تُعتبر الزلازل اهتزازات تحدُث على سطح الأرض نتيجة انزلاق الطبقات والكُتل الصخرية الموجودة في باطن الأرض بشكلٍ مفاجئ، ويُسمّى السطح الفاصل بين الطبقات المُنزلقة بالصدع (بالإنجليزية: Fault)، وتُسمّى النقطة الموجودة تحت سطح الأرض والتي ينطلق منها الزلزال بؤرة الزلزال (بالإنجليزية: Hypocenter)، أمّا النقطة التي تعلوها مباشرةً فوق سطح الأرض فتُسمّى مركز الزلزال (بالإنجليزية: Epicenter)، ويُشار إلى حدوث اهتزازات بسيطة تسبق الزلزال الرئيسي، واهتزازات أخرى تتلوه في نفس المكان إلّا أنّها تكون أضعف منه وقليلة التأثير، وتعتمد المُدّة الزمنية التي تستمرّ فيها الهزّات الصغيرة بالحدوث على قوة وحجم الزلزال الرئيسي،وفيما يأتي خصائص الزلازل التى تُساعد على دراستها وتحليلها وتجنُّب أخطارها في المُستقبل:

 

حجم الزلزال

يُعبّر مصطلح حجم الزلزال عن مقياس للتعبير عن شدّة الزلزال، ويتم قياس حجم الزلزال بواسطة جهاز خاص يُسمّى مرسمة الزلازل (بالإنجليزية: Seismographs)، وقد ابتكر العلماء الكثير من المقاييس والمعايير التي تُستخدم لقياس قوة الزلزال، بحيث إذا تمّ استخدامها لقياس حجم زلزال مُعين تكون قيم نتائجها متساوية، وأشهرها مقياس ريختر الذي يُسمّى أيضاً بمقياس الحجم المحلي، ومقياس حجم الموجات السطحية، ومقياس حجم الموجات الداخلية، إلّا أنّ تلك المقاييس لا يُمكن تطبيقها عملياً على الزلازل كبيرة الحجم؛ لذا تمّ ابتكار مقياس عزم الزلازل الذي يتميّز بقابلية تطبيقه على جميح أحجام الزلازل.

 

بؤرة الزلزال ومركزه السطحي

تُسمّى النقطة التي ينشأ منها الزلزال بؤرة الزلزال، وهي النقطة التي يتمّ عندها التصدّع والانفصال بين كتلتين أو طبقتين من القشرة الأرضية، أمّا مركز الزلزال السطحي فهو النقطة التي تعلو بؤرة الزلزال وتكون على نفس المستوى العمودي معه وتقع فوق سطح الأرض، ويُعدّ مركز الزلزال السطحي أكثر استخداماً وأكثر فائدةً للتقارير والتحاليل المُتعلّقة بالزلازل بسبب سهولة تحديده على الخريطة، وعادةً ما يكون مركز الزلزال السطحي أكثر الأماكن تضرّراً نظراً إلى أنّ الموجات تكون فيه أكثر حِدّة، لكن قد يختلف الأمر في الزلازل ذات التأثير الواسع والتي تمتد موجاتها لمسافات شاسعة، فقد يكون الضرر أكبر في المناطق البعيدة عن مركز الزلزال، كما حدث في زلزال ألاسكا الذي بلغت قوته 7.9 وسجّل أكبر ضرر له على مسافة تبعد 330 كم عن مركزه السطحي.

 

الموجات الزلزالية

تنشاً الموجات الزلزالية نتيجة التصدّع المُفاجئ للطبقات في باطن الأرض، ويتمّ رصدها عن طريق أجهزة خاصة برصد الزلازل مثل مرسمة الزلزال، وقد تمّ تصنيف الموجات الزلزالية إلى نوعين رئيسيين؛ موجات جسمية (بالإنجليزية: Body Waves) تنتقل عبر الطبقات الداخلية للأرض وموجات سطحية (بالإنجليزية: Surface Waves) تنتقل فوق سطح الأرض، ويمتاز كلّ نوع بخصائص مُعينة وطُرق تنقّل مُختلفة.

 

الموجات الجسمية

تُقسم الموجات الجسمية إلى نوعين من الموجات، كما يأتي:

 

الموجات الأولية: (بالإنجليزية: Primary Waves)؛ تمتاز بسرعتها الكبيرة لذلك تكون أول الموجات التي يتمّ رصدها، وتختلف سرعتها باختلاف الوسط الناقل، حيث إنّها تنتقل عبر الهواء بسرعة 330 متر/الثانية، وبسرعة 5000 متر/ثانية في صخور الجرانيت، وتعتمد آلية انتشارها على الضغط والتمدّد المتناوب لجزيئات الوسط الناقل لذلك تُسمّى أيضاً بموجات الضغط (بالإنجليزية: Pressure Waves)، وتكون حركة الصخور والطبقات الأرضية مُوازيةً لحركة الموجات بسبب حركتها الطولية.

الموجات الثانوية: (بالإنجليزية: Secondary Waves)؛ ويُطلق عليها موجات القص (بالإنجليزية: Shear Waves) أو موجات الاهتزاز (بالإنجليزية: Shaking Waves)، وتمتاز بأنّها تتحرّك بشكل عرضي لذلك تكون أكثر ضرراً من الموجات الأولية وكذلك تكون أبطأ منها، كما تكون حركة جسميات الصخور والطبقات الأرضية عمودية على اتجاه انتشار الموجة، ولا يُمكن لهذه الموجات الانتقال عبر الهواء والماء.

الموجات السطحية

تتحرّك الموجات السطحية فوق سطح الأرض، وعلى الرغم من أنّها أبطأ من الموجات الجسمية إلّا أنّها تُعدّ الموجات المسؤولة عن الضرر والدمار الناتج عن الزلازل، وتمتاز الموجات السطحية بترددها القليل مُقارنةً بالموجات الجسمية لذلك يسهُل تمييزها على مُخطط الزلازل، وكلّما كان الزلزال أعمق ضعفت قوة الموجات السطحية وقلّ ضررها، وتُقسم الموجات السطحية إلى نوعين كالآتي:

 

موجات لوف: (بالإنجليزية: Love waves)؛ سُمّيت موجات لوف بهذا الاسم نسبةً إلى العالم البريطاني أغوستوس لوف الذي ابتكر نموذجاً رياضيّاً يصفها عام 1911م، وتنتج موجات لوف عن تفاعل الموجات الثانوية مع الطبقات الصخرية الضحلة من القشرة الأرضية وتمتاز بحركتها الأفقية؛ لذلك يتمّ رصدها عن طريق الأجهزة الخاصة برصد الموجات الأفقية، كما أنّها تُسبّب اهتزازت على سطح الأرض بصورة أُفقية، وتعتمد سرعة انتقال موجات لوف على فترة الموجة؛ وهي المُدّة الزمنية التي تستغرقها الموجة لإتمام دورة كاملة، وتتراوح سرعة انتقالها بين 2-6 كم/ثانية اعتماداً على قيمة فترة الموجة.

موجات ريليه: (بالإنجليزية: Rayleigh Waves)؛ سُمّيت موجات ريليه بهذا الاسم نسبةً إلى العالم جون ويليام ريليه الذي توقّع وجودها عن طريق معادلات رياضية في العام 1885م، وتُعدّ موجات ريليه المسؤولة عن الاهتزازات الناتجة عن الزلازل أكثر من أيّة موجات أخرى، إذ إنّها تُحرّك سطح الأرض نحو الأعلى والأسفل بصورة ترددية تماماً كموجات البحر.