للخريطة التفاعلية اضغط هنا
الزلازل هي أحد الكوارث الطبيعية التي تحدث على سطح الأرض بشكل مفاجئ وغير متوقع، وتتسبب في خسائر بشرية ومادية كبيرة. وتعد دراسة الزلازل وطرق الحد من تأثيرها من أهم الموضوعات التي تهم الباحثين والمخططين والمشرعين والكثيرين من عامة الناس. في هذا المقال، سنتحدث عن أسباب حدوث الزلازل وكيفية الحد من تأثيرها.
أسباب حدوث الزلازل
تحدث الزلازل في الغالب بسبب تحرك الصفائح التكتونية الأرضية، وهي عبارة عن طبقات صلبة تغطي سطح الأرض. تحتوي هذه الصفائح على القشرة الأرضية والجزء العلوي من طبقة الوشاح، وتتحرك ببطء فوق طبقة شبه سائلة من الوشاح. وتتحرك الصفائح الأرضية ببطء مستمر على سطح الأرض. وتتم هذه الحركة بسبب وجود الحرارة الداخلية للأرض الناتجة من تحلل المواد المشعة، وتتحرك الصفائح الأرضية بشكل متقطع وفجائي في بعض الأحيان، وهذا ما يؤدي إلى حدوث الزلازل. يحدث الزلزال عندما يحدث كسر مفاجئ للصخور على طول خط الصدع الأرضي، ويمكن أن يحدث بسبب النشاط البركاني أو بسبب انهيارات أرضية جيولوجية أو بسبب النشاط البشري كبناء السدود واستخراج النفط.
كيفية الحد من تأثير الزلازل
هناك العديد من الإجراءات التي يمكن اتخاذها لتقليل تأثير الزلازل، والحد من الخسائر البشرية والمادية التي يمكن أن تحدث. ومن بين هذه الإجراءات: التعرّف على مناطق الخطر التي تكون أكثر عرضة للزلازل وتجنب تشييد المنشآت عليها، تحسين التصميم الإنشائي للمباني حيث يجب التصميم بطريقة تتحمل الزلازل مثل استخدام مواد مرنة وأكثر متانة، والتخطيط الجيد من قبل الحكومات والمجتمعات ويشمل ذلك تحديد المناطق الحساسة وتعزيز المباني والمنشآت الحيوية مثل المستشفيات والمدارس والمحطات الكهربائية والمرافق العامة.
بماذا نشعر خلال الزلازل وأنواع الموجات الزلزالية؟
تعد الزلازل من أكثر الكوارث الطبيعية المدمرة، التي لا يمكن التنبؤ بوقت حدوثها بدقة. ومن الأسئلة الشائعة حول الزلازل هي ماذا نشعر به خلال حدوثها؟ وما هي أنواع الموجات الزلزالية التي تنتج عنها؟
ما نشعر به خلال الزلازل:
يشعر الناس بالأرض تهتز تحت أقدامهم، حيث يصابون بالرعب والخوف والهلع، وقد يتعرضون للإصابة بالجروح أو الإصابات الجسدية. وهذا عند وصول الأمواج الزلزالية المختلفة إلى مناطق سكنهم، وقد يسمعون صوتا يشبه صوت الرعد.
أنواع الموجات الزلزالية:
تنتج الزلازل عن حركة مفاجئة في صدوع القشرة الأرضية، وتنتقل هذه الحركة عبر موجات زلزالية تنتشر في كل الاتجاهات (الشكل رقم 1). وتنتقل هذه الموجات بسرعة كبيرة، ويمكن للمختصين قياس زمن وصولها وشدتها وسرعتها. تنقسم الموجات الزلزالية إلى ثلاثة أنواع رئيسية:
أ. الموجات الزلزالية الطولية (P-waves):
تسمى أيضا بالموجات الأولية، حيث تنتقل هذه الموجات بسرعة كبيرة عبر الصخور والتربة. وتكون حركة الجزيئيات في صورة تضاغط وتخلخل في نفس اتجاه حركة انتشار موجات الزلزال، ويمكن لها أن تسبب بعض الضرر للمباني والمنشآت وتمثل 6% من الطاقة المنبعثة .
ب. الموجات الزلزالية المستعرضة (S-waves):
تسمى أيضا بالموجات الثانوية، وتنتقل هذه الموجات بسرعة أقل من الموجات الأولية. وتكون حركة الجزيئيات في صورة قمة يليها قاع عموديا على اتجاه حركة انتشار موجات الزلزال وتسبب اهتزازات وضرر أكبر من الموجات الأولية للمباني والمنشآت، وتمثل خطرا كبيرا على الأرواح والممتلكات وتمثل 26% من الطاقة المنبعثة .
ج. الموجات الزلزالية السطحية (Surface-waves):
تنتشر هذه الموجات على سطح الأرض. وتسبب هذه الموجات اهتزازات أقل سرعة وشدة من الموجات الأولية والثانوية، ولكنها تستمر لفترة أطول، مما يتسبب في الكثير من الأضرار والخسائر المادية وتمثل 67% من الطاقة المنبعثة.
بشكل عام، فإن الزلازل تنتج عن حركة مفاجئة في القشرة الأرضية، وتنتقل هذه الحركة عبر موجات زلزالية تنتشر في جميع أنحاء الأرض. ويمكن للمختصين تحديد قوة وسرعة هذه الموجات، ومنها تحديد حجم الزلازل.
أين تحدث الزلازل؟
تحدث الزلازل في جميع أنحاء العالم، ولكن تتركز في مناطق معينة على حواف الصفائح التكتونية. وتوجد بعض المناطق التي تعرف بمناطق النشاط الزلزالي وتتسم بحدوث الزلازل بصورة متكررة. ومن أهم هذه المناطق:
1.حوض المتوسط: تتميز هذه المنطقة بنشاط كبير في الزلازل، وذلك بسبب تقاطع الصفائح الجيولوجية فيها، وتشمل هذه المنطقة دولا مثل تركيا وإيطاليا واليونان.
