بحث حول الزلازل والبراكين

تعريف الزلازل

الزلازل عبارة عن هزات ارضية تحدث من وقت لاخر نتيجة تقلصات في القشرة الارضية ، و عدم استقرار باطنها ( المائع الناري )، و تحدث في اليابسة او في الماء او كليهما و قد تكون افقية او راسية .

و يتساءل الانسان عن مصدر هذه الحرارة الهائلة المنبعثة من باطن الارض ، و يعلل ذلك الدكتور ( هرشل Herschel ) فيقول : ” عندما بدا كوكب الارض في التشكل كان في حالة غازية تشبه حالة ( السدم Nebulae ) و ان القوة الطاردة المركزية و سرعة الدوران اعطياها هذا الشكل الكروي .

نظرية الحرارة الباطنية

صاحب هذه النظرية هو الاستاذ ( هوبكنر Hopekiner ) ، و هو يفترض ان الحرارة الشديدة في باطن الارض ناجمة عن مواد شبه سائلة و ان الادلة تشير الى تغيرات كيميائية تحدث فيها فتسبب تلك الحرارة .

كلنا نعرف ان القشرة الارضية مكونة من من مركبات من الصخور و المعادن ، و يدخل فيها مركبات عضوية و غير عضوية و ان اي تغيير يحدث لتلك المواد في باطن الارض يعمل على زيادة الحرارة زيادة قوية ، و يرى الاستاذ ( ليمري Lemery )ان عنصري الحديد و الكبريت اذا اتحدا ثم تعرضا الى بخار الماء ، يعملا على زيادة الحرارة لا سيما في باطن الارض حيث الحرارة و الضغط الشديدين ، كما ان عنصر ايودين النتروجين له تاثير في زيادة حرارة نواة الارض.

هل الغازات المحبوسة في باطن الارض هي السبب في حدوث الزلازل ؟

يعتقد العلماء ان الغازات المحبوسة في باطن الارض ، سواء كانت سائلة ام غازية لها تاثير كبير في احداث اهتزازات عنيفة في قشرة الارض او انفجارات بركانية ، و هذه الغازات تنكمش احيانا و تتمدد احيانا اخرى ، و في هذه الحالة تحدث موجة من المد تخترق طبقات الصخور في قشرة الارض ، في اتجاه افقي او راسي ، ينتتج عنها الهزة الارضية .

الاسباب الرئيسية لحدوث الزلازل

يمكن تلخيص الاسباب الرئيسية فيما يلي :

اولا – عامل الحرارة الباطنية الكامنة في باطن الارض.

ثانيا – تقلصات القشرة الارضية نبعا لانكماش المائع الناري و تمدده .

ثالثا – الحرارة تزداد باستمرار كلما تعمقنا في باطن الارض و اقتربنا من المواد الباطنية المسماة (Magma) و هي المسؤولة عن حدوث الزلازل و البراكين عندما تتمدد .

رابعا – تتمدد المواد الباطنية تحت تاثير الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيماوية المستمرة في نواة الارض .

خامسا – الموجات الكهربية التي تحيط بالارض .

سادسا – علاقة الموجات الكهربية بالتفاعلات الكيماوية .

سابعا – المواد الاشعاعية ( Radeoactive ) الموجودة في باطن الارض ، و الطاقة النووية الهائلة المنبعثة من تحطم الذرات في اليورانيوم و الثيوريوم

ثامنا – وجود الغازات المحبوسة داخل الارض و تسخينها يساعد ايضا في حدوث الزلازل.

طبيعة الزلازل و اعراضها و قياسها

امثلة على الاعراض :

1 – حدوث اضطرابات جوية او عواصف تعقبها فترة هدوء .

2 – سقوط امطار غزيرة .

3 – احمرار قرص الشمس .

4 – سماع اصوات من داخل الارض .

5 – زيادة الابخرة في الجو لدرجة لدرجة كبيرة .

6 – الشعور بدوار في الراس .

