اقرأ في هذا المقال
ما هي السيسمولوجيا والتنقيب السيسمولوجي؟
تسمى الهزة الأرضية عندما تكون مدمرة باسم زلزال، والزلزال عبارة عن ارتجاج للأرض ناتج عن قدوم موجات مرنة مصدرها مكان يدعى المنبع أو البؤرة، معظم هذه البؤر تتوضع على أعماق أقل من 20 كيلو متر، ولكن منها ما يتوضع على عمق 700 كيلو متر بحيث يميزون بين هزات سطحية وهزات متوسطة وأخرى عميقة حسبما يكون عمقها أقل من 60 إلى 300 كيلو متر وأكثر من 300 كيلو متر عن الترتيب.
وبشكل عام فإن هذه الهزات تنجم عن التحرر الفجائي للطاقة المرنة التي تكون متراكمة في منطقة ما خلال عشرات السنين، بحيث يمكن لتوضعات المجاورة أو الطبقات السفلى أن تتشوه بشكل لدن مستمر دون أن تتقاطع الجهود، ومجموع هذه التشوهات تعطي ما يسمى بالتكتونيك الحديث الذي يعطي نطاقات ضعيفة تحيط بصفائح كبيرة، حيث الاهتزازات أو النشاط الاهتزازي ضعيف جداً أو نادر الحدوث.
وهذا النوع من الهزات يعرف بالهزات التكتونية وينجم عنها فوالق مستقيمة قد تمتد عدة كيلو مترات، ويمكن مباشرة قياس مختلف رمياتها فراغياً، إلا أن هذه الهزات يمكن أن تحدث بشكل آخر، وقد اتضح أن آلية تشكل الزلازل يمكن أن تكون تكتونية انفجارية (هزات بركانية وتجارب نووية) أو انبجاسية (تهدم كهوف في الجبس وتحول آني في الصخور بالإضافة إلى أنها تهدم مناجم قديمة)، إن جميع الزلازل الأرضية المدمرة هي تكتونية.
يوجد مجموعة من الهزات الأرضية التي تنجم عن ثقل المياه المجمعة خلف السدود، كما في سد بولدردام في كولورادو وسد كاريا في روديسيا، ويفسرون ذلك بازدياد الضغط المائي ضمن الشقوق والفتحات وهناك الهزات االمرتبطة بالبركنة.
ومهما كان نوع هذه الهزات فإنه في كل مكان يكون للهزة شدة متباينة حسب بُعد هذا المكان أو قربة من مركز الهزة والمكان الذي تكون فيه الشدة أكبر ما يمكن يدعى بالمركز السطحي (البؤرة)، تعطى الشدة بقيمة يعبر عنها رقمياً بالأرقام الرومانية لتمييزها عن غيرها.
ويستخدم في هذا المجال مقياس روسي فوريل (يتضمن عشر درجات والدرجة الثامنة فما فوق تكون مدمرة) أو مقياس مركالي (يتضمن 12 درجة وتكون مدمرة اعتباراً من الدرجة السابعة)، أو مقياس مركالي المعدل من قبل كانكاني (يتضمن 12 درجة مدمرة اعتباراً من السادسة)، وهناك حالياً مقياس آخر يتضمن مقياس ميركالي الذي يميز بين ثلاثة أنواع من البناء حسب تأثرها بالهزات الأرضية.
ما المقصود بالطاقة الأرضية المبددة أثناء الزلازل؟
عند حدوث انقطاع في مصدر الهزة يتحول معظم الطاقة المخزنة إلى حرارة في المكان وقسم ضئيل فقط ينتشر بعيداً تحت شكل أمواج مرنة، ويوجد علاقة ببين طاقة الأمواج والطاقة الكلية كما أن المسمى المردود الاهتزازي يقدر من 20 إلى 30%، ويمكن قياس هذه الطاقة باستخدام مفهوم الكبر magnitude.
لنعتبر موديلاً مبسطاً جداً يتم فيه اصدار الموجات المرنة من نقطة في وسط متجانس فتتوزع الطاقة في لحظة معينة على نصف كرة ذات سطح دائري، إن الطاقة في وحدة الحجوم خلال لحظة مرور الموجات في محطة ما تبعد مقدار معين عن المصدر فإنها تتغير بقيمة معينة (بالمقابل مع الموجات السطحية التي تتغير بنسبة معينة)، ويضاف إلى هذا التأثير الهندسي تأثير فيزيائي مجهول المنشأ وربما يعود لعدم التجانس من جهة وتشققات الصخور من جهة أخرى.
يستنتج من هذه العلاقة الأخيرة أنه لا يتعادل استخدام الموجات السطحية والموجات الحجمية مما يقود إلى تحديد نوعين من الكبر (magnitude)، أحدهما مستنتج من الموجات الحجمية والثاني مستنتج من الموجات السطحية، وهذه الأخيرة المحسوبة في أزمان جيولوجية مختلفة ومحطات مختلفة لنفس الاهتزاز متوافقة أكثر من الموجات الحجمية.
يلاحظ أن التدمير ينجم عن اهتزازات قصيرة الدور لموجات حجمة تصل أولاً ثم تتبعها موجات سطحية كبيرة الدور وهي غير مدمرة، وعادة تولد الهزات تدميراً في مركز الهزة لقيم كبر magnitude) 5.5) تقريباً، وأكبر هذه القيم التي سجلت حديثاً هي التي وقعت في منطقة أسام (assam) في 5 أيار عام 1950 وكان بقيمة 8.6 بحيث قدرت الهزة معادلة لما ينجم عن قنبلة هيدروجينية ووزنها 120 ميكا طن.
ويوجد للزلازل عدة أنواع من الأمواج التي تنتشر في وسط متجانس لا نهائي وفيما يلي ذكر هذه الأمواج:
- أمواج طولانية: حيث يتم الانتقال في اتجاه انتشار الأمواج، تمددية انضغاطية ذات سرعة محددة.
- أمواج عرضانية: انتقالها عمودي على انتشارها، أو أمواج قصية، كما أنها تعرف بالأمواج الثانوية.
إذا صادفت موجة اهتزازية وسطاً آخر فإنها تولد موجات انعكاسية وموجات انكسارية اتجاهاتها محددة بقانون ديكارت، وكل حاجز أرضي يحتوي على موجة مخروطية والطاقة المنقولة بالموجات المخروطية تكون ضعيفة جداً.
