أنواع الموجات الزلزالية التي تسبب معظم الدمار

الموجات الزلزالية التي تسبّب معظم الدمار

تعدّ الموجات السطحية أكثر أنواع الموجات الزلزالية تدميرًا، وتنشأ عادة عندما يكون مصدر الزلزال قريبًا من سطح الأرض، ثمّ تنتقل من بؤرة الزلزال إلى الخارج، ولكن ببطء مقارنة بباقي أنواع الموجات، فهي تنتشر بسرعة 2.5 كم/ثانية، إلّا أنّها يمكن أن تكون أكبر من حيث السعة.

وتتسبّب الموجات السطحية في تأرجح الأجسام على سطح الأرض، وارتفاعها، وسقوطها، مما يؤدي إلى تلف المنشآت والمباني، وهناك نوعان أساسيان منها، هما: موجات لوف (Love waves)، وموجات رايلي (Rayleigh waves).

الموجات الأوليّة

الموجات الأوليّة (بالإنجليزيّة: P Waves) موجات زلزاليّة تنطلق بسرعة الصوت على شكل موجات صوتيّة عبر الهواء، وبسبب سرعتها الكبيرة تكون أوّل الموجات التي ترصدها أجهزة قياس الزلازل قبيل وقوع الزلزال.

وتتميّز هذه الموجات بقدرتها على الانتقال عبر الأوساط الغازيّة، والمائيّة، والصلبة، مقارنةً بغيرها من الموجات التي تنتقل فقط عبر المواد الصلبة كالصخور.

كما يطلق عليها اسم موجات الضغط، إذ تنتشر عبر مادة ما عن طريق ضغط المادّة وتوسيعها بالتناوب، فيحدث تذبذب بجزيئات المادة، وتكون حركة هذه الجزيئات موازية للاتجاه الذي تنتشر فيه الموجات الأوليّة.

الموجات الثانوية

الموجات الثانويّة ((بالإنجليزيّة: S Waves) موجات زلزاليّة عرضيّة، سرعة انتشارها أقلّ من سرعة انتشار الموجات الأوليّة، بينما اتساعها أكبر منها، ما ينتج عنها دمار كبير، ولكنّ هذا النوع من الموجات لا ينتقل عبر الهواء أو الماء.

ويطلق على الموجات الثانويّة اسم موجات الاهتزاز، وتحدث عندما تكون حركة جسيمات المادّة التي تنتقل عبرها عمودية على اتجاه انتشار الموجة.

الموجات السطحية

الموجات السطحيّة (بالإنجليزيّة: Surface waves) هي الموجات الزلزاليّة التي تحدث عندما يكون مصدر الزلزال قريب من سطح الأرض، إذ تنتقل تحت سطح الأرض مباشرةً، وهي ذات سرعة أقل من سرعة الموجات الأوليّة، إلّا أنّها ذات سعة أكبر من سعة الموجات الزلزاليّة الأخرى، ويمكن اعتبارها أكثر أنواع الموجات الزلزاليّة دمارًا.

وتنقسم الموجات السطحيّة إلى نوعين أساسيين هما:

موجات لوف

تُنسب تسمية موجات لوف إلى عالم الرياضيات البريطاني أغوستوس لوف (A.E.H. Love) الذي وضع النموذج الرياضي لهذا النوع من الموجات في عام 1911م، وتتميّز موجات لوف بأنّها أسرع أنواع الموجات السطحية، وهي موجات عرضية تتحرّك من جانب إلى آخر على سطح القشرة الأرضية ، وتُنتج حركة أفقية، أي أنّها تتسبّب باهتزاز الأرض في الاتّجاه العمودي على اتّجاه انتشارها.

وتتشكّل موجات لوف نتيجة تفاعل موجات (S) مع سطح الأرض، وتختلف سعتها وفقاً لموقعها، فهي تمتلك أكبر سعة على السطح، في حين تقلّ سعتها مع ازدياد العمق، وتعدّ موجات لوف موجات تشتّتية، أي أنّ سرعتها وعمق انتشارها يعتمدان على التردّد، إذ تنتشر الموجات بسرعة أعلى وعمق أكبر في التردّدات المنخفضة.

موجات رايلي

سُمّيت موجات رايلي بهذا الاسم نسبة للعالم جون رايلي (John Rayleigh) الذي تنبّأ رياضيًا بوجود هذا النوع من الموجات عام 1885م، وتعدّ معظم اهتزازات الزلازل التي يتمّ الشعور بها من نوع موجات رايلي، والتي يمكن أن تكون أكبر بكثير من الموجات الأخرى.

وتتخذ موجات رايلي عند انتشارها على الأرض شكل الموجة المائية التي تتحرّك عبر بحيرة أو محيط، ولذلك فهي تحرّك سطح الأرض صعودًا وهبوطًا كما تتحرّك أمواج البحر، ومن جانب إلى آخر في نفس الاتّجاه الذي تنتشر فيه الموجة، أي أنّ الحركة تكون في اتّجاه انتشار الموجات وعمودية في المستوى الرأسي، إذ تكون الحركة بشكل إهليلجي وتدريجي.

وتعدّ موجات رايلي موجات تشتّتية، إذ تنخفض سعتها مع ازدياد عمق انتشارها في الأرض، ويزداد عمقها مع انخفاض التردّد.

أسرع الموجات الزلزالية

تعتبر الموجات الأوليّة أسرع الموجات الزلزاليّة، إذ تصل سرعتها عندما تنتقل خلال سطح الأرض بين 5 -8 كم/ ث، بينما تكون سرعتها داخل باطن الأرض قرابة 13 كم/ث، إذ يكون عندها الوسط أكثر كثافة، وأعلى ضغط.

أمّا ثاني أسرع الموجات الزلزاليّة فهي الموجات الثانويّة، وسمّيت بالثانويّة لأنّ أجهزة رصد الزلازل تسجلها بعد الموجات الأولية، وتتراوح سرعتها بين 3-4.8 كم/ ث، وبذلك تعادل سرعتها 60% فقط من سرعة الموجات الأوليّة.

الأنواع الرئيسة للموجات الزلزالية

تعرّف الموجات الزلزالية (بالإنجليزية: Seismic waves) بأنّها موجات من الطاقة تنتقل عبر الأرض نتيجة الانكسار المفاجئ للصخور داخل الأرض، وتُسجّل على أجهزة قياس الزلازل (بالإنجليزية: Seismographs).

وللموجات الزلزالية نوعان رئيسيان، لكلّ منهما طريقة مختلفة في الحركة، ندرجهما فيما يأتي:

• موجات الجسم: (بالإنجليزية: Body Waves)، تنتقل عبر الطبقات الداخلية للأرض، وهي موجات ذات تردّد أعلى مقارنة بالموجات السطحية، ويجدر بالذكر أنّ موجات الجسم المنبعثة من الزلزال تصل قبل الموجات السطحية.
• الموجات السطحية: (بالإنجليزية: Surface Waves)، تتحرّك فقط بالقرب من سطح الأرض عبر القشرة الأرضية، مثل موجات الماء، وهي موجات ذات تردّد أقلّ مقارنة بموجات الجسم، ويمكن تمييزها بسهولة على مخطّطات الزلازل.