كيف تقاس شدة الزلازل؟

الكاتب : همس عبد الفتاح

الجغرافيا

01 نوفمبر 2024

منذ 3 أسابيع

عناصر الموضوع

1- تحديد شدة الزلزال

2- قياس شدة الزلزال

3- مساوئ الاعتماد على شدة الزلزال.

4- قوة الزلزال

5- حجم الزلزال

6- شدة الزلزال

7- الفرق بين شدة وحجم الزلزال

عناصر الموضوع

1- تحديد شدة الزلزال

2- قياس شدة الزلزال

3-مساوئ الاعتماد على شدة الزلزال

4- قوة الزلزال

5- حجم الزلزال

6- شدة الزلزال

7- الفرق بين شدة وحجم الزلزال

عندما تحدث كارثة طبيعية مثل الزلزال، فإنها تؤثر على مساحة كبيرة، لذا فإن قياس الزلازل أمر صعب للغاية، سواء من خلال تحديد ارتفاعها أو وزن الصفائح التكتونية، بسبب حركتها.

1- تحديد شدة الزلزال

إن قياس حجم وشدة الزلزال يمكن أن يكشف عن خصائصه المختلفة. يحدد حجم الزلزال كمية الطاقة المنبعثة من مصدره، ويتم قياس شدة الزلزال باستخدام جهاز قياس الزلازل. فهو يقيس قوة الاهتزاز المتولدة في مكان معين. ولتقديره، يجب على المرء أن ينظر إلى تأثير الزلزال، والأضرار التي سببها للمباني والمرافق في الموقع، واستخدام أوصاف الزلزال من سكان المنطقة. شدة الاهتزاز وما يحدث أثناء الزلزال. ولتقريب هذه الفكرة من الفرق بين حجم وشدة الزلزال، يمكن مقارنة حجم الزلزال مع شدة موجات الراديو التي ترسلها محطة إذاعية، في حين أن الشدة هى شدة موجات الراديو المنبعثة من محطة إذاعية، ويعتمد التأثير في موقع محدد على المسافة من مصدر هذه الموجات، والمسار الذي سلكته إلى الموقع، والظروف المحلية، وبالتالي فإن مدى الضرر الناجم عن الزلزال يعتمد على ثلاثة عوامل رئيسية. : الزلازل التي تحدث في أعماق المحيط بعيداً عن الأرض عادة لا تسبب أضراراً إلا إذا ولدت موجات تسونامي. العامل الثاني هو عمق مركز الزلزال. إن أهم العوامل في حجم الضرر الذي يسببه الزلزال هو حجمه وشدة الاهتزازات الزلزالية. [1]

2- قياس شدة الزلزال

تختلف الشدة الزلزالية لكل موقع حسب بعد الموقع عن مركز الزلزال، وتتراوح الشدة الزلزالية من المستوى 1 (I) إلى المستوى الثاني عشر (XII)، حيث يعتمد هذا التصنيف على وصف تأثيرات الزلزال وبالتالي شدته من الأضرار الناجمة، يوضح الجدول الأتي قياس شدة الزلزال بالمقارنة مع مقياس ريختر لحجم الزلزال.

شدة الزلزال	الآثار الناتجة عن الزلزال	حجم الزلزال بمقياس ريختر
I	لا يمكن للبشر أن يشعروا به.	أقل من 2.3
II	يشعر به بعض الأشخاص عندما يكونوا ثابتين، خاصة أولئك الذين يعيشون في الطوابق العليا، ويلاحظون اهتزازًا طفيفًا للأشياء المعلقة.	2.3 – 2.9.
III	يمكن أن يشعر به الأشخاص داخل المباني، ولكن يصعب على الكثير من الأشخاص إدراك أن سبب هذا الاهتزاز هو زلزال، حيث يقتصر على الاهتزاز البسيط للسيارات المتوقفة، على غرار شاحنة صغيرة تمر بجانبهم والتي يمكن رؤيتها في هذه الدرجة.	3.0 – 4.1.
IV	يشعر به العديد من الأشخاص داخل المبنى، ولكن لا يشعر به إلا عدد قليل من الأشخاص خارجه. يمكن أن يتسبب في اهتزاز الأبواب والنوافذ والأواني، وتأرجح السيارات المتوقفة بشكل كبير، على غرار شاحنة كبيرة تمر بجوارها.	3.7 – 4.2.
V	فولت يمكن أن يشعر بها الجميع تقريبًا، ويمكن أن تتسبب في استيقاظ العديد من النائمين، بالإضافة إلى تحطم بعض النوافذ والأواني الزجاجية، وتشقق بعض المباني الحجرية، وانقلاب الأشياء غير المستقرة، وتأرجح الأبواب.	4.3 – 4.9.
VI	شعر بها الجميع، مما أدى إلى حالة من الذعر وفرار العديد من الأشخاص، واهتزت الأشجار بشكل واضح، وصعوبة المشي، وتحطمت النوافذ والأواني الزجاجية، وتحرّكت بعض الأثاثات الثقيلة، وانهارت بعض المنازل، ووقعت أضرار أخرى طفيفة إلى جانب المباني الحجرية.	5.0 – 5.6.
VII	يتسبب في أضرار أكبر للمباني ذات البنية أو التصميم السيئ، بالنسبة للمباني العادية، تكون درجة الضرر خفيفة إلى متوسطة، بينما بالنسبة للمباني ذات الهيكل أو التصميم الجيد، يكون الضرر غير واضح.	5.7 – 6.2.
VIII	. أضرار طفيفة للمباني المقاومة للزلازل بشكل عام، تعاني المباني الكبيرة من أضرار واضحة، ويصاحبها انهيار جزئي، في حين أن المباني ذات الهياكل الضعيفة قد تتعرض لأضرار كبيرة بالإضافة إلى انهيار الأعمدة. والجدران، وانقلاب الأثاث الثقيل، وانهيارات أرضية بسيطة في الرمال والطين، وتغيرات في التدفق من مصادر المياه والآبار، صعوبة قيادة السيارة.	6.3 – 6.9.
Ix	يمكن أن تتعرض المرافق المشيدة والمصممة بعناية لأضرار جسيمة، بالإضافة إلى الانهيار تحت الأرض.	7.0 – 7.6.
x	إحداث تشققات كبيرة في الأرض وانهيارات أرضية وفيضانات، فقد أدت أيضًا إلى تدمير بعض هياكل المباني الخشبية الجيدة والجسور وأساسات معظم المباني.	7.7 – 8.2.
XI	وانهارت معظم المنشآت والمباني الأسمنتية والخرسانية، وتعرضت الجسور وطرق المرور الأخرى لأضرار بالغة.
XII	تعرضت البنية التحتية لأضرار بالغة، وحدثت انزلاقات صخرية كبيرة، وسقطت أجسام ثقيلة عموديًا في الهواء.	أكبر من 9.0

3- مساوئ الاعتماد على شدة الزلزال.

من الخطأ التعبير عن الزلازل عموماً بشدتها لأنه كما ذكرنا سابقاً تختلف شدة الزلازل من مكان إلى آخر، لذا يجب تحديد المنطقة التي تقاس فيها الشدة، أو القيمة القصوى، ويجب ملاحظة شدة الزلزال في زلزال لوما بريتا عام 1989 م، وكانت الشدة عند مركز الزلزال 6.9، ولكن الشدة القصوى المسجلة كانت أعلى بعيدًا عن مركز الزلزال. لذا فإن الضرر هناك أكبر منه في مركز الصخور الصلبة.

4- قوة الزلزال

يمكن قياس شدة الزلزال بطريقتين رئيسيتين: الطريقة الأولى هى من خلال تقدير الطاقة المنبعثة من الزلزال، وهى مقياس لحجمه بالإنجليزيةMagnitude)). قياس حجم الزلازل، بما في ذلك طريقة تشارلز ريختر التي تم تطويرها عام 1935م، ومقياس ريختر هو رقم شائع الاستخدام في الصحف والتقارير التلفزيونية عند الإعلان عن شدة الزلازل الكبيرة. أما الطريقة الثانية فهى تقييم شدة الزلزال من خلال تأثيره ومدى الضرر الذي أحدثه ومدى شعور الناس به. وتقاس هذه الشدة بكمية تعبر عن الشدة الزلزالية بالإنجليزيةIntensity))، وترتبط قيمة الشدة الزلزالية بموقع القياس، مما يتسبب في اختلاف الشدة باختلاف موقع القياس، ويعتمد هذا الاختلاف على بعد الموقع من مركز الزلزال. الزلازل، وخصائص الصخور والمواد التي تتكون منها الطبقات الموجودة تحت سطح الأرض في ذلك الموقع. [2]

