ما هو جهاز قياس الزلازل وكيف يعمل؟ أنواع أجهزة قياس الزلازل واستخداماتها

جهاز قياس الزلازل هو أداة بالغة الأهمية في علم الجيولوجيا, يستخدم لرصد وتسجيل الاهتزازات الأرضية الناتجة عن النشاط الزلزالي. يساهم هذا الجهاز بشكل حيوي في فهم طبيعة الزلازل وتقديم البيانات اللازمة للتنبؤ بها وتقييم مخاطرها.

ما اسم الجهاز المستخدم في قياس الزلازل؟

يطلق على الجهاز المستخدم في رصد وتسجيل الزلازل اسم جهاز قياس الزلازل، والمعروف علميًا باسم “السيزموجراف” أو “Seismograph”. هذا الجهاز يلعب دورا محوريا في تحليل الهزات الأرضية وتحديد موقعها وشدتها بدقة.

يعتمد هذا الجهاز في عمله على ركيزة رئيسية. هي القصور الذاتي، حيث يثبت جزء من الجهاز على الأرض بينما يظل جزء آخر معلقا، وعندما تتحرك الأرض بسبب الزلزال، يهتز الجزء المثبت، في حين يبقى الجزء المعلق ثابتا نسبيا، ما يؤدي إلى رسم خطوط على ورقة بيانية تسجل الاهتزازات. وهذا التسجيل يسمى بالسجل الزلزالي (Seismogram).

إن أهمية جهاز قياس الزلازل. تكمن في كونه الأداة الأساسية في علم الزلازل الحديث، إذ يساعد العلماء على تحليل طبيعة الزلازل وتحديد مدى خطورتها، مما يمكن من تحسين استراتيجيات الوقاية والتأهب للكوارث الطبيعية. ومن بين الأسئلة الشائعة التي تتردد كثيرًا: ما هو الجهاز المستخدم لقياس قوة الزلزال هو السيزموجراف؟ والإجابة ببساطة: نعم، هذا هو الاسم العلمي والدقيق له.

تطورت هذه الأجهزة عبر العقود من أدوات ميكانيكية بسيطة إلى نظم إلكترونية متقدمة. تعتمد على الليزر والمجسات الدقيقة، مما زاد كفاءتها في كشف حتى أصغر الاهتزازات الأرضية التي قد لا يشعر بها الإنسان.[1]

تعرف أيضًا علي: كيف يحدث إنفجار البركان وماهي الأسباب الرئيسية؟

ما الفرق بين جهاز السيزموجراف ومقياس ريختر؟

في كثير من الأحيان، يخلط البعض بين جهاز قياس الزلازل. (السيزموجراف) ومقياس ريختر، لكن الحقيقة أن هناك فرقا جوهريا بين الاثنين. فـ”السيزموجراف” هو الجهاز الفيزيائي الذي يستخدم لالتقاط وتسجيل الموجات الزلزالية، بينما “مقياس ريختر” هو مقياس عددي. يُستخدم لتحويل البيانات المسجلة إلى قيمة تعبر عن شدة الزلزال.

يعتمد السيزموجراف على تسجيل اهتزازات الأرض الفعلية. من خلال مستشعر حساس، بينما يعتمد مقياس ريختر على هذه البيانات ليحدد شدة الزلزال. على مقياس يتدرج من ٠ إلى ١٠، حيث تمثل الدرجة العاشرة أقوى زلزال ممكن.

من المهم أن نوضح أن مقياس ريختر لا يمكن استخدامه. دون بيانات السيزموجراف. بكلمات أخرى، يمكننا اعتبار السيزموجراف المصدر، ومقياس ريختر وسيلة لتفسير هذه البيانات.

وفي سياق فهم آلية الإنشاء، يجدر بنا التوقف عند سؤال شائع: كيفية صنع جهاز قياس الزلازل؟ يتكون الجهاز عادة من هيكل معدني متين، وكتلة معلقة بنابض أو سلك، وقلم يسجل الاهتزازات على سطح متحرك. أما في الأجهزة الحديثة، فالأمر يتم إلكترونيا باستخدام حساسات دقيقة وشرائح معالجة رقمية.

