معلومات عن مقياس ريختر

الظواهر الأرضية

على الرغم من أن الأرض تبدو ثابتة إلا أنها في الحقيقة تتحرك بديناميكية وتتغير باستمرار، وهناك الكثير من العوامل كالرياح والمياه والثلج والتي تتسبب في تآكل وتشكيل الأرض، مع عمليات أخرى مثل نقل الصخور والرواسب والتربة والتغييرات الكيميائية للمعادن الموجودة في الصخور، وبالإضافة إلى ذلك فأنشطة البراكين والزلازل تغير سطح الأرض بشكل أكثر عُنفًا وعلى نطاق زمني مختلف، وتقوم حركة صفائح الأرض بإعادة تكوين المحيطات والقارات ببطء، وبعض هذه العمليات تلعب دورًا هامًا في القطب الشمالي والقطب الجنوبي، وسيتناول هذا المقال توضيح أهم الحقائق عن مقياس ريختر المعني بالزلازل.[١]

الزلازل

الزلازل هي أي اهتزاز مفاجئ للأرض مع مرور موجات زلزالية عبر صخور الأرض، ويتم إنتاج الموجات الزلزالية عندما يتم فجأة إطلاق شكل من أشكال الطاقة المُخزّنة في قشرة الأرض، وعادةً ما تنهار الكتل الصخرية وتحطّم بعضها بعضًا وتتكسر فجأة وقت حدوث الزلازل، وتحدث الزلازل في أغلب الأحيان على طول الفوالق الجيولوجية والمناطق الضيقة التي تتحرك فيها كتل الصخور، وتقع خطوط الصدوع الرئيسة في العالم على هامش الصفائح التكتونية الضخمة التي تشكّل قشرة الأرض التي تحدث فيما بينها ظاهرة الزلازل، ولم يفهم الكثيرون كيفية حدوث الزلزال بشكل واضح حتى بدايات القرن العشرين حيث تطورت أدوات التكنولوجيا بشكل كافٍ لرصد وتحليل مثل تلك الظواهر، ففي الأزمنة القديمة كانت تحدث زلازل كثيرة بما يكفي ليتم ملاحظتها دون مساعدة من الأدوات لكن كان ذلك بشكل محدود للغاية أثناء رصد بعض الزلازل ببعض المناطق، ومن بين كل تلك الزلازل كان ما يقرب من 100 زلزالًا له قدر هائل من الضرر.[٢]

شهدت البشرية عددًا من الزلازل المدمّرة كما في زلزال شنشى عام 1556م، وقد كان هذا الزلزال الأكثر دموية على الإطلاق، وأودى بحياة حوالي 830،000 شخصًا في ذلك الوقت، وقد كان معظم السكان في المناطق المتضررة يعيشون في الكهوف الاصطناعية فتم دفنهم أحياء عندما تسببت الهزات الضخمة في المنحدرات التي تقع فيها هذه الكهوف في الانهيار، وأيضًا هناك زلزال سان فرانسيسكو عام 1906، فالهزات الأرضية الرهيبة التي شعر بها الناس في جنوب ولاية أوريغون كانت سببًا لحرائق وانهيارات بالغة في سان فرانسيسكو بما كان له تأثير أكثر تدميرًا على الاقتصاد، وغالبًا ما يتم مقارنته مؤخرًا بإعصار كاترينا بسبب تأثيره الاقتصادي المماثل، ويعدّ زلزال ألاسكا العظيم عام 1964 من أقوى الزلازل المسجلة عالميًا، فقد بلغت قوته 9.2 درجة، وهو ثاني أقوى زلزال يتم تسجيله على الإطلاق.[٣]

