تحضير درس عن العمليات المؤثرة على سطح الأرض: الزلازل، التسونامي، البراكين، إلخ.
ما هي الزلازل؟
تتشكل معالم سطح الأرض من خلال مجموعة من العمليات. بعضها يحدث داخل الأرض ويُسمى عمليات داخلية، بما في ذلك الزلازل والبراكين. وبعضها الآخر يحدث على السطح ويُسمى عمليات خارجية، بما في ذلك التجوية والتعرية والترسيب.
ربما سمعت عن النشاط الزلزالي الذي يحدث في حرة الشاقة غرب المدينة المنورة. تشهد هذه المنطقة نشاطًا زلزاليًا وبعض النشاط البركاني الطفيف.
إذن، ما هي الزلازل؟ ما هي البراكين؟ الزلزال هو اهتزاز قشرة الأرض. عند حدوث الزلازل، تهتز الأرض، وتتساقط الأجسام من على الرفوف، وتتشقق الطرق، وقد تنهار المباني والجسور والأعمدة، وقد تنكسر أنابيب المياه. يشير القرآن الكريم إلى حركات الأرض واهتزازاتها في مواضع عدة، منها قوله تعالى: {إِذَا زَلْزَلَتْ الأَرْضُ زَلْزَلَتْ وَأَخْرَجَتْ الأَرْضُ أَثْقَالَهَا} (الزلزلة)، وقوله تعالى: {وَالْأَرْضُ فَشَقًّا} (الطارق: ١٢).
تحدث الزلازل بقدرة الله تعالى في مناطق الصدوع. تتحرك صفائح الأرض بثبات وبطء. فعندما تتوقف صفيحتان متجاورتان عن الحركة نتيجة تلامسهما في منطقة محددة، ينتج عن ذلك طاقة مخزنة تتزايد باستمرار حتى تصل إلى نقطة معينة تتجاوز فيها الطاقة قدرة الصخور على تحملها. تتكسر الصخور في منطقة التلامس، وتتحرر الصفائح للتحرك بسرعة وفجأة، وتنطلق الطاقة المخزنة على شكل موجات عنيفة تسبب اهتزاز قشرة الأرض.
يُسمى هذا الاهتزاز زلزالًا. وتُسمى الموجات التي تسببه الموجات الزلزالية. يمكن أن تحدث الزلازل على أعماق تصل إلى 644 كيلومترًا، ولكن معظمها يحدث على أعماق تقل عن 80 كيلومترًا.
يُسمى موقع الزلزال تحت السطحي بمركز الزلزال. تنتشر الموجات الزلزالية من مركز الزلزال في جميع الاتجاهات. عندما تصل إلى سطح الأرض، تنتشر من نقطة تقع فوق مركز الزلزال مباشرة. تُسمى هذه النقطة بمركز الزلزال.
في محطة الرصد، تُسجل الموجات الزلزالية التي تنتشر من مركز الزلزال باستخدام جهاز يُسمى مقياس الزلازل.
توجد العديد من محطات الرصد الزلزالي في المملكة، بما في ذلك مراصد المركز الوطني للزلازل والبراكين التابع لهيئة المساحة الجيولوجية السعودية، ومدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية، وبعض الجامعات.
قد تتأثر قدرة الصخور على تحمل الضغوط. تنكسر الصخور في منطقة الاندساس، وتتحرك الصفائح بسرعة وفجأة. تنطلق الطاقة المخزنة على شكل موجات عنيفة تُسبب اهتزاز قشرة الأرض.
يُسمى هذا الاهتزاز زلزالًا. وتُسمى الموجات المُسببة له موجات زلزالية. يمكن أن تحدث الزلازل على أعماق تصل إلى 644 كيلومترًا، ولكن معظمها يحدث على أعماق أقل من 80 كيلومترًا.
يُسمى موقع الزلزال تحت سطح الأرض بمركز الزلزال. تشع الموجات الزلزالية من مركز الزلزال في جميع الاتجاهات. عندما تصل إلى سطح الأرض، تشع من نقطة فوق مركز الزلزال مباشرة؛ تُسمى هذه النقطة بمركز الزلزال.
