علوم الأرض والجيولوجيا

كيفية التنبؤ بالزلازل قبل حدوثها

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثالث

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كيفية التنبؤ بالزلازل قبل حدوثها الزلزال علوم الأرض والجيولوجيا

من المعروف أن الزلازل العنيفة تحصل في العادة على الحدود بين الصفائح الصخرية (انظر الشكل 2) نتيجة لحركات مفاجئة ، تحصل على أجزاء من هذه الحدود عندما تزيد الإجهادات المخزونة في هذه الصخور عن مدى تحملها ومدى مقاومتها الاحتكاكية .

لهذا فإن كل جزء طولي من هذه الحدود سوف يتحرك يوماً ما محدثاً الزلازل ، ولكن لا يعرف بالضبط متى سيتحرك هذا الجزء أو ذاك .

بشكل عام فإن الجزء الذي لم يحصل فيه زلازل لفترة زمنية طويلة يسمى «بالفجوة الزلزالية» "Seismic Gap" وهذه الفجوات الزلزالية هي بشكل عام الأماكن المتوقع حصول زلازل فيها في المستقبل .

 

لهذا فإن عملية تحديد الفجوات الزلزالية على حدود الصفائح هي خطوة أولية للتنبؤ بالزلازل ولكنها غير كافية خاصة وأننا نأمل تحديد زمان ومكان وحجم الزلزال المستقبلي بشكل دقيق ما أمكن .

ومن جهة أخرى فإن حدوث الزلازل ليس مقصوراً فقط على حدود الصفائح ، بل ويمكن حدوث زلازل مدمرة في أي مكان داخل الصفيحة الواحدة خاصة في مناطق الصدوع الرئيسية وأماكن النشاط البركاني بشكل عام .

كما يمكن إجراء دراسات إحصائية على النشاط الزلزالي لأي منطقة بغرض إيجاد الفترة الزمنية اللازمة لتكرار الزلازل ، ويتطلب هذا تجميع معلومات دقيقة عن أحجام وأماكن وأوقات حدوث الزلازل لأطول فترة زمنية ممكنة . ثم حساب المعاملات أ، ب في المعادلة :

حيث أن «ن» يمثل عدد الزلازل التي حصلت في المنطقة خلال الفترة الزمنية المذكورة وبحجم (قوة) أكبر من أو تساوي «ق» .

 

تبقى الطرق الإحصائية وتحديد الفجوات الزلزالية تقريبية ، ولا تمكننا من التنبؤ بحجم أو زمان أو مكان الزلازل المستقبلية بدقة .

ونظراً لخطورة موضوع التنبؤ وما يترتب عليه من إجراءات عديدة يجب اتخاذها لتقليل الخسائر البشرية والمادية.

وما يتطلب ذلك من إخلاء المدن والتجمعات السكانية واتخاذ احتياطات الدفاع المدني …….. الخ الأمر الذي يؤدي إلى تعطيل الحياة اليومية وإحداث خلل في أمور الاقتصاد… إلخ فإن هذا يقتضي بالضرورة تحديد معاملات الزلزال بدقة كبيرة خاصة وقت حدوثه المحتمل .

 

لهذا فقد عني علماء الزلازل لسنوات طويلة بهذا الأمر وتركزت الدراسات والأبحاث حول دراسة بعض الظواهر الإنذارية، التي تواكب حدوث الزلازل أو تسبقها بأيام أو أسابيع أو أشهر كثيرة أحياناً .

وهذه تتمثل في تغييرات لبعض الخصائص والمواصفات لصخور المنطقة القريبة من بؤرة الزلزال وهي تشمل :

طوبوغرافية سطح الأرض الذي غالباً ما يسجل ارتفاعات قليلة ، الخصائص الكهربائية للصخور ، مستوى المياه الجوفية في الآبار القريبة وتركيز النظائر المشعة في هذه المياه ، الخصائص الفيزيائية للصخور بشكل عام متمثلة بشكل واضح في تغييرات لسرعات الموجات الزلزالية الابتدائية والثانوية ، وكذلك طبيعة النشاط الزلزالي وعدد الزلازل الصغيرة .

كما أن هناك تغييرات غير أرضية ، من أهمها حدوث شذوذ في سلوك بعض الحيوانات والطيور والزواحف وكذلك حدوث بعض التغييرات الجوية الطارئة .

 

لقد لقيت جميع الظواهر الإنذارية هذه اهتمام الباحثين في العقود الماضية وكان التركيز واضحاً على تلك التي تبدو وكأنها أكثر شيوعاً وهذه هي:

(‌أ) لقد ظهر في العقدين الماضيين مجموعة اقتراحات تتعلق بظواهر زلزالية إنذارية تسبق حدوث الزلازل الكبيرة . من أهمها :

1)  تركيز النشاط الزلزالي في مجموعات "Clustering" بحسب الوقت والمكان .