7- الشعور بالاختناق من الجو المحيط بك نتيجة انبعاث الغازات السامه

الزلازل و نمو النباتات

تساعد الزلازل في انفلاق بذور النباتات و سرعة نموها و ازدياد خضرة المراعي و يرجع ذلك الى الاسباب التالية :

1 – كثرة تولد غاز ثاني اكسيد الكربون .

2 – انتشار السوائل المعدنية في التربة .

3 – ازدياد تولد الكهربية في التربة ، و هذا ملاحظ بصفة خاصة في كاليفورنيا .

قياس الزلازل

( سيسموغراف Seismography )

تقاس الزلازل بجهاز خاص رصد خاص يسمى ( السيسموغراف Seismograph ) و هو الة اوتومانيكية حساسة لتسجيل الهزات و عددها و وقت حدوثها .

التوزيع الجغرافي العالمي للزلازل

1 – منطقة ( الحلقة النارية Ring of fire ) ، و هي تمر بسواحل المحيط الهادي الشرقية و الغربية ، و هذه المنطقة من اشد جهات العالم عرضة للهزات الارضية و كوارثها ، و من اهم مناطق ضعف القشرة الارضية .

2 – المنطقة الثانية العالمية ، هي التي تمتد من جزر الهند الغربية و هي مناطق خطيرة للغاية ، و توجد فيها و توجد فيها سلاسل جبال الانديز و تشمل جزر المارتينيك و سان دييغو و جمايكا و بورتوريكو و هاييتي و الانتل في البحر الكاريبي .

الزلازل في التاريخ :

حدث 179 هزة عنيفة منها 15 بالغة العنف ، ثم بين القرنين السادس عشر و الثامن عشر حدثت 2804 هزات منها 100 بالغة العنف ، و في القرن التاسع عشر حثت 3204 هزات ، و يقال ان مدينة ايطالية ابتلعنها الارض و حولتها الى بحيرة سنة 1480 قبل الميلاد .

و في سنة 551 ميلادية عمت الزلازل شواطئ سوريه و لبنان و كان اشدها في مدينة بيروت .

و في سنة 1139 ميلادية ، خربت الزلازل مدينة حلب و التي امتدت الى ايران و قتلت 100000 نسمة على الاقل .

في يناير 1699 حدث في جاوة ( جزء من اندونيسيا حاليا – 208 هزات ارضية ، فانهارت البيوت و ثار بركان ( سلاك ) و غير احد انهارها مجراه بسبب التقلصات الارضية .

و في سنة 1693 ، تعرضت جزيرة ( سورييا Sorea ) الى اربع هزات ارضية ثم بدا بركانها ينفث دخانا ، ثم انفجر بشدة فبدات فوهته تسقط و جوانبه تنهار.

و في يناير سنة 1837، تعرضت سوريه و معظم بلاد الشام الى زلزال عنيف شمل منطقة بلغت 500 ميل طولا و 90 ميلا عرضا و قد هلك من جرائه 600 نسمة .

و في سنة 1811 تعرضت مدينة ( نيو مدريد ) في ولاية ( كارولانيا الجنوبية) و كان من الشدة بحيث كون عدة بحيرات صغيرة .

و في سنة 1601 تعرضت سان فرانسسكو لزلزال مدمر سبب اشتعال الحرائق و خسائر فادحة بالارواح بلغت 20000 نسمة .

و في سنة 1929 تعرضت طوكيو و يوكوهاما الى اكبر زلزال عرفته الجزر اليابانية .

علاقة الهزات الزلزالية بالجزر البحرية

منذ ملايين السنين ، تقوم البراكين ببناء جبال ترتكز على قاع المحيطات فترتفع بالتدريج حتى تتجاوز سطح الماء فتبرز قممها كجزر من (اللافا) ، كجزيرة بورمودا .

و يختلف البركان الغارق في الماء ، عن البركان الموجود على السطح فبينما نجد الاول يتعرض الى ثقل الماء الذي يبطئ نموه الا انه يسبب موجات مد كلما ثار ، نجد الاخر يلقي بحممه و صخوره المنصهرة من حوله و تنطلق غازاته في الجو الى ارتفاعات شاهقة .

