بحث علمي عن الزلازل
بحث علمي عن الزلازل
بسم الله الرحمن الرحيم
المقدمة
الحمد لله رب العالمين , القائل في محكم تنزيله في سورة الحج : " يا أيها الناس اتقوا ربكم إن زلزلة الساعة شيء عظيم"( سورة الحج آية : 1) و الصلاة و السلام على خاتم الأنبياء و المرسلين محمد لن عبد الله صلى الله عليه و على آله و صحبه وسلم تسليما كثيرا .أما بعد...
تعتبر الزلازل من أخطر الكوارث التي تهدد العالم لما تسببه من خسائر فادحة للأفراد والممتلكات، ومما يزيد من أخطارها حدوثها بشكل فجائي يحول دون اتخاذ الترتيبات الاحترازية الكافية من قبل الأفراد أو الجهات المعنية ذاتها. وعلى الرغم من التقدم التكنولوجي بدول العالم إلا أن محاولات التنبؤ بحدوث الزلازل أو الإنذار المبكر عنها لا تزال محدودة النتائج,مما يزيد من خطورتها ومما يبعث على عدم الاطمئنان لها و لمفاجئاتها المستمرة وهذا يبين أهمية دراسة موضوع الزلازل على صفحات هذا البحث , و الذي يهدف إلى التعرف على ظاهرة الزلازل و تحديد المقصود بها و تحديد أهم أنواع الزلازل و الوقوف على أسباب حدوثها , و بيان ورود الزلازل في آيات عديدة من القرآن الكريم و عرض لتأثير الزلازل على الدول العربية و خاصة مصر و منطقة الخليج العربي.
و الله الموفق ...
الباحث .... محمود طلبه محمد زغلي
ميت طريف , دكرنس , دقهلية , مصر ...2008م .
الفصل الأول
الزلازل في القرآن الكريم
ذكر اسم الزلزال في الآيات التالية من القرآن الكريم :
سورة البقرة آية 214
سورة الحج آية 1
سورة الأحزاب آية 11
سورة الزلزلة آية 1
سورة الطارق آية 13
سورة النبأ آية 7
سورة الحديد آية 25
وفيما يلي عرض لهذه الآيات :
1- سورة البقرة :
" أم حسبتم أن تدخلوا الجنة ولما يأتكم مثل الذين من خلو من قبلكم مستهم البأساء والضراء وزلزلوا حتى يقول الرسول والذين أمنوا معه متى نصر الله إن نصر الله قريب "
2- سورة الحج : " يا أيها الناس اتقوا ربكم إن زلزلة الساعة شيء عظيم"
3- سورة الأحزاب : " هنالك ابتلى المؤمنون وزلزلوا زلزالاً شديداً "
4- سورة الزلزلة:" إذا زلزلت الأرض زلزالها وأخرجت الأرض أثقالها"
5- سورة الطارق : " والأرض ذات الصدع "
6- سورة النبأ : " ألم نجعل الأرض مهاداً والجبال أوتاداً "
7- سورة الحديد : " لقد أرسلنا رسلنا بالبينات وأنزلنا معهم الكتب والميزان ليقوم الناس بالقسط وأنزلنا الحديد فيه بأس شديد ومنافع للناس وليعلم الله من ينصره ورسله بالغيب إن الله قوي عزيز ".
قال تعالى في كتابه الحكيم :
إِذَا زُلْزِلَتِ الْأَرْضُ زِلْزَالَهَا {1} وَأَخْرَجَتِ الْأَرْضُ أَثْقَالَهَا {2} وَقَالَ الْإِنسَانُ مَا لَهَا {3}[سورة الزلزلة ] .
وقال تعالى :
وَالنَّازِعَاتِ غَرْقًا {1} وَالنَّاشِطَاتِ نَشْطًا {2} وَالسَّابِحَاتِ سَبْحًا {3} فَالسَّابِقَاتِ سَبْقًا {4} فَالْمُدَبِّرَاتِ أَمْرًا {5} يَوْمَ تَرْجُفُ الرَّاجِفَةُ{6} تَتْبَعُهَا الرَّادِفَةُ {7} قُلُوبٌ يَوْمَئِذٍ وَاجِفَةٌ {8} أَبْصَارُهَا خَاشِعَةٌ {9}[سورة النازعات ].
شكل رقم 1: آثار الزلازل
الإعجاز العلمي :
تصف لنا هاتين الآيتين بعض مشاهد قيام الساعة و التي من مشاهدها الزلزال العظيم الذي سوف ينتاب الكرة الأرضية يوم القيامة ، و كلمة إذا هنا تجمع ما بين معنى الظرفية و المباغتة و المفاجئة ، و ذلك لأن الزلازل تتم بدون علم الناس و بدون سابق إنذار ، فيصب لنا سبحانه وتعالى أهوال هذا اليوم حيث الأرض تخرج أثقالها من باطنها إلى سطحها الخارجي .