2)  تغييرات في ميكانيكية التكسير للزلازل التي تحدث في منطقة الزلزال اللاحق .

3)  تغييرات في طبيعة ترددات وأطياف الأمواج الزلزالية (Spectral Variations) .

4)  حدوث أزواج من الزلازل السابقة .

 

(‌ب) سرعات الأمواج الابتدائية والثانوية : في الظروف الاعتيادية وللصخور المرنة التي قيمة معامل بوسن (Poisson’s Ratio)   فإن نسبة سرعة الموجات الابتدائية إلى سرعة الموجات الثانوية = 1:73 تقريباً .

لوحظ أن هذه النسبة تهبط إلى حوالي 1:5 لصخور المنطقة ذات الزلزال المحتمل وتبقى كذلك لفترة من الزمن ثم تعود مرة أخرى إلى قيمتها الأصلية 1:73 وبعد فترة وجيزة يحصل الزلزال وحيث أن زلازل عديدة حصلت دون ملاحظة هذا التغيير، فإن بعض الباحثين يوجهون انتقادات وملاحظات حول هذا الموضوع .

 

(‌ج) تمدد صخور القشرة الأرضية (Dilatancy) : يعتقد علماء الزلازل أنه قبل حدوث الزلزال في منطقة ما فإن هناك تغييرات أساسية تحصل لصخور القشرة الأرضية وخصائصها.

ويظن غالبيتهم أن هذا ناتج عن ظاهرة تمدد هذه الصخور قبل الزلزال ويتمثل بزيادة حجم هذه الصخور بسبب التشققات الكثيرة التي تحدث فيها بفعل الإجهادات وعلى نطاق واسع 

 

وغالباً ما تكون بعض الصخور مشبعة بالسوائل والغازات التي تملأ فراغاتها ومساماتها فتسبب حدوث ما يعرف بضغوط المسامات (Pore Pressure) وهي تعمل على تقليل مدى تحمل الصخور للضغوط في المناطق الزلزالية .

وعندما تبدأ الإجهادات الحركية تؤثر على صخور القشرة الأرضية وتبدأ ظاهرة التمدد (Dilatancy) المذكورة بالازدياد.

تقل ضغوط المسامات تبعاً لذلك حيث يزداد الحجم الكلي للفراغات التي تحوي حتى هذا الوقت كمية معينة من السوائل والغازات.

وعليه يزداد مدى تحمل الصخور للضغوط ولكن لا يلبث ذلك أن يقل مرة أخرى لأن كميات أخرى من السوائل قد تنتقل من المناطق المجاورة لتسبب زيادة ضغوط المسامات مرة أخرى .

 

هذه التغييرات في كمية السوائل والغازات من جهة ، وفي حجم التشققات وزيادة المسامية لها كبير الأثر على تغيير الخصائص الفيزيائية لصخور القشرة الأرضية ، بما في ذلك الخصائص الكهربائية وسرعات الموجات الزلزالية… الخ.

ومن الطبيعي أن يزداد تمدد صخور القشرة الأرضية (Dilatancy) بازدياد حجم الزلزال المتوقع.

وعليه تزداد الفترة الزمنية اللازمية لتنقل السوائل والغازات حتى تعود ضغوط المسامات إلى وضعها الأصلي ، وعليه فإن ظاهرة التمدد الإنذارية هذه قد تعطي فرصة أكبر للتنبؤ بحدوث الزلازل الكبيرة . (انظر الشكل 3) .

 

وعدد الزلازل التي تم التنبؤ بها قبل حدوثها حتى الآن قليلة العدد وصغيرة الحجم (القوة) نسبياً باستثناء حالة فريدة وهي زلازل يوليو 1976 التي حصلت في منطقة صنجبان – بنجوو بالصين (Sungpan – Pingwu) بقوة 6،7 – 7،2 درجة حيث تنبأ علماء الزلازل في الصين بهذه الزلازل قبل حدوثها وكان تنبؤهم دقيقاً (في درجة بالنسبة للقوة والتوقيت خلال يوم واحد) ومبنياً على مشاهدات وتجارب علمية استمرت حوالي ست سنوات.

إلا أن زلازل أخرى مدمرة حصلت قبل وبعد هذه الزلازل في الصين لم يتم التنبؤ بها .

 

ورغم أن الظواهر المذكورة تبدو سابقة لحدوث زلازل كثيرة ، إلا أنه ليس أكيداً أنها تسبق حدوث كل الزلازل . كما أن المتغيرات في هذا الصدد كثيرة وبالتأكيد هناك دواع كثيرة لإجراء المزيد من الدراسات والبحوث.