في محطة رصد، تُسجل الموجات الزلزالية الصادرة من مركز الزلزال باستخدام جهاز يُسمى ضوء ستروب.
توجد في المملكة العديد من محطات الرصد الزلزالي، منها مراصد المركز الوطني للزلازل والبراكين، التابع لهيئة المساحة الجيولوجية السعودية، ومدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية، وبعض الجامعات.
تحديد مركز الزلزال
يُحدد مركز الزلزال من خلال رصد وقت وصول الموجات الزلزالية إلى ثلاث محطات رصد، مما يسمح بحساب المسافة التي تفصل مركز الزلزال عن كل محطة.
تُرسم دائرة على الخريطة عند كل موقع من مواقع المحطات الثلاث، بحيث يكون مركزها موقع المحطة ونصف قطرها مساويًا للمسافة التي قطعتها الموجات الزلزالية. نقطة تقاطع هذه الدوائر الثلاث هي مركز الزلزال.
اختبر نفسك
استنتج عدد محطات الرصد اللازمة بعد مركز الزلزال؟ ثلاث محطات.
التفكير النقدي: لماذا تحدث معظم الزلازل على عمق أقل من 100 كيلومتر؟
لأن عمق الغلاف الصخري أقل من 100 كيلومتر.
كيف نقيس قوة الزلزال؟
تختلف الزلازل في قوتها وآثارها المدمرة. تُقاس قوة الزلزال بكمية الطاقة المنبعثة أثناء وقوعه، ويُستخدم مقياس ريختر لقياس ذلك. تشير الزيادة بمقدار نقطة واحدة في قوة الزلزال إلى 30 ضعفًا من الطاقة المنبعثة. يُطلق زلزال بقوة 7 درجات على مقياس ريختر طاقةً أكبر بثلاثين مرة من زلزال بقوة 6 درجات، و900 (3030) مرة من زلزال بقوة 5 درجات على نفس المقياس.
تسونامي
عندما تحدث الزلازل في قاع المحيط، تتحرك الأمواج في جميع الاتجاهات بسرعات عالية جدًا، تتراوح بين 500 و1000 كيلومتر في الساعة، حاملةً طاقة هائلة. ومع اقترابها من الساحل والمناطق القريبة من الشاطئ حيث توجد مياه ضحلة، يصبح حجم المياه التي تحركها الطاقة الزلزالية أقل بكثير مما هو عليه في أعماق المحيط. يزداد ارتفاع الأمواج فجأةً، وتتحول إلى أمواج عملاقة تصطدم بالشاطئ وتُسبب الدمار. تُسمى هذه الأمواج تسونامي.
السلامة من مخاطر الزلازل
لا يستطيع البشر منع الزلازل، ولكن يُمكن اتخاذ الاحتياطات اللازمة للحد من مخاطرها. ويمكن تحقيق ذلك من خلال وضع مواصفات محددة للمباني، وتوزيع الكتيبات التثقيفية، وتدريب المواطنين على الإجراءات الواجب اتباعها أثناء الزلزال.
اختبر نفسك
استنتاج: كم ضعف الطاقة المنبعثة من زلزال، وفقًا لمقياس ريختر، تفوق طاقة 13 زلزالًا آخر بقوة 3 درجات؟
الطاقة الزائدة = 30 × 30 = 900. يُطلق زلزال بقوة 5 درجات طاقة تعادل 900 ضعف طاقة زلزال بقوة 5 درجات.
التفكير النقدي: ما الذي يُسبب تسونامي عندما يصل إلى الشاطئ؟
عندما تقترب موجة من الشاطئ، حيث توجد مياه ضحلة، يكون حجم الماء المتحرك بفعل قوة الزلزال أصغر بكثير من حجم قاع المحيط، مما يؤدي إلى زيادة ارتفاع الأمواج فجأة.