شكل رقم 2 يوضح قطاع طولي في الأرض
لقد أجمع جل المفسرين تقريباً بأن المقصود بجملة : ( وأخرجت الأرض أثقالها ) إنما يقصد به بعث وخروج الموتى من أجداثهم ويرافق ذلك خروج الكنوز المدفونة تحت الأرض . وهنا أقول أيا كان التفسير، فإن من الأمور المعروفة والمسلم بها أن حدوث الزلزال العادي سبب من أسباب صعود مواد الأرض الباطنية العميقة إلى سطح الأرض وما تجدد البراكين بسبب حدوث الزلازل إلا شاهد حي على ما ذكرته . هذه الزلازل العادية التي عاشها الإنسان خلال وجوده على الأرض، قد أدت إلى قتل ملايين البشر وإلى تبدلات ملحوظة في مظهر التضاريس، وعملت على صعود كميات كبيرة من الصخور الباطنية نحو السطح . فما بالك بزلزلة يوم القيامة التي ستنال كامل الأرض وليس مناطق محددة كما هو الأمر حالياً، وكيف يتم نسف الجبال والبحار، وكيف تحمل الأرض والجبال وتدك دكة واحدة، إن لم تكن قوة الدفع الباطنية زلزلة هائلة القوة، وهل من المعقول أن يحدث مثل هذا الواقع المرعب وتتبدل الأرض غير الأرض كما جاء في البيان الإلهي، ولا تخرج الأرض أثقالها الباطنية وتدفع بصخورها المصهورة العالية الكثافة إلى سطح الأرض الخارجية فتمتد الأرض مدا .
لقد أشار القرآن الكريم في هذه الآيات إلى حقيقة علمية كبيرة و هي إخراج الأرض لأثقالها و كأن أثقال الأرض مخبوءة في داخلها فيوم القيامة تخرج هذه الأثقال إلى سطحها و هذا دليل على اختلال في القوانين التي تشير إلى نهاية الدنيا ..
ولقد كشف العلم على صدق الآية القرآنية و توافقها مع ما توصل إليه علم الجيولوجيا وطبقات الأرض .
شكل رقم 3 قطاع عرضي في الأرض
يقول علماء الأرض أنه إذا فحصنا طبقات الأرض من طبقة القشرة إلى النواة فإنه يزداد الوزن النوعي الكثافة للصخور تدريجياً حيث تزداد نسبة المركبات الحاوية على عنصر الحديد و أكاسيده المختلفة و ذلك مع اقترابنا من النواة .
وتزايد الكثافة مرده أساساً إلى أمرين هما:
الأول : تزايد الضغط فكلما تعمقنا داخل الأرض تزايد وزن الطبقات الأرضية.
الثاني : عمليات الفرز الثقلي بسبب الحرارة العالية في نواة الأرض ومركزها، مما يسمح بتمركز العناصر الحديدية الأثقل والأكثر كثافة في النواة، بينما تتمركز في الأجزاء العليا من طبقات الأرض الصخور الرسوبية والغرانيتية ثم البازلتية في صخور القشرة الأرضية
و في نواة الأرض سواء الخارجية منها أو الداخلية يسيطر فيها الحديد وأكاسيده المختلفة Feo، Fe203مع قليل من النيكل وكبريت الحديد .
و بسبب ما ذكرناه يرتفع الوزن النوعي للنواة عامة إلى ( 4،4ـ 5،3) .
و عندما تقع زلزلة يوم القيامة المروعة التي ستستمر طويلاً لا بد من أن تندفع كميات كبير من الطبقات الباطنية العميقة ذات الوزن النوعي الكبير إلى السطح الخارجي، ويبين لنا الجدول التالي تزايد كل من قيم الوزن النوعي والكثافة في باطن الأرض لارتباطهما مع بعضهما البعض بالنسبة لبنية الأرض.(1)
جدول رقم 1 يوضح السماكة و الوزن النوعي و الكثافة و الضغط على الأرض
الطبقة
|
السماكة بالكم
|
الوزن النوعي
|
الكثافة غ/سم
|
الضغط ( ضغط جوي )
|
القشرة الأرضية
|
حتى 150
|
2.7ـ2.5
|
حتى 3.6
|
حتى 60 ألف
|
الرداء
|
حتى2920
|
3 ـ3.5
|
حتى 5.5
|
حتى 1.3 مليون
|
النواة
|
حتى 6370
|
4.4 ـ5.3
|
حتى 12.6
|
حتى 3.2 مليون
|
المصدر : شاهر جمال الأغا : الزلازل و تطور و تبدل الأرض في القرآن الكريم ص: 247.
وقال تعالى : (وَالنَّازِعَاتِ غَرْقًا {1} وَالنَّاشِطَاتِ نَشْطًا {2} وَالسَّابِحَاتِ سَبْحًا {3} فَالسَّابِقَاتِ سَبْقًا {4} فَالْمُدَبِّرَاتِ أَمْرًا {5} يَوْمَ تَرْجُفُ الرَّاجِفَةُ{6} تَتْبَعُهَا الرَّادِفَةُ {7} قُلُوبٌ يَوْمَئِذٍ وَاجِفَةٌ {8} أَبْصَارُهَا خَاشِعَةٌ {9}[سورة النازعات ].