حيث أن الأمل كبير في التوصل إلى نتائج أكثر إيجابية في المستقبل ، مما قد يمكن علماء الزلازل من التوصل إلى السبل الكفيلة بتقديم الإنذارات المبكرة الصحيحة . كما أن هناك دواعي كثيرة لإجراء دراسات مماثلة واستكمال البحوث المتعلقة بالظواهر العديدة الأخرى .

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪العناكب تفكّر بشباكها، متحدّية مفاهيمنا عن الذكاء
قلم:    ديفيد روبسون
ترجمة: آية علي
هناك ذكاء غريب يعيش بيننا. تمتلك هذه المخلوقات نوعًا استثنائيا من الوعي يشمل عقولًا تتجاوز حجم أجسادها. ومع ذلك، وبفضل جهلنا وغرورنا، يكون دافعنا الفوري قتلها.
هذا ليس خيالا. فهذه الأدمغة الغريبة تختبئ بالفعل في ظلال منازلنا وحدائقنا: العناكب. لطالما افترضنا أنها، مثلها مثل العديد من اللافقاريات Invertebrates، تكاد تكون آليّة Automata، وتفتقر إلى حياة داخلية. ولكننا نكتشف الآن أن بعض العناكب ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪كتب صنعتني: أنتوني ديفيد
نتوني ديفيد @ProfTonyDavid رئيس قسم الطب النفسي في معهد الطب النفسي Institute of Psychiatry بجامعة كينغز كوليدج لندن King’s College London. وهو طبيب ممارس في مستشفيات مودسلي وبيثليم. وأحدث مؤلفاته كتاب إلى قعر الهاوية Into The Abyss 14.99 £، Oneworld.
عندما كنت في الثامنة أو التاسعة، كانت هناك سلسلة كاملة من كتب كيف ولماذا How And Why books التي تتضمن مواضيع مختلفة من العلوم والتاريخ. وكان كتاب كيف ولماذا عن روائع الجسم البشري How And Why ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تشعر الأسماك بالملل في أحواض الأسماك؟
وكاس هندمارش، شمال ستافوردشايرLukas Hindmarch, North Staffordshire
نحن نعلم أن طبيعة حوض السمك سيكون لها تأثير في دماغها وسلوكها. وعندما يُربّى سمك السلمون الصغير في حوض ممل؛ فإنها تطور مخيخاً Cerebellum صغير الحجم جزء من الدماغ ينظم الحركة مقارنة بسمك السلمون الذي توضع في حوضه صخور ونباتات لاستكشافها. كما صار سمكُ القد المربى في أحواض مزينة أفضلَ في تعلم كيفية اصطياد الفرائس، وكذلك في التعافي بشكل أسرع من الإجهاد بعد تعريضه لهجوم من حيوان ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪يجعلني التأمل أشعر بمزيد من الإجهاد. فهل هناك خطأ فيما أفعله؟
لى الرغم من وجود الكثير من الأدلة على الآثار الإيجابية للتأمل، إلا أنه لا يخلو تماماً من المخاطر. فقد يُخرِج التأمل والتركيز الواعي أفكاراً ومشاعر غير مريحة إلى السطح. وقد وجدت دراسة استقصائية أجراها علماء نفس في إسبانيا والبرازيل عام 2017 أن نحو %25 ممن يمارسون التأمل بصورة منتظمة لديهم تجارب مؤلمة، بما في ذلك نوبات الهلع وجيشان المشاعر العاطفية وفقدان الصلة بالواقع. لذلك، ربما أنت لا ترتكب أي خطأ. في الواقع، في العديد من التقاليد التأملية، ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪لماذا لا تصاب النباتات بحروق الشمس؟
ولو باركر، لندن Lulu Parker, London
قبل نحو 700 مليون سنة، بدأت النباتات بالظهور على الأرض. كان أحد التعديلات الرئيسية اللازمة لهذا الانتقال وسيلة للحماية من أشعة الشمس فوق البنفسجية؛ فالنباتات البحرية لا تزال تحميها مياه البحر. وقد عرف العلماء منذ عام 2011 أن الخلايا النباتية تحتوي على بروتين يسمى UVR8 يمكنه اكتشاف أشعة UVB ذات الطول الموجي الأقصر، وهو نوع الأشعة فوق البنفسجية الذي يتحمل المسؤولية الأكبر عن حروق الشمس. ويشير هذا البروتين ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل يمكننا إنقاذ الحشرات؟
ارني تشيسترتون Marnie Chesterton هي مقدّمة برنامج هل يمكنني إنقاذ الحشرات؟ يمكن متابعة الحلقة من برنامج CrowdScience على bbcworldservice.com/crowdscience
انضممنا للعاملين في برنامج كراود ساينس CrowdScience علم التعهيد الجماعي في قناة BBC الإذاعية للإجابة عن أسئلتكم في موضوع واحد. يمكنكم الاستماع لبرنامج كراود ساينس مساء كل جمعة على قناة BBC الإذاعية، أو الاستماع عبر الانترنت على الرابط bbcworldservice.com/crowdscience
