التنبؤ بالزلازل :
التنبؤ بمكان وزمان حدوث الزلزال وبشدته التقريبية قبل زمن طويل من الامور التي مازالت خاضعة لعلمي الاحصاء والاحتمالات, لانه ليس شرطا ان تسبق كل الزلازل القوية مقدمات يمكن ملاحظتها, او ان تكون الحوادث التي تعتبر سابقة للزلزال قبل فترة زمنية طويلة من حدوثه دليلا اكيدا على مكان وزمان وشدة الزلزال, والطرق المتبعة في هذا المجال هي:
التنبؤ من خلال النظرية الاحصائية - الاحتمالية , فمعرفة عدد السنوات او الزمن الذي مضى على حدوث آخر زلزال في هذه المنطقة يمكن ان يساعد في تحديد الزمن التقريبي الذي يفصلنا عن وقوع زلزال جديد, ولكن من الصعب تقدير لحظة حدوثه بدقة, وهناك مناطق معينة تكثر فيها الزلازل وتتميز بعض المناطق الاخرى بحدوث زلازل قوية.
بينما يكون احتمال حدوث مثلها في مناطق اخرى قليلا او حتى مستبعدا ,وتعتبر مناطق الاحزمة الزلزالية الموجودة على سطح الكرة الارضية والتي لم تحدث فيها الزلازل الشديدة منذ مدة محددة مناطق ذات احتمال كبير لوقوع زلازل قوية مستقبلا, وان المعرفة الصحيحة لاتجاهات الميول من الناحية الزلزالية - الجيولوجية لهجرة البؤر الزلزالية في اتجاهات محددة يمكن ان تساعد في تحديد الاماكن التي يمكن ان تحدث فيها الزلازل مستقبلا, من هنا فإن معرفة التوزيع المكاني والزماني للزلازل التي حدثت في الماضي يمكن ان تساعد في التنبؤ عن مكان وزمان وقوع الزلازل, وقد استطاع علماء الزلازل بمساعدة هذه النظرية بالتنبؤ بوقوع عدد من الزلازل بنجاح مثل زلزال ميسينا في ايطاليا عام .1915
الثغرة الزلزالية :
كما يمكن التنبؤ بالزلازل من خلال نظرية الثغرة الزلزالية التي تنطلق مفاهيمها من ملاحظة ان القوى الضاغطة التي تنشأ وتنمو بمعدل ثابت على طول خطوط الصدوع
( الفوالق) على سطح الارض ,والتي يمكن ان يستمر تراكمها في الارض لمدة زمنية طويلة جدا قد تصل الى عشرات او مئات السنين تبلغ خلال فترات زمنية تكاد تكون متساوية قيما عظمى تنشأ عنها الزلازل, والواقع انه يترافق مع نمو الاجهادات التي تصيب القشرة الارضية تغيرات معينة يمكن ان تدل على ان الارض تجهز نفسها لزلزال جديد, وترتبط هذه التغيرات في منطقة ما من الارض ارتباطا وثيقا بصفات بنية الارض في هذه المنطقة, ومن المقدمات التي تسبق حدوث الزلازل بوقت طويل نسبيا ان تضعف فعالية الارض الزلزالية قبل حدوث زلزال عنيف, وتتغير سرعة الموجات في المنطقة وتطول مدة استمرار هذه الظواهر مع ازدياد شدة الزلزال, اي انه كلما كان الزلزال اعنف كلما ازدادت فترة الاحداث السابقة له, ومن المتغيرات الاخرى حدوث بعض التشققات الدقيقة للقشرة الارضية في مكان الزلزال المتوقع .
وبالنسبة للتنبؤ بالزلازل قبل حدوثها بزمن قصير يوضح المهندس الزوباري في بحثه ان ذلك يقسم الى قسمين رئيسيين, الاول: من خلال الابحاث العلمية حيث تزداد دقة التنبؤ كلما ازدادت امكانية متابعة الظواهر التي تحدث قبل وقوع الزلازل مباشرة وتمييزها, كحدوث تغيرات على صعيد القشرة الارضية, من تشوهات تظهر من خلال تغير شكل طبقة الصخور السطحية متمثلة بتماوجات في الارض ( ارتفاع في بعض المناطق وهبوط في بعضها الاخر), كما تظهر تشققات في طبقة الصخور السطحية وهذا مؤشر كبير عما تحدثنا عنه ايضا, كما ان الحالة الاجهادية للقشرة الارضية تتغير بتغير الحالة الاجهادية للصخور المشكلة لها.