تسبب زلزال ألاسكا في حدوث موجات كبيرة من المد والجزر والانهيارات الأرضية وتسبب في تغيرات كبيرة في المناظر الطبيعية، ويُقال أنّ بعض الأماكن القريبة من كودياك قد وصلت إلى ارتفاع 9.1 مترًا في حين أن المناطق القريبة من بورتاج قد سقطت بنحو 2.4 مترًا، ومن أخطر الزلازل التي شهدتها البشرية الزلزال الذي ضرب آسيا في عام 2004 فقد أدى هذا الزلزال المُصنّف على درجة 9.5 إلى إعصار تسونامي هائل يصل ارتفاعه إلى 10.7 مترًا، وعلى الرغم من أنّ موجات التسونامي نشأت في كانيتي إلا أن الأمواج تسارعت شمالًا وغربًا نحو اليابان والفلبين مسببة الخراب هناك بشكل لا يُصدّق.[٣]

أسباب الزلازل

تنتج الزلازل عن الحركات التكتونية في قشرة الأرض، وعندما تصطدم الصفائح التكتونية يعلو أحدهما الآخر مما يتسبب في تكوين الجبال وحدوث الزلازل، ويمكن توضيح المزيد عن أسباب الزلازل فيما يأتي:[٤]

• تشكّل الحدود بين الألواح الأرضية المتحركة أكبر أسطح أرضية، وعندما تلتصق تلك الأسطح تؤدي الحركة النسبية بين الصفائح الأرضية إلى زيادة الضغط، ويستمر هذا الأمر إلى أن يرتفع الضغط بصورة كبيرة مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة المخزنة كموجات عنيفة.
• تنتج الزلازل عن الاهتزازات التي تنشب في قشرة الأرض والتي تنتشر في كل الاتجاهات حول مصدر الاضطراب في الأرض.
• الانفجارات البركانية هي السبب الأكثر شيوعًا للزلازل في مناطق البراكين النشطة بسبب الضغط المتزايد للغازات البركانية أو الحركة الجوفية للحمم المنصهرة التي تحاول الخروج على سطح الأرض.
• توجد الكثير من الزلازل التي تحدث بسبب حركة الصخور على طول بعض التشوهات التكتونية كالفوالق.

أنواع الزلازل

قبل توضيح التنبؤ بالزلازل تجدر الإشارة إلى أنّ الزلازل يتم تصنيفها بحسب العوامل المؤثرة في تكوينها، وتختلف هذه العوامل بحسب البيئة التي يحدث فيها الزلزال، ويمكن توضيح أنواع الزلازل فيما يأتي:[٥]

• الزلزال التكتوني: وهو الذي يحدث عندما تنكسر قشرة الأرض بسبب القوى الجيولوجية على الصخور والألواح المجاورة التي تسبب تغيرات فيزيائية وكيميائية.
• الزلزال البركاني: هو أي زلزال ينتج عن القوى التكتونية التي تحدث بالتزامن مع النشاط البركاني.
• الزلزال الانهياري: هو زلازل يحدث بشكل محدود في الكهوف تحت الأرض وهو ينتج عن الألغام التي تسببها الأمواج الزلزالية الناتجة عن انهيار الصخور على السطح.
• الزلزال الانفجاري: هو زلزال ناتج عن تفجير جهاز نووي أو كيميائي.

التنبؤ بالزلازل

يفهم العلماء المعاصرون الزلازل أفضل بكثير من قبل 50 عامًا من الآن، لكنهم لا يزالون غير قادرين على مواكبة براعة التنبؤ على النحو المطلوب بالكثير من الظواهر الشائعة والتي يمكنها اكتشاف النشاط الزلزالي قبل أيام من وقوع الزلزال، ويشعر بالزلزال الكثير من الكائنات الحية قبل حدوثه بزمن، وعلى سبيل المثال 96 % من الضفادع الذكور في اكويلا في إيطاليا هجروا موقع تكاثرهم قبل خمسة أيام من الزلزال في عام 2009 على بُعد حوالي 46 ميلًا أي 74 كيلو متر من مصدر الزلزال، والعلماء ليسوا متأكدين تمامًا من كيفية قيام الضفادع بهذا لكن يُعتقد أن تلك الحيوانات يمكنها اكتشاف علامات خفية مثل إطلاق غازات أرضية أو الجزيئات المشحونة والتي قد يتم إطلاقها قبل الزلزال، ومع ذلك يمكن للعلماء أن يتوقعوا حدوث الزلازل بدرجة كبيرة في العصر الحديث على أساس حركة الصفائح في الأرض وموقع مناطق الصدوع، ويمكنهم أيضًا أن يُخمِّنوا بشكل عام متى قد يحدث الزلازل في منطقة معينة من خلال النظر في تاريخ الزلازل في المنطقة واكتشاف المكان الذي يتزايد فيه الضغط.[٦]