هل يمكن للحشرات ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪ماذا لو... حــظـــرنـــا الـصــــــيــــــد
لنص: هايلي بينيت Hayley Bennett رسوم: جيسون رايش Jason Raish
يأكل كل واحد منا في المتوسط أكثر من 20 كيلوغراماً من الأسماك سنويّاً. وفي جميع أنحاء العالم، بين عامي 1961 و2016، زاد استهلاك الأسماك بوتيرة أسرع من استهلاك اللحوم، ونما بمعدل ضعفي معدل نمو السكان. فقد استنفدت جميع هذه المطاعم السمكية مخزون الأسماك البحرية إلى درجة صار معها ثلث مخزون الأسماك العالمي ضحية الصيد الجائر Overfished؛ مما يعني أنه إذا واصلنا الصيد على المستويات ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪زُوَّار من نجوم أخرى
لدكتور ستيوارت كلارك Dr Stuart Clark @DrStuClark كاتب في علم الفلك. وأحدث مؤلفاته كتاب بعنوان الكون المجهول The Unknown Universe، 14.99 جنيه إسترليني، من WW Norton.
في عام 2017 تعرَّف علماء الفلك على مذنب من نظام شمسي مختلف تماماً يمرُّ عبر مجموعتنا الشمسية. واكتشفه تلسكوب بان-ستارز Pan-STARRS في مرصد هالياكالا Haleakala بهاواي، وأطلق عليه اسم أومواموا Oumuamua، وهي كلمة تعني المستكشِف بلغة أهل هاواي. وفي البداية، بدا كأنه كويكب إذ لا ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪مطاردة المذنبات
. ستيوارت كلارك
لقد قطعنا شوطاً طويلاً منذ أن ساد النظر إلى المذنبات على أنها مجرد أشباح غامضة تعبر السماء وتُنبئ بالكوارث والأمراض. لكننا الآن نفهم أن هذه الأجرام السماوية الغامضة هي كبسولات زمنية من عصر سابق من تاريخ المجموعة الشمسية. إذ يمكنها إخبارنا عن الأيام التي كانت فيها الكواكب في طور تشكلها. وقد تكشف المذنبات أيضاً عن بعض المكونات الكيميائية التي يحتمل أنها وُجدت في بدايات تكوين الأرض، ومن ثمَّ ربما أسهمت في نشأة الحياة. لذلك، ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪واجه مخاوفك
ايكل موزلي Michael Mosley كاتب علمي ومقدم برنامج «ثق بي، أنا طبيب» Trust Me, I’m A Doctor على قناة BBC الثانية. وأحدث مؤلفاته كتاب بعنوان حمية الأمعاء الذكية The Clever Guts Diet منشورات: Short Books.
على مرِّ السنين شاركتُ في بعض التجارب الذاتية المجنونة، بدءاً من إصابة نفسي بالدودة الشريطية إلى الحرمان من النوم لفترة طويلة. لكن أسوأها كان فيلماً أعددته عن الخوف، وافقت خلاله على زيارة كهف. إني أعاني بعضَ الشيء من رُهاب الأماكن الضيقة ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪مكان سحري
ليكس كروتوسكي Aleks Krotoski اختصاصية علم النفس الاجتماعي، ومقدمة برنامج «الإنسان الرقمي» Digital Human على محطة BBC الإذاعية الرابعة.
الحدائق الترفيهية؟ أنا أعشقها. في غضون شهر أو نحو ذلك، ستفتح أفضل الحدائق الترفيهية في المملكة المتحدة أبوابها للموسم الجديد؛ فتفتننا بألعابها المبهجة المصممة بعناية. كالمعتاد، سأكون أول الداخلين إليها، وسأُجبر على تجربة العروض المسبقة، إلى أن أغوص فيها مثل تابع مستسلم طوعاً لمصيره. نعم، قد أكونُ من ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪الدماغ في ظروف انعدام الوزن
لدكتورة إليسا رافائيلا فيريه إليسا هي محاضر أول في علم النفس ومدير مختبر التجسيد الدهليزي متعدد الحواس VeME في رويال هولواي، جامعة لندن University of London. أخذها عملها من المختبر إلى السماء في رحلات انعدام الجاذبية، وفي اتجاهات أكثر غرابة من خلال التعاون مع الفنانين والموسيقيين وسلسلة يوغا الفضاء Space Yoga على قناة غوريللا ساينس Guerilla Science على اليوتيوب YouTube.
أجرت معها المقابلة إيمي باريت Amy Barrett. تصوير: أندرو كوتِريلز ... (قراءة المقال)
اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى