دراسة حول الهزات الأرضية: الأسباب، الأنواع، والمخاطر

مقدمة

حتى مطلع القرن العشرين، كانت الهزات الأرضية وآلية حدوثها وأسبابها محاطة بالغموض، إلى أن ظهر علم دراسة الهزات الأرضية (Seismology) الذي قدم تفسيرات واضحة لهذه الظاهرة. يُعرف الزلزال بأنه اهتزاز مفاجئ للأرض ناتج عن مرور موجات زلزالية عبر الصفائح الصخرية الموجودة تحت سطح الأرض عند تحركها. هذه الحركة تولد طاقة هائلة تتسبب في نشوء موجات مدمرة.

شهد كوكبنا عبر التاريخ العديد من الهزات الأرضية في مناطق مختلفة. يؤكد خبراء الجيولوجيا أنه لا يوجد مكان على سطح الأرض بمنأى عن خطر الهزات الأرضية، ولكن تتفاوت شدة هذه المخاطر. تحدث الآلاف من الهزات الأرضية يوميًا، بعضها طفيف جدًا، والبعض الآخر مدمر وقاتل، مما يؤدي إلى خسائر في الأرواح وتدمير الممتلكات والبنية التحتية. تشير الإحصائيات إلى أن الهزات الأرضية تسببت في وفاة أكثر من مليون شخص في القرن العشرين وحده. [1][2]

آلية وقوع الهزات الأرضية

تشكل الهزات الأرضية خطرًا كبيرًا على البشرية، إلا أنها ظاهرة طبيعية جيولوجية أساسية لتخفيف الإجهاد على سطح الأرض. تحدث الهزات الأرضية نتيجة لتحرك الصفائح التكتونية المكونة للقشرة الأرضية. هذه الحركة تولد طاقة مفاجئة تنشئ موجات زلزالية تهز سطح الأرض. عند اصطدام صفيحتين تكتونيتين، يحدث نوع من التصادم والدفع المعاكس مع بقاء الصفائح ثابتة. الضغط المتولد يؤدي إلى انهيار جزء من صخور الصفائح، مما ينتج عنه الزلزال. تبدأ الصفائح التكتونية بالحركة أثناء وبعد الزلزال. الجزء الموجود تحت الأرض والذي حدث عنده انهيار الصخور يسمى مركز الزلزال (Focus)، بينما المنطقة المقابلة له فوق سطح الأرض تسمى بؤرة الزلزال (Epicenter). [3][4]

ليست الانهيارات الصخرية الناتجة عن اصطدام الصفائح التكتونية السبب الوحيد للهزات الأرضية. يمكن أن تحدث هذه الانهيارات بفعل الأنشطة البشرية مثل حفر الأنفاق أو تفجير الألغام. على الرغم من أن هذه الأنشطة قد تنتج موجات زلزالية غير محسوسة، إلا أن بعض الأنشطة الأخرى قد تكون ذات أثر كبير مثل الاختبارات العسكرية للأسلحة النووية تحت الأرض. تم حظر هذه التجارب نظرًا لمخاطرها الجسيمة التي تؤدي إلى حدوث موجات زلزالية كبيرة. [4]

تصنيفات وخصائص الموجات الاهتزازية

الموجات الزلزالية تنقل الطاقة من مكان إلى آخر كباقي أنواع الموجات. تختلف أنواع الموجات الزلزالية في خصائصها. الموجات الأولية (P-waves) سريعة الوصول، بينما الموجات الثانوية (S-waves) بطيئة. يمكن أن يتحد هذان النوعان لتكوين الموجات السطحية التي تحدث الأضرار الكبيرة الناتجة عن الزلازل كهدم المباني. [5]

[6]

معايير تقدير قوة الهزات الأرضية

يتم قياس اهتزازات الهزات الأرضية بواسطة جهاز رسم الزلازل (Seismograph)، الذي يسجل رسماً بيانياً للاهتزازات الناتجة عن الموجات الزلزالية المنتقلة عبر الأرض. [7] توجد عدة مقاييس لتقدير قوة الهزات الأرضية: [8]

• مقياس ريختر: يعتمد على نظام رقمي لوغاريتمي، حيث تشير زيادة قدرها درجة واحدة إلى زيادة بمقدار عشرة أضعاف في سعة الموجات. يعتمد على قياس سعة الموجات الزلزالية ومعلومات جهاز السيزموغراف.
• مقياس درجة العزم: يعتمد على قياس كمية الطاقة الصادرة من الزلزال، ويستند على نظام رقمي لوغاريتمي يزيد 32 ضعف من كمية الطاقة المنبعثة عند كل درجة عن سابقتها.
• مقياس ميركالي: يستخدم لدراسة شدة تأثيرات الزلازل المستقبلية، بالاعتماد على الطبيعة الجيولوجية للمناطق، وطريقة تصميم المباني، والزلازل السابقة والأضرار التي تسببت بها.

تختلف الأضرار الناتجة عن الزلازل تبعًا لقوتها على مقياس الزلازل: [9]

• أقل من 2.5 درجة: غير محسوس، ولكنه قد يتم رصده بواسطة جهاز قياس الزلازل. يحدث حوالي 900 ألف زلزال سنويًا.
• 2.5 إلى 5.4 درجات: محسوس في الغالب، ولكنه يتسبب بأضرار بسيطة. يبلغ عددها حوالي 30 ألف زلزال سنويًا.
• 5.5 إلى 6 درجات: تحدث أضرار غير كبيرة بالمباني والمنشآت. يبلغ عددها حوالي 500 زلزال سنويًا.
• 6.1 إلى 6.9 درجات: يتسبب بالعديد من الأضرار بالمناطق المكتظة بالسكان. يبلغ عددها حوالي 100 زلزال سنويًا.
• 7 إلى 7.9 درجات: يتسبب بأضرار جسيمة وبالغة. يبلغ عددها حوالي عشرين زلزال سنويًا.
• أكثر من 8 درجات: يتسبب بدمار شامل. يحدث مرة واحدة في العقد أو نصف العقد.