2.الحزام الناري الهادي: يعد الحزام الناري الهادي أحد أكثر المناطق نشاطا زلزاليا في العالم، ويتميز بنشاط براكين وهزات أرضية عنيفة، وتشمل هذه المنطقة دولا مثل اليابان والفلبين وإندونيسيا. يتميز المحيط الهادي الشمالي بنشاط زلزالي عال جدا، حيث توجد هناك صفائح تكتنف المحيط الهادي وتتحرك بشكل متزامن، مما يؤدي إلى حدوث زلازل كبيرة في المنطقة.
3.حزام الزلازل الجنوبية في آسيا: يشمل دول جنوب آسيا مثل باكستان والهند ونيبال وبنغلاديش، ويتميز بنشاط كبير في الزلازل بسبب تقاطع الصفائح الجيولوجية فيه، ويشمل حزام جنوب شرق آسيا نشاطا زلزاليا كبيرا، وتشمل دولا مثل إندونيسيا والفلبين.
4.الحزام الزلزالي الشمالي في جنوب أمريكا: يشمل هذا الحزام دولا مثل تشيلي وبيرو والإكوادور وكولومبيا، ويتميز بنشاط كبير في الزلازل بسبب تلاقي الصفائح الجيولوجية فيه.
الحزام الزلزالي الأطلسي: يتمركز هذا الحزام في منطقة جزر الأزور والبرتغال وجزر الكناري والمغرب، وتشهد هذه المنطقة نشاطا زلزاليا منخفضا إلى متوسط.
5.شمال غرب الولايات المتحدة: تشهد هذه المنطقة نشاطا زلزاليا متوسطا إلى عال، وتشمل ولايات مثل كاليفورنيا وأوريغون وواشنطن.
علاوة على ذلك، توجد مناطق أخرى في العالم تشهد نشاطا زلزاليا مثل الحزام المحيط بالصفيحة العربية (الشكل رقم 4)، ويمكن أن يحدث الزلزال في أي منطقة في العالم بشكل مفاجئ ودون سابق إنذار. لذلك، من المهم دائما الاستعداد للزلازل واتباع الإرشادات اللازمة في حالة حدوث زلزال.
كيفية قياس الزلازل وتحديد معاملاتها؟
تستخدم العديد من الأدوات والتقنيات لقياس الزلازل وتحديد قوتها وموقعها، ومن أبرز هذه الأدوات والتقنيات:
1- مقياس القوة الزلزالي: ويعتمد على شبكات السيزموغراف (لقياس السرعة) الزلزالية، وهي شبكات من محطات الرصد الزلزالية الموزعة على سطح الأرض، وتستخدم لرصد الزلازل وتحديد موقعها وقوتها، ويتم ذلك من خلال تسجيل الاهتزازات الأرضية ونقلها إلى المراكز الزلزالية المختصة. ويمكن أن تضم شبكة الاكسيلوغراف (لقياس التسارع الأرضي) لتحديد مدى تأثير الزلزال على المباني والمنشآت.
2- مقياس الشدة الزلزالية: وهو مقياس وصفي يعتمد على التأثير على المباني وعلى الشعور بالزلزال، ويستخدم لتحديد مدى تأثير الزلازل على البنية التحتية والمنشآت، وتقديم المعلومات لمتخذي القرار لاتخاذ القرارات اللازمة وتحديد سبل التعامل مع تلك التأثيرات. يجب الاستعانة بمجموعة من محطات الرصد الزلزالي والتقنيات لتحديد قوة الزلزال وموقعه بدقة، وتحديد المناطق المعرضة للخطر وتحديد الإجراءات اللازمة للتعامل مع ذلك الخطر.
يتم قياس قدر الزلزال باستخدام مقياس ريختر، وهو يستخدم معادلة رياضية لوغاريثمية لتحديد قوة الزلزال بناءً على الاهتزازات التي ينتج عنها. ومقياس ريختر مفتوح الطرفين أي ليس له حد أدنى أو أعلى وإنما يتحكم بحدوده خواص قوة الصخور الفيزيائية. وكلما زادت القيمة على المقياس، زادت شدة الزلزال. على سبيل المثال، فإن الزلازل التي يتراوح قدرها ما بين 1 إلى 3 على مقياس ريختر تعد ضعيفة وغير محسوسة، في حين أن الزلازل التي يزيد قدرها على 6 تعد أكثر خطورة وقد تسبب أضرارا جسيمة وخسائر بشرية ومادية كبيرة. ويجب الانتباه إلى أن مقياس ريختر يشتهر بالدقة والثبات وأفضل من مقياس الشدة الوصفي، إلا أنه لا يعكس قوة الزلزال الحقيقية للزلازل الكبيرة (أكبر من 7 درجات)، ولذلك يتم استخدام مقاييس أخرى لتحديد قدر الزلزال بدقة أكبر، ونذكر منها:
1. مقياس القوة المعتمد على الأمواج السطحيةMs : وهو يستخدم لقياس قوة الزلازل الكبيرة التي قد تصل قوتها إلى 8.5 وأعلى. ويعتمد على قياس الشدة الناتجة عن الأمواج السطحية للزلزال.