و من احدث الجزر البركانية الكبيرة في العالم ، جزيرة ( اسنشينغ Ascensiang ) في جنوب الاطلسي ، و هذه الجزيرة هي الارض الوحيدة الواقعة بين البرازيل و افريقيه .

الامواج الزلزالية البحرية

هناك فارق بين الامواج البحرية الزلزالية المسماة ( تسونامس Tsunams ) و الامواج البحرية العادية ، فالاولى تنتجها الزلازل العنيفة التي تحدث في اعماق البحر و هي في غاية الخطورة ، بينما الثانية تحدثها الرياح .

اغلب امواج ( تسونامس Tsunams ) و هذا هو اسمها باليابانية ، تتولد في اعماق اخادبد في قاع المحيط و قد تتسبب بالقضاء على الاف البشر ؛ و قد تؤدي الى تخريب السواحل و ما عليها من منشات ، و هي امواج ترتفع فجاة مسببة الكوارث ، فقد ارتفعت الامواج عام 385 ميلادية على طول سواحل البحر البيض المتوسط الشرقية فهلك من جرائها الاف البشر ،و في الاسكندرية تركت سفنا و اسماكا فوق اسطح المنازل .

الزلازل خلال العصور الجليدية

يقول الاستاذ النمساوي الكبير الدكتور سويس( Dr.Suess )ان الكرة الارضية خلال تاريخها الجيولوجي الطويل تعرضت الى هزات و تقلصات كثيفة كانت تستمر لمدد طويلة احيانا نتيجة لتمدد السيما ( Sima ) او الماغما ، نتيجة نشاط المواد المشعة في باطنها ، و كانت على اشدها في الحقبة الثالثة لمولد الارض عندما كانت قشرة الارض لم تكتمل .

و يستدل العلماء على ذلك من خلال دراسة الصخور و المعادن و الحفريات الطبقية ، و يقولون ان عصورا من الهدوء و اخرى من الاضطراب كانت تتعاقب على الارض .

هل للزلازل من فوائد ؟

يعتقد الدكتور سويس ، ان للزلازل بعض الفوائد ، فهي تشكل سطح الارض فترفع الجبال و تخرج المعادن الثمينة من باطن الارض ، و يعتقد الدكتور ( ارثر هلمز ) ان هذه الدورات الزلزالية و ما صحبها من التواءات في قشرة الارض ( Orogenesis ) هي التي كونت الجبال العالية كالهيمالايا و القوقاز في اسيا ؛ و البريناس و الالب في اوربا ؛ و الروكي في امريكا الشمالية ؛ و الانديز في امريكا الجنوبية .

ايهما اشد ضررا على البشر الزلازل ام الابنية التي تهدمها

يرى علماء الجيولوجيا و المختصون بمتابعة الزلازل ، ان الابنية هي التي تقتل الناس اثناء و بعد الزلازل ؛ و اكبر دليل على هذا الراي ما حدث مؤخرا في تركيا ؛

و يرجع ذلك الى الاسباب التالية :

1 – استخدام مواد غير مناسبة في البناء ، كاستخدام رمال الشواطئ في تكوين الخرسانة ، و هذه الرمال تحتوي على كثير من الشوائب و الاملاح و الماء ، التي تسبب للخرسانة فيما بعد شقوقا تسمح للمؤثرات الجوية كالرطوبة العالية ان يصيب الصدا حديد التسليح مما يقلل من تماسكه و اتصاله بالاسمنت من حوله ، و هذا من شانه اضعاف قدرة الكتلة الخرسانية على تحمل الضغوط العالية .

2 – الابنية ذات الطوابق المتعددة تكثر فيها الفتحات ( كالنوافذ و الابواب ) مما يجعل البناء غير مترابط .

3 – عدم مراعاة المواصفات الفنية المفروضة بالنسبة للابنية الواقعة على خطوط الزلازل .

4 – اضافة طوابق جديدة ، مما يشكل اعباء اضافية على الاعمدة و الجسور و الاساسات ، مما يؤدي الى هبوط كلي حالما تبدا الهزة الارضية .

و هناك اجراءات متعددة للتقليل من مخاطر الزلازل :

1 – تخطيط مبني على دراسة جيولوجية قبل السماح بالبناء مع تقوية الابنية الضعيفة ؛ في مناطق النشاط الزلزالي .

2 – ازالة المنشات الخطرة من الاماكن التي من المحتمل ان تتعرض للزلازل .

3 – اصدار القوانين و التشريعات الضرورية لدعم التخطيط البيئي و المدني .

بعد حدوث الزلزال

1 – تصميم خطط الطوارئ ، و تحديد الاماكن التي يمكن استخدامها في حالة حدوث الكوارث الزلزالية ، و التدريب الكافي على عمليات الانقاذ و الاخلاء السريع و اقامة الملاجئ و المستشفيات الميدانية ، يشارك فيها مدنيون و عسكريون

2 – الحرص على توعية الناس بالثقافة الزلزالية .

هل يمكن التنبؤ بحدوث زلزال ؟

مكنت الخبرات و التجارب التي اكتسبها علماء الزلازل من التنبؤ بوقوع عدد من الهزات الارضية ، بعضها اصاب و اغلبها خاب .

انجح التنبؤات كانت في الصين عام 1973 ، فقد تجمعت في احد مراكز الرصد معلومات نقلها السكان و المختصون في علم الجيوفيزياء ، تشير كلها الى حدوث ظواهر فير عادية ، كتبدل مستويات الماء في الابار و مد و جزر غير عاديين على شواطء شبه جزيرة ( ليا ) و حدوث ذبذبات غريبة في المجال المغناطيسي ، و في منتصف اليوم الرابع من شهر شبا / فبراير لوحظ ظهور اعداد كبيرة من الثعابين تخرج من جحورها فوق حقول يغمرها الثلج . و اعتبر مركز الرصد ان هذه الظواهر كافية فاعلن حالة الطوارئ ،و قد اخليت البيوت و اطلق سراح الحيوانات ، و مرت بضع ساعات ثقيلة في انتظار المجهول ، و في الساعة السابعة و النصف مساء ، ضرب الزلزال المنطقة بقوة سبع درجات و ثلاثة اعشار ، فهدم 90% من المنازل و السدود و الجسور و لكن دون خسائر بشرية .

و من حالات التنبؤ الفاشلة : فقد اخفق علماء الزلازل بالتبؤ بزلزال تموز/ يوليو سنة 1976 بقوة سبع درجات ، حيث تسبب بمقتل اعداد كبيرة من البشر .

و في روسيا تنبا العلماء بحدوث زلزال في وادي ( فرغانه ) و لكنه حدث على بعد 40 كيلومتر ، و كذلك حدث نفس الشيء في اليمن ، فخرج الناس من بيوتهم في صنعاء و لكن الزلزال لم يحدث ابدا .

و في اخر سنة 1980 تنبا العلماء في امريكا الجنوبية بحدوث اعنف زلزال في التاريخ المعاصر ، الا انه لم يحدث .

المقدار الزلزالي Earthquake Magnitude

قياس مطلق لاتساع الموجات الزلزالية التي تعتمد على كمية الطاقة المنطلقة من الزلزال ، و يحدد مركزه ، و ذلك باستخدام ( سيسموغراف Seismography ) و هو جهاز حساس جدا لاي اهنزاز في قشرة الارض .

و قد بدئ باستخدام مقياس ( المقدار الزلزالي Earthquake Magnitude ) على المستوى العالمي سنة 1931 على يد العالم الياباني ( واداتي wadati ) ثم تطور على ايدي اخرين و الجدول التالي يوضح مقارنة بين مقياس ( ميركالي ) و( ريختر )

قوة الزلزال مقياس ميركالي مقياس ريختر شكل التاثير

بالغ الضعف 1 اقل من 3.5 لا تشعر به سوى اجهزة القياس و بعض الطيور و الحيوانات .