نتوقف في هذه السورة عند الآيتين الكريمتين ( يوم ترجف الراجفة . تتبعها الرادفة ). وهما لوحتان لمشهد زلزالي واحد، ، انقسم علماء التفسير في بيانهما وتوضيحهما . فأكثر العلماء اعتبروا الراجفة النفخة الأولى، والرادفة الثانية . ووجد آخرون في الرجفة الأرض، والرادفة الساعة، كما أن منهم من قال إن الراجفة هي الزلزلة، والرادفة الصيحة، وقلة من أشاروا إلى أن الراجفة تمثل اضطراب الأرض، والرادفة الزلزلة . إن التصور الأخير في اعتقادي هو الأكثر واقعية وليس هنالك من فارق في الزلازل بين اضطراب الأرض والزلزلة، ويجب أن أبين أن ترتيباً معيناً يتم عند حدوث الزلازل : ففي البدء وقبل حدوث الهزة الكبرى الأساسية عادة . تظهر هزات أرضية خفيفة تمهيدية تعرف باسم الهزات الطلائية ( for shoch)بعد هذه الهزات تأتي الهزة الأساسية المخربة أو ذات التأثير الأكبر . وبعد فترة هدوء نسبية غير طويلة عادة تأتي الهزة المكملة وهي التي تكمل مهمة الهزة الأساسية في التدمير والتخريب، إذ تنهي في الزلازل القوية تخريب ما لم يخرب سابقاً . وتعرف عادة باسم ما بعد الهزة ويقصد بها الأساسية ـ أو(( After shoch .
و لقد قصد القرآن بتصوري بكلمة الرادفة هذه الهزة المكملة . والهزة الرادفة أضعف من الأولى بشكل عام ولكن قد يحدث العكس و لعل ذكر القرآن الكريم للزلازل بهذه الدقة لهو من الإعجاز العلمي .
الفصل الثاني
الحركات الأرضية و مفهوم الزلازل
أصل الحركات الأرضية ومفهوم الهزة الأرضية :
قبل التطرق إلى ما هي الهزة الأرضية لابد لنا أن نتعرف على الأرض التي نعيش عليها :
قطر الكرة الأرضية 12750 كيلو متر وتتكون من ثلاثة طبقات هي :
- القشرة الخارجية Crust
- الحجاب Mantle
- المركز Core
يمكن لنا مقارنة هذه التكوينات الأرضية مع تكوينات البيضة المسلوقة حيث تكون القشرة الخارجية صلبة (Crust) وقليلة السمك مقارنة مع أعماق الطبقات الأخرى . عمق القشرة الخارجية للأرض تحت المحيطات لا تزيد عن 5 كيلومتر أما عمق القشرة الأرضية تحت القارات فهو متغير وبحدود 30 كيلومتر كمعدل أما عمق القشرة الأرضية تحت الجبال العالية كجبال الألب مثلاً فتصل إلى عمق 100 كيلومتر وهنا لابد أن نذكر الآية الكريمة في سورة النبأ حيث يقول الله تعالى * عم يتساءلون عن النبأ العظيم الذي هم فيه مختلفون ، كلا سيعلمون ثم كلا سيعلمون ، ألم نجعل الأرض مهاداً والجبال أوتاداً *
القشرة الأرضية كقشرة البيضة هشة Brittle وقابلة للكسر ، تحت القشرة الأرضية يمتد ما يعرف بالحجاب Mental وهو عبارة عن صخور متوسطة الصلابة ذات درجة حرارة عالية تمتد بحدود 2900 كيلومتر وتتميز هذه المنطقة على أن صخورها تحتوي على الحديد والمغنيسيوم والكالسيوم بكمية أكبر من صخور القشرة الخارجية وإن درجة حرارة الصخور تزداد بازدياد العمق ويمكن لنا تشبيه طبقة بالحجاب بطبقة الزلال (الطبقة البيضاء) في البيضة المسلوقة .
يحتوي مركز الأرض Core على صخور معدنية كالحديد والنيكل بشكل يزيد عن مرتين عما هو موجود في صخور منطقة الحجاب ولابد أن نشير للآية 25 من سورة الحديد * وأنزلنا الحديد فيه بأس شديد ومنافع للناس * . مركز الأرض يتكون من طبقتين ، المنطقة الأولى الخارجية يعمق 2200 كيلومتر وهي عبارة عن منطقة مائعة Liquid أما منطقة المركز الداخلية فهي بعمق 1250 كيلومتر فتكون من منطقة صلبة .
الجزء الخارجي من طبقة الحجاب Mental أبرد وأكثر صلابة من الجزء الداخلي ويدعى القشرة الأرضية - Lithosphere - الجزء اليابس من الأرض ، وهو مشتق من الكلمة اليونانية Lithos أو الحجارة Stone - طبقة Lithosphere تكون ذات سمك قليل تحت المحيطات ومناطق البراكين وهي بعمق لا يقل عن 80 كيلومتر . هذه المنطقة Lithosphere قد تكسرت إلى ما يعرف حاليا بالكتل والصفائح الأرضية Plates التي يقع عليها القارات والمحيطات الموجودة(1) .
يعتقد العلماء وجود طبقة تحت Lithosphere في منطقة الحجاب Mental تعرف بـ Asthenosphere وهي مشتقة من كلمة Asthenes اليونانية التي تعني Weak بالإنجليزية أو المنطقة الضعيفة . تتكون هذه المنطقة من صخور حارة مائعة متحركة ، يمكن لنا أن نتصور أن منطقة Lithosphere تطفو فوق طبقة Asthenosphere
مما تقدم يمكن لنا أن نقول أن القشرة الأرضية ليست خاملة بل هي كائن هي متحرك فالقشرة الأرضية وأعماق الأرض بحركة دائمة .
الصخور تحت منطقة Lithosphere تتحرك بشكل دائري يمكن لنا تشبيهه بحركة الماء المغلي في القدر صعوداً ونزولاً حيث يصعد الماء الحار إلى سطح القدر ثم ينتشر ويبرد ثم يغوص للأسفل حيث يتم تسخينه مرة ثانية ويصعد للأعلى وهذه الدورة تعاد وتعاد(1) .