2. مقياس القوة المعتمد على أبعاد سطح الصدع وقساوة الصخور المنكسرة وهو مقياس الشدة الحقيقية ويسمى مقياس العزم الزلزالي Mw: وهو يستخدم لتحديد حجم الزلازل بدقة أكبر، ويعتمد على قياس الطاقة الكلية التي تولدها الزلزال. ويستخدم هذا المقياس في دراسات الزلازل العلمية والجيولوجية. يتم استخدام هذه المقاييس لتحديد قدر الزلزال بدقة أكبر، ويتم استخدامها في العديد من التطبيقات المختلفة، مثل تحليل الأضرار المحتملة من الزلازل وتحديد مكان الزلازل ودراسة النشاط الزلزالي.
هل نستطيع التنبؤ بالزلازل؟
سعى العلماء منذ القرن التاسع عشر لإيجاد طريقة للتنبؤ بالزلازل، ومن بينها محاولة ربط حدوث الزلازل بالطقس، وبتصرف بعض الحيوانات، وبجاذبية الكواكب الخارجية كالقمر والشمس على الأرض، وعوامل أخرى ولم يجدوا أي ربط ذي قيمة ويعتمد عليه لتحديد زمن حدوث الزلزال. واتجه العلماء إلى إيجاد خصائص فيزيائية ممكن أن تحدث قبل الزلزال ومنها تغير وتيرة التشوهات السطحية قرب الصدوع المعروفة بالنشاط الزلزالي، تغيير في سرعات الأمواج الزلزالية، تغيير في تركيز غاز الرادون في مياه الآبار الجوفية، زيادة في الناقلية الكهربائية للصخور وتغيير ملحوظ في النشاط الزلزالي. بينما هذه الظواهر الفيزيائية صحيحة مخبريا لكنها لم تثبت وقوعها على الواقع وتستمر البحوث في هذه الظواهر العلمية لإيجاد فترة زمنية قصيرة يستفاد منها بالتنبؤ بالزلازل. تمكن العلماء من تحديد جيد للنطاقات الزلزالية ومقدار معدل النشاط الزلزالي وإلى تقدير أكبر قدر زلزالي ممكن أن يحث على كل نطاق ويبقى تحديد مدة قصيرة لحدوث الزلزال أمر صعب المنال إلى الآن. وبما أنه لا يمكن إيقاف الزلازل ولا يمكن التنبؤ بوقت حدوثها، لذا فإن إعطاء جهد كبير في التركيز على تقليل المخاطر الزلزالية والحد من آثارها على البشر والممتلكات يعد ذا فائدة عظيمة للحد والتخفيف من آثار الزلازل إلى حد كبير في كثير من البلدان التي تعاني من نشاط زلزالي مرتفع.
ما هي المخاطر الزلزالية؟
تُعَدُّ الزلازل من أخطر الكوارث الطبيعية التي يتعرض لها الإنسان، ويمكن أن تسبب العديد من المخاطر والأضرار على الممتلكات والبيئة، ومن أبرز هذه المخاطر:
1- انهيار المباني والمنشآت: تتعرض المباني والمنشآت للعديد من الأضرار نتيجة الزلازل، وقد يؤدي ذلك إلى انهيارها وتدميرها بالكامل، ويتسبب هذا في خسائر جسدية ومادية كبيرة وفقدان للممتلكات.
2- الانهيارات والانزلاقات الأرضية: يمكن أن تتسبب الزلازل في حدوث انهيارات للأراضي والتربة وانزلاقات الصخور، ويمكن أن تؤدي هذه الانزلاقات إلى تغطية المباني والطرق بالكامل، ويتسبب ذلك في تدمير الممتلكات والمزروعات.
3- موجات المد البحري المعروفة بموجات تسونامي: تسبب الزلازل الكبيرة التي تضرب قيعان البحار في بعض الأحيان في حدوث تسونامي، وهي موجات عملاقة تتحرك بسرعة كبيرة في المحيطات والبحار، وتسبب خسائر مادية كبيرة وفقدانا للأرواح.
4- الحرائق: تسبب الزلازل في حدوث العديد من الحرائق نتيجة اندلاع النيران في المباني والمنشآت، ويمكن أن تتسبب هذه الحرائق في إضافة المزيد من الأضرار إلى المنطقة المتضررة.
5- الانقطاع عن الخدمات والموارد: قد يؤدي الزلزال إلى انقطاع الكهرباء والمياه والغاز والاتصالات، مما يعرض الناس للخطر ويجعل من الصعب الوصول إلى الموارد الأساسية. كما أن الزلازل يمكن أن تتسبب في تلف البنية التحتية والمنشآت الحيوية مثل المستشفيات والمدارس والجسور والطرق، مما يؤدي إلى صعوبة الوصول إلى الخدمات الأساسية ويعرض الأشخاص للخطر.
6- الإصابات والوفيات: قد يؤدي الزلزال إلى وقوع إصابات ووفيات جراء الانهيارات والانزلاقات الأرضية وسقوط الأشياء الثقيلة وتدمير المنشآت.
7- الآثار النفسية: قد يترك الزلزال آثارا نفسية عميقة على الأشخاص، خاصةً إذا تسبب في وفاة أحد أفراد العائلة أو الأصدقاء، أو تدمير الممتلكات الثمينة. كما يمكن أن يزيد من القلق والتوتر والشعور بالعزلة، وهذا ما يؤدي إلى تفاقم حالات الاكتئاب والقلق لدى الناس.
8- الآثار الاقتصادية: قد يؤدي الزلزال إلى تدمير البنية التحتية والمنشآت الحيوية والاقتصادية، مما يؤثر على حياة الناس ويزيد من معاناتهم. كما يمكن أن يؤدي إلى انخفاض الإنتاجية والإيرادات وارتفاع معدلات البطالة، مما يؤثر على الاقتصاد بشكل عام.