على سبيل المثال إذا كانت إحدى المناطق قد شهدت أربعة زلازل بلغت قوتها 7 درجات أو أكبر خلال المائتي عام الماضية فسيحسب العلماء احتمال حدوث زلزال آخر بقوة 7 درجات في الخمسين سنة القادمة بنسبة 50 في المائة، لكن هذه التنبؤات قد لا تكون موثوقة لأنه عندما يتم إطلاق الضغط على جزء واحد من نظام الفوالق فإنه قد يزيد بالفعل من الضغط على جزء آخر، ونتيجة لذلك فإن معظم التنبؤات بالزلزال غامضة وغير يقينية في أحسن الأحوال، وقد حقق العلماء مزيدًا من النجاح في التنبؤ بالهزات الأرضية، وتستند هذه التوقعات إلى أبحاث مستفيضة عن أنماط الهزة الارتدادية من خلال دراسة العلاقة بين الشحنة الكهربائية والمغناطيسية في المواد الصخرية.[٦]

الإجراءات الوقائية لمواجهة الزلازل

إحدى الطرق المهمة لمواجهة الزلازل هي محاولة جعل المنازل آمنة قدر الإمكان، وبالنسبة إلى المنازل القديمة من المستحسن التحقق من توافقها مع قوانين البناء المحلية وتحديد نقاط الضعف المحتملة لتلاشي الآثار المدمرة للزلازل، ويمكن توضيح أهم الإجراءات الوقائية لمواجهة الزلازل فيما يأتي:[٧]

• الأدوات الموجودة داخل المنازل لا تقل أهمية عن الجدران نفسها، فينبغي لكل أحد يشعر باقتراب الزلزال أن يقوم بجولة في كل غرفة للبحث عن الأشياء التي يمكن أن تسقط أو تنهار إذا بدأت الأرض في الاهتزاز.
• ينبغي تحريك الأشياء الكبيرة أو الثقيلة إلى الأرفف السفلية، وفي بعض الأحيان يستغرق ذلك مزيدًا من العمل اليدوي مثل إرفاق خزائن الكتب بأزرار الجدران وتثبيت المزالج على الخزائن وتأمين أي أجهزة كبيرة مثل سخانات الماء.
• أثناء فحص المنزل ينبغي التأكد من إغلاق المرافق الخاصة والتحقق من اتصالات الأجهزة.
• ينبغي عند الشعور بالزلازل تجميع أدوات الطوارئ والتي تشمل كميات كبيرة من الغذاء والماء وغيرها من الإمدادات لمدة 72 ساعة على الأقل.
• عند حدوث الزلزال ينبغي حماية الذراع واليدين والرأس والرقبة من الحطام والتوجه إلى أي طاولات قريبة للحماية تحتها حتى يتوقف الاهتزاز.
• وعندما تبدأ الأرض بالاهتزاز ينبغي مقاومة الإغراء بالجري إلى الخارج، وبدلًا من ذلك ينبغي التأني في كل حركة أو البقاء في الخارج والابتعاد عن المباني وخطوط الطاقة.
• بمجرد أن تهدأ الهزة فقد حان الوقت للبدء في الاستعداد لهزات إضافية، وينبغي أولًا التحقق من وجود إصابات.
• في بعض الأحيان لا يشعر الناس في البداية بالألم بسبب الأدرينالين الذي يتدفق عبر الجسم أثناء الأحداث التي تهدد الحياة، ولذلك ينبغي أن يتحقق كل فرد من سلامته، وبعد ذلك ينبغي التحقق من خطوط الغاز والكهرباء.
• بعد انتهاء الزلزال ينبغي تشغيل الراديو أو التلفاز أو أي وسيلة إعلامية للاستماع إلى التحديثات لمتابعة الحالة الراهنة لاتخاذ التدابير اللازمة.
• ينبغي اتباع تحذيرات وتعليمات المنظمات الرسمية مثل هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، والحذر من شائعات وسائل التواصل الاجتماعي.