كما يمكن التنبؤ بالزلازل من خلال تغيرات على صعيد المياه الجوفية من خلال تغير بدرجة حرارتها ومستوى هذه المياه,وتغير شدة تدفق الينابيع الحارة, بالاضافة الى جفاف بعض الينابيع او تعكر المياه, اضافة الى تغير في التركيب الكيميائي لهذه المياه كتغير نسبة شوارد الكلور السالبةCL- المنحلة في الماء, وتغير نسبة غاز الرادون المشع في هذه المياه حيث تمتص المياه الجوفية قدرا كبيرا من هذا الغاز النشط اشعاعيا قبيل حدوث الزلازل وهذا يعود الى تغيرات في مسالك المياه الجوفية .
ايضا تحدث تغيرات على الصعيد الكهرطيسي الارضي كتغير شدة التيارات الكهربائية الارضية ( الجهد الكهربائي الارضي ) وتغير المقاومة الكهربائية للصخور حيث تبدأ بالانخفاض وما ان تصل النسبة فيها الى حوالى 10-15 حتى يحصل زلزال شديد, واضافة الى ذلك تحدث تغيرات في المغناطيسية الارضية تتغير مع تغير الضغط الواقع على الصخر, وهناك تغيرات اخرى على الصعيد الكهرطيسي الجوي من خلال تغير المجال الكهربائي الجوي, حيث تحدث زيادة حادة في شدة الاشعاعات الكهرطيسية بفعل انطلاق جزيئات الهواء والجسيمات المشحونة ايجابيا الموجودة في مسارات القشرة الارضية نتيجة للضغط الشديد الذي تتعرض له الصخور .
كما تحدث تغيرات على صعيد الموجات الزلزالية نفسها تتضمن تغيرات في تزايد الهزات الاولية ( العاصفة الزلزالية) حيث تحدث هزات خفيفة يصل عددها الى عدة مئات في الساعة الواحدة قبل بعض الزلازل الكبيرة, والواقع ان اي زلزال لابد ان يكون مسبوقا بمثل هذه العاصفة ,ويمكن لهذه الاشارة المحذرة ان تصاغ بصورة مخططات اهتزازية مستمرة يؤدي تحليلها المتواصل الى تحديد لحظة وقوع الزلزال ومكان حدوثه وشدته .
ايضا تتغير سرعة انتشار الموجات الزلزالية بتغير التراكيب الصخرية العميقة تغير صفاتها الفيزيائية واهمها ظاهرة التمدد, حيث تتمدد الطبقات الصخرية وتتسع بعد ان تنكسر بفعل الهزات الخفيفة, ما يؤدي الى تغير في قابلية الطبقات على مرور الموجات الزلزالية وبالتالي تغير في سرعة تلك الموجات الاولية والثانوية .
وكون الزلازل ظاهرة طبيعية ذات خصوصية فريدة ونادرة تتميز بها خاصة لجهة التعامل معها علميا والاهم آلية التبنؤ بها, فإنه لابد من اعطاء هذه الحالة كل الاهتمام والانتباه اليها, فمحاولات التنبؤ بحدوث الزلازل قبل فترة من وقوعها ليست عبارة عن مادة علمية ممتعة فحسب, بل انها ضرورة حياتية ملحة, وهو هدف بحد ذاته تكمن اهميته في القدرة على تحاشي نتائجه, وعلى الرغم من ان عدد الزلازل التي تم التنبؤ بها على مستوى العالم مازال محدودا بالمقارنة مع عدد الزلازل التي وقعت فجأة, فمن المعروف انه حتى الآن امكن التنبؤ بدقة عن حدوث عدد لابأس به من الزلازل في مناطق مختلفة من الكرة الارضية منها مثلا هزة في كاليفورنيا, زلزال في الصين عام 1975 ...الخ, وحول امكانية النجاح في التنبؤ بحدوث الزلازل مستقبلا بدقة يعتقد اغلب علماء الزلازل انهم سيتمكنون من ذلك يوما ما, من هنا كان لازدياد عدد محطات الرصد الزلزالي الموزعة في مناطق متعددة من العالم ضرورة ملحة,كذلك تكثيف عدد المحاضرات والندوات العلمية حول هذا المجال .