تعرف أيضًا علي: تأثير البراكين على سطح الأرض من حيث التغيرات الجغرافية والبيئية؟

ما هو اسم مقياس الزلازل؟

عند الحديث عن مقياس الزلازل، فإن المصطلح الشائع الذي يستخدم للإشارة إلى اسم هذا المقياس هو “مقياس ريختر”، نسبة إلى العالِم تشارلز ريختر الذي طوره في ثلاثينيات القرن العشرين. ويستخدم هذا المقياس لتحديد مدى قوة الزلزال بناء على الطاقة التي يطلقها.

لكن، من الناحية التقنية، فإن مقياس ريختر. ليس هو الوحيد في هذا المجال، فهناك أيضا مقياس العزم الزلزالي (Moment Magnitude Scale) الذي يستخدم حاليا في كثير من الدول لقياس الزلازل القوية بدقة أعلى، لكنه يعتمد كذلك على بيانات جهاز قياس الزلازل.

ومن الطرائف اللغوية التي تنتشر بين محبي الألغاز، سؤال يقول: جهاز رصد الزلازل من 10 حروف. والإجابة الدقيقة هي “سيزموجراف”، وهو المصطلح العلمي المتداول عالميًا، ويمثل الأداة الأساسية التي تعتمد عليها جميع المقاييس الأخرى في تفسير وتقدير الزلازل.

تستخدم هذه الأجهزة والمقاييس مجتمعة في بناء قواعد بيانات زلزالية، تساعد الباحثين وصناع القرار في تحليل النشاط الزلزالي والتنبؤ بمخاطره على المجتمعات البشرية.

تعرف أيضًا علي: ما هي أسباب حدوث البراكين والزلازل؟ شرح مبسط للعوامل الجيولوجية

ما هي أنواع مقاييس الزلازل؟

تتعدد أنواع مقاييس الزلازل التي يستخدمها العلماء حول العالم، وتختلف باختلاف نوع البيانات المراد جمعها ودقة التحليل المطلوبة. من أشهر هذه المقاييس:

• مقياس ريختر: يقيس قوة الزلزال بناء على سعة الموجات الزلزالية.
• مقياس العزم الزلزالي (Mw): يستخدم في الزلازل الكبيرة لكونه أكثر دقة من ريختر.
• مقياس ميركالي المعدل (MMI): يقيس شدة الزلزال بناء على التأثيرات الملحوظة على البشر والبنية التحتية.

وتجمع كل هذه البيانات عبر أجهزة دقيقة مثل جهاز قياس الزلازل، الذي يعتبر الركيزة الأساسية لأي نوع من التحليل الزلزالي.

هنا يجدر طرح سؤال جوهري: جهاز السيزموجراف ما الفائدة منه؟ في الحقيقة، الفائدة عظيمة جدا، إذ يتيح تسجيل اهتزازات الأرض بدقة، مما يساعد في تحديد مركز الزلزال وعمقه، وتقدير احتمالية حدوث توابع زلزالية، وبالتالي اتخاذ التدابير الوقائية.

تعرف أيضًا علي: ما هي مكونات البراكين المركبة وتركيبها الجيولوجي والبركاني؟

ما هي وحدة قياس الزلازل؟

تقاس الزلازل بوحدات مختلفة حسب نوع المقياس المستخدم. على سبيل المثال، مقياس ريختر يُعطي قيمة عددية بدون وحدة فعلية (مثل ٥.٤ درجات)، في حين أن مقياس العزم الزلزالي يقيس الطاقة المحررة.

لكن في الألغاز والألعاب ريخ. هذه الإجابة مستمدة من اختصار “ريختر”، وهي كلمة شهيرة بين محبي المعلومات العامة.

ويُعتبر جهاز قياس الزلازل هو المصدر الذي يتم من خلاله توليد هذه القيم، لأنه الجهاز الذي يرصد الاهتزازات الفعلية ويحولها إلى بيانات قابلة للتحليل الرقمي باستخدام برامج متخصصة.

