تعتبر الزلازل من أعنف الظواهر الطبيعية وأكثرها غموضاً، وفي الكتابات القديمة للفلاسفة ظهرت بعض المحاولات للوقوف على أسباب هذه الظاهرة الغامضة، وفي عام 132م ابتكر تشانغ هنغ في الصين أول مقياس للزلازل، وظلت المحاولات حتى أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين وظهور مقياس ريختر للزلازل عام 1923م، والآن دعونا نتعرف في السطور القادمة على المقياس على موقعنا معلومة مفيدة.
مقياس ريختر
بدايةً نجيبكم عن استفسار ما هو مقياس ريختر أو (Richter scale) ؟ ؛ ريختر مقياس لوغاريتمي ابتكره العالم الأمريكي تشارلز ف.ريختر بمشاركة زميله العالم وبينو جوتنبرج عام 1935م، ومن خصائص المقياس ما يلي:
- قياس حجم الزلزال باستخدام لوغاريتمات تعتمد على اتساع أكبر موجة زلزالية وتعد هي المعيار.
- تتميز اللوغاريتمات بقدرتها على مضاعفة واختزال الأرقام الكبيرة.
- حساب قوة الزلزال على مقياس ريختر يكون من خلال مخطط الزلزال ( سيزموجرام)، وهو عبارة عن أسطوانة مثبت عليها قلم بشكل رأسي يقوم برسم الاهتزازات حين تصل الموجات الزلازاليه إلى الجهاز.
- يوجد جهاز السيزموجرام في محطات رصد الزلازل.
- حينما تحدث الهزات الأرضية تصل أولى الموجات إلى المخطط وترسم عليه بالقلم المثبت وتسمى موجات(p) أو Primary waves.
- ثم تأتي بعدها القفزة الثانية على المخطط وتسمى موجات (s) أو Secondary waves.
- يتم حساب الفارق الزمني بين الموجتين من خلال طرح التوقيتين.
- تعيين أقصى ارتفاع وصلت إليه موجات(s) بالملليمتر.
- تعيين مركز الزلزال وهو مدى بعد الزلزال عن محطة الرصد.
- يتم ذلك من خلال مخطط زمن الوصول وهو مخطط مرسوم عليه أقصى سرعات للموجات P والموجات S.
- يوجد أيضاً على المخطط خط رأسي يمثل التوقيت وخط أفقي يمثل البعد بالكيلو متر.
- نضع على المخطط ورقة بيضاء فارغة ثم نرسم الفارق الزمني من خلال الرسم البياني على المخطط.
- نحرك الورقة حتى يتطابق الفارق الزمني مع المحور S والمحور P.
- يتم عمل خط رأسي على الخط الأفقي الذي يمثل بعد الزلزال بالكيلو متر.
- أما قياس قوة الزلزال فتحتاج إلى جهاز النوموجرام.
- جهاز النوموجرام هو مخطط مكون من ثلاث محاور:
- المحور اليميني يمثل السعة بالملليمتر.
- المحور اليساري يمثل بعد الزلزال بالكيلومتر.
- المحور الوسطي هو قوة الزلزال من 1- 10.
- يتم وضع نقطة على محور السعه ونقطة على محور المسافة، ثم يتم إيصال النقطتين حتى تتقاطعان مع محور القوة لتحديد قوة الزلزال.
كم يساوي الريختر
يعد مقياس ريختر سبقاً في مجال علم الزلازل، فهو أول مقياس رسمي للزلازل، وعلى الرغم من عدم الاعتراف به في الوقت الحالي لظهور مقاييس أكثر تطوراً إلا أن وكالات الأنباء تشير إلى الاسم إما خطأً أو اعتزازاً بأول مقياس عددي لوغاريتمي مفتوح، أما عن درجاته فهي كالتالي:
- أقل من 2.0 وهو زلزال ضعيف جداً لا يشعر به إلا الحيوانات؛ وهذا حسب ما أشاره مقياس ريختر.
- القيم من 2.0-2.9 لا يشعر به البشر ولكن يتم رصده من قبل المحطات.
- من 3.0-3.9 يشعر به البشر ولكنه لا يسبب أي ضرر.
- ارتفاع الدرجات إلى 4.0- 4.9 يؤدي إلى اهتزاز الأشياء وحدوث صوت للزلزال مع عدم وقوع أضرار.
- القيم من 5.0-5.9 يؤدي إلى تضرر المباني الضعيفة والمتهالكة بخلاف القوية.
- زلزال بقوة 6.0-6.9 يمكن أن يسبب أضرار كبيرة تمتد حتى بعد 600 كيلو متر عن بؤرة الزلزال.
- من 7.0-7.9 يسبب أضرار كبيرة على مسافات طويلة جداً.
- قوة 8.0-8.9 يسبب أضرار تصل لمئات الأميال.
- من 9.0- 9.9 أضرار كبيرة تصل لآلاف الأميال.
- لم يحدث حتى الآن زلزال بقوة 10 ريختر أو أكثر.
- يعتمد الجهاز على اللوغريتمة العشرية لحساب مُطال الأمواج.
- يعد من الدقه بحيث يقرأ الهزات التي لا يشعر بها الإنسان.
عدد الهزات الأرضية سنوياً
لا تتوقف محطات رصد الزلازل عن تسجيل الهزات الأرضية بشكل لحظي ويومي فالشرائح الأرضية في حركة مستمرة، وإليكم مقدار الهزات الأرضية سنوياً بحسب قوتها على مقياس ريختر:
- الزلازل أقل من 2.0 تحدث 8000 مرة بشكل يومي.
- ومن 2.0-2.9 يسجل بمقدار 1000 مرة يومياً على مقياس ريختر.
- ومن 3.0-3.9 يقدر عدد مرات حدوثه سنوياً بحوالي 49,000.
- 4.9-4.0 يقدر بحوالي 6200 مرة سنوياً.
- كذلك من 5.0-5.9 يحدث 800 مرة سنوياً.
- 6.9-6.0 يحدث 120 مرة سنوياً.
- من 7.0-7.9 يحدث بمقدار 18 مرة سنوياً.
- بقوة 8.0-8.9 يحدث مرة واحدة سنوياً.
- من 9.0-9.9 مرة كل 20 سنة.
- من 10 وما فوق لم يحدث حتى الآن.
لوغريتمات مقياس ريختر
تعرف اللوغريتمات الرياضية بأنها عملية العد العكسي للدوال الأسية، وتتميز بقدرتها على اختزال الأرقام الكبيرة ومضاعفة الصغيرة، وهي تستخدم في مقياس ريختر كالتالي:
- ما يتم سماعه عند حدوث الزلزال يشار إليه بقوة الزلزال.
- أما الرقم المسجل على المقياس فيسمى طاقة الزلزال.
- طاقة الزلزال هي الموجات المنبعثة من باطن الأرض إلى سطح الأرض بعد انزلاق القشرة الأرضية بسبب الصدوع الناتجة عن اصطدام الصفائح الصخرية.
- هذه الأرقام تتضاعف بشكل كبير بفضل عمل النظام اللوغاريتمي للمقياس بشكل يصعب تصوره.
- يعد الفرق بين الدرجة والتي تليها 33 ضعف.
- أي أن الفرق بين زلزال بقوة 5 ريختر وزلزال بقوة 7 ريختر 1089 نقطة.
- وبذلك فإن الفارق ما بين زلزال بقوة 5 ريختر على سبيل المثال وزلزال بقوة 8 ريختر يعد كبيراً جداً بفرق 35,937نقطة حاصل مضاعفة العدد 33 ثلاث مرات.
مقاييس رصد الزلازل عبر التاريخ
مقياس الزلازل أو السيسموجراف هو جهاز مستوحى من الرقاص البسيط الذي يشبه بنادول الساعة، أما علم الزلازل يسمى”سيسمولوجي”، ويستعمل السيسموجراف في قياس الزلازل وتزود به مقاييس الزلازل مثل مقياس ريختر ومقاييس أخرى نذكر منها ما يلي:
- أول محطة رصد كانت على يد العالم الصيني تشانج هينج عام 132م واعتمد على حركة سقوط الكرة في فم ضفدع مثبت لتحديد اتجاه الزلزال وحركته.