وفي موضوعنا هذا نتحدث عن كيفية حدوث الزلازل والطرق المستخدمة في عملية التنبؤ, بها والآليات التي تشير الى حدوث زلازال ما, وكذلك التغيرات الطبيعية التي تحدثها الزلازل.
جهاز قياس الزلزال
جهـاز تنبؤ بالزلزال
- العدة الاحتياطية للزلازل
- راديو صغير مع بطاريات إضافية
- مصباح مع بطاريات إضافية
- حقيبة إسعافية وضمنها الأدوية الضرورية لأفراد الأسرة
- كتيب عن الإسعاف الأولي
- مطفأة حريق
- مفتاح إنكليزي قابل للتعديل لإصلاح تسربات الغاز والماء
- جهاز تحري الدخان
- سلم هروب متنقل
- زجاجات ماء كافية
- مؤنة أسبوع من أغذية معلبة ومجففة (يجب استعمالها واستبدالها كي لا تتلف)
- فتاحة معلبات
- كبريت
- أرقام هواتف الشرطة والطوارئ الصحية والحريق
التنبؤ بحدوث الإنفجارات البركانية :
سجل التاريخ حدوث هزات أرضية قبل حدوث البراكين، حيث سبق حدوث انفجار هاواي نوعان من الهزات الأرضية نوع قريب من السطح لا يتعدى بعُد مركز الزلزال فيه عن 8 كيلومترات عن السطح، ونوع حدث على أعماق سحيقة على بعد 60 كيلومترا تحت سطح الأرض. وفي بعض الحالات سبقت الهزات انفجار البراكين بعدة سنوات ومثال تلك الهزات الأرضية التي استمرت 16 عاما قبل ثوران بركان فيزوف (79 ق.م) وكذلك الهزات الأرضية التي استمرت عدة سنوات قبل حدوث انفجار بركان كيلوا Kilau في هاواي. وفي هذا المجال قام (مركز رصد البراكين) في هاواي بعدة دراسات ميدانية حول هذه الظاهرة عام 1942 حيث سجل حدوث هزات أرضية عنيفة في مونالوا Maunaloa على أبعاد سحيقة من سطح الأرض تتراوح بين 40-50 كيلومترا. وفي 22 فبراير من تلك السنة حدثت هزات أرضية قريبة من السطح على جوانب الجبل في مناطق الشقوق فيه.
كانت هذه الهزات إنذارا لحدوث ثورة البركان التي حصلت على جوانب الجبل على ارتفاع 2500-3000م، بتاريخ 26 أبريل 1942. ولكن هل يمكن التنبؤ بصورة دقيقة بوقت حدوث النشاطات البركانية ؟
وللإجابة على هذا السؤال يجب ان نعرف أن علماء البراكين مازالوا يتريثون في تقديم أي تنبؤات أكيدة ودقيقة عن زمان ومكان حدوث مثل هذه الإنفجارات ورغم ذلك فإن هناك بعض الأحداث والشواهد التي يمكننا الاستدلال منها على احتمال ثوران البراكين وهي :
1- حدوث الزلازل التي قد تسبق ثوران البراكين بساعات او بسنين أحيانا.
2- التغيرفي صفات وسلوك الينابيع الحارة والفوارات الأرضية والفوهات والبحيرات البركانية.
3- التغير في قوة واتجاهات المجالات المغناطيسية للأرض.
4- زيادة الحرارة المنبعثة في المنطقة ويكن الإستدلال عليها من التصوير بالأشعة تحت الحمراء. 5- التحول في القوى الكهربائية المحلية.
6- السلوك المتوتر لدى بعض أنواع الحيوانات.
ومن الدراسات الحديثة في هذا المجال استخدام الأقمار الصناعية حيث يمكن بواسطتها استعمال جهاز قياس الميلTilt meter الذي يدلنا على تغير ميل التراكيب الجيولوجية نتيجة اندفاع الصهارة من اسفل إلى أعلى وحدوث تفلطح في المنطقة التي يبدأ يتكون فيها المخروط البركاني والذي تخرج منه الحمم.