قياس الزلازل

هناك عدة طرق لقياس حجم الزلزال بالإضافة إلى مقياس ريختر الشهير، ويعتمد الكثير من تلك الطرق على سعة موجات الزلازل مع الأخذ في الاعتبار المسافة بين الزلزال ومقياس الزلازل، وقد تم تطوير الكثير من المقاييس لتحديد وقت حدوث الزلازل بناءً على سعة الموجة ومدة الزلازل الكلية، ولسوء الحظ لا تقدم العديد من المقاييس تقديرات دقيقة للزلازل الضخمة اليوم، وتعتمد جميعها على قياس مستوى اهتزاز الأرض لإعطاء فكرة ولو بسيطة عن حجم الضرر الذي قد ينتج عن أي زلزال، ومعظم الزلازل التي تحدث كل عام تبلغ قوتها 2.5 أو أقل مما يسهّل المهمة على مقاييس الزلازل، وترتبط مقاييس الزلازل بشكل أو بآخر بتصاميم البناء والمسافة من مركز الزلزال ونوع المواد السطحية التي ترتكز عليها المباني، فتصميمات المباني المختلفة تصمد بشكل مختلف في الزلزال، ولو كان المبنى مبنيًا على صخرة أو رمل صلب فإن ذلك قد يُحدث فرقًا في قياس الزلازل.[٨]

مقياس ريختر

مقياس ريختر هو مقياس كمي لحجم الزلزال، وقد ابتكر مقياس ريختر علماء الزلازل الأمريكيان تشارلز ف. ريشتر وبنو غوتنبرغ في عام 1935، ويعتمد مقياس ريختر على تحديد حجم الزلزال باستخدام لوغاريتم السعة لأكبر موجة زلزالية يتم معايرتها على مقياس ريختر بواسطة جهاز القياس، وعلى الرغم من أن الممارسة العلمية الحديثة قد استبدلت مقياس ريختر الأصلي بمقاييس أخرى أكثر دقة إلا أن مقياس ريختر لا يزال يتم ذكره خطأً في التقارير الإخبارية عن شدة الزلازل باعتباره اسمًا جذابًا للجدول اللوغاريتمي الذي تُقاس عليه الزلازل، وقد تم تصميم مقياس ريختر في الأصل لقياس حجم الزلازل ذات الحجم المعتدل أي من 3 إلى 7 درجات عن طريق تعيين عدد من شأنه أن يسمح بمقارنة حجم زلزال مع آخر، وقد تم تطوير طرق حديثة لقياس حجم الزلزال لإبراز نتائج متسقة مع طبيعة الزلزال باعتباره ظاهرة طبيعية، وفي العقود التي تلت إنشاء مقياس ريختر ابتكر العلماء بعض النماذج المطوّرة لمقياس ريختر ليحسب حجم الموجات الزلزالية الأولية والثانوية التي تنتقل داخل الأرض.[٩]

