بحث عن الزلازل والبراكين

مفهوم الزلازل

تُعرّف الزلازل بأنّها اهتزاز مفاجئ لسطح الأرض يحدث نتيجة عبور موجات زلزالية خلال طبقات الصخور في باطن الأرض بسبب تحرّر أحد أنواع الطاقة المُختزنة في القشرة الأرضية، وتؤدّي هذه الاهتزازات إلى تصادمات بين الكتل الصخرية وبالتالي انزلاقها، وعادةً ما تحدث الزلازل في المناطق التي يتواجد في قشرتها الأرضية صدوع جيولوجية تتحرّك فيها الصخور بطريقة كفيلة بتحريك مجموعات صخرية أخرى، وتتواجد مناطق الصدوع الجيولوجية على الحدود الفاصلة بين الصفائح التكتونية التي تُكوّن القشرة الأرضية.

كيفية حدوث الزلازل

تُشكّل القشرة الأرضية مع الطبقة العُليا من الوشاح ما يُسمّى بالصفائح التكتونية، وهي مجموعة من الصفائح المترابطة ببعضها البعض وتُحيط بالكرة الأرضية، إذ تتحرّك الصفائح بشكل منفصل حركةً بطيئةً فتتشابك أطرافها ببعضها البعض ممّا يؤدّي إلى تخزين طاقة تُسبّب حركةً عند الحدود، ومع استمرار حركة الصفائح بينما حدودها متشابكة ببعضها البعض ينفصل الطرف عن باقي الصفيحة ممّا يؤدّي إلى حدوث زلازل عندما تصبح كمية الطاقة التي تُحرّك الصفائح أكبر من قوة الاحتكاك بين حدودها.

مخاطر الزلازل

تُسبّب الزلازل العديد من المخاطر والكوارث البشرية التي تُصنّف إلى مخاطر أولية أو مُباشرة للزلزال، ومخاطر ثانوية غير مباشرة، ومن الأمثلة على مخاطر الزلازل ما يأتي:

اهتزاز الأرض

ينجم اهتزاز الأرض عن مرور الموجات الزلزالية السطحية بالتحديد، ويُعتبر المُسبّب الرئيسي للضرر الأكبر للزلازل، وتعتمد شدّة الاهتزاز على عدّة عوامل، مثل: البعد عن مركز الزلزال، وقوة الزلزال، والظروف الجيولوجية في المنطقة حيث تقل شدّة الاهتزاز كلّما كانت الصخور أكثر صلابة، كذلك يعتمد مقدار الضرر على نوع الإنشاءات والهيكل البنائي في المنطقة، ففي حال كان نوع الإنشاءات خرسانيّاً زاد الضرر اللاحق بالمباني، عكس الإنشاءات الخشبية التي تمتاز بالمرونة وتحمّلها للاهتزازت القوية.

التصدّعات والتشقّقات الأرضية

تحدث الشقوق في الأرض على طول منطقة الصدع التي تتحرّك أثناء الزلزال، ممّا يؤدّي إلى انهيار المباني المتواجدة فوق الصدع مباشرة، أمّا المباني التي تكون قريبة منه أو على جانبيه فقد لا تتضرّر.

الهزات الارتدادية

هي مجموعة من الاهتزازات المتتالية التي تتبع الهزّة الرئيسية، والتي تحدث بسبب اختلاف الضغط في القشرة الأرضية الذي تُسبّبه الهزة الرئيسية.

اشتعال النيران

تُعدّ النيران من التأثيرات الثانوية للزلازل، إذ إنّها تحدث بسبب انهيار شبكة الكهرباء أو خطوط نقل المحروقات، ويزداد تأثيرها في حال انهيار شبكة نقل المياه وبالتالي عدم القدرة على إخماد الحرائق الناتجة، ففي هذه الحالة قد تكون النيران هي المسؤولة عن نسبة الضرر الأكبر للزلزال كما حدث عام 1906م في زلزال سان فرانسيسكو.

الانهيارات الأرضية

عادةً ما تحدث هذه المُشكلة في المناطق الجبلية، حيث تحدث انهيارات صخرية من المناطق المُرتفعة نحو المناطق المُنخفظة بسبب الاهتزازات الأرضية.

التميُّع

تؤدّي الاهتزازات الناجمة عن الزلزال إلى تدفّق المياه بين الفراغات الموجودة بين حبيبات الرواسب غير المُشبعة، ممّا يؤدّي إلى إحاطة المياه بجزيئات الرواسب من جميع الاتجاهات وفقدانها للتلاصق مع بعضها البعض وبالتالي تدفُّقها فوق سطح الأرض.

التغيّر في مُستوى سطح الأرض

تؤدّي الاهتزازات إلى تغيّر في مستويات سطح الأرض، سواء كان ذلك بارتفاع مستوى مناطق معينة أو هبوط مناطق أخرى.

أمواج تسونامي

هي أمواج مُحيطية ناتجة عن الزلازل، تكمن خُطورتها في نقلها لتأثير الزلازل عبر المحيطات، ممّا يؤدّي إلى حدوث أضرار على بعد آلاف الكيلومترات عن موقع الزلزال.

الفيضانات

تُعتبر الفيضانات من التأثيرات الثانوية للزلازل، وتحدث لعدّة أسباب، مثل: تشقّق السدود بفعل الاهتزازات، أو أمواج تسونامي، أو بسبب اختلاف مستوى سطح الأرض لمنطقة معينة.

كيفية تجنّب مخاطر الزلازل

يُمكن ترتيب الإجراءات الوقائية لتجنّب مخاطر الزلازل اعتماداً على الحالات والظروف كالآتي:

إجراءات وقائية يُمكن اتباعها عند التواجد داخل مكان مُغلق

فيما يأتي توضيح لهذه الإجراءات:

• الاحتماء بقطعة أثاث متينة وقوية، وفي حالة عدم توافرها بالقرب يجب الانبطاح أرضاً وتغطية الرأس بواسطة الذراعين.
• الابتعاد عن النوافذ أو قطع الأثاث المُعلّقة والخزائن التي تحتوي على أدوات ثقيلة.
• تجنّب محاولة الهروب أو الركض داخل المبنى أثناء حدود الزلزال.
• عدم مغادرة السرير في حالة التواجد عليه أثناء حدوث الزلزال.
• تجنّب استخدام المصاعد.
• تثبيت عجلات الكراسي المتحرّكة للأشخاص الذين يستخدمونها.

إجراءات وقائية يُمكن اتباعها عند التواجد في مكان مفتوح

فيما يأتي توضيح لهذه الإجراءات:

• التوجه إلى ساحة مفتوحة وآمنة، والابتعاد عن خطوط الكهرباء والمباني أثناء التنقّل.
• التوقّف عن القيادة وركن السيارة على جانب الطريق فوراً.
• الذهاب إلى المناطق المُرتفعة في حالة التواجد على الشاطئ عند حدوث الزلزال هرباً من أمواج تسونامي.

إجراءات وقائية يُمكن اتباعها عند توقف الاهتزازات

فيما يأتي توضيح لهذه الإجراءات:

• فحص الأشخاص المُصابين وتقديم الإسعافات الأولية لهم.
• التأكّد من التواجد في مكان آمن بعيد عن الحرائق والانهيارات وخطوط الكهرباء.
• إخماد الحرائق الصغيرة التي يُمكن التعامل معها بواسطة طفّايات الحريق.
• إغلاق مصادر انبعاث الغاز في حالة وجود رائحة تسريب غاز.
• تفحّص الأضرار التي لحقت بالمنزل.

مناطق حدوث الزلازل

تحدث غالبية الزلازل على حواف الصفائح سواء أكانت صفائح مُحيطية أو قاريّة، حيث إنّ حركة الصفائح البطيئة تؤدّي إلى اصطدامها ببعضها البعض أو انزلاق صفيحة تحت أخرى، كما أنّ الزلازل قد تحدث على طول الصدوع؛ وهي شقوق في الأرض تحدث نتيجة تحرّك أجزاء من الصفيحة في اتجاهات مختلفة.

دور الزلازل في تغيير سطح الأرض

يلعب اهتزاز الأرض الناجم عن الزلازل دوراً أساسياً في تكوين تضاريس الأرض؛ كالجبال والوديان، وفيما يأتي أمثلة على ذلك:

• تشكّل سلسلة جبال الهيمالايا وهي أعلى سلسلة جبال في العالم نتيجة تصادم الصفيحة الهندية والصفيحة الأوراسية.
• تشكّل جبال تشيلي وجبال اليابان بفعل الزلازل ولا تزالان عُرضةً لحدوث زلازل أخرى قوية.
• حدوث تغيّرات جيولوجية داخل المحيطات، مثل مرتفعات وسط المحيط الأطلسي التي تتواجد مُعظمها على هيئة تلال تحت سطح الماء وأجزاء أخرى فوق سطح الماء مثل جزيرة آيسلندا.

إمكانية التنبّؤ بالزلازل

هناك العديد من الطرق التي ابتكرها العلماء للتنبؤ بالزلازل وتوقّع حدوثها، إلّا أنّ جميع هذه الطرق لم تُثبت نجاحها ولا دقّتها، حيث إنّه حتّى الآن قد يتوقّع العلماء حدوث زلزال في منطقة صدع جيولوجي محدّد إلّا أنّه لا يوجد أيّة طريقة أو آلية للتنبؤ بوقت حدوثه تماماً، ولا توجد مؤشّرات تدل على إمكانية التوصّل لآلية ناجحة في المُستقبل.

مفهوم البراكين

ينتج البركان عن ثقب في سطح الأرض تتدفّق عبره مجموعة من الغازات الساخنة ، والرماد، والشظايا الصخرية، والمصهورات التي تُسمّى بالحمم البركانية حال وصولها الأرض، مكوّنةً الشكل الهرمي الذي يتشكّل حول الثقب الأرضي والذي تتراكم حوله المواد المُتدفقة.

ساهمت البراكين بشكل رئيسي في تكوين تضاريس الكرة الأرضية وتكوين أراضٍ جديدة، مثل جزر هاواي التي تشكّلت نتيجة الحمم البركانية، ويُذكر أنّه لا يقتصر وجود البراكين على اليابسة فقط فقد تتكوّن البراكين داخل المسطحات المائية مُكوّنةً ما يُسمّى بالجبال البحرية، وقد تحدث بجانب الجزر أو على سواحلها فتزيد من مساحتها.

كيفية تكوّن البراكين

فيما يأتي توضيح لآلية تكوّن البراكين:

• تؤدّي حركة الصفائح إلى تصادمات وانزلاقات للصفائح فوق بعضها البعض.
• عند انزلاق إحدى الصفائح تحت الأخرى ترتفع درجة حرارتها ممّا يؤدّي إلى جفافها وتبخّر المياه الموجودة داخلها على شكل بخار ماء درجة حرارته أكبر من درجة حرارة انصهار الصخور الموجودة في طبقة الوشاح.
• يؤدّي ذلك إلى انصهارها واندفاعها إلى سطح الأرض مُكوّنةً البركان.

يُشار إلى أنّ الصفائح قد تبتعد عن بعضها البعض ممّا يجعل المواد المنصهرة المتواجدة تحتها تندفع فوق سطح الأرض كما يحدث في براكين المحيط الأطلسي؛ لذلك تُعتبر حدود الصفائح التكتونية أكثر الأماكن النشطة بركانياً، كما يُشار إلى إمكانية حدوث البراكين وسط الصفائح بعيداً عن حدودها.

مخاطر البراكين

لا بدّ من فهم مخاطر البراكين لإيجاد وسائل وأنظمة حماية ووقاية للحدّ من آثارها ومخاطرها، ومن أبرز هذه المخاطر ما يأتي:

تيارات الحمم البركانية

تتكوّن الحمم البركانية من خليط ساخن من المصهورات التي تسير على سطح الأرض متأثّرةً بالجاذبية الأرضية، وتصل درجة حرارتها إلى 900 درجة مئوية، ويعتمد تأثيرها وخطورتها على نسبة المواد الصلبة إلى الغازات فيها، إذ تسير التيارات عالية الكثافة التي تكون نسبة المواد الصلبة فيها مرتفعةً في المناطق المنخفضة مثل الأودية، بينما قد تندفع التيارات منخفضة الكثافة نحو التلال والجبال، وتكمن خطورة التيارات في كتلتها ودرجة حرارتها المُرتفعتين، وفي سرعتها وحركتها التي يصعب التحكّم بهما، ممّا يؤدّي إلى تدمير ودفن وصهر كلّ المنشآت والمباني التي تقع في طريقها.

أمواج تسونامي

يؤدّي تدفّق البراكين تحت سطح الماء إلى وجود كميات كبيرة من الطاقة الحرارية التي بدورها تؤدّي إلى نشوء أمواج تسونامي التي تسير عبر المحيطات وتُدمّر السواحل وتغمر الجزر بالماء.

انبعاث الغازات

تنبعث العديد من الغازات مع المواد المنصهرة من البراكين، ويُشكّل بخار الماء النسبة الأكبر من الغازات بالإضافة إلى غازات أخرى مثل ثاني أكسيد الكربون والكلور والفلور، والتي تنبعث على شكل غازات حمضية بتراكيز مختلفة، فالغازات الحمضية ذات التركيز المنخفض تُسبّب ضرراً كبيراً للجلد والعين والجهاز التنفسي كما أنّها تقضي على النباتات، بينما تؤدّي الغازات الحمضية ذات التراكيز المرتفعة إلى تغيير المناخ الجوي العالمي وقد يصل تأثيرها إلى إذابة المعادن، كذلك يُمكن لانبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون بكميات كبيرة أن يؤدّي إلى وفاة جماعية بسبب نقص الأكسجين كما حصل في بحيرة نيوس في الكاميرون.

الانهيارات الجليدية

قد يُسبّب ثوران البركان انهيارات جليدية قريبة منه ممّا يُقلّل الضغط على سطح الأرض في منطقة تواجد الجبل الجليدي نظراً لانهياره، فيؤدّي ذلك الى توسّع البركان وانفجار مجموعة أخرى من البراكين المتقاربة في مناطق انخفاض الضغط.

كيفية تجنّب مخاطر البراكين

تُصنّف الإجراءات الوقائية لتجنّب مخاطر البراكين إلى إجراءات قبل وأثناء وبعد حدوث البراكين كالآتي:

إجراءات وقائية يُمكن اتباعها قبل حدوث البركان

فيما يأتي توضيح لهذه الإجراءات:

• التعرّف على احتمالية النشاط البركاني في المنطقة.
• التعرّف على أماكن الملاجئ الآمنة ووسائل الحماية المُعدّة من قِبل إدارة الطوارئ.
• تأمين المستلزمات الأساسية من دواء وغذاء في حال ورود تحذيرات من بركان محتمل.
• معالجة الأمراض التي تتعلّق بصعوبة التنفس مُسبقاً.
• التدريب على خطط الإخلاء المُتّبعة.
• تجهيز مكان آمن لاتخاذه كملجأ.
• حفظ الأوراق والمستندات المهمّة في مكان آمن وإنشاء نسخ إلكترونية منها.
• مراجعة بنود عقد التأمين في حال وجود تأمين على المنزل من البراكين.

إجراءات وقائية يُمكن اتباعها أثناء حدوث البركان

فيما يأتي توضيح لهذه الإجراءات:

• متابعة المعلومات والتنبيهات الواردة عن البركان.
• اتباع إجراءات الإخلاء حسب الخطة التي تضعها الجهات المعنية.
• الابتعاد عن المناطق التي تكون فيها الرياح مباشرةً وتجنّب المناطق المنخفضة.
• الذهاب إلى مكان آمن بعيد عن تأثير الرماد البركاني وإغلاق جميع النوافذ والأبواب.
• الاحتماء من الرماد المتساقط عن طريق تغطية الوجه وارتداء كمامة.
• تجنّب قيادة المركبة أثناء سقوط الرماد البركاني.

إجراءات وقائية يُمكن اتباعها بعد حدوث البركان

فيما يأتي توضيح لهذه الإجراءات:

• استخدام الرسائل النصية بدلاً من المكالمات الهاتفية.
• تجنّب القيادة في حال وجود الرماد البركاني على الطرق.
• البقاء في المنزل للأشخاص الذين يُعانون من مشاكل في التنفس حتّى تزول آثار البركان بشكل كامل.
• تجنّب إزالة الرماد إلّا في حالة تلقّي التدريب الكافي لهذا العمل.

مناطق حدوث البراكين

تحدث البراكين في عدّة مناطق رئيسية ، إلّا أنّه لا يوجد حتّى الآن آلية لتحديد موقع تكوين المواد المنصهرة أو تحديد مصدر الحرارة المُسبّب لصهر الصخور؛ لذلك يَصعُب تحديد مواقع البراكين بشكل دقيق، ومن الأمثلة على بعض مناطق حدوث البراكين ما يأتي:

• مناطق تكوين المواد المُنصهرة في باطن الأرض.
• المواقع التي تحدث فيها إزاحة للصفائح التكتونية بشكل متباعد ممّا يترك فراغاً فيما بينها يؤدّي إلى اندفاع الصهارة من تحتها.
• المناطق التي تتحرّك فيها الصفائح باتجاه بعضها البعض مما يؤدّي إلى انزلاق صفيحة تحت الأخرى.

دور البراكين في تغيير سطح الأرض

تختلف التضاريس والأشكال الجيولوجية الناتجة عن البراكين باختلاف آلية انفجار البركان، وفيما يأتي توضيح لذلك:

• يتكوّن الشكل المخروطي نتيجة البراكين الناتجة عن تصادم الصفائح ممّا يُولّد ضغطاً وحرارةً مرتفعين فينشأ انفجار بشكل عنيف ثمّ تتراكم المواد المُنصهرة حول ثقب البركان مُكوّنةً الشكل الهرمي.
• يؤدّي الاندفاع القوي إلى تكوين ثقب كبير في سطح الأرض في حال كان البركان أكثر عنفاً، كما يؤدي إلى انهيار الجزي العلوي من موقع تدفّق البركان.
• يكون تدفّق البركان بشكل سلس للبراكين التي تنشأ نتيجة انفصال صفيحتين عن بعضهما البعض مُكوّناً طبقة مُسطحة على سطح الأرض.

إمكانية التنبّؤ بالبراكين

لم يتمّ التوصل إلى آلية أو طريقة مُحددة يُمكن من خلالها التنبّؤ بوقت ومكان حدوث البراكين بصورة دقيقة، إلّا أنّ هناك بعض المؤشّرات التي يتخذها المُختصّون بعين الاعتبار للتنبّؤ بحدوث البراكين، ومنها ما يأتي:

التاريخ البركاني

دراسة التاريخ البركاني للمنطقة من أولى الخطوات التي يتمّ دراستها لمعرفة إمكانية حدوث براكين في المنطقة، وتشمل الدراسة معرفة موعد آخر بركان والفترة الزمنية بين البراكين السابقة لتحديد ما إذا كان البركان نشطاً أو خامداً.

حدوث الزلازل

قد تحدث الزلازل بتأثير مباشر من البراكين، فقد تكون المواد المُنصهرة والغازات الموجودة في باطن الأرض سبباً في حدوث اهتزاز للقشرة الأرضية، أيّ أنّ البركان الذي يكون على وشك الثوران يُسبّب عدداً من من الزلازل المتتالية؛ لذلك يستخدم العلماء البيانات والمعلومات الخاصة بالزلازل لمعرفة قرب حدوث الانفجار البركاني.

الغازات

نظراً إلى أنّ كثافة الغازات أقل من كثافة المواد المُنصهرة فإنّها تسبقها في الصعود نحو سطح الأرض؛ لذلك تُعتبر الغازات المُنبعثة من باطن الأرض دلالةً على قرب حدوث بركان، ويستخدم العلماء أجهزةً خاصةً لقياس نسب الغازات المنبعثة مثل غازات ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت للمساعدة على التنبّؤ بحدوث البراكين.

المراقبة عن بعد

مع تطوّر العلم وتقدّم التكنولوجيا أصبح العلماء قادرين على مراقبة الظواهر التي تدل على قرب حدوث البراكين باستخدام الأقمار الصناعية، مثل: مراقبة نسب الغازات ودرجة الحرارة والتشوّهات الجيولوجية، ممّا يجعل التنبّؤ بحدوث البراكين أكثر دقةً وبالتالي تكون القرارت والإجراءات المُتخذة صحيحةً ودقيقةً مثل خطط الطوارئ والإخلاء.

فيديو عن البراكين