هذا يدعونا للتساؤل من أين تكتسب الأرض حرارتها …
مصادر حرارة الأرض :
تكتسب الأرض حرارتها من مصدرين :
المصدر الأول ما يعرف بتناقص النشاط الإشعاعي (Radio Active Decay )
المصدر الثاني ما يعرف بالحرارة المتبقية ( Residual heat )
تناقص النشاط الإشعاعي عملية طبيعية Spontaneous يجري خلالها تغيير في مكونات الذرات لتنتج عناصر جديدة وكما يحدث في التفاعلات النووية مما ينتج عنها تحرر طاقة على شكل حرارة عالية تبرد عند صعودها إلى القشرة الأرضية . أما الحرارة المتبقية Residual heat فهي حرارة تزامنت مع تكون قبل 4600 مليون سنة والتي نتجت من امتزاج واختلاط مخلفات كونية Cosmic Debris نتج عنها ما يعرف بالأرض .
فهمنا للحقائق أعلاه يدلنا على حقيقة الصفائح الأرضية Tectonic Plate تتحرك حالياً وقد تحركت في الماضي لكن الأسباب وكيف تتحرك فتوجد نظريات متعددة لا نود الدخول بها تفصيلياً .
كلمة Plate تعني كتلة كبيرة وصلبة من الصخور الصلدة . أما كلمةTectonicفهذا يعني كيفية تكون أو بناء سطح الأرض من كتل كبيرة وصلبة من الصخور الصلدة حيث يعتقد العلماء أن القارات الحالية هي عبارة عن تصدع كبير أصاب القارة العظمى Super Continent والتي أدت إلى تكون القارات الحالية نتيجة لقوى الأرض الداخلية وأن هذه القارات تتباعد بشكل مستمر .
اعتمدت نظريـــة Plate Tectonics على ما سبقتها من نظريــات وهي نظرية حركـــة القارات Continental Drift ونظرية Sea Floor Spreading تباعد قيعان البحر .
بموجب نظرية Continental Drift للعالم الألماني Wegner عام 1912 فإن القارة العظمى كانت تسمى Pangea التي تصدعت قبل 200 مليون سنة إلى قارتين واحدة في شمال خط الاستواء Laurasia والثانية جنوب خط الاستواء تدعىGondwana Land ثم تقسمت إلى صفائح رئيسية Plates وصفائح شبه رئيسية Sub - Plates. معظم هذه الصفائح والكتل تتحرك نحو الأجزاء الباردة من منطقة (Mantle) في القشرة الأرضية بمعدل (5-10) ما عدا الصفيحة الإفريقية كونها كانت مركز القارة العظمى (Pangea) التي تصدعت إلى القارات الحالية . ولابد هنا أن نعود مرة ثانية للقرآن الكريم حيث قال الله تعالى في الآية 13 من سورة الطارق * والأرض ذات الصدع *.
أما نظرية تباعد البحار Sea- Floor Spreading فتعتمد على تكون قشرة جديدة للأرض Crust في قاع المحيطات تؤدي إلى دفع وتحرك القشرة الجديدة بعيداً من منطقة التكون.
تنقسم القشرة الأرضية حاليا إلى سبعة كتل أو صفائح Plates رئيسية والى 20 صفيحة ثانوية حيث تمثل الحدود بين هذه الكتل أو الصفائح مناطق النشاط الزلزالي والبركاني
1- الصفيحة الأوروبية الآسيوية Eurasian Plate
2- صفيحة المحيط الهادئ Pacific Plate تحت المحيط
3- صفيحة أمريكا الشمالية North American Plate
4- صفيحة أمريكا الجنوبية South American Plate
5- الصفيحة الأسترالية الهندية Australian-Indian plate
6- صفيحة القطب الجنوبي Antarcilica Plate
7- الصفيحة الأفريقية African Plate
وأهم الصفائح الثانوية هي :
1- الصفيحة الفلبينية
2- الصفيحة العربية
3- صفيحة الكاريبي
4- صفيحة البحر الأسود
5- صفيحة الأناضول
تتحرك كل كتلة باتجاه معني حيث نلاحظ وجود حركة تباعدية أو حركة تقربية أو حركة تماسية . تمثل مناطق الاحتكاك بين الصفائح المناطق الرئيسية لانتشار الزلازل .
نلاحظ أن الصفيحة العربية والأفريقية تتحركان في جهة الشمال والشمال الشرقي والغربي بسرعة (3سم/سنة) وفي طريقهما على عدة صفائح صغيرة وهذا الضغط يؤدي إلى الزلازل الشديدة الشائعة في تركيا وإيران وشمال العراق ومنطقة أرمينيا السوفيتية علماً أن أوروبا وأمريكا تبتعد بمعدل 5سم /سنة .
الزلازل في المنطقة العربية:
تعرضت دول المنطقة العربية و تركيا لحركة زلزالية قوية مدمرة في :
العراق سنة 1007 م / 1666 م
فلسطين سنة 1034 م / 1202 م / 1759 م / 1927 م
سوريا سنة 1042 م / 1201 م / 1872 م
مصر 1992م
تركيا سنة 1268 م / 1458 م / 1688 م / 1822 م / 1939 م / 1942 م /1944 / 1953 م / 1957 م / 1966 م / 1976 م / 1999 م
إضافة إلى مواقع أخرى في مصر والمغرب والجزائر الزلازل السابقة وشدتها تستدعي دراسة الواقع الجيولوجي للمنطقة العربية .