كيفية تقليل المخاطر الزلزالية؟
يتطلب الحد من مخاطر الزلازل تضافر الجهود بين الجهات المختلفة، سواء الحكومية أو الخاصة أو الأفراد. وفيما يلي بعض الإجراءات التي يمكن اتخاذها للحد من مخاطر الزلازل:
1- تحديد المناطق المعرضة للخطر: يجب تحديد المناطق التي تتعرض لخطر الزلازل بشكل أكبر واتخاذ التدابير الوقائية اللازمة، مثل تشديد معايير البناء والتصميم في هذه المناطق.
2-إعداد خطط الطوارئ: يجب على الحكومات والمؤسسات الخاصة إعداد خطط طوارئ شاملة للتعامل مع حالات الطوارئ المرتبطة بالزلازل، وتدريب العاملين على تنفيذ هذه الخطط.
3- البناء المقاوم للزلازل وإجراء التقييمات الهندسية: يجب أن يتم تصميم وبناء المباني والمنشآت المختلفة بحيث تكون مقاومة للزلازل وتتحمل الاهتزازات الناجمة عنها. كما يتوجب إجراء تقييمات هندسية دورية للمنشآت المختلفة وتحديثها وتعزيزها إذا لزم الأمر.
4- استخدام التقنيات الحديثة: يمكن استخدام التقنيات الحديثة مثل نظم رصد الاهتزازات القوية والمراقبة الزلزالية لتحسين قدرة المباني على تحمل الزلازل.
5- المراقبة والتحليل: يتوجب مراقبة النشاط الزلزالي وتحليل البيانات المتعلقة به لتوقع حدوث الزلازل والتحذير المبكر منها. يمكن استخدام شبكات الاستشعار الزلزالي لرصد النشاط الزلزالي وتحليله، وتحديد مواقع المناطق المعرضة للخطر. كما يمكن استخدام التقنيات الحديثة لتحديد الإزاحات والتغيرات في التضاريس والتربة.
6- تعزيز البنية التحتية: يجب تعزيز البنية التحتية في المناطق المعرضة للخطر الزلزالي، وذلك بتحديث وتطوير المباني والمنشآت الحيوية مثل المستشفيات والمدارس والمطارات والموانئ، وتعزيزها بمواد وتقنيات مقاومة للزلازل. كما يجب التأكد من توافر أنظمة إطفاء الحرائق والتهوية الطبيعية للمباني.
7- التوعية والتدريب: يجب توعية المجتمع بأهمية الاستعداد للزلازل والتحذيرات المبكرة، وتعليمهم الإجراءات الواجب اتخاذها في حالة حدوث زلزال، مثل الاختباء تحت الطاولة أو السرير وعدم الجري والهرب، والابتعاد عن النوافذ والأشياء الثقيلة التي يمكن أن تسقط. كما يجب تدريب الجماعات المحلية وفرق الإنقاذ على كيفية التعامل مع حالات الطوارئ والإجراءات الواجب اتخاذها.
8- البحث والتطوير: يجب دعم البحث والتطوير في مجال الزلازل وتطوير التقنيات المتعلقة بها، وذلك لتحسين القدرة على توقع حدوث الزلازل وتقليل تأثيرها، وتحسين تقنيات البناء والتشييد للمباني والمنشآت المقاومة للزلازل.
9- الشراكات والتعاون: يتطلب الحد من تأثير الزلازل وتخفيض المخاطر المتعلقة بها التعاون بين الجهات المختلفة، سواء كانت حكومية أو خاصة، وتكثيف الجهود المشتركة في تنفيذ الإجراءات الوقائية والتصدي للأحداث الزلزالية.
باختصار، يتطلب الحد من تأثير الزلازل التركيز على الوقاية والاستعداد والتصميم المقاوم للزلازل، وتطوير التقنيات المتعلقة بها، وتثقيف المجتمع والتوعية بمخاطرها، والتعاون والشراكة بين الجهات المختلفة، والاستعداد لحالات الطوارئ.
الخلاصة
تحدث الزلازل نتيجة لتحركات قوية ومفاجئة في قشرة الأرض، وتحدث هذه الحركات نتيجة لتحرك الصفائح الأرضية التي تغطي سطح الأرض. وعندما تحدث الصفائح الأرضية تحركًا مفاجئًا وقويًا في الأرض، يتسبب ذلك في إطلاق الموجات الزلزالية التي تنتشر من مركز الزلزال في كل الاتجاهات. لتجنب مخاطر الزلازل، يمكن اتباع بعض الإرشادات المهمة التالية:
1-التعرّف على مناطق الخطر: يجب عليك أن تعرف المناطق التي تتعرض للزلازل بشكل متكرر. يمكن الحصول على هذه المعلومات من المؤسسات الحكومية ومواقع الرصد المختصة.
2-الإعداد والتدريب: يجب التدريب على الاستجابة السليمة لحالات الطوارئ، والتحضير للزلازل قدر الإمكان، وتخزين المواد الضرورية والمياه والطعام في حال وقوع الزلزال.
3-تقليل الأضرار: يمكن تقليل الأضرار الناتجة عن الزلازل عن طريق تصميم المباني بشكل يتحمل الزلازل، وتثبيت الأثاث والأجهزة بشكل صحيح واستخدام مواد البناء الأكثر متانة.
4-تجنب المناطق الخطرة: يجب تجنب الإقامة في المناطق الخطرة والتي تكون أكثر عرضة للزلازل، مثل مناطق الصدوع النشطة.
5-التطوير والتحديث المستمر: يجب تحديث معرفتك ومهاراتك المتعلقة بالزلازل بشكل دوري، وتواصل مع الجهات المختصة للحصول على المعلومات والإرشادات اللازمة.
عيسى الحسين مدير مركز رصد الزلازل رئيس كرسي اليونسكو لدراسات الزلازل والتسونامي
الزلازل هي أحد الكوارث الطبيعية التي تحدث على سطح الأرض بشكل مفاجئ وغير متوقع، وتتسبب في خسائر بشرية ومادية كبيرة. وتعد دراسة الزلازل وطرق الحد من تأثيرها من أهم الموضوعات التي تهم الباحثين والمخططين والمشرعين والكثيرين من عامة الناس. في هذا المقال، سنتحدث عن أسباب حدوث الزلازل وكيفية الحد من تأثيرها.
أسباب حدوث الزلازل
تحدث الزلازل في الغالب بسبب تحرك الصفائح التكتونية الأرضية، وهي عبارة عن طبقات صلبة تغطي سطح الأرض. تحتوي هذه الصفائح على القشرة الأرضية والجزء العلوي من طبقة الوشاح، وتتحرك ببطء فوق طبقة شبه سائلة من الوشاح. وتتحرك الصفائح الأرضية ببطء مستمر على سطح الأرض. وتتم هذه الحركة بسبب وجود الحرارة الداخلية للأرض الناتجة من تحلل المواد المشعة، وتتحرك الصفائح الأرضية بشكل متقطع وفجائي في بعض الأحيان، وهذا ما يؤدي إلى حدوث الزلازل. يحدث الزلزال عندما يحدث كسر مفاجئ للصخور على طول خط الصدع الأرضي، ويمكن أن يحدث بسبب النشاط البركاني أو بسبب انهيارات أرضية جيولوجية أو بسبب النشاط البشري كبناء السدود واستخراج النفط.
كيفية الحد من تأثير الزلازل
هناك العديد من الإجراءات التي يمكن اتخاذها لتقليل تأثير الزلازل، والحد من الخسائر البشرية والمادية التي يمكن أن تحدث. ومن بين هذه الإجراءات: التعرّف على مناطق الخطر التي تكون أكثر عرضة للزلازل وتجنب تشييد المنشآت عليها، تحسين التصميم الإنشائي للمباني حيث يجب التصميم بطريقة تتحمل الزلازل مثل استخدام مواد مرنة وأكثر متانة، والتخطيط الجيد من قبل الحكومات والمجتمعات ويشمل ذلك تحديد المناطق الحساسة وتعزيز المباني والمنشآت الحيوية مثل المستشفيات والمدارس والمحطات الكهربائية والمرافق العامة.
بماذا نشعر خلال الزلازل وأنواع الموجات الزلزالية؟
تعد الزلازل من أكثر الكوارث الطبيعية المدمرة، التي لا يمكن التنبؤ بوقت حدوثها بدقة. ومن الأسئلة الشائعة حول الزلازل هي ماذا نشعر به خلال حدوثها؟ وما هي أنواع الموجات الزلزالية التي تنتج عنها؟
ما نشعر به خلال الزلازل:
يشعر الناس بالأرض تهتز تحت أقدامهم، حيث يصابون بالرعب والخوف والهلع، وقد يتعرضون للإصابة بالجروح أو الإصابات الجسدية. وهذا عند وصول الأمواج الزلزالية المختلفة إلى مناطق سكنهم، وقد يسمعون صوتا يشبه صوت الرعد.
أنواع الموجات الزلزالية:
تنتج الزلازل عن حركة مفاجئة في صدوع القشرة الأرضية، وتنتقل هذه الحركة عبر موجات زلزالية تنتشر في كل الاتجاهات (الشكل رقم 1). وتنتقل هذه الموجات بسرعة كبيرة، ويمكن للمختصين قياس زمن وصولها وشدتها وسرعتها. تنقسم الموجات الزلزالية إلى ثلاثة أنواع رئيسية:
أ. الموجات الزلزالية الطولية (P-waves):
تسمى أيضا بالموجات الأولية، حيث تنتقل هذه الموجات بسرعة كبيرة عبر الصخور والتربة. وتكون حركة الجزيئيات في صورة تضاغط وتخلخل في نفس اتجاه حركة انتشار موجات الزلزال، ويمكن لها أن تسبب بعض الضرر للمباني والمنشآت وتمثل 6% من الطاقة المنبعثة .
ب. الموجات الزلزالية المستعرضة (S-waves):
تسمى أيضا بالموجات الثانوية، وتنتقل هذه الموجات بسرعة أقل من الموجات الأولية. وتكون حركة الجزيئيات في صورة قمة يليها قاع عموديا على اتجاه حركة انتشار موجات الزلزال وتسبب اهتزازات وضرر أكبر من الموجات الأولية للمباني والمنشآت، وتمثل خطرا كبيرا على الأرواح والممتلكات وتمثل 26% من الطاقة المنبعثة .
ج. الموجات الزلزالية السطحية (Surface-waves):
تنتشر هذه الموجات على سطح الأرض. وتسبب هذه الموجات اهتزازات أقل سرعة وشدة من الموجات الأولية والثانوية، ولكنها تستمر لفترة أطول، مما يتسبب في الكثير من الأضرار والخسائر المادية وتمثل 67% من الطاقة المنبعثة.
بشكل عام، فإن الزلازل تنتج عن حركة مفاجئة في القشرة الأرضية، وتنتقل هذه الحركة عبر موجات زلزالية تنتشر في جميع أنحاء الأرض. ويمكن للمختصين تحديد قوة وسرعة هذه الموجات، ومنها تحديد حجم الزلازل.
أين تحدث الزلازل؟
تحدث الزلازل في جميع أنحاء العالم، ولكن تتركز في مناطق معينة على حواف الصفائح التكتونية. وتوجد بعض المناطق التي تعرف بمناطق النشاط الزلزالي وتتسم بحدوث الزلازل بصورة متكررة. ومن أهم هذه المناطق:
1.حوض المتوسط: تتميز هذه المنطقة بنشاط كبير في الزلازل، وذلك بسبب تقاطع الصفائح الجيولوجية فيها، وتشمل هذه المنطقة دولا مثل تركيا وإيطاليا واليونان.