- وفي الفتره ما بين 1855- 1913م طور جوف ميلي أحد علماء الجيولوجيا جهاز لرصد الزلازل كأول محاولة أوروبية، وكان هدف الجهاز التفرقة ما بين الموجات الأولية والموجات الثانوية.
- تطور الأمر بعد ذلك إلى جهاز السيمسوغرام حيث تقوم مهمته على رصد مقدار الطاقة وبعد بؤرة الزلزال وقوته.
- عام 1900م طور العالم فيشرت الراسم الأفقي لحركة الزلزال.
- قام أيضاً العالم مينكا بتطوير جهاز مماثل يعتمد على السوائل اللزجة.
- في عام 1910م قام كذلك العالم الروسي غاليتسين بتطوير جهاز يعتمد على الإشارات الكهربية لرصد الزلازل.
- عام 1922م صمم اندرسن جهاز يعتمد على الفتل الأفقي.
- وفي عام 1923م توصل تشارلز ريختر إلى المقياس الحسابي.
ما الفرق بين الهزة الأرضية والزلزال
الهزة الأرضية هي نفسها الزلزال وتنتج عن خروج الطاقة الكامنة في باطن الأرض إلى سطح الأرض من خلال الصدوع التي تسببها حركة الصفائح الصخرية مما يسبب انزلاق الأرض وتختلف شدتها على حسب الطاقة المنبعثة من الأرض والمسجلة على مقياس ريختر، وفيما يلي نوضح نطاقات الزلازل:
- في المناطق التي حدثت بها تشققات في القشرة الأرضية.
- الصفائح تكون في العادة متلاصقة وهي من مكونات القشرة الأرضية، ولكنها تتحرك أحياناً بسبب الصخور الملتهبة فتحدث الزلازل.
- امتداد التشققات هي المناطق التي تحدث فيها الزلازل.
- بعض الزلازل تحدث تحت الماء حين تتباعد الصفائح وتندفع الصخور المنصهرة إلى الأعلى.
- تم رصد حركات غريبة للحيوانات من قبل علماء الصين قبيل حدوث الزلازل فمثلاً تبقى الدواجن خائفة وتصهل الخيول.
أقوى الزلازل التي تم رصدها
على الرغم من أن زلزال تركيا وسوريا يعد الأقوى في الفترة الأخيرة إلا أن محطات رصد الزلازل سجلت العديد من الزلازل ذات درجات عالية على مقياس ريختر وسببت دماراً هائلاً، نذكر منها ما يلي:
- زلزال تشيلي عام 1960م وبلغت قوته 9.5 ريختر.
- زلزال ألاسكا عام 1964م وسجل 9.2 درجة على مقياس ريختر.
- وأيضاً زلزال سومطرة الواقعة في المحيط الهندي وقع عام 2004 م وبلغت قوته 9.1 ريختر.
- وقع كذلك زلزال كامشاتكا الواقعة في روسيا عام 1952م وبلغت قوته 9 ريختر.
- زلزال مدينة توهكو اليابانية عام 2011م وبلغت قوته 9 ريختر.
- زلزال أسام في التبت عام 1950م 8.7 ريختر.
- زلزال جزر الفئران الواقعة في الولايات المتحدة عام 1965 وبلغت قوته 8.7 ريختر.
- زلزال شبه جزيرة زامبوانجا عام 1955م وبلغت قوته 7.4 ريختر.
- زلزال وايمونغ في الولايات المتحدة عام 1959م وسجل 7.3 ريختر.
- زلزال محافظة قازوين في إيران عام 1962م وبلغت قوته 7.0 ريختر.
بإمكان العلم حتى الآن رصد الزلازل من خلال محطات مخصصة وأجهزة متطورة للرصد أشهرها مقياس ريختر ولكن أقصى ما يطمح إليه العلم هو التنبؤ بها؛ الأمر الذي لا يزال صعباً حتى الآن، ولأن طموح العلم لا يتوقف فقد يبحث عن سبيل لتلافي حدوثها تماماً، فمن يعرف ماذا سيحدث في المستقبل القريب أو البعيد، وإلى لقاء مع مقال جديد على موقعنا معلومة مفيدة.
