مبدأ عمل مقياس الزلازل

الزلازل

تُعرّف الزلازل أو الهزّات الأرضيّة بأنها حركة الصفائح الأرضيّة على شكل اهتزازات متتالية لفترة زمنية قصيرة، وهي ظاهرة طبيعية تحدث في صخور القشرة الأرضيّة وقد تحدث تحت مياه المحيط وتُسبب أمواج عالية تُغطي الأرض تُسمى التسونامي، وبسبب تراكم الضغط على الصخور الداخلية يؤدي إلى تكسّر الصخور وتحركها من مكانها أو انزلاقها، وتتمركز قوة الزلزال في مكان معين يُسمى البؤرة وتنتقل إلى ما حولها على شكل موجات زلزالية وتحدث على حدود الصفائح الأرضيّة وتُحدث خرابًا مدمرًا وخسائر في الأرواح والمنشآت، ويمكن قياس قوة الزلازل بواسطة مقاييس عدة وسيتم التعرف في هذا المقال على مبدأ عمل مقياس الزلازل.^[١]

أسباب حدوث الزلازل وأنواعها

قام علماء الجيولوجيا بدراسة الزلازل والتّعرف على أسباب حدوث مثل هذه الكوارث الطبيعية، وتحدث الزلازل نتيجة كسور أو انزلاق في الصفائح الأرضيّة وتُسمى بالزلازل التكتونية، أو قد يحدث الزلزال بعد حدوث البركان وانفجاره وخروج الحمم البركانية منه، وعند وجود طاقة حرارية محتبسة بين الصخور في باطن الأرض فتؤثر الشمس والقمر بقوة جذب على هذه الطاقة لتحريرها من الصخور فتحدث الزلازل، وقبل البدء بشرح مبدأ عمل مقياس الزلازل يجب معرفة تصنيف الزلازل حسب عمق بؤرة الزلزال وأنواعها فهي كما يأتي:^[١]

• زلازل ضحلة يصل فيها عمق الزلزال إلى أقل من 70 كم.
• زلازل متوسطة ويتراوح عمق الزلزال فيها من 70 إلى 300 كم.
• زلال عميقة وتكون فيها بؤرة الزلزال على عمق من 300 إلى 700 كم.

أنواع مقاييس الزلازل

قبل البدء بالتعرف على مبدأ عمل مقياس الزلازل لا بد من التعرف على أنواع مقاييس الزلازل، وهناك ثلاثة أنواع أساسية لمقاييس الزلازل هي مقياس ريختر ومقياس ميركالي ومقياس حجم اللحظة، وتُعطي هذه المقاييس معلومات مهمة لفهم وتحليل طريقة عمل الزلازل، وفي ما يأتي ذكر لبعض من خصائصها:^[٢]

• مقياس ريختر: اخترعه العالم تشارلز ريختر في عام 1935م وله درجات مقسمة من واحد إلى عشرة على مبدأ اللوغاريتمات أي لا يوجد مدى لحدود قياس الزلزال فيه وهو من أشهر مقاييس الزلازل استخدامًا وانتشارًا.
• مقياس ميركالي: اخترعه العالم جوزيبي ميركالي عام 1902م مصنوع من الزئبق ومقسم إلى درجات من واحد إلى اثني عشر، وهو يقيس شدة الزلزال من خلال التأثيرات التي حدثت على سطح الأرض، ويعتمد على الشهود للتبليغ عن حدوث زلازل.
• مقياس حجم اللحظة: أُخترع عام 1979م ويقيس مقدار الطاقة الصادرة عن الزلزال لحظة حدوثه، ويمكن حسابها عن طريق إيجاد حاصل ضرب صلابة الأرض مع متوسط ​​مقدار الانزلاق على الصخور مع حجم المنطقة التي حدث بها الزلزال، وهو أكثر دقةً في قياس قوة الزلازل الكبيرة من مقياس ريختر.