تعرف أيضًا علي: أخطر البراكين النشطة في العالم

كيف يعمل جهاز قياس الزلازل؟

آلية عمل جهاز قياس الزلازل تعتمد على فرق الحركة بين جسم ساكن وآخر متحرك عند حدوث اهتزاز أرضي. يتكون الجهاز التقليدي من قاعدة ثابتة متصلة بالأرض، وكتلة معلقة بواسطة زنبرك أو سلك، وعندما يحدث الزلزال، تهتز القاعدة بينما تبقى الكتلة ثابتة نسبيا، فيرسم خط على الورق المتحرك يسجل هذا الفرق.

وفي الأجهزة الحديثة، يتم استخدام حساسات إلكترونية تستشعر التغيرات الدقيقة في التسارع الأرضي، وترسل إشارات رقمية إلى جهاز الكمبيوتر الذي يحلل البيانات.

ومن بين الأسئلة التقنية التي تطرح في هذا السياق: كيفية صنع جهاز قياس الزلازل؟ فيمكن عمل نموذج بسيط باستخدام قاعدة خشبية، وزنبرك، وكتلة صغيرة، ليحاكي عمل الجهاز الحقيقي، وإن كان بدقة أقل.

تعرف أيضًا علي: كيف تتكون البراكين وأسباب ثورانها؟

ما هي مكونات جهاز قياس الزلازل؟

يتكون جهاز قياس الزلازل من عدة مكونات أساسية، تتكامل فيما بينها لتوفير رصد دقيق للحركة الأرضية، وهذه المكونات هي:

• القاعدة الثابتة: تثبت في الأرض مباشرة.
• الكتلة المعلقة: تحافظ على السكون عند حدوث اهتزاز.
• آلية التسجيل: كانت في السابق عبارة عن قلم يسجل على ورق متحرك، والآن أصبحت تعتمد على حساسات إلكترونية.

وفي الحديث عن المكونات، كثيرا ما يسأل: ما هي مكونات جهاز السيسموغراف؟ والإجابة تشمل ما سبق بالإضافة إلى دائرة إلكترونية لمعالجة البيانات، ومصدر طاقة مستمر.

هذه المكونات تتيح تسجيلا دقيقا يستخدم لاحقا في تحليل الزلازل، مما يسهل من مهمة العلماء في تقييم الأخطار الزلزالية والتخطيط العمراني السليم.

تعرف أيضًا علي: الوسائل العلمية للتنبؤ بثوران البراكين

كيف يبدو شكل مقياس ريختر؟

عند تخيل شكل مقياس ريختر، قد يظن البعض أنه جهاز مادي، لكنه في الحقيقة مجرد مقياس عددي يتم تمثيله على شكل رسم بياني أو قيمة رقمية.

لكن جهاز قياس الزلازل الذي يستخدم لإنتاج بيانات مقياس ريختر، له شكل مميز: صندوق معدني أو بلاستيكي يحتوي بداخله على حساسات دقيقة، وأسلاك توصيل، ويكون غالبا متصلا بوحدة تسجيل إلكترونية.

وتعد صورة سيزموجراف وهي تسجل اهتزازا على ورقة ملفوفة من أشهر الرموز التي تمثل الزلازل عالميا، وكأنها توقيع الطبيعة على صفحتها الخاصة.[2]

تعرف أيضًا علي: تأثير الثورات البركانية على المناخ العالمي

في الختام يظل جهاز قياس الزلازل ركيزة أساسية في دراسات علوم الأرض فبفضل قدرته على تسجيل أدق الاهتزازات يوفر بيانات حيوية لتقييم المخاطر الزلزالية. وهكذا فإن دوره لا يقتصر على الرصد العلمي فحسب بل يمتد ليشكل جزءا أساسيا من جهود السلامة العامة والاستعداد للكوارث.

• BGSHow are earthquakes detected, located and measured? ( بتصرف )
• Sms tsunami warning Richter Scale ( بتصرف )

مشاركة المقال

وسوم