الزلازل

• أوضّح المقصود بكلّ من: الزلزال، والارتداد المرن، وبؤرة الزلزال، والمركز السطحي للزلزال، والموجات الزلزالية.
• أفسّر آلية حدوث الزلزال تبعًا لنظرية الارتداد المرن.
• أقارن بين أنواع الموجات الزلزالية المختلفة.
• أتعرّف أجزاء محطة رصد الزلازل، وآلية عملها.
• أميّز قوّة الزلزال وشدّته.
• أتعرّف زلزالية الأردن.
• أصف قواعد السلامة العامة والأمان عند حدوث زلزال.

الزلزال: ما الذي يهتزّ ومن أين يبدأ؟

قد تحدث الزلازل في مناطق محدّدة بصورة دورية، وقد تحدث في مناطق أخرى بصورة مفاجئة.

• الفكرة الرئيسة: تحدث الزلازل في صخور القشرة الأرضية، وتختلف في قوّتها وتأثيرها في حياة الإنسان والبنية التحتية.
• الأثر: يمكن أن تُحدث تغيّرات كبيرة في شكل سطح الأرض، وتسبّب دمارًا وأضرارًا جسيمة.

فكيف تتحرّر هذه الطاقة وتنكسر الصخور؟

ثلاث حالات حقيقية: ماذا تفعل الزلازل والبراكين؟

يُعدّ ثوران البراكين وحدوث الزلازل من أكثر الكوارث الطبيعية تدميرًا وتأثيرًا في البيئة والمجتمعات البشرية.

• ثوران جبل ميرابي (إندونيسيا، نيسان 2006): حمم بركانية، وانهيارات أرضية، وانبعاثات كثيفة للرماد البركاني.
• أُجلي ما يزيد على 22 ألف شخص من القرى المحيطة.
• قُدّرت الخسائر البشرية بـ 2-3 قتلى وعدّة جرحى.
• زلزال يوجياكارتا (أيّار 2006): بقوّة 6.3 درجات على مقياس ريختر، أحدث دمارًا كبيرًا في البنية التحتية.
• تدمير حوالي 154 ألف منزل، وتأثير كبير في المرافق العامة.
• ما يزيد على 5700 حالة وفاة، وإصابة حوالي 37 ألف شخص.
• نزوح ما يزيد على 1.5 مليون شخص.
• ثوران بركان نيفادو ديل رويز (كولومبيا): انصهار الأنهار الجليدية على قمّة البركان، فحدثت تدفّقات طينية وتدمير واسع للمنازل والبنية التحتية.
• نجم عنه حوالي 23 ألف حالة وفاة وإصابة الآلاف بجروح، وفقدان الآلاف من الممتلكات.
• ارتبط الثوران بزلزال قويّ زاد الاهتزازات الأرضية من انهيارات التربة وتدفّقات الطين، وعقّد جهود الإخلاء والإنقاذ.

أحدّد الأخطار التي تسبّبها البراكين على الممتلكات والبنية التحتية والأشخاص.

أحدّد الأخطار التي يسبّبها تزامن البراكين والزلازل على الممتلكات والبنية التحتية والأشخاص.

أضبط المتغيرات: أحدّد المتغير المستقل والمتغير التابع.

أستنتج تأثير تزامن حدوث البراكين والزلازل في الممتلكات والبنية التحتية والأشخاص.

أقترح بعض قواعد السلامة العامة والأمان التي يجب اتباعها لإدارة مخاطر الزلازل قبل حدوثها وأثناء حدوثها.

الارتداد المرن: كيف تتحوّل الطاقة المخزّنة إلى زلزال؟

تتعرّض صخور القشرة الأرضية مع الزمن لقُوى (إجهادات) مختلفة.

• التخزين: تسبّب هذه القوى تخزين كمية كبيرة من الطاقة في الصخور على شكل طاقة كامنة، وتشوّه الصخور وتغيّر شكلها.
• الكسر: عندما تصبح كمية الطاقة المختزنة أكبر من قدرة تحمّل الصخور، تنكسر وتتحرّك على مستوى الكسر.
• التحرّر: تتحرّر الطاقة المختزنة على شكل موجات زلزالية تنتشر في الاتجاهات كافّة.
• الاستقرار: تعود الصخور إلى حالة الاستقرار (السكون) من غير أن تعود إلى شكلها الأصلي.

أوضّح آلية حدوث الزلزال وفقًا لنظرية الارتداد المرن.

أتحقّق: أحدّد متى تنكسر الصخور في باطن الأرض وتتحرّر الطاقة الكامنة المختزَنة فيها.

السبب والنتيجة: لماذا يحدث الزلزال بشكل مفاجئ وسريع؟

الموجات الزلزالية: أيّها يصل أولًا وأيّها أخطر؟

تتحرّر الطاقة المختزنة في الصخور على شكل موجات زلزالية عندما تفوق قدرة الصخر على تحمّلها.

• قسمان: الموجات الأولية ⁦(Primary Waves)⁩ ويُرمز إليها بالرمز ⁦P⁩، والموجات الثانوية ⁦(Secondary Waves)⁩ ويُرمز إليها بالرمز ⁦S⁩.
• السرعة: ينتقل كل نوع عبر طبقات الأرض الداخلية بسرعة مختلفة تعتمد على حالة الوسط الذي تنتقل عبره.

• الأوساط: تنتقل عبر الأوساط الصلبة والسائلة والغازية.
• السرعة: أسرع الموجات الزلزالية؛ سُمّيت أولية لأنّها أولى الموجات التي تسجّلها أجهزة قياس الزلازل في محطات الرصد.

• الأوساط: تنتقل عبر الأوساط الصلبة فقط.
• السرعة: ثاني أسرع الموجات الزلزالية، وتُسجَّل في محطات الرصد بعد الموجات الأولية.

• السرعة: أبطأ الموجات الزلزالية، إلّا أنّها أخطرها.
• سبب الخطورة: سعتها الكبيرة، وبطء تلاشيها مقارنة بالموجات الجسمية، وقربها من سطح الأرض.
• الأثر: تسبّب دمارًا كبيرًا في المباني والمنشآت.
• بحسب اهتزاز الجسيمات: موجات طولية (أولية) وموجات مستعرضة (ثانوية).
• اسمان آخران: تُسمّى الموجات المستعرضة موجات القصّ، وتُسمّى الموجات الطولية موجات الضغط.

أقارن بين الموجات الجسمية والموجات السطحية من حيث أماكن انتشارها.

أفترض أنّ زلزالًا حدث في منطقتين متجاورتين؛ إحداهما تعرّضت لأضرار كبيرة، والأخرى لم تتأثّر كثيرًا. كيف يمكن أن يُفسَّر هذا الاختلاف في الأضرار بناءً على أنواع الموجات الزلزالية، وطبيعة التربة في كلا المنطقتين؟

أصف: كيف انتقلت الطاقة في كل من الحبل والنابض الزنبركي؟

أصف اهتزاز جسيمات الحبل بالنسبة إلى اتجاه انتشار الموجة.

أوضّح: هل يشبه اهتزاز جسيمات النابض الزنبركي بالنسبة إلى اتجاه انتشار الموجة اهتزاز جسيمات الحبل؟

أفسّر: تُسمّى الموجات المستعرضة موجات القصّ، في حين تُسمّى الموجات الطولية موجات الضغط.

أرسم مخططًا يوضّح الفرق بين الموجات الطولية والموجات المستعرضة أبيّن فيه اتجاه اهتزاز الجسيمات فيها واتجاه انتشار الموجة.

السبب والنتيجة: تُعدّ الموجات السطحية أخطر الموجات الزلزالية.

السيزموغراف: كيف يسجّل الجهاز اهتزاز الأرض؟

محطة الرصد الزلزالي منشأة متخصصة لتسجيل الموجات الزلزالية المسبّبة للزلازل باستمرار وتحديد مواقعها.

• فائدتها: تساعد على معرفة قوّة الزلازل، وقد تسهم أحيانًا في الإنذار عن زلازل كبيرة، ما يساعد على مواجهة أخطارها.
• أجهزتها: تحتوي المحطة على مجموعة من الأجهزة والأدوات، منها جهاز السيزموغراف.

• مكوّناته: كتلة معلّقة بإطار بواسطة زنبرك أو حبل، وقلم متصل بها يوضع طرفه على أسطوانة قابلة للدوران يلتفّ حولها شريط من الورق.
• في الحالة العادية: تدور الأسطوانة ببطء ويرسم القلم خطًّا مستقيمًا على الورقة.
• عند الزلزال: تسبّب الموجات الزلزالية اهتزاز الأسطوانة مع حدوث حركة قليلة في الكتلة المعلّقة والقلم؛ لذا يبقى القلم في مكانه ويسجّل اهتزازات تلك الموجات.

• ما يبيّنه: الموجات الزلزالية الأولية والثانوية والسطحية، وسعة الموجة مع الزمن.
• الزمن: تمكّن دراسة المخطط من تعرّف الوقت الذي تستغرقه الموجات للوصول إلى جهاز السيزموغراف، ما يساعد على تحديد موقع المركز السطحي.
• السعة: تدل على مقدار الاهتزاز الذي يسجّله الجهاز، وتُستخدم في تقدير قوّة الزلزال.

أذكر مكوّنات جهاز السيزموغراف.