مبدأ عمل مقياس الزلازل

يقوم مبدأ عمل مقياس الزلازل أو أجهزة رصد الزلازل على الكشف المبكر والتنبؤ بحدوث الزلازل، وقياس قوة الزلازل ودراسة التأثيرات التي تلحقها الزلازل بحركة الصفائح الأرضيّة، ويقوم علماء الجيولوجيا والمختصون بدراسة الزلازل بتثبيت أجهزة قياس الزلازل بشكل آمن وصحيح على سطح الأرض وعندما تبدأ الأرض بالاهتزاز تتحرك علبة جهاز رصد الزلازل، ويكون داخلها كتلة معلّقة ثابتة داخل جهاز قياس الزلازل تُسمى مقياس الزلازل، وخلال حدوث الزلزال تتحرك العلبة بينما تبقى الكتلة ثابتة في مكانها، وقد كانت الكتلة المعلّقة قديمًا هي البندول ولكن الآن معظم أجهزة قياس الزلازل الحديثة تعمل بشكل كهرومغناطيسي، ويكون مبدأ عمل مقياس الزلازل كما يأتي:^[٣]

• يوجد هناك مغناطيس دائم كبير الحجم وما حوله عبارة عن العديد من الملفات المصنوعة من الأسلاك الدقيقة.
• يقوم المغناطيس المعلّق بالتحرك نتيجةً للاهتزازات الأرضيّة الموجود فيها، فتتولّد إشارات كهربائية صغيرة في السلك الذي يكون حول المغناطيس.
• يتم إرسال هذه الإشارات الكهربائية إلى جهاز كمبيوتر متصل بها أو تسجيلها على الورق لاستخدامها فيما بعد في قراءة قوة الزلزال ودراسته بالتفصيل وجمع المعلومات عنه.
• تستطيع أجهزة رصد الزلازل الإحساس بالزلازل الصغيرة جدًا والتي لا يشعر بها الناس والتي يكون قياسها على مقياس ريختر واحد، فخلال حدوث الزلزال تبدأ الموجات الزلزالية بالانتشار من مركز الزلزال على شكل موجات لذلك يعتمد الإحساس بالزلزال على البُعد عن مركز الزلزال.
• وتعتمد قوة الزلازل على السرعة التي تنتقل بها الإهتزازات الزلزالية وعلى نوع الصخور التي تمر بها هذه الاهتزازات.
• يمكن لأجهزة قياس الزلازل أن تحدد مركز الزلزال بسرعة وذلك عن طريق قياس الاختلافات في الوقت الذي تحتاجه الموجات الزلزالية المختلفة للوصول إلى كاشف الزلازل.
• لأن أجهزة قياس الزلازل تقيس حركة الزلزال باتجاه واحد فقط ، فهناك العديد من محطات رصد الزلازل المنتشرة في جميع الاتجاهات للكشف عن أي حركة زلزالية قادمة من أي وجهة.
• يستخدم المختصون بالزلازل هذه المعلومات في حساب المسافة والاتجاه والحجم ونوع الزلزال الذي حدث في منطقة معينة.

الآثار المترتبة على حدوث الزلازل

بعد التّعرف على مبدأ عمل مقياس الزلازل سيتم التّعرف على الآثار التي تتركها الزلازل عدا عن الدمار في المباني وتشقق القشرة الأرضيّة، فحدوث الزلازل يسبب تغييرًا في القشرة الأرضية وزيادة في تسارع كوكب الأرض، وعند اصطدام الصفائح الأرضيّة مع بعضها فإن أطراف هذه الصفائح ستلتصق ببعضها مما سيجعل الأطراف الملتصقة ثابتة في مكانها بينما تستمر بقية الصفيحة الأرضيّة بالحركة، كمل يمكن أن تحدث انهيارات أرضيّة تؤدي إلى إعادة تشكيل السواحل كما في ولاية كاليفورنيا، كما يتوقع علماء الجيولوجيا والمختصون بالزلازل بأن بعد حوالي 15 مليون سنة ستصبح لوس أنجلوس بجانب سان فرانسيسكو، ويمكن للزلازل أن تُحدث حركة في الصفائح الأرضية وتكوين الجبال مثل جبال الأنديز في قارة أمريكا الجنوبية.^[٤]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Earthquake", www.wikiwand.com, Retrieved 28-07-2019. Edited.
2. ↑ "scales used to measure earthquakes", www.sciencing.com, Retrieved 28-07-2019. Edited.
3. ↑ "seismographs-work", www.livescience.com, Retrieved 28-07-2019. Edited.
4. ↑ "after-earthquake", www.sciencing.com, Retrieved 28-07-2019. Edited.