ضعيف جدا 2 3.5 يشعر به الناس في طبقات الابراج السكنية العليا

ضعيف 3 4.2 يشعر به الناس في البيوت

متوسط 4 4.4 تهتز الابواب و النوافذ و المعلقات

قوي نسبيا 5 4.8 تهتز الابواب بشدة و يتكسر الزجاج

قوي 6 5 يشعر به كل الناس و تتساقطمحتويات المنازل

قوي جدا 7 6 يجري الناس في الشوارع و يصعب الوقوف على الارض و تظهر امواج في برك السباحة

مدمر 8 6.5 تتصدع المباني القديمة و قد تنجم خسائر في الارواح

مدمر جدا 9 6.9 تتصدع الطرقات و تتلف الخزانات و انابيب التديدات الصحية و المجاري

شديد التدمير 10 7 تنهار كثير من المباني و تتشقق الارض و تحدث فيها الانزلاقات ، و ينجم عنه خسائر كبيرة في الارواح

بالغة التدمير 11 8. تنهار المباني بصورة شاملة و كذلك السدود ، و تتلوى خطوط السكك الحديدية ، مع خسائر كبيرة بالارواح

كارثي 11 9 تتطاير كل المباني بلا استثناء ، و تغطس الشواطئ و ما عليها في البحر

من اثار الزلازل

1 – حدوث تموجات و تشوهات فوق سطح الارض قرب مركز الزلزال ، و ارتفاع منسوب المياه و ظهور امواج عاتية رغم هدوء الرياح و خاصة اذا كان مركز الزلزال قريبا من الشاطئ

2 – تغير في مناسيب مياه الابار على امتدادا خط الصدع .

3 –تغير في درجة التوصيل الكهربائي للصخور و تغير في المجال المغناطيسي .

ظهور تغيرات واضحة في سلوك الحيوانات كالحركات العشوائية للفئران بعد خروجها من جحورها ، و استمرا طيران الحمام و عدم رجوعه الى اعشاشه و نباح الكلاب بشكل ملفت .

4 – حدوث هزات اولية تتزايد بشكل تدريجي ، قبل حدوث الزلزال .

الخلاصة

تتفاوت درجات الزلازل و تتفاوت تاثيراتها ، و مع وجود بعض المؤشرات على قرب حدوثها فانه لا زال من الصعب توقعها ؛ و الامر الوحيد الممكن حاليا في مواجهتها هو تقوية الابنية على طول خطوط الزلازل و تدريب فرق عالية الكفاءة على اعمال الانقاذ ، و التعاون الدولي في حالات الكوارث الكبرى

اكتشف علماء البراكين ان الامطار الغزيرة يمكنها استثارة اخطر انواع الثورات البركانية المسمى “انهيار القبة”, الامر الذي قد يساعد على التنبؤ بموعد ثوران البراكين التي تسببت في وقوع اكبر عدد من الوفيات على مدى قرن من الزمان.

وقال العلماء ان اخر ثلاث ثورات بركانية حدثت بجزيرة مونتسيرات في الكاريبي لها علاقة بالمناخ, وجاءت في اعقاب امطار غزيرة ادت الى انهيار قبة الحمم البركانية المدفوعة من باطن الارض.

ونقلت مجلة نيوساينتست عن ادريان ماتيوس من جامعة شرق انجليا قوله ان الثوران البركاني الذي وقع على الجزيرة يوم 29 من يوليو/ تموز 2001 جاء بعد ان ضرب اعصار باري الاستوائي الجزيرة. ويرى ماتيوس ان الامطار ربما لعبت دورا في استثارة براكين اخرى ايضا.

ورغم وجود علاقة احصائية بين اكثر اوقات العام هطولا للامطار وبين ثورات براكين جبل اتنا وجبل سينت هيلينز الا ان العلماء يقولون ان العلاقة ليست قطعية بعد.

وقالت روزاليند هيلز من مكتب الاحصاء الجيولوجي الاميركي في فرجينيا ان حساب هطول الامطار كعنصر اساسي يزيد من دقة التنبؤ بثورات البراكين، لكنها اضافت ان الامطار لن تكون هي سبب استثارة كل بركان. ولا يعلم العلماء كيف تزيد الامطار الغزيرة من انهيار قبة البركان وحدوث انفجار هائل، لكنهم يشتبهون ان الامطار تتسبب بطريقة ما في خلخلة القبة.

وهذه صور لبركان هاواي :