نبذة تعريفية عن “الشدة الزلزالية” والعناصر المؤثرة عليها

525 3 دقائق

2001 الزلازل

فريال ابو ربيع و الشيخة أمثال الصباح

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الشدة الزلزالية العناصر المؤثرة بالشدة الزلزالية علوم الأرض والجيولوجيا

الشدة الزلزالية هي مقايس للتأثيرت المختلفة للموجات الزلزالية في المناطق المحيطة بمركز الزلزال.

وتشمل تأثيرات على الإنسان وعلى المنشآت وعلى سطح الأرض، ومن هنا يتضح أنها مقياس وصفي يعتمد على زيارة المواقع المختلفة وتدوين الملاحظات على هذه التأثيرات، ثم تقييم هذا الوصف طبقاً للمقاييس المعروفة.

وتعبر الشدة الزلزالية بشكل مباشرة عن قيمة التسارع الزلزالي (Earthquake Acceleration) وتختلف الشدة الزلزالية في الأماكن المختلفة حول مركز الزلزال تبعاً للعناصر التالية:

1- قوة الزلزال (Earthquake Magnitude):-

تزداد قيمة الشدة الزلزالية المختلفة حول مركز الزلزال (Earthquake Epicenter) كلما زادت قوة الزلزال، وهي التي تعتمد على أبعاد الجزء المتصدع من باطن الأرض عند البؤرة (Earthquake Hypocenter).

2- عمق البؤرة (Focal Depth):-

لو أننا سلطنا كشاف إضاءة على حائط في غرفة مظلمة فإننا نلاحظ أن مساحة الجزء المضاء من الحائط وكذلك شدة الاستضاءة فيه يعتمدان على المسافة بين الكشاف والحائط.

فإن اقترب الكشاف من الحائط قلت المساحة المضاءة منه وزادت شدة الاستضاءة فيها، وكلما زادت المسافة بين الحائط والمصدر الضوئي زادت المساحة المضاءة من الحائط وقلت شدة الاستضاءة فيها .

نفس هذا المفهوم يمثل العلاقة بين عمق بؤرة الزلزال (التي تناظر المسافة بين الكشاف والحائط) والمساحة المتأثرة بالموجات الزلزالية على سطح الأرض (التي تناظر مساحة الجزء المضاء من الحائط) وكذلك قيمة الشدة الزلزالية (التي تناظر شدة الاستضاءة).

فتزداد مساحة المناطق المتأثرة بالموجات الزلزالية وتقل قيمة الشدة الزلزالية فيها كلما زاد عمق بؤرة الزلزال والعكس صحيح.

ومن المعروف أن الزلازل الضحلة من أكثر الزلازل خطورة عندما تحدث في مناطق ذات كثافة سكانية مرتفعة، وما زال زلزال أرمينيا في ديسمبر 1988 وعمق بؤرته ستة كيلومترات ماثلا في أذهان كثير من المتخصصين.

3-المسافة ونوع صخور المسار بين بؤرة الزلزال والموقع الذي يتم تقدير الشدة الزلزالية فيه:-

تقل الشدة الزلزالية كلما ابتعدنا عن مركز الزلزال ويلعب نوع صخور مسار الموجات الزلزالية بين البؤرة والموقع دوراً كبيراً ومهماً في تغيرات الشدة الزلزالية حيث يختلف اضمحلال أو توهين الموجات الزلزالية (Attenuation of Seismic Waves) باختلاف الصخور التي تمر خلالها وتنوعها.

4- نوع التربة في الموقع:-

تلعب التربة دوراً كبيراً بل خطيراً في تغير قيمة الشدة الزلزالية حيث إن التربة الرخوة غير المتماسكة (مثل الطمي والطفلة) تضخم طاقة الموجات الزلزالية، وبالتالي تزداد قيمة الشدة عند سطح هذه التربة ولا يحدث هذا التضخم في حالة الصخور الصلبة.

وقد تختلف قيمة الشدة الزلزالية عند موقعين على مسافة متساوية من مركز زلزال ما، وذلك تبعاً لاختلاف نوع التربة عند هذين الموقعين .

وقد لعب تأثير التربة ودورها في تضخيم الموجات الزلزالية دوراً كبيراً في الدمار الهائل الذي لحق بمدينة أغادير المغربية في فبراير من عام 1960 والذي لا يتناسب مع القوة المتوسطة للزلزال والتي بلغت 5,8 درجة.

وحديثاً تأثرت مدينة ميكسيكو بالمكسيك بدمار كبير في سبتمبر من عام 1985 رغم أن مركز الزلزال يبعد عنها بمسافة 370 كيلومتراً تقريباً، إلا أن التربة غير المتماسكة كان لها دور كبير في إحداث هذا الدمار.

5- ميكانيكية التصدع الذي ينتج عنه حدوث الزلزال (Faulting Mechanism):-

تتغير سعة الموجات الزلزالية وبالتالي تتغير طاقتها في المواقع المختلفة (وإن تساوت في بعدها عن مركز الزلزال وتماثلت خواص التربة فيها) حول سطح الصدع.

فإذا درسنا سعة الموجات الزلزالية الطولية (Longitudinal Waves) على سطح الأرض حول مركز زلزال ما، فإننا نجدها في أقصى قيم لها على الاتجاه الذي يميل بزاوية مقدارها 45 درجة على اتجاه سطح الصدع وكذلك في الاتجاه العمودي عليه.

وتقل تدريجياً بعيداً عن هذين الاتجاهين حتى تكون في أقل قيمها في اتجاه سطح الصدع نفسه والاتجاه العمودي عليه، كما هو موضح في الشكل (1-12 أ).

ويختلف الحال بالنسبة للموجات الزلزالية المستعرضة (موجات القص Transversal Waves or Shear Waves والتي لها دور كبير في إحداث الآثار التدميريه على المنشآت) فإن سعتها (طاقتها) تصل إلى أقصى قيمتها على سطح الأرض حول مركز الزلزال في اتجاه سطح الصدع نفسه والاتجاه العمودي عليه .

وتقل تدريجياً بعيداً عن هذين التجاهين حتى تكون في أدنى قيمها في الاتجاه الذى يميل بزاوية مقدارها 45 درجة على اتجاه سطح الصدع والاتجاه العمودي عليه كما هو موضح في شكل (1-21ب) .

وتجدر الإشارة هنا إلى أن العناصر السابق عرضها تتضافر مجتمعة لتحديد قيمة الشدة الزلزالية على سطح الأرض في المواقع المختلفة حول مركز الزلزال.