كيفية قياس قوة الزلازل بمقياس ريختر

الزلازل

الزلزال هو اهتزاز مُفاجِئ للأرض، يحدث بسبب مرور الموجات الزلزالية عبر صخور القشرة الأرضية، حيث تتكوّن هذه الموجات بفعل إطلاق شكل من أشكال الطاقة المخزنة في القشرة الأرضية بشكل مفاجئ، وغالباً ما تحدث الزلازل على طول الصدوع الجيولوجية وأطراف الصفائح التكتونية الضخمة التي تشكل قشرة الأرض، وقد واجه الناس قديماً صعوبةً في فهم الزلازل وسبب حدوثها، إلى أن ظهر علم الزلازل في القرن العشرين؛ حيث قدّم دراسات علمية لجميع جوانب الزلازل.[1]

مقياس ريختر

مقياس ريختر هو أحد أفضل مقاييس الزلازل في العالم وأكثرها كفاءة وانتشاراً في الوقت الحاضر، اخترعه العالم الأميركي تشارليز فرانسيس ريختر عام 1935م وأجرى عليه عدة تطويرات وتحديثات فيما بعد، ومقياس ريختر مقياس كميّ يقيس مقدار الطاقة المنبعثة من مركز الزلزال ويحدّد قوته، ويتم تسجيل قوة الزلزال عن طريق أجهزة الرصد التي يتم وضعها في أماكن مختلفة بحيث تكون مرتبطة بشبكات الاتصال والأقمار الصناعية، وقد يتفاوت إحساس البشر بقوة الزلازل طبقاً لمستواها على مقياس ريختر؛ حيث يظهر الإحساس بوجود زلزال إذا كان قياسه 3 درجات وأكثر، والزلازل التي تفوق الدرجة السابعة فهي غالباً ما تكون زلازل مدمّرة، وتصعب ملاحظة الفارق بوضوح بين الزلازل المتقاربة القوة؛ لأنّ مقياس ريختر يُظهر تