيث يعتقد الآن بأن درجة 9.5 هي الحد العملي للمقياس. وبناء على المقياس الجديد المعدل، تم تعديل قوة زلزال سان فرانسيسكو الذي وقع عام 1906 من 8.3 إلى 7.9 درجة بينما زادت قوة زلزال ألاسكا الذي وقع عام 1383هـ / 1964 م من 8.4 إلى 9.2 درجة.

درجة ميركالي
أما المقياس الآخر وهو اختراع العالم الإيطالي جيوسيب ميركالي عام 1266هـ-1850 / 1332 هـ-1914 ويقيس قوة الاهتزاز بدرجات من I حتى XII. وحيث أن تأثيرات الزلزال تقل بالبعد عن مركز الزلزال، فتعتمد درجات ميركالي المخصصة لقياس الزلازل على الموقع الذي يتم فيه القياس. فمثلا تعتبر الدرجة 1 زلزال يشعر به عدد قليل جدا من الناس بينما تعتبر الدرجة XII زلزالا مدمرا يؤدي إلى إحداث دمار شامل. أما درجات القوة II إلى III فتعادل زلزالا قوته من 3 إلى 4 درجات بمقياس ريختر، بينما تعادل الدرجات من XI إلى XII بمقياس ميركالي زلزالا قوته من 8 إلى 9 درجات بمقياس ريختر.

تم بحمد الله

شكراً على البحث الجميل، مزيد من التألق، بارك الله فيك وحفظ والديك...

والسلام عليكم ورحمة الله