فما البيانات التي يمكن الحصول عليها عن طريق هذا المخطط؟

أحدّد أنواع الموجات الزلزالية التي يسجّلها المخطط الزلزالي.

أتوقّع: علام تدل سعة الموجة الزلزالية؟

قوّة الزلزال وشدّته: ريختر أم ميركالي؟

تتحرّر هذه الطاقة على شكل موجات زلزالية عندما تنكسر الصخور.

• مقياس ريختر: مقياس لوغاريتمي يعتمد على حساب اللوغاريتم لأكبر سعة للموجات الزلزالية المسجّلة بواسطة جهاز السيزموغراف.
• كل وحدة: تمثّل زيادة في الطاقة المحرّرة من الصخور بمقدار 32 مرة تقريبًا عن الدرجة التي تسبقها.
• الدلالة: تدل قوّة الزلزال غالبًا على الآثار التدميرية التي يسبّبها في المناطق المختلفة.

• مقياس ميركالي: يصف مقدار الدمار الذي يسبّبه الزلزال.
• درجاته: يتكوّن من 12 درجة، تعبّر كل درجة عن مستوى مختلف من الشدّة ومدى شعور الأشخاص به.

أتحقّق: أقارن بين قوّة الزلزال وشدّته.

أوضّح العلاقة بين كمية الطاقة المتحررة من الزلزال وقوّة الزلازل.

أفترض بأنني مراسل إخباري/ مراسلة إخبارية لإحدى محطات التلفزة وكُلّفت تغطية زلزال يتراوح تصنيفه بين ⁦IV⁩ و ⁦V⁩ على مقياس ميركالي. أكتب نشرة إخبارية قصيرة أحدّد فيها مكان الزلزال وأسباب حدوثه، وأصف آثاره.

أحزمة الزلازل: لماذا تتركّز عند حواف الصفائح؟

تحدث معظم الزلازل بالقرب من حواف الصفائح الأرضية في ما يُعرف بأحزمة الزلازل.

• حركة الصفائح: تتحرّك الصفائح الأرضية ببطء فوق الغلاف المائع في اتجاهات مختلفة وبسرعات متفاوتة.
• قد تتقارب الصفائح، وقد تتباعد، وقد تتحرّك حركة جانبية نسبة إلى بعضها بعضًا.

• بعيدًا عن الحواف: يمكن أن تحدث الزلازل بعيدًا عن حواف الصفائح نتيجة الأنشطة البركانية.

أتحقّق: أوضّح سبب حدوث الزلازل عند حواف الصفائح الأرضية.

بُني سدّ «كوينا» في إحدى ولايات الهند في عام 1962م، ومُلئ بالمياه في عام 1963م. وفي عام 1967م وقع زلزال بقوّة 6.3 درجات في المنطقة بالقرب من السدّ. أفسّر ذلك.

أفسّر: تحدث الزلازل في مناطق محددة على سطح الأرض بصورة دورية، وقد تحدث في مناطق أخرى بصورة مفاجئة.

الأردن على حدود الصفيحة العربية: أين نشاطه الزلزالي؟

تقع المملكة الأردنية الهاشمية في نطاق الصفيحة العربية التي تتحرّك نحو الشمال الشرقي.

• ثلاثة حدود حركية نشطة تحدّ الصفيحة العربية:
• حد زاغوس التقاربي، وهو حد زلزالي نشط.
• حد البحر الأحمر وخليج عدن التباعدي، تكوّن نتيجة انفصال الصفيحة العربية عن الصفيحة الإفريقية.
• حد خليج العقبة والبحر الميت التحولي، وهو حد زلزالي نشط، يقع خليج العقبة في طرفه الجنوبي ويبلغ طوله $1000\ \text{km}$.
• أين يتركّز النشاط: على امتداد حدود الصفيحة العربية في منطقة خليج العقبة، وعلى طول صدع البحر الميت التحويلي الأردني.
• الأقل نشاطًا: وسط الأردن وشرقه.

• سجل 1983-2023م: رُصدت أكثر من 13000 هزة تراوحت مقاديرها بين 2 درجة و 6.25 درجات على مقياس ريختر المفتوح، ومعظمها ضمن نطاق صدع البحر الميت.
• على مرّ التاريخ: زلازل تراوحت مقاديرها بين 4.0 و 6.25 درجات؛ حوالي 70% منها سُجّلت في منطقة البحر الميت، و30% في منطقة خليج العقبة.
• زلزال وادي الأردن (1927م): بلغت قوّته 6.2 درجات على مقياس ريختر، وتسبّب في ثلاثمئة حالة وفاة في الأردن وحوالي خمسمئة في الضفة الغربية.
• الثمانينات والتسعينات: رُصد ما يزيد على 1200 زلزال بين 3.5 و 6.0 درجات، منها 136 زلزالًا في خليج العقبة فقط.
• زلزالان بلا وفيات:
• العقبة (1995م): بلغت قوّته 6.25 درجات، وسبّب تشقّقات في جدران بعض المباني والشوارع.
• شمال شرق البحر الميت (2004م): بلغت قوّته 4.9 درجات، وسبّب تشقّقات في بعض المباني المجاورة.