حيث إن الكتلة أو الصفيحة العربية Arabic Plate ( تشمل العراق وسوريا والأردن وفلسطين ودول مجلس التعاون الخليجي واليمن إضافة إلى كامل الخليج العربي ) . تقع هذه الكتلة بين الصفيحة الأور آسيوية والصفيحة الإفريقية حيث يمثل البحر الأحمر الحد الفاصل بين الصفيحة العربية والصفيحة الإفريقية كذلك يمثل خليج العقبة الحد الفاصل بين الصفيحة العربية وشبه صفيحة سيناء (Sub-Plate) الذي يمتد شمالاً إلى وادي عربة ثم البحر الميت ووادي الأردن والبقاع حتى جبال طوروس وفالق شمال الأناضول في تركيا علماً أن منطقة خليج العقبة من المناطق النشطة زلزالياً وقد وقعت العديد من الهزات الأرضية في هذه المنطقة خلال التاريخ .
يقع الخليج العربي بكامله ضمن الصفيحة العربية وتكون الحدود الجنوبية الغربية لإيران والحدود العراقية الإيرانية هي ما يحد الصفيحة العربية من الشرق .
يقع بحر العرب ضمن الصفيحة العربية وتكون الصفيحة الأسترالية الهندية هي الحدود الجنوبية للصفيحة العربية .
عندما تتحرك الطبقة الخارجية للقشرة الأرضية بشكل عشوائي ومفاجئ وغير منتظر وعادةً لفترة زمنية قصيرة جداً … تعرف ما حدث بالزلازل .
عادة ما يكون مركز الزلزال في جوف الأرض ويسمى Hypo Center حيث تشير كلمة Hypo إلى معنى تحت أما مركز الزلزال السطحي ( المسقط العمودي على مركز الزلزال الجوفي ) فيدعى Epi Center حيث تشير كلمة Epi إلى معنى خارجي .
وعادةً ما تتأثر المنطقة المجاورة لمركز الزلزال السطحي بالهزة الأرضية أو الزلزال .
عندما يكون بعد مركز الزلزال الجوفي عن سطح الأرض قليلاً تكون الاهتزازات حول مركز الزلزال السطحي قوية وتقل هذه القوة مع تباعد المسافة .
الطاقة التي ولدت الزلزال تقاس بما يعرف بقوة الزلازل Magnitude ، عندما يكون بعد مركز الزلزال عميقاً في جوف الأرض تكون الاهتزازات في مركز الزلزال السطحي أقل شدة إلا أن المنطقة المتأثرة بالهزة تكون كبيرة المساحة . تنبعث الموجات عابرة الطبقات الجيولوجية حتى تصل سطح الأرض حيث تتحول الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية وتوصف القوى السطحية الناشئة والملاحظة من قبل المراقب بشدة الزلزال Intensity .
يقع المركز الجوفي للزلازل على أعماق مختلفة فعلى سبيل المثال كان عمق زلزال أغادير في الجزائر عام 1960 ثلاثة كيلومترات أما العمق الجوفي لزلزال الأصنام في الجزائر عام 1980 فكان تسعة كيلومترات وفي زلزال أرمينيا عام 1989 عشرة كيلومترات وأكبر عمق جوفي يصل إلى 700 كيلومتر ، لكن من دراسة الزلازل في العالم نلاحظ أن نسبة كبيرة حوالي 85% منها عبارة عن زلازل سطحية أي بعمق لا يتجاوز 65 كيلومتر (1).
الفصل الثالث
أنواع الزلازل و أسباب تكونها
أنواع الزلازل وأسبابها :
1- الزلازل التكوينية TECTONIC EARTHQUAKE
وهي الزلازل التي تحدث في مناطق الاحتكاك والاتصال بين الصفائح المختلفة وتمثل 90% من مجموع الهزات الأرضية .
نتيجة لحركات هذه الصفائح تتشكل القشرة الأرضية من جبال وتضاريس لذا دعيت الزلازل التكوينية .
2- الزلازل البركانية :
تحدث نتيجة للتخلخل الحادث من تصاعد الغازات والحمم من جوف الأرض وعادة ما تحدث في أعماق المحيطات .
3- الزلازل الانهيارية:
تنشأ هذه الزلازل من أثر انهيار بعض الفجوات أو الكهوف الموجودة ضمن القشرة الأرضية وذلك نتيجة لذوبان الصخور الملحية أو الكلسية وذلك بفعل المياه الجوفية … غير أن هذا النوع من الزلازل قليل الحدوث للغاية .
5- الزلازل الاصطناعية :
وهي الزلازل الناتجة لتخريب الوضع الطبيعي للتربة نتيجة النشاطات الإنسانية المختلفة كتجارب التفجيرات النووية أو ملأ الخزانات الكبيرة خلف السدود .
• كما حدث في سد koyn بالهند حيث ترافقت عملية إملاء الخزانات إلى حدوث زلازل وتصدع السد وقتل 177 شخص في 10/12/1968 .
• في صحراء نيفادا الأمريكية … حيث نتج عن تفجير نووي تحت سطح الأرض حدوث زلزال قوي بتاريخ 19/12/1968 .
الأمواج الزلزالية :
عند حدوث الزلزال تنتشر موجات زلزالية تقسم إلى ما يلي :
1- الموجات الزلزالية الحجمية تحدث في أعماق الأرض وهي على نوعين
أ) الموجات الأولية Primary Wave (P) Ware أو الموجات الطولية تؤدي إلى حدوث انضغاط وتباعدات في الوسط وبشكل متتابع وتنتشر من خلال تغير حجم الوسط المحيط وتنتشر بسرعة كبيرة (7-8) كم /ثانية .
ب) الموجات الثانوية Secondary Wave (S) Wave أو الموجات العرضية أو موجات القص وتكون حركة الوسط متعامدة مع الاتجاه الطولي وتنتشر من خلال تغير الشكل . ولا تستطيع المرور في الأوساط السائلة أو الغازية وتنتشر بسرعة (4-5) كم / ثانية .
2- الموجات السطحية
عندما تصل الموجات الحجمية إلى سطح القشرة الأرضية تتحول طاقة الزلازل إلى موجات سطحية لا تدخل التربة إلا بأعماق قليلة جداً وهي على نوعين :
أ) موجات أفقية تسمى موجات Raylieih R - Wave وهي تشابه موجات الماء .
ب) موجات عمودية تسمى موجات لوف Love L - Wave وتشابه تحرك الأجسام الغاطسة في الماء صعوداً ونزولاً ويعزى لهذه الموجات السبب الأغلب في حدوث تصدع المنشآت .
كما لاحظنا فإن الموجة الأولية P-Wave أسرع من الموجة الثانوية L - Wave لذلك فإنها تصل لمحطة الرصد الزلزالي ومن خلال الفرق الزمني لوصول الموجتين فإنه يمكن تقدير بعد بؤرة الزلازل عن محطة الرصد الزلزالي.
الفصل الرابع
قياس الزلازل و رصدها
قياس الهزة الأرضية EARTHQUAKE EFFECTS (G.R.P)
المقياس العملي الأول المستخدم لقياس الهزات الأرضية تم استنباطه من قبل عالم الجيولوجيا الأمريكي Charles Richter عام 1935 في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا California Institute of Technology ، لذلك لازال العالم يستخدم اسمه بمقياس ريخترومختصره MLأي Magnitude Local
مقياس ريختر ليس جهاز بل هو معادلة رياضية يؤدي تطبيقها إلى حساب كمية الطاقة المتحررة نتيجة للهزة الأرضية والرقم الناتج يبين قوة الهزة الأرضية Magnitude والذي يعتمد على سعة الموجة Amplitude المسجلة على جهاز Seismograph مقياس ريختر.
وهي عبارة عن معادلة لوغارتمية أي أن كل درجة تشير إلى الطاقة المتحررة تزيد عشرة أضعاف عن سابقاتها فالدرجة السابقة أكبر عشر مرات من الدرجة السادسة وأكبر بمائة مرة من الدرجة الخامسة.
* كلمة (Seismos) يونانية تعني بالعربية الموجة (Wave)
معادلة ريختر تستخدم القيمة المسجلة على جهاز Seismograph للإزاحة Displacement على الأرض في موقع الجهاز ثم تصحح هذه الإزاحة ومقدار التصحيح يعتمد على البعد بين جهاز Seismograph وموقع الهزة الأرضية .
عرف أول جهاز لقياس الهزات الأرضية في الصين عام 132 م حيث أقيم تمثال متكون من 8 رؤوس يمثل كل رأس تنين مفتوح الفم متجه إلى الاتجاهات الثمانية الرئيسية داخل كل فم يوجد كرة وتحت كل تنين يوجد تمثال لضفدعة مفتوحة الفم لاتجاه التنين . عند حدوث الهزة الأرضية فإن كرة أو أكثر تسقط من أفواه التنين في فم الضفادع . تشير الكتابات العينية إلى أن هذا الأسلوب سجل هزات أرضية على بعد 600 كم ولا يزال أسلوب عمل هذا الجهاز سراً لحد الآن ولكن ربما كان هناك نوع من رقاص الساعة تتحكم في الكرات داخل رؤوس التنين .
مقياس ريختر يمكن استخدامه عندما لا تزيد المسافة عن Seismograph وموقع الهزة الأرضية عن 600 كم . عند تجاوز هذه المسافة فإن العلماء يستخدمون مقياس آخر يدعى Moment Magnitude - MW أو Surface Magnitude - MS أو Body Magnitude - MB .
هزة أرضية قيمتها أقل من 2.00 بمقياس لا يتم الشعور بها من قبل الإنسان والهزات الأرضية ذات قيمة أقل من (5) بمقياس ريختر هي هزات متوسطة Moderate وتأثيرها محدود جداً على المنشآت وعادة ما تحدث 1500 هزة في الأرض للهزات ذات قيمة (5) أو أكثر كل سنة .
لأغراض المقارنة فإن هزة أرضية قيمتها خمسة على مقياس ريختر تطلق طاقة مكافئة للطاقة المتحررة من انفجار 10000 طن من مادة T.N.T وهي ما تعادل الطاقة المتحررة من انفجار القنبلة النووية في هيروشيما .
عندما تكون قيمة الهزة (6) بمقياس ريختر أو أكثر فإن الهزة الأرضية تعتبر هزة كبيرة Major
أكبر هزة أرضية سجلت لحد الآن قيمتها 9.5 بمقياس ريختر حدثت في شيلي بتاريخ 23/5/1960 والطاقة المتحررة من هذه الهزة تزيد مليون مرة عن الطاقة المتحررة من القنبلة النووية التي ألقيت على هيروشيما خلال الحرب العالمية الثانية .