الاختلافات بين مقياس ريختر ومقياس ميركالي

السمة الرئيسة في مقياس ريختر أنه يحدد سعة أكبر موجة زلزالية، وهو مقياس لوغاريتمي أساسي مما يعني أنه لا يوجد حد لمدى قياس الزلزال الصغير أو الكبير على مقياس ريختر، ويمتد مقياس ريختر من 1 إلى 10 درجات مع كون درجة 1 هي الصغرى و 10 هي الكبرى، ونظرًا لأن مقياس ريختر هو لوغاريتمي فإن زلزالًا يبلغ قوته 5.0 سيُحدث 10 أضعاف سعة الاهتزاز، أما مقياس ميركالي فهو يحدد شدة الزلزال من خلال تعيين تأثيرات الزلزال على سطح الأرض استنادًا إلى ردود الفعل البشرية والأشياء الطبيعية والهياكل التي من صنع الإنسان، إن معدلات الزئبق في مقياس ميركالي تتراوح من 1 إلى 12 ، ودرجة 1 تشير إلى الاهتزازات الضعيفة و 12 تدل على التدمير الكامل، ولا يعد مقياس ميركالي مثل مقياس ريختر؛ وذلك لأن مقياس ميركالي يعتمد على المزيد من المشاهد للإبلاغ عن الزلزال وبالتالي فإن قوة الزلزال غير محددة بمعايير صارمة وموضوعية بخلاف ما يوفره مقياس ريختر.[١٠]

سلبيات مقياس ريختر

تم التخلي عن مقياس ريختر كمقياس معترف به للزلازل لأنه كان يعمل بشكل أفضل مع الزلازل في بعض المناطق المحدودة لاسيما جنوب كاليفورنيا، وكان يعمل بدقة في تلك المناطق التي تبعد حوالي 370 ميل أي حوالي 600 كيلومتر، لكن مقياس ريختر لا يعمل بدقة كافية لما أبعد من ذلك، وفي هذه الأيام يكتشف العلماء الكثير من الزلازل التي يبتعد مصدرها بنحو كبير عن أجهزة الرصد بما لا يأتي في صالح مقياس ريختر، وبالإضافة إلى ذلك فمقياس ريختر يحدد نوعًا واحدًا من موجات الزلازل وهو بذلك لا يساعد كثيرًا عند قياس الزلازل الضخمة حقًا مثل زلازل اليابان التي تبلغ في الكثير من الأحيان 9 درجات، لذلك ترك علماء الزلازل الآن الاعتماد على مقياس ريختر وابتكروا مقاييس جديدة بحيث تكون أكثر دقة وأقرب لرصد الزلازل والتنبؤ بها بشكل عملي من خلال رصد جميع الموجات الزلزالية المختلفة الناتجة عن الزلزال بما يتيح التحكم في الضرر الناجم عنها ولو بشكل محدود، ورغم ذلك تستمر إسهامات مقياس ريختر من خلال معادلات مهمة للتنبؤ بالزلازل والاهتزازات الأرضية في بعض المناطق.[١١]

المراجع[+]

1. ↑ “The Forces that Change the Face of Earth”, beyondpenguins.ehe.osu.edu, Retrieved 09-01-2020. Edited.
2. ↑ ” Earthquake “, www.britannica.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
3. ^ أ ب “Famous Earthquakes”, www.universetoday.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
4. ↑ “What causes earthquakes?”, www.quora.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
5. ↑ “Types of Earthquakes & Faults”, people.uwec.edu, Retrieved 09-01-2020. Edited.
6. ^ أ ب “How Earthquakes Work”, science.howstuffworks.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
7. ↑ “Earthquake safety tips”, www.nationalgeographic.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
8. ↑ “How Are Earthquake Magnitudes Measured?”, www.geo.mtu.edu, Retrieved 09-01-2020. Edited.
9. ↑ “Richter scale”, www.britannica.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
10. ↑ “Scales Used to Measure Earthquakes”, sciencing.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
11. ↑ “What Ever Happened to the Richter Scale?”, www.livescience.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.