الأخطار الناتجة عن الهزات الأرضية

تتعدد المخاطر التي قد تنجم عن الهزات الأرضية: [10]

• الهزات الأرضية: أكثر الآثار المصاحبة للزلازل، وتختلف شدتها تبعًا لمدتها. قد تؤدي إلى دمار المباني والمنشآت وإيقاف مظاهر الحياة العامة.
• التمزقات الأرضية: تحدث كسور وصدوع وشقوق على سطح الأرض. قد تؤدي إلى أضرار بالبنية التحتية وتدمير الأنفاق والقنوات المائية والطرق وخطوط السكك الحديدية.
• الانهيارات الأرضية: قد تؤدي إلى انهيار المنحدرات غير المستقرة وتدمير الممتلكات والمباني وقطع الطرق وخطوط السكك الحديدية.
• تسونامي: تحدث نتيجة للزلازل في قيعان البحار والمحيطات. تعتبر خطرًا على المناطق الساحلية، حيث يمكن أن تصل الأمواج إلى ارتفاعات كبيرة.
• الحرائق: قد تؤدي إلى تدمير أنابيب الغاز الطبيعي وهدم خطوط الكهرباء وسكب المواد القابلة للاشتعال.
• الإضرار بالتربة: قد يؤدي إلى تسيُّل التربة نتيجة لتشبعها بالمياه، مما يؤدي إلى فقدانها لصلابتها.

المناطق الأكثر عرضة للهزات الأرضية

المناطق الواقعة على طول خط الصدع أو الفالق هي الأكثر عرضة لخطر الهزات الأرضية، حيث تقع على حدود الصفائح التكتونية. تحرك هذه الصفائح يؤدي إلى حدوث الزلازل. تسعون بالمئة من الزلازل الكبيرة تقع في هذه المناطق. المناطق البعيدة عن حدود الصفائح أقل عرضة للزلازل الكبيرة. يُطلق مصطلح الزلزالية (Seismicity) للإشارة إلى ترددات الزلازل وتوزيعها عبر الأرض. [11][7]

تقليل أخطار الهزات الأرضية

يرى العلماء أن المباني والمنشآت غير المُجهزة بشكل جيد هي المسؤولة عن قتل البشر أثناء انهيارها عند حدوث الزلازل. عندما تحدث الزلازل في مناطق نائية، نادراً ما تُخلف أي ضحايا بشرية. سنت بعض المناطق قوانين تُحتم تصميم المباني والهياكل بطريقة مقاومة للزلازل بشكل كبير. ولاية كاليفورنيا اتبعت مثل هذا الأمر وأثبت نجاعته في الحد من تأثير الزلازل وخطرها. [7]

كيفية التصرف أثناء حدوث الهزات الأرضية

تختلف الطرق الصحيحة التي يجب اتباعها أثناء حدوث الزلازل تبعاً لمكان وجود الشخص: [12]

• في الداخل: البقاء داخل المبنى. الابتعاد عن الأشياء التي قد تسقط. الاحتماء تحت طاولة قوية أو قطعة أثاث أخرى. تجنب استخدام المداخل والمصاعد. الانتباه إلى خطر انفجار الكهرباء وأنظمة اطفاء الحريق.
• في الخارج: البقاء في مكانك. الابتعاد عن الشوارع والمباني والأسلاك الكهربائية.
• في السيارة: التوقف عن القيادة بأسرع ما يُمكن. تلافي التوقف أسفل المباني أو الجسور أو الأشجار.
• تحت الأنقاض: تجنُب الحركة بشكل كبير لعدم نثر الغبار. تغطية الفم بقطعة من الملابس. محاولة النقر على جدار أو أنبوب لكي يتمكن رجال الإنقاذ من تحديد مكانك.

خلاصة

تُعد الهزات الأرضية ظاهرة طبيعية حتمية، إلا أن فهم أسبابها وأنواعها والمخاطر المرتبطة بها، بالإضافة إلى اتباع الإجراءات الوقائية المناسبة، يمكن أن يقلل بشكل كبير من الخسائر البشرية والمادية الناجمة عنها.

المراجع

1. Bruce A. Bolt (24-10-2019),”Earthquake”،www.britannica.com
2. “Earthquake”,www.encyclopedia.com,27-11-2019
3. “What are earthquakes?”,www.whoi.edu,9-3-2012
4. “Why Do Earthquakes Happen?”,www.geo.mtu.edu
5. “Seismic Waves”,topex.ucsd
6. L. Braile (1-2-2010),”Seismic Wave”،web.ics.purdue.edu
7. Prof. Stephen A. Nelson (24-9-2015),”Earthquakes”،www.tulane.edu
8. “Earthquakes and Seismology”,www.columbia.edu
9. “Earthquake Magnitude Scale”,www.geo.mtu.edu
10. Greg Anderson (28-2-1997),”Effects of Earthquakes”،topex.ucsd.edu
11. “Why and where do earthquakes happen?”,www.americangeosciences.org
12. “What to do in an Earthquake”,www.ses.vic.gov.au