للمعلومات فإن الزلزال الذي قوته سبعة تنطلق منه طاقة تساوي 31 مرة تقريبا أكبر من الزلزال الذي قوته ستة و 31×31 أي بحدود (1000 ) مرة أكبر من طاقة الزلزال الذي قوته خمسة ، علماً أن زلزال بقوة ثمانية أو أكثر يحدث بمعدل مرة واحدة فقط كل سنة.
شدة الهزة (INTENSITY) I :
يبين هذا المقياس مدى تأثير الهزة الأرضية على الإنسان والمنشآت والطبيعية . توجد عدة مقاييس عالمية مستخدمة في أمريكا واستراليا واليابان إلى آخره .
كل المقاييس تعتمد على مدى الإحساس كإيقاظ النيام أو هل حدثت أضرار … الخ وعادة ما يدرج المقياس إلى 12 درجة وكما يلي :
الدرجة التأثيرات
I لا يشعر به الناس ولكنه يسجل على Seismograph
II يشعر به سكان البنايات العالية
III يشعر به الناس داخل البنايات وتهتز الأبواب كمرور سيارة مسرعة ليلا
IV تهتز الأبواب والشبابيك بشدة داخل البنايات
V يشعر به جميع الناس وتتساقط الأشياء المعلقة
VI أضرار بسيطة وتتحرك قطع الأثاث
VII تبدأ الأبنية سيئة البناء بالهدم
VIII يحدث فزع وتتصدع الأبنية
IX يحدث رعب ويؤدي إلى أخاديد في الأرض
X يحدث رعب ويؤدي إلى انهيارات كبيرة في الأبنية
XI يحدث رعب ويؤدي إلى أخاديد واسعة في الأرض وتحطم الأنابيب تحت الأرض
XII الأشياء تتطاير في الهواء ودمار شامل وترى التموجات على سطح الأرض
بالمقارنة بين درجة قوة الهزة (Magnitude) وشدة الهزة (Intensity) نستنتج بأن لزلزال ما قوة واحدة إلا أن شدا ته مختلفة تبعا للمنطقة المتأثرة . من ناحية إقامة المنشآت الهندسية نعتمد شدة الهزة (I) كمقياس مناسب لوصف الزلزال لأن شدة الهزة تأخذ بالاعتبار عوامل الانهيار الناجم عن الزلزال إضافة إلى إمكانية مقارنة الأضرار مع الهزات السابقة في الموقع .
النذير الزلزالي :
يهتم المختصون حاليا بدراسة ظاهرة ( النذير الزلزالي) التي تسبق الهزة الأرضية من خلال دراسة ورصد:
1- التغيرات في مستوى المياه الجوفية تحت سطح الأرض حيث لوحظ أن مستوى الماء في الآبار والينابيع يتغير بشكل مفاجئ ارتفاعاً أو انخفاضاً عن مستواه الاعتيادي كما انه يصبح عكراً Cloudy وذو درجة حرارة أعلى من الاعتيادي .
2- تغير مستوى مياه البحر والمحيطات وارتفاع الأمواج المائية لعشرات الأمتار .
3- حدوث تغيرات بالخصائص الفيزيائية للقشرة الأرضية كالمغناطيسية والجاذبية حيث لوحظ أن المغناطيس يفقد قوته على الجذب بشكل مؤقت خلال الهزة الأرضية وهذه الظاهرة تعزز نظرية حدوث تغيير في مجال الكهرومغناطيس للأرض Earth Electronic Field
4- انبعاث غازات من جوف الأرض مثل غاز الرادون وتحرر شحنات كهربائية في الجو ناتج من الضغط العالي المسلط على الصخور Intense Pressure on Crystalline Rock .
5- حصول هزات أرضية خفيفة ( 2-2.5) درجة حسب مقياس ريختر وبشكل يومي تقريبا وهو ما لا يشعر به الإنسان بل يسجل من قبل المراصد الزلزالية علماً أن حدوث مثل هذه الزلازل الضعيفة بأوقات متباعدة مفيدة حيث تمتص الاجهادات المسلطة على الفوالق الأرضية مانعة لتجمع اجهادات كبيرة تؤدي إلى حدوث زلزال قوي .. وهذا ما حدث في تركيا قبل الهزة الأرضية المدمرة في أغسطس 1999 حيث تم تسجيل هزات ضعيفة يومية استمرت لمدة تقارب الشهر قبل حصول الهزة المدمرة
المخاطر الزلزالية في المنطقة العربية:
مازالت إمكانية استشعار الزلزال محدودة جداً إلا أن مستوى توقع الزلزال الذي توصل إليه الخبراء يسمح على الأقل باتخاذ احتياطات مناسبة لتقليل المخاطر ومنها :
• تقوية المباني الحالية .
• استخدام أساليب هندسية جديدة لتصميم وتنفيذ المباني .
• التدريب على عملية مواجهة الكوارث وعمليات الإجلاء السريعة لتقليل الخسائر البشرية .
مما تقدم يمكن القول أنه لا يمكن توقع حدوث الزلزال لكن يمكن القول باحتمالية وقوعه وهذا يستدعي وجود خطة طويلة المدى هدفها استنباط كافة الوسائل التي تساعد على تقليل آثار الهزة الأرضية في حالة حدوثها والتي لها علاقة بالتخطيط العمراني واستخدام أساليب بناء معينة … الخ .