5- حجم الزلزال

حجم الزلزال هو مقياس لمدى اتساع الموجات الزلزالية المنبعثة من المركز، يتم قياس قوة الزلزال بعدة طرق، ولكن أكثرها استخداماً هى:

حجم محلي (local magnitude) يتم الرمز له (ml) يسمى بمقياس ريختر.
حجم موجة سطحية (surface-wave magnitude) يرمز له (ms)
حجم موجة داخلية(body-wave magnitude)يرمز له (mb)
مقدار عزم(moment magnitude)يرمز له(mw)

يطبق الجيولوجيون هذه القياسات لتوضيح حجم الزلزال ومقارنته بالزلازل الأخرى. نادرًا ما تلحق الزلازل الصغيرة التي تقل قوتها عن 5, من النادر ما يسبب أضرارًا بالمباني، في حين أن الزلازل التي تبلغ قوتها 6 درجات أو أعلى تكون كارثية. بلغت قوة زلزال تشيلي عام 1960 9.5.

6- شدة الزلزال

وتعتمد شدة الزلزال على قوة الاهتزازات الأرضية الزلزالية في موقع محدد، بالإضافة إلى حجم الزلزال وبعده عن الموقع. والعوامل الأساسية هى الطبيعة الجيولوجية للمنطقة وأنواع المواد والصخور الموجودة تحت سطح الأرض، وكلما كانت هذه المواد أضعف كلما كانت المنطقة أكثر عرضة للاهتزازات الناتجة عن الصخور الصلبة. كما يتم أخذ حجم ونوع وترددات المباني الطبيعية وكفاءتها في الموقع بعين الاعتبار عند قياس شدة وتأثير الزلازل. تعد قياسات الشدة الزلزالية مهمة لأنها توفر وصف مميز لكل منطقة متضررة من الزلزال، مما يتيح تحديد المناطق الأكثر عرضة للاهتزازات الشديدة أولاً باستخدام قياسات الشدة الزلزالية. وفي القرن التاسع عشر، قام عالم الزلازل الإيطالي جوزيبي ميركالي وآخرون بتعديل شدة الزلازل إلى ما يعرف الآن بمقياس ميركالي المعدل (MMI Scale)، والذي تم توسيعه ليقيس اثني عشر شدة الزلازل بين الزلازل. الشدة، لذا فإن شدة الزلزال تختلف باختلاف المسافة من موقع مركز الزلزال. يوصف الزلزال الذي يحدث عندما لا يتم الشعور به بالقوة (I)، عندما تكون شدة الزلزال تبلغ قوته I. قد تسبب الزلازل التي تبلغ قوتها ستة (VI) أضرارًا طفيفة في المنازل، في حين أن الزلازل التي تبلغ قوتها تسع (IX) وما فوق يمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة للغاية، ويمكن أن تسبب الزلازل التي تبلغ قوتها اثني عشر (XII) دمارًا. أضرار كاملة في جميع المرافق وأضرار جسيمة في المناظر الطبيعية.

7- الفرق بين شدة وحجم الزلزال

هناك اختلافان أساسيان بين شدة الزلزال وحجمه: الفرق الأول هو أن حجم الزلزال هو قياس موضوعي يعتمد على الأدوات والمعدات، في حين أن شدة الزلزال تعتمد على قياسات ذاتية. والفرق الثاني هو أن حجم الزلزال له قيمة واحدة، لكنه ليس له قيمة واحدة. وتختلف شدة الزلازل من موقع إلى آخر، فتقل شدة الزلزال بازدياد المسافة والبعد عن مركز الزلزال. [3]