كتاب العلوم وحدة الزلازل والبراكين الصف الثامن الفصل الثالث
أين تحدث الزلازل؟
تظهر مواقع الزلازل الكبرى التي حدث بين عامي 2000 و2008 في الشكل 2. لاحظ أنه لا يوجد سوى عدد قليل من الزلازل في وسط الغارات. تشير السجلات إلى أن معظم الزلازل تحدث في المحيطات وعلى طول حدود الغارات هل توجد أي استثناءات؟
الزلازل وحدود الصفائح
قارن مواقع الزلازل الواردة في الشكل 2 مع حدود الصفائح التكتونية . ما العلاقة بين الزلازل وحدود الصفائح ؟ نننع الزلازل من تزايد الضغط وانطلاقه على طول حدود الصفائح النشطة
تحدث بعض الزلازل على عمق أكثر من km 100 نحت سطح الأرض كما هو موضح في الشكل 2، ما حدود الصفائح المرتبطة بالزلازل العميقة؟ تحدث الزلازل العميقة عند تصادم الصفائح على طول حدود الصفائح المتقاربة. تندس هنا الصفائح المحبطية الأكثر كثافة في الوشاح. تطلق الزلازل التي تحدث على طول حدود الصفائح المتقارية عادة كميات هائلة من الطاقة، يمكن أن تكون أيضا کارثية
تحدث الزلازل السطحية عندما تنقسم الصفائح على طول حدود الصفائح المتباعدة، مثل نظام حید وسط المحيط، يمكن أيضا أن تقع الزلازل السطحية على طول حدود الصفائح الانتقالية مثل صدع سان أندرياس في كاليفورنيا تحدث الزلازل متفاوتة الأعماق عند اصطدام الألواح النارية . تؤدي هذه الاصطدامات إلى تكون سلاسل جبال كبيرة مثل جبال الهيمالايا في آسيا
بؤرة الزلزال ومركزه السطحي
عندما تتحرك الصخور على طول الصدع، تنبعث منها طاقة تتحرك کاهتزازات داخل مستوى سطح الأرض وقوفها تسمى الموجات الزلزالية تنشأ هذه الموجات عندما تتحرك الصخور أولا على طول سطح الصدع، في موقع في باطن الأرض يسمى البؤرة يمكن أن تحدث الزلازل في أي مكان بين سطح الأرض وأعماق على بعد أكبر من km 600 عندما تشاهد تقريرا إخباريا، سيحدد المراسل غالبا مركز الزلزال السطحي مركز الزلزال السطحي هو مكان على سطح الأرض فوق بؤرة الزلزال مباشرة . يوضح الشكل 4 العلاقة بين بؤرة الزلزال ومركزه السطحي
الموجات الزلزالية
أثناء الزلزال، يتسبب الانطلاق السريع للطاقة على طول سطح الصدع في حدوث موجات زلزالية، تتحرك الموجات الزلزالية نحو الخارج في جميع الاتجاهات عبر الصخور. يشبه هذا الأمر ما يحدث عندما ترمي حجرا في المياه، فعندما يصطدم الحجر بسطح المياه، تتحرك الموجات نحو الخارج في دوائر. تنقل الموجات الزلزالية الطاقة عبر الأرض وتتسبب في حدوث حركة تشعر بها أثناء الزلزال، تكون الطاقة المنطلقة أقوى بالقرب من مركز الزلزال السطحي، أثناء تحرك الموجات الزلزالية بعيدا عن مرکز الزلزال السطحي، تقل الطاقة والكثافة. كلما كنت بعيدا عن مركز الزلزال السطحي، كانت حركة الأرض أقل
رسم خريطة لباطن الأرض
يسمى العلماء الذين يدرسون الزلازل خبراء الزلازل ويستخدم هؤلاء الخبراء خصائص الموجات الزلزالية لرسم خريطة الباطن الأرض. تعبر الموجات الأولية والموجات الثانوية سرعتها واتجاهها حسب المواد التي تنتقل عبرها، يوضح الشكل 5 سرعة الموجات الأولية والثانوية على أعماق مختلفة في باطن الأرض، من خلال مقارنة هذه القياسات بكثافات مواد الأرض، توصل العلماء إلى تركيبة طبقات الأرض
اللب الداخلي والخارجي من خلال الدراسات المستفيضة عن الزلازل اكتشف خبراء الزلازل أن الموجات الثانوية لا يمكن أن تنتقل عبر اللب الخارجي للأرض، أثبت هذا الاكتشاف أن اللب الخارجي الطبقة الأرض عبارة عن سائل بخلاف اللب الداخلي الصلب من خلال تحليل سرعة الموجات الأولية التي تنتقل عبر اللب، اكتشف خبراء الزلازل أيضا أن اللب الداخلي واللب الخارجي للأرض يتکونان في معظمها من الحديد والنيكل..
الوشاح استخدم خبراء الزلازل أيضا الموجات الزلزالية لوضع نموذج التيارات الحمل الحراري في الوشاح تعتمد سرعات الموجات الزلزالية على درجة حرارة الصخور التي تنتقل عبرها الموجات الزلزالية وضغطها وتركينها تميل الموجات الزلزالية إلى أن تكون بطيئة أثناء حركتها عبر المواد الساخنة، على سبيل المثال، تصبح الموجات الزلزالية بطيئة في مناطق الوشاح أسفل مناطق حید وسط المحيط أو بالقرب من المناطق الساخنة، تصبح الموجات الزلزالية سريعة في المناطق الباردة من الوشاح بالقرب من مناطق الاندساس
تحديد موقع مركز الزلزال السطحي
تقيس أداة تسمى مقياس الزلازل ( السيزموجراف ) حركة الأرض وتسجلها ويمكن استخدامها لتحديد المسافة التي تقطعها الموجات الزلزالية، سجل حركة الأرض کسجل زلزالي، موضح تمثيل بياني للموجات الزلزالية في الشكل 6
يستخدم خبراء الزلازل طريقة تسمى التثليث لتحديد موقع مركز الزلزال السطحي. تستخدم هذه الطريقة سرعات الموجات الزلزالية وأوفات حركتها لتحديد المسافة إلى مركز الزلزال السطحي من ثلاثة مقاييس للزلازل على الأقل
1 أوجد الفرق في زمن الوصول.
أولا حدد عدد الثواني بين وصول الموجة الأولية الأولى والموجة الثانوية الأولى على سجل الزلازل. يستي فرق الوقت فترة التأخير. باستخدام المقياس الزمني الموجود في الجزء السفلي من سجل الزلازل اطرح وقت وصول الموجة الأولية الأولى من وقت وصول الموجة الثانوية الأولى
2. أوجد المسافة إلى مركز الزلزال السطحي.
بعد ذلك، استخدم نسئية بيانيا يوضح تمثيل فترة تأخير الموجة الأولية والموجة الثانوية مقابل المسافة أنظر إلى المحور وحدد المكان على الخط الأزرق المتصل الذي يتقاطع مع فترة التأخير التي حسيتها من سجل الزلازل. ثم، افرا المسافة المقابلة من مركز الزلزال السطحي على المحور
3. مثل المسافة على خريطة.
بعد ذلك، استخدم مسطرة ومقياس خريطة لقياس المسافة بين مقياس الزلازل (السیزموجراف ) ومركز الزلزال السطحي أرسم دائرة يساوي نصف قطرها هذه المسافة عن طريق وضع مؤشر الفرجار على موقع مقياس الزلازل، مع العلم على المسافة التي تم قياسها على المقياس، ارسم دائرة كاملة حول موقع مقياس الزلازل، يوجد مركز الزلزال السطحي في مكان ما على الدائرة. عند تمثيل الدوائر للحصول على بيانات من ثلاث محطات الرصد الزلازل على الأقل. يمكن العثور على موقع مرکز الزلزال السطحي، بعد هذا المكان نقطة تقاطع الدوائر الثلاث.
تحديد قوة الزلزال
يمكن أن يستخدم العلماء ثلاثة مقاييس مختلفة لقياس الزلازل ووصفها يستخدم مقياس ريختر للقوة مقدار حركة الأرض على مسافة معينة من الزلزال لتحديد القوة. يستخدم مقياس ريختر للقوة عند إبلاغ عسوم الناس بوقوع نشاط زلزالي، يبدأ مقياس ريختر للقوة بالمطر، ولكن لا يوجد حد أعلى للمقياس. تمثل كل زيادة قدرها وحدة واحدة على المقاس عشرة أضعاف مقدار حركة الأرض المسجلة في سجل الزلازل في الوحدة السابقة على سبيل المثال، تزيد قوة اهتزاز زلزال بقوة 8 ريختر 10 أضعاف عن زلزال بقوة 7 ريختر و100 ضعف عن زلزال بقوة و ريختر، کان زلزال شيلي في عام 1960 أقوی زلزال تم تسجيله على الإطلاق، حيث بلغت قوته 95 درجة على مقياس ريختر، راح ضحية الزلزال وموجات تسونامي التي تلته حوالي 2.000 قتيل فضلا عن تشريد مليوني شخص
يستخدم خبراء الزلازل مقياس درجة العزم لقياس إجمالي الطاقة التي أطلقها الزلزال، تعتمد الطاقة المطلقة على حجم الصدع الذي انفصل والحركة التي تحدث على طول الصدع وقوة الصخور التي تنكسر أثناء الزلزال الوحدات الموجودة على هذا المقياس أسية، لكل زيادة قدرها وحدة واحدة على المقياس، يطلق الزلزال طاقة أكبر بمقدار 315 ضعف. يعني هذا أن الزلزال الذي تبلغ قوته 8 يطلق طاقة أكبر من الزلزال الذي تبلغ قوته ، بمقدار 992 ضعفا (مقياس درجة العزم يكون أكثر دقة للزلازل القوية)