تعريف الزلزال
هو أي اهتزاز مفاجئ للأرض ناتج عن مرور موجات زلزالية عبر صخور الأرض، وتنتج هذه الموجات عند إطلاق الطاقة المخزنة في قشرة الأرض وعادة عندما تنكسر كتل من الصخور فجأة وتنزلق ضد بعضها البعض، وتحدث الزلازل في معظم الأحيان على طول خطوط الصدع الجيولوجية في مناطق ضيقة حيث تؤثر حركة الصخور على بعضها البعض، وتقع خطوط الصدع الرئيسية في العالم على أطراف الصفائح التكتونية الضخمة التي تشكل قشرة الأرض.[1]
أنواع الزلازل
تتضمن الزلازل أربعة أنواع رئيسية، هي:[2]
- الزلازل التكتونية: تتكون القشرة الأرضية من لوح من الصخور غير متساوية الشكل تسمى الصفائح التكتونية، وتؤدي الطاقة المخزنة في باطن الأرض إلى تحرك هذه الصفائح بعيدًا أو دفع بعضها فوق بعض، ومع مرور الوقت تعمل الطاقة المخزنة وحركة الصفائح التكتونية على زيادة الضغط الهائل داخل المنطقة بين لوحين تكتونيين ويصبح هذا الضغط الشديد سببًا لحدوث خط الصدع، ويُشار إلى النقطة المركزية لهذا الاضطراب باسم بؤرة الزلزال والنقطة التي فوقها مباشرة تسمى مركز الزلزال حيث تنشأ موجات الطاقة عندها كي تنتقل باتجاه سطح الأرض مسببة حركة قوية على سطح الأرض تُعرف بالزلزال.
- الزلازل البركانية: يسمى الزلزال المرتبط بالنشاط البركاني زلزالًا بركانيًا، وعادة ما تكون شدة هذه الزلازل ضعيفة حيث سُجلت قوة أكبر زلزال بركاني 5.5، وقد حدث هذا الزلزال تحت جبل سانت هيلينز في عام 1981.
تشمل الزلازل البركانية على نوعين، هما:
* الزلازل البركانية التكتونية: تحدث الهزات في هذا النوع بسبب حقن أو سحب الصهارة بين الصخور المجهدة، حيث تسبب حركات الصهارة في الغالب زلزالًا بركانيًا أسفل البركان مباشرةً، وفي هذه الأنواع من الزلازل تضغط الصهارة على الصفائح التكتونية حتى تكسر الصخور مسببة شقوق في باطن الأرض وخلال هذه الشقوق تحدث هزات بقوة منخفضة جدًا، وبعد انهيار الصخور تبدأ الصهارة في التدفق نحو سطح الأرض.
* الزلازل طويلة الأمد: يحدث الزلزال طويل الأمد أثناء حقن الصهارة في الصخور المحيطة بسبب تغيرات الضغط بين طبقات الأرض، وتعد هذه الأنواع من الزلازل دليلًا على حدوث انفجار بركاني في المستقبل القريب، ولذلك عندما يسجل جهاز قياس الزلازل قراءة للموجات الزلزالية قبل ثوران البركان الفعلي يمكن بسهولة اتخاذ إجراءات وقائية للحفاظ على سلامة السكان المحليين القريبين من البركان.
- الزلزال المتفجر: يحدث الزلزال المتفجر في الغالب أثناء اختبار الأسلحة النووية، حيث ينتج عن التفجيرات النووية طاقة كبيرة قد تؤدي إلى حدوث هزات أرضية.
- زلزال الانهيار: تحدث هذه الزلازل ذات القوة الضعيفة في الكهوف والمناجم، ففي بعض الأحيان تتسبب الاهتزازات الناجمة عن تكسر الصخور في باطن الأرض إلى انهيار المناجم، وانهيارها ينتج موجات زلزالية.
أسباب حدوث الزلزال
تحدث الزلازل بسبب الحركات الجانبية أو الرأسية المفاجئة في قشرة الأرض، أو يمكن القول أنه عندما تدفع الصفائح التكتونية بعضها البعض تتسبب بإنشاء طاقة تؤدي إلى اهتزاز في القشرة الأرضية، ويُذكر أن قوة الزلزال تختلف بحسب نوعه، وعندما يكون هنالك حركة نسبية بين الصفائح التكتونية يكون الزلزال أكثر حدة.
