كيف تحدث الزلازل وأسباب الهزة الأرضية المتكررة

هذه الأرض مثل أي شيء حي في حركة مستمرة وكما تدور الأرض حول نفسها وحول الشمس فإن الصفائح الأرضية غير مستقرة في مكانها والقارات تتقارب وتتباعد على مر التاريخ.

أسباب الزلازل

يمكن أن تنشأ الزلازل من حركة مفاجئة على طول صدع، أو من ثوران بركاني أو انفجارات قنابل أو انزلاقات أرضية، أو أي شيء آخر يطلق الطاقة فجأة على الأرض أو فيها.

لا يرتبط كل صدع بالزلازل النشطة، في الواقع لم تعد معظم الصدوع نشطة ولكنها كانت نشطة في وقت ما في الماضي الجيولوجي.

بعض الصدوع زلقة، والكتلتان على كلا الجانبين تنزلق ببعضهما البعض بشكل سلبي دون إحداث زلازل كبيرة، ومع ذلك، في حالات أخرى تلتصق الكتل ببعضها البعض وتتشوه حتى تصل إلى نقطة معينة تنفجر عندها فجأة، وتطلق الطاقة في حدث الزلزال.

يقال إن الصخور والمواد تتصرف بطريقة هشة عندما تستجيب للضغوط التكتونية المتراكمة عن طريق التصدع أو التكسير أو التصدع.

تمثل الزلازل استجابة هشة مفاجئة للإجهاد المتراكم ويتم تنشيطها عالميًا تقريبًا في الكيلومترات القليلة العليا من الأرض.

أعمق من ذلك، فإن الضغط ودرجة الحرارة مرتفعان للغاية لدرجة أن الصخور تتشوه ببساطة مثل المعجون ولا تنفجر، لذا مع حدوث هذا التغيرات تحصل المزيد من الهزات الأرضية.

إقرأ أيضا:بث مباشر: تتبع الصاروخ الصيني على الخريطة ومكان سقوطه

كيف تحدث الزلازل

ينشأ الزلزال في مكان واحد ثم ينتشر في جميع الاتجاهات على طول مستوى الصدع، المركز هو النقطة في الأرض حيث يتم إطلاق طاقة الزلزال لأول مرة وهي المنطقة الموجودة على جانب واحد من الصدع الذي يتحرك بالفعل بالنسبة للصخور على الجانب الآخر من مستوى الصدع.

بعد حدث الانزلاق الأول، تتعرض المنطقة المحيطة بؤرة التركيز للعديد من الزلازل الصغيرة حيث تتسلل الصخور المحيطة ببعضها البعض أيضًا للتخلص من التشوه الناجم عن صدمة الزلزال الأولية.

مركز الزلزال هو النقطة الموجودة على سطح الأرض والتي تقع عموديًا فوق البؤرة.

عندما تحدث الزلازل الكبيرة، يتشكل سطح الأرض في الواقع على شكل موجات تتحرك عبر السطح، تمامًا كما هو الحال في المحيط.

يمكن أن تكون هذه الموجات مذهلة جدًا ومدمرة للغاية أيضًا، عندما يضرب الزلزال تتحرك هذه الموجات الزلزالية في جميع الاتجاهات تمامًا مثل الموجات الصوتية أو التموجات التي تتحرك عبر الماء بعد إلقاء حجر في بركة ثابتة.

بعد مرور الموجات الزلزالية عبر الأرض، تعود الأرض إلى شكلها الأصلي على الرغم من تدمير المباني والمنشآت البشرية الأخرى بشكل شائع.

في الزلازل الكبيرة حقًا، تتشوه الأرض إلى موجات من الصخور، يبلغ ارتفاعها عدة أقدام (~ 1 متر)، وتتحرك بسرعات عالية جدًا.

إقرأ أيضا:مخاوف بوتين من تكرار الحرب الأهلية 1917 بسبب تمرد فاغنر

موجات الزلازل المختلفة

أثناء الزلزال يمكن أن تشع عدة أنواع من الموجات الزلزالية إما تحت الأرض من البؤرة، تسمى موجات الجسم أو فوق الأرض من مركز الزلزال تسمى موجات السطح.