2.الحزام الناري الهادي: يعد الحزام الناري الهادي أحد أكثر المناطق نشاطا زلزاليا في العالم، ويتميز بنشاط براكين وهزات أرضية عنيفة، وتشمل هذه المنطقة دولا مثل اليابان والفلبين وإندونيسيا. يتميز المحيط الهادي الشمالي بنشاط زلزالي عال جدا، حيث توجد هناك صفائح تكتنف المحيط الهادي وتتحرك بشكل متزامن، مما يؤدي إلى حدوث زلازل كبيرة في المنطقة.
3.حزام الزلازل الجنوبية في آسيا: يشمل دول جنوب آسيا مثل باكستان والهند ونيبال وبنغلاديش، ويتميز بنشاط كبير في الزلازل بسبب تقاطع الصفائح الجيولوجية فيه، ويشمل حزام جنوب شرق آسيا نشاطا زلزاليا كبيرا، وتشمل دولا مثل إندونيسيا والفلبين.
4.الحزام الزلزالي الشمالي في جنوب أمريكا: يشمل هذا الحزام دولا مثل تشيلي وبيرو والإكوادور وكولومبيا، ويتميز بنشاط كبير في الزلازل بسبب تلاقي الصفائح الجيولوجية فيه.
الحزام الزلزالي الأطلسي: يتمركز هذا الحزام في منطقة جزر الأزور والبرتغال وجزر الكناري والمغرب، وتشهد هذه المنطقة نشاطا زلزاليا منخفضا إلى متوسط.
5.شمال غرب الولايات المتحدة: تشهد هذه المنطقة نشاطا زلزاليا متوسطا إلى عال، وتشمل ولايات مثل كاليفورنيا وأوريغون وواشنطن.
علاوة على ذلك، توجد مناطق أخرى في العالم تشهد نشاطا زلزاليا مثل الحزام المحيط بالصفيحة العربية (الشكل رقم 4)، ويمكن أن يحدث الزلزال في أي منطقة في العالم بشكل مفاجئ ودون سابق إنذار. لذلك، من المهم دائما الاستعداد للزلازل واتباع الإرشادات اللازمة في حالة حدوث زلزال.
كيفية قياس الزلازل وتحديد معاملاتها؟
تستخدم العديد من الأدوات والتقنيات لقياس الزلازل وتحديد قوتها وموقعها، ومن أبرز هذه الأدوات والتقنيات:
1- مقياس القوة الزلزالي: ويعتمد على شبكات السيزموغراف (لقياس السرعة) الزلزالية، وهي شبكات من محطات الرصد الزلزالية الموزعة على سطح الأرض، وتستخدم لرصد الزلازل وتحديد موقعها وقوتها، ويتم ذلك من خلال تسجيل الاهتزازات الأرضية ونقلها إلى المراكز الزلزالية المختصة. ويمكن أن تضم شبكة الاكسيلوغراف (لقياس التسارع الأرضي) لتحديد مدى تأثير الزلزال على المباني والمنشآت.
2- مقياس الشدة الزلزالية: وهو مقياس وصفي يعتمد على التأثير على المباني وعلى الشعور بالزلزال، ويستخدم لتحديد مدى تأثير الزلازل على البنية التحتية والمنشآت، وتقديم المعلومات لمتخذي القرار لاتخاذ القرارات اللازمة وتحديد سبل التعامل مع تلك التأثيرات. يجب الاستعانة بمجموعة من محطات الرصد الزلزالي والتقنيات لتحديد قوة الزلزال وموقعه بدقة، وتحديد المناطق المعرضة للخطر وتحديد الإجراءات اللازمة للتعامل مع ذلك الخطر.
يتم قياس قدر الزلزال باستخدام مقياس ريختر، وهو يستخدم معادلة رياضية لوغاريثمية لتحديد قوة الزلزال بناءً على الاهتزازات التي ينتج عنها. ومقياس ريختر مفتوح الطرفين أي ليس له حد أدنى أو أعلى وإنما يتحكم بحدوده خواص قوة الصخور الفيزيائية. وكلما زادت القيمة على المقياس، زادت شدة الزلزال. على سبيل المثال، فإن الزلازل التي يتراوح قدرها ما بين 1 إلى 3 على مقياس ريختر تعد ضعيفة وغير محسوسة، في حين أن الزلازل التي يزيد قدرها على 6 تعد أكثر خطورة وقد تسبب أضرارا جسيمة وخسائر بشرية ومادية كبيرة. ويجب الانتباه إلى أن مقياس ريختر يشتهر بالدقة والثبات وأفضل من مقياس الشدة الوصفي، إلا أنه لا يعكس قوة الزلزال الحقيقية للزلازل الكبيرة (أكبر من 7 درجات)، ولذلك يتم استخدام مقاييس أخرى لتحديد قدر الزلزال بدقة أكبر، ونذكر منها:
1. مقياس القوة المعتمد على الأمواج السطحيةMs : وهو يستخدم لقياس قوة الزلازل الكبيرة التي قد تصل قوتها إلى 8.5 وأعلى. ويعتمد على قياس الشدة الناتجة عن الأمواج السطحية للزلزال.