بسبب الاحتكاك والضغوط الميكانيكية تنزلق الصخور وتطلق كميات هائلة من الطاقة، وعندما تحدث حركة بين الصفائح يزيد الضغط وإذا استمر يسمح بمزيد من الانزلاق وبالتالي اطلاق الطاقة المخزنة كموجات صدمة، ويُذكر أن حزام النار حول المحيط الهادئ هو أهم منطقة تنشط فيها الزلازل التي تؤثر على العديد من المناطق الساحلية المأهولة بالسكان حول المحيط الهادئ مثل نيوزيلندا، وغينيا الجديدة واليابان وغيرها، وتشير التقديرات إلى أن حوالي 80% من أكبر زلازل العالم يكون بؤرها في هذا الحزام.[3]
آثار الزلازل
يعتمد نوع الخطر على قوة النشاط الزلزالي إلى جانب عوامل مثل الطبوغرافيا المحلية والسمات المبنية والجيولوجيا تحت السطحية والمياه الجوفية، وفيما يلي مجموعة من الآثار التي قد تنتج عن حدوث الزلازل، وهي:[4]
- اهتزاز الأرض: إذا أحدث الزلزال شدة اهتزاز كبيرة بما يكفي فقد تتضرر الهياكل مثل المباني والجسور والسدود وقد تسقط الأجسام مسببة دمارًا كبيرًا، وعند حدوث زلازل قوي يمكن أن تدمر مناطق كاملة بسبب الاهتزاز الأرضي، ويُشار إلى أن تأثير الاهتزاز الأراضي يعتمد على عوامل مثل الطبوغرافيا ونوع الأساس وموقع واتجاه تمزق الصدع، وكل ما سبق يؤثر على طريقة انتقال الموجات الزلزالية عبر الأرض.
- تسونامي: أمواج تسونامي هي موجات محيطية طويلة تتولد عن النزوح المفاجئ لمياه البحر بسبب زلزال ضحل أو ثوران بركاني أو انهيار أرضي تحت سطح البحر، ويمكن أن تكون هذه الموجات ذات طاقة كبيرة تمكنها من الانتقال لمسافات طويلة وبسرعات عالية لإغراق الشواطئ البعيدة، ويُشار إلى أن ارتفاع موجات تسونامي قد تتأثر بعمق قاع البحر وشكله وعوامل أخرى، وقد تُولّد الزلازل الكبيرة موجات تسونامي في المسطحات المائية المغلقة مثل البحيرات، ففي نيوزيلندا على سبيل المثال يوجد مجموعة من البحيرات الكبيرة يمكن أن تتأثر بحدوث الزلازل مثل بحيرة "Wakatipu" و"Wanaka" بالقرب من جبال الألب.
تعد نيوزيلندا من أكثر الدول عرضة لأمواج التسونامي التي تنتج بسبب الزلازل في منطقة حزام النار حول المحيط الهادئ، وبسبب قرب المسافة من خط الساحل قد يصعب أخذ التدابير لتقليل الآثار المدمرة للأمواج.
- الانهيارات الارضية وتساقط الصخور: ينجم عن الاهتزاز الأراضي بسبب الزلازل زعزعة في استقرار المنحدرات مما قد يتسبب في الانهيارات الأرضية وسقوط الصخور كأثر جانبي كبير، وقد تزيد الأمطار الغزيرة والصخور المتصدعة من عوامل الخطر.
- الهبوط والانتشار الجانبي: غالبًا ما يحدث هبوط أو انخفاض لسطح الأرض أثناء الزلازل، وقد يكون هذا بسبب النزوح الرأسي لأسفل على جانب واحد من الحركة، وفي بعض الأحيان يمكن أن يؤثر ذلك على مساحة كبيرة من الأرض وقد تغرق المناطق الساحلية بالكامل، بالإضافة إلى ذلك يمكن أن يحدث الهبوط لأن اهتزاز الأرض يتسبب بتحريك الرواسب السائبة أو الملتحمة مما يؤدي إلى فقدان قوة تحمل الأحمال وهبوط في الأرض المنحدرة، أما الانتشار الجانبي فيحدث عندما تبدأ الأرض المنحدرة في التحرك إلى أسفل مما يؤدي إلى فتح الشقوق والتي غالبًا ما تُرى على طول قمم التلال وضفاف الأنهار.
- تميع التربة: يحدث التميع عندما تتحرك الرواسب المغمورة بالمياه عن طريق الاهتزاز الزلزالي مما يتسبب بفصل ذرات الرواسب بعضها عن بعض وهذا يقلل من قدرتها على تحمل الأحمال مما قد يتسبب بغرق المباني والمنشآت الأخرى في الأرض بينما ترتفع الأنابيب والخزانات التي كانت تحت الأرض إلى السطح، وعندما تتوقف الاهتزازات تستقر الرواسب مرة أخرى مسببة ضغطًا يؤدي إلى خروج المياه الجوفية من الشقوق في الأرض مسببة فيضانات، ويُذكر أن التميع يمكن أن يترك طبقة سميكة من الطين على مساحات كبيرة.
تصنيف شدة الزلازل
تُعرف شدة الزلزال بأنها ترتيب يعتمد على الآثار المرصودة لزلزال في مكان معين، ولذلك ينتج كل زلزال مجموعة من قيم الشدة تتراوح من الأعلى في منطقة مركز الزلزال إلى صفر على مسافة من مركز الزلزال، ويُذكر أن مقياس شدة الزلزال الأكثر استخدامًا هو مقياس ميركالي المعدل.
يوضح الجدول أدناه عدد الزلازل التي تحدث كل عام في كل نطاقِ مدًى وما قد تكون شدته في مركز الزلزال لكل نطاق قوة:[5]