تنتقل موجات الجسم عبر جسم الأرض بأكمله وتتحرك أسرع من الموجات السطحية، بينما تسبب موجات السطح معظم الدمار المرتبط بالزلازل لأنها تغير شكل سطح الأرض لفترة وجيزة عند مرورها.

هناك نوعان من موجات الجسم وهي موجات P (أولية أو ضغطية)، وموجات S أو موجات ثانوية، تشوه الموجات P المادة من خلال تغيير في الحجم والكثافة، ويمكن أن تمر عبر المواد الصلبة والسوائل والغازات.

نوع الحركة المرتبطة بمرور الموجة P هي حركة من النوع ذهابًا وإيابًا، تتحرك الموجات الانضغاطية (P) بسرعة عالية، حوالي 3.5-4 أميال في الثانية (6 كم / ثانية)، وبالتالي فهي الأولى التي يتم تسجيلها بواسطة أجهزة قياس الزلازل.

هذا هو سبب تسميتها بالموجات الأولية (P)، وهي تسبب الكثير من الضرر لأنها تغير مؤقتًا مساحة وحجم الأرض التي بنى عليها البشر أو عدلوا بطرق تتطلب الأرض للحفاظ على شكلها الأصلي ومساحتها وحجمها.

عندما تغير الأرض حجمها فجأة عن طريق التمدد والانكماش، فإن العديد من هذه الإنشاءات تنكسر، على سبيل المثال، إذا تم دفن خط أنابيب غاز في الأرض، فقد يتمزق وينفجر عندما تمر الموجة P بسبب عدم قدرتها على تغيير شكلها مع الأرض.

إقرأ أيضا:حجب أشعة الشمس لمعالجة التغير المناخي

عادة ما تصاحب الزلازل الحرائق والانفجارات التي تنشأ من خطوط الأنابيب المكسورة، أظهر التاريخ أن الحرائق غالبًا ما تحدث أضرارًا بعد الزلزال بقدر ما تسببه اهتزاز الأرض أثناء الزلزال.

أضرار موجات الزلازل

تتضح هذه الحقيقة بشكل كبير من خلال زلزال عام 1906 في سان فرانسيسكو، حيث احترق جزء كبير من المدينة لعدة أيام بعد الاهتزاز ودُمر إلى حد كبير.

وبالمثل فإن الكثير من الأضرار والخسائر في الأرواح من زلزال عام 1995 الذي بلغت قوته 7.3 درجة في كوبي، اليابان، كان من الحرائق التي أشعلتها خطوط الغاز وأنظمة التدفئة المنزلية.

النوع الثاني من موجات الجسم هو موجات القص (S)، أو الموجات الثانوية لأنها تغير شكل المادة وليس حجمها، يمكن للمواد الصلبة أن تنقل موجات القص فقط، تقوم موجات القص بنقل المادة بزاوية قائمة في اتجاه حركة الموجة.

طريقة تحديد مراكز الزلازل عن طريق حساب المسافة إلى المصدر من ثلاث محطات زلزالية مختلفة، يتم حساب المسافة إلى مركز الزلزال باستخدام فارق التوقيت بين الوافدين الأولين لموجات P و S المكان الفريد الذي تتقاطع فيه دوائر المسافات الثلاث هو موقع مركز الزلزال.

يمكن أن يؤدي إمساك حبل القفز في أحد طرفيه على الأرض وتحريكه سريعًا ذهابًا وإيابًا إلى محاكاة هذا النوع من الحركة.

تتشكل الأمواج في نهاية الحبل، وتحرك الحبل جانبًا عند اقترابه من الطرف الفضفاض للحبل، تبلغ سرعة موجة القص النموذجية ميلين في الثانية (3.5 كم / ثانية).

قد تكون هذه الأنواع من الموجات مسؤولة عن هدم المباني من الأساسات عند مرورها، نظرًا لأن المباني الجانبية السريعة أو حركتها ذهابًا وإيابًا لا تقابلها المباني في كثير من الأحيان.