2. مقياس القوة المعتمد على أبعاد سطح الصدع وقساوة الصخور المنكسرة وهو مقياس الشدة الحقيقية ويسمى مقياس العزم الزلزالي Mw: وهو يستخدم لتحديد حجم الزلازل بدقة أكبر، ويعتمد على قياس الطاقة الكلية التي تولدها الزلزال. ويستخدم هذا المقياس في دراسات الزلازل العلمية والجيولوجية. يتم استخدام هذه المقاييس لتحديد قدر الزلزال بدقة أكبر، ويتم استخدامها في العديد من التطبيقات المختلفة، مثل تحليل الأضرار المحتملة من الزلازل وتحديد مكان الزلازل ودراسة النشاط الزلزالي.
هل نستطيع التنبؤ بالزلازل؟
سعى العلماء منذ القرن التاسع عشر لإيجاد طريقة للتنبؤ بالزلازل، ومن بينها محاولة ربط حدوث الزلازل بالطقس، وبتصرف بعض الحيوانات، وبجاذبية الكواكب الخارجية كالقمر والشمس على الأرض، وعوامل أخرى ولم يجدوا أي ربط ذي قيمة ويعتمد عليه لتحديد زمن حدوث الزلزال. واتجه العلماء إلى إيجاد خصائص فيزيائية ممكن أن تحدث قبل الزلزال ومنها تغير وتيرة التشوهات السطحية قرب الصدوع المعروفة بالنشاط الزلزالي، تغيير في سرعات الأمواج الزلزالية، تغيير في تركيز غاز الرادون في مياه الآبار الجوفية، زيادة في الناقلية الكهربائية للصخور وتغيير ملحوظ في النشاط الزلزالي. بينما هذه الظواهر الفيزيائية صحيحة مخبريا لكنها لم تثبت وقوعها على الواقع وتستمر البحوث في هذه الظواهر العلمية لإيجاد فترة زمنية قصيرة يستفاد منها بالتنبؤ بالزلازل. تمكن العلماء من تحديد جيد للنطاقات الزلزالية ومقدار معدل النشاط الزلزالي وإلى تقدير أكبر قدر زلزالي ممكن أن يحث على كل نطاق ويبقى تحديد مدة قصيرة لحدوث الزلزال أمر صعب المنال إلى الآن. وبما أنه لا يمكن إيقاف الزلازل ولا يمكن التنبؤ بوقت حدوثها، لذا فإن إعطاء جهد كبير في التركيز على تقليل المخاطر الزلزالية والحد من آثارها على البشر والممتلكات يعد ذا فائدة عظيمة للحد والتخفيف من آثار الزلازل إلى حد كبير في كثير من البلدان التي تعاني من نشاط زلزالي مرتفع.
ما هي المخاطر الزلزالية؟
تُعَدُّ الزلازل من أخطر الكوارث الطبيعية التي يتعرض لها الإنسان، ويمكن أن تسبب العديد من المخاطر والأضرار على الممتلكات والبيئة، ومن أبرز هذه المخاطر:
1- انهيار المباني والمنشآت: تتعرض المباني والمنشآت للعديد من الأضرار نتيجة الزلازل، وقد يؤدي ذلك إلى انهيارها وتدميرها بالكامل، ويتسبب هذا في خسائر جسدية ومادية كبيرة وفقدان للممتلكات.
2- الانهيارات والانزلاقات الأرضية: يمكن أن تتسبب الزلازل في حدوث انهيارات للأراضي والتربة وانزلاقات الصخور، ويمكن أن تؤدي هذه الانزلاقات إلى تغطية المباني والطرق بالكامل، ويتسبب ذلك في تدمير الممتلكات والمزروعات.
3- موجات المد البحري المعروفة بموجات تسونامي: تسبب الزلازل الكبيرة التي تضرب قيعان البحار في بعض الأحيان في حدوث تسونامي، وهي موجات عملاقة تتحرك بسرعة كبيرة في المحيطات والبحار، وتسبب خسائر مادية كبيرة وفقدانا للأرواح.
4- الحرائق: تسبب الزلازل في حدوث العديد من الحرائق نتيجة اندلاع النيران في المباني والمنشآت، ويمكن أن تتسبب هذه الحرائق في إضافة المزيد من الأضرار إلى المنطقة المتضررة.
5- الانقطاع عن الخدمات والموارد: قد يؤدي الزلزال إلى انقطاع الكهرباء والمياه والغاز والاتصالات، مما يعرض الناس للخطر ويجعل من الصعب الوصول إلى الموارد الأساسية. كما أن الزلازل يمكن أن تتسبب في تلف البنية التحتية والمنشآت الحيوية مثل المستشفيات والمدارس والجسور والطرق، مما يؤدي إلى صعوبة الوصول إلى الخدمات الأساسية ويعرض الأشخاص للخطر.
6- الإصابات والوفيات: قد يؤدي الزلزال إلى وقوع إصابات ووفيات جراء الانهيارات والانزلاقات الأرضية وسقوط الأشياء الثقيلة وتدمير المنشآت.
7- الآثار النفسية: قد يترك الزلزال آثارا نفسية عميقة على الأشخاص، خاصةً إذا تسبب في وفاة أحد أفراد العائلة أو الأصدقاء، أو تدمير الممتلكات الثمينة. كما يمكن أن يزيد من القلق والتوتر والشعور بالعزلة، وهذا ما يؤدي إلى تفاقم حالات الاكتئاب والقلق لدى الناس.
8- الآثار الاقتصادية: قد يؤدي الزلزال إلى تدمير البنية التحتية والمنشآت الحيوية والاقتصادية، مما يؤثر على حياة الناس ويزيد من معاناتهم. كما يمكن أن يؤدي إلى انخفاض الإنتاجية والإيرادات وارتفاع معدلات البطالة، مما يؤثر على الاقتصاد بشكل عام.