• القوة القصوى المتوقعة: قد تصل في الأردن إلى (7.2-7.4) درجة على مقياس ريختر.
• خريطة الخطورة: أنتجت الجمعية العلمية الملكية خريطة الخطورة الزلزالية في الأردن (2022) بالتعاون مع مجلس البناء الوطني؛ للتقليل من الأخطار الناجمة عن الزلازل.

أتحقّق: أصف الوضع الزلزالي في الأردن.

أحدّد المناطق التي تتميز بخطورة زلزالية كبيرة.

قبل الزلزال وأثناءه وبعده: ماذا نفعل؟

ينبغي قبل حدوث الزلازل اتباع قواعد أساسية على مستوى الأفراد ومؤسسات الدولة؛ للحفاظ على السلامة العامة والأمان والتقليل من الأضرار.

• قبل الزلزال:
• تعزيز البنية التحتية بحيث تُصمَّم المباني والجسور والأنفاق والسدود بمعايير مقاومة للزلازل، مع تجنّب البناء في المناطق ذات الخطورة العالية.
• تجهيز فرق الطوارئ وتدريبها على التعامل الفاعل والسريع مع آثار الزلزال.
• تحديد أماكن إيواء آمنة للتجمّع، في المنزل على مستوى الأفراد، أو خارجه على مستوى المنطقة.
• التأكّد من تثبيت الأثاث والأجهزة الكهربائية في المنزل بإحكام.
• تجهيز حقيبة طوارئ تحتوي على المياه والطعام والأدوية، والأغراض الأساسية للبقاء مدة تصل إلى 72 ساعة، مثل: البطانيات، والمصباح، والبطاريات، والمذياع.
• عمل محاكاة حقيقية لحدوث زلزال مفاجئ، وتنفيذ تجارب إخلاء في المنزل والمدرسة ومكان العمل.

• أثناء حدوث الزلزال:
• المحافظة على الهدوء؛ فالتوتّر وعدم التصرّف السليم يزيدان أعداد الخسائر.
• في المنزل: البقاء في الداخل، والاختباء تحت الأثاث الثقيل مثل المكاتب أو الطاولات، والابتعاد عن الزجاج.
• في المنزل أيضًا: عدم استخدام الشموع أو أي مصدر لهب مفتوح خلال الزلزال أو بعده.
• خارج المنزل: الابتعاد عن المباني والكوابل، والتوجّه نحو المناطق الخالية حتى يتوقّف الاهتزاز.
• في سيارة: التوقّف فورًا في موقف آمن والبقاء داخل السيارة، مع تجنّب المرور خلال الأنفاق أو تحت الجسور أو فوقها.

• بعد وقوع الزلزال:
• فتح الشبابيك وإغلاق صمامات الغاز عند شمّ رائحة غاز في المنزل، ومغادرة المنزل إلى حين التأكّد من خلّوه من الغاز.
• البقاء على تواصل مع المجتمع المحلي عن طريق المذياع أو التلفاز؛ للاستماع إلى آخر التقارير والمعلومات الطارئة الموثوقة.
• عدم الخروج من المنزل أو مكان الإيواء لعمل جولة استكشافية في مكان حدوث الزلزال.
• البقاء خارج البنايات المدمَّرة بشدّة؛ لأن الهزّات اللاحقة قد تؤدّي إلى انهيارها بالكامل.
• الخروج بحذر شديد من المنزل إذا كان في حالة إنشائية سيئة وقد ينهار، وتجنّب سقوط حائط السقف.
• الاستعداد للزلازل الارتدادية بعد الزلزال الرئيس، فقد تسبّب سقوط أجزاء من المباني المتأثرة؛ لذا تجب إزالة الأنقاض والأجزاء الآيلة للسقوط.

أتحقّق: أذكر ثلاثًا من قواعد السلامة العامة والأمان يجب التزامها بعد حدوث الزلزال.

الفكرة الرئيسة: أوضّح الإجراءات الوقائية الفاعلة التي يمكن اتخاذها لتقليل الخسائر وحماية الأرواح والممتلكات الناجمة عن الزلازل.

أصوغ فرضية توضّح كيف يمكن أن يؤثر هطول الأمطار الغزيرة قبل وقوع الزلزال في الأخطار الناجمة عنه.