ولدينا حالة معاصرة لما حدث في اليابان وتركيا خلال السنين الأخيرة … حيث تقع البلدان في منطقة نشطة زلزالياً … حيث قامت اليابان باتخاذ كافة الإجراءات الضرورية من الالتزام بعمليات قواعد البناء وحماية خطوط المياه والكهرباء لمنع تلوث مياه الشرب واتساع الحرائق وبالتالي انتشار الأمراض والأوبئة بعد تعرضها للزلزال … مما يجعل الخسائر محدودة جداً بالرغم من الهزات الأرضية القوية .
أما في تركيا ( وهي مثال لدول أخرى في المنطقة ) حيث حدث فيها أربعة هزات أرضية قوية تزيد عن (7) بمقياس ريختر خلال الأعوام 1939-1944 ثم حدثت هزة كبيرة خلال عام1960 وأخرى في عام 1992 أدت إلى مقتل الآلاف من الأشخاص … رغم كل هذه التحذيرات نلاحظ سقوط الآلاف من القتلى وتفشي الأمراض والأوبئة في زلزال عام 1999 حيث لم يتم اتخاذ أي إجراء طويل المدى كخطة طوارئ… حتى كودات البناء لم يتم مراجعتها لتلافي أضرار الهزة الأرضية حيث يلاحظ أن القسم الأكبر من الأبنية المتهدمة هي لعمارات سكنية شيدت حديثاً مما أدى إلى سحق ساكنيها وهي بكل الأحوال خسائر غير مبررة ، ما حدث في زلزال تركيا الأخير في أغسطس 1999 درس قاسي يجب أن نتوقف عنده ونستنبط الدروس المستفادة منه في وضع أي خطة مستقبلية .
وفي مصر حدث زلزال القاهرة 1992م: و قد حدث يوم 12 أكتوبر 1992 ميلادية الساعة الرابعة عصرا تقريباً حيث , ضرب مصر زلزال بقوة 5.8 درجة بمقياس ريختر وكان مركزه جنوب غربي القاهرة بالقرب من الفيوم والجيزة واستمر لمدة دقيقتين وثلاثة وعشرين ثانية تقريباً وأصاب معظم بيوت شمال مصر -القديمة منها- بتصدعات ونتج عنه وفاة أكثر من ثلاثمائة وسبعين نسمة وإصابة أكثر من ثلاثة آلاف شخص وشهدت مصر عدة توابع لهذا الزلزال استمرت على مدار أربعة أيام. و ثقافة الزلازل لم تكن متوفرة بمصر لذا انزعج الجميع بشدة وشعر الناس بالهلع لشهور عديدة فهي أول كارثة طبيعية بمصر علقت بالأذهان وتسببت هذه الكارثة في فضح الحكومة المصرية التي لم تكن مؤهلة للتعامل مع الأزمات.
الخاتمة
هكذا هي الزلازل أخطر الظواهر الطبيعية على كوكب الأرض , حيث ينجم عنها خسائر فادحة في الممتلكات و الأرواح و كم شهد العالم مؤخرا من حوادث زلزالية رهيبة راح ضحيتها مئات الآلاف من الأرواح و تكبدت الدول و المناطق التي حدثت فيها خسائر مادية فادحة , كما حدث ذلك في كل من تركيا و إيران و باكستان و إندونيسيا و دول جنوب شرق آسيا و اليابان و التي شهدت أسوأ كارثة زلزالية مؤخرا و التي نجم عنها موجات تسونامي الزلزالية و التي أودت بحياة مئات الآلاف من البشر .
هذا و آمل أن أكون قد وفقت في عرض هذا الموضوع على النحو الأفضل.
قائمة المراجع
1- علاء التميمي :المخاطر الزلزالية في منطقة الخليج العربي , من موقع على شبكة الإنترنت: http://www.geocities.com/mazen_alhalabi/earthq1.htm
2- شاهر جمال الأغا : الزلازل وتطور وتبدل الأرض في القرآن الكريم , دار الفكر , دمشق , 1994م .
3- محمد غلاب : مبدئ الجغرافيا الطبيعية , مكتبة الأنجلو المصرية , القاهرة , 1983م .
4- محمد فؤاد عبد الباقي : المعجم المفهرس لألفاظ القرآن الكريم , مكتبة الحرمين , الرياض , 1408هـ.
5- محمد متولي : وجه الأرض , مكتبة الأنجلو المصرية , القاهرة , 1977م.
البحث من إعداد : محمود طلبه محمد زغلي
ميت طريف , دكرنس , دقهلية , مصر ...2008م .
(1) محمد فؤاد عبد الباقي : المعجم المفهرس لألفاظ القرآن الكريم , مكتبة الحرمين , الرياض , 1408هـ , ص : 332.
(1) شاهر جمال الأغا : الزلازل وتطور وتبدل الأرض في القرآن الكريم , دار الفكر , دمشق , 1994م, ص: 241.
(1) علاء التميمي :المخاطر الزلزالية في منطقة الخليج العربي , من موقع على شبكة الإنترنت: http://www.geocities.com/mazen_alhalabi/earthq1.htm
(1) محمد متولي : وجه الأرض , مكتبة الأنجلو المصرية , القاهرة , 1977م, ص: 67.
(1) محمد غلاب : مبدئ الجغرافيا الطبيعية , مكتبة الأنجلو المصرية , القاهرة , 1983م , ص 92.
(1) المرجع السابق : ص : 95