كيفية تقليل المخاطر الزلزالية؟
يتطلب الحد من مخاطر الزلازل تضافر الجهود بين الجهات المختلفة، سواء الحكومية أو الخاصة أو الأفراد. وفيما يلي بعض الإجراءات التي يمكن اتخاذها للحد من مخاطر الزلازل:
1- تحديد المناطق المعرضة للخطر: يجب تحديد المناطق التي تتعرض لخطر الزلازل بشكل أكبر واتخاذ التدابير الوقائية اللازمة، مثل تشديد معايير البناء والتصميم في هذه المناطق.
2-إعداد خطط الطوارئ: يجب على الحكومات والمؤسسات الخاصة إعداد خطط طوارئ شاملة للتعامل مع حالات الطوارئ المرتبطة بالزلازل، وتدريب العاملين على تنفيذ هذه الخطط.
3- البناء المقاوم للزلازل وإجراء التقييمات الهندسية: يجب أن يتم تصميم وبناء المباني والمنشآت المختلفة بحيث تكون مقاومة للزلازل وتتحمل الاهتزازات الناجمة عنها. كما يتوجب إجراء تقييمات هندسية دورية للمنشآت المختلفة وتحديثها وتعزيزها إذا لزم الأمر.
4- استخدام التقنيات الحديثة: يمكن استخدام التقنيات الحديثة مثل نظم رصد الاهتزازات القوية والمراقبة الزلزالية لتحسين قدرة المباني على تحمل الزلازل.
5- المراقبة والتحليل: يتوجب مراقبة النشاط الزلزالي وتحليل البيانات المتعلقة به لتوقع حدوث الزلازل والتحذير المبكر منها. يمكن استخدام شبكات الاستشعار الزلزالي لرصد النشاط الزلزالي وتحليله، وتحديد مواقع المناطق المعرضة للخطر. كما يمكن استخدام التقنيات الحديثة لتحديد الإزاحات والتغيرات في التضاريس والتربة.
6- تعزيز البنية التحتية: يجب تعزيز البنية التحتية في المناطق المعرضة للخطر الزلزالي، وذلك بتحديث وتطوير المباني والمنشآت الحيوية مثل المستشفيات والمدارس والمطارات والموانئ، وتعزيزها بمواد وتقنيات مقاومة للزلازل. كما يجب التأكد من توافر أنظمة إطفاء الحرائق والتهوية الطبيعية للمباني.
7- التوعية والتدريب: يجب توعية المجتمع بأهمية الاستعداد للزلازل والتحذيرات المبكرة، وتعليمهم الإجراءات الواجب اتخاذها في حالة حدوث زلزال، مثل الاختباء تحت الطاولة أو السرير وعدم الجري والهرب، والابتعاد عن النوافذ والأشياء الثقيلة التي يمكن أن تسقط. كما يجب تدريب الجماعات المحلية وفرق الإنقاذ على كيفية التعامل مع حالات الطوارئ والإجراءات الواجب اتخاذها.
8- البحث والتطوير: يجب دعم البحث والتطوير في مجال الزلازل وتطوير التقنيات المتعلقة بها، وذلك لتحسين القدرة على توقع حدوث الزلازل وتقليل تأثيرها، وتحسين تقنيات البناء والتشييد للمباني والمنشآت المقاومة للزلازل.
9- الشراكات والتعاون: يتطلب الحد من تأثير الزلازل وتخفيض المخاطر المتعلقة بها التعاون بين الجهات المختلفة، سواء كانت حكومية أو خاصة، وتكثيف الجهود المشتركة في تنفيذ الإجراءات الوقائية والتصدي للأحداث الزلزالية.
باختصار، يتطلب الحد من تأثير الزلازل التركيز على الوقاية والاستعداد والتصميم المقاوم للزلازل، وتطوير التقنيات المتعلقة بها، وتثقيف المجتمع والتوعية بمخاطرها، والتعاون والشراكة بين الجهات المختلفة، والاستعداد لحالات الطوارئ.
الخلاصة
تحدث الزلازل نتيجة لتحركات قوية ومفاجئة في قشرة الأرض، وتحدث هذه الحركات نتيجة لتحرك الصفائح الأرضية التي تغطي سطح الأرض. وعندما تحدث الصفائح الأرضية تحركًا مفاجئًا وقويًا في الأرض، يتسبب ذلك في إطلاق الموجات الزلزالية التي تنتشر من مركز الزلزال في كل الاتجاهات. لتجنب مخاطر الزلازل، يمكن اتباع بعض الإرشادات المهمة التالية:
1-التعرّف على مناطق الخطر: يجب عليك أن تعرف المناطق التي تتعرض للزلازل بشكل متكرر. يمكن الحصول على هذه المعلومات من المؤسسات الحكومية ومواقع الرصد المختصة.
2-الإعداد والتدريب: يجب التدريب على الاستجابة السليمة لحالات الطوارئ، والتحضير للزلازل قدر الإمكان، وتخزين المواد الضرورية والمياه والطعام في حال وقوع الزلزال.
3-تقليل الأضرار: يمكن تقليل الأضرار الناتجة عن الزلازل عن طريق تصميم المباني بشكل يتحمل الزلازل، وتثبيت الأثاث والأجهزة بشكل صحيح واستخدام مواد البناء الأكثر متانة.
4-تجنب المناطق الخطرة: يجب تجنب الإقامة في المناطق الخطرة والتي تكون أكثر عرضة للزلازل، مثل مناطق الصدوع النشطة.
5-التطوير والتحديث المستمر: يجب تحديث معرفتك ومهاراتك المتعلقة بالزلازل بشكل دوري، وتواصل مع الجهات المختصة للحصول على المعلومات والإرشادات اللازمة.
عيسى الحسين مدير مركز رصد الزلازل رئيس كرسي اليونسكو لدراسات الزلازل والتسونامي