إن الاهتمام العالمي بهذا الخصوص أدى إلى تأسيس معاهد تختص بدراسة الظواهر الفجائية مثل الإنفجارات البركانية ففي مدينة كامبردج في الولايات المتحدة معهد يضم نخبة من الباحثين وعلماء البراكين والجيولوجيا وتتصل به شبكات عالمية تزوده بالمعلومات حول الهزات الأرضية والثورانات البركانية وأي عوارض أخرى فجائية تحدث في القشرة الأرضية في أماكن مختلفة من العالم . ويتم مقارنة ودراسة هذه المعلومات أولا بأول للوصول إلى تصورات متكاملة حول هذا الموضوع.
توصل مؤخرا عالم الفيزياء الفرنسى فلوران برنجوى فى معهد الفيزياء بجامعة باريس الى وسيلة حديثة للتنبؤ بثورات البراكين قبل حدوثها ببضع ساعات ، وبالتالى الاستعداد المبكر لها.
وقد تم تطبيق هذه الوسيلة على بركان لوبيتون دى لافورناز فى جزيرة رايونالفرنسية والمعروف بأنه أنشط البراكين فى العالم ويحدث ثورة واحدة على الاقل سنويا منذ عام 1998 .
وتتلخص الوسيلة الجديدة فى مراقبة النشاط المغناطيسى للبركان عن طريق الضوضاء التى يحدثها . وتم تجربة هذا الاسلوب على آخر ثورتين لبركان لوبيتون دى لافورناز فى يوليو 2006 وابريل 2007 .
وتساعد هذه الوسيلة أيضا فى توقع الزلازل واكتشاف حقول الغاز والبترول تحت سطح الارض .
جهاز قياس الميلTilt meter:
الوقاية من البراكين:
تعتبر الثورات البركانية من أسهل الكوارث التي يمكن التنبؤ بها، وذلك لأنها تكون مصحوبة بالعديد من الظواهر الفيزيائية والتفاعلات الكيماوية، التي يمكن مراقبتها كل على حدة.
فالثورات البركانية تكون دائما مسبوقة بنشاط زلزالي كثيف وبتمدد للقشرة الأرضية، كما أنه يكتشف بكل سهولة استفاقة البراكين الخامدة، وذلك عن طريق وجود بعض أجهزة قياس ورصد الزلازل، وهو ما يسمح بإعطاء الإنذار في الوقت المناسب.
أما عندما يكون هناك خطر بركاني وشيك، فمن السهل ملاحظة صعود اللافا إلى السطح وانتفاخ سطح التربة، وتحرر الغازات، كما يسجل في نفس الوقت حدوث اضطرابات محلية في حقل الجاذبية والحقل المغناطيسي للأرض.
فظهور هذه الظواهر وترددها وكذا شدتها، يسمح بإعطاء الإنذار على المدى المتوسط عن طريق المعطيات التي يتم تقديمها عن طريق مجموعة من أجهزة الكشف، هذه الأخيرة تقوم بتحليل إصدارات الغازات المنبعثة من البركان، وبتسجيل التغيرات التي تحدث في تكوين التربة على السطح وفي الأعماق، كما يمكنها تسجيل أدنى التغيرات التي تحدث في حقل الجاذبية والحقل المغناطيسي للأرض.
وتتعقد الأمور، كلما اقتربت الحمم والمواد المنصهرة من السطح، مركزة تأثيراتها على مساحة تزداد صغرا شيئا فشيئا، كلما اقتربت من فوهة البركان، ولهذا تتطلب كل هذه التطورات، نشر واستعمال أجهزة قياس وكشف إضافية حتى يسهل الإحاطة بالمناطق الأكثر خطرا في البركان، حيث يؤدي ارتفع الضغط في هذا الأخير إلى تضاعف الظواهر الكيماوية والفيزيائية.
وكلما أصبح الانفجار البركاني وشيك، كلما أصبح من الصعب التنبؤ وقت حدوثه، ولهذا فالتوقعات على المدى القصير في هذا المجال هي نادرة، كما أنها قليلة في وقتنا الحالي، بسبب عدم توفر أجهزة الكاشف القياس في مجموع البراكين، التي هي في حالة نشاط عبر مختلف أرجاء العالم.
التسميات :
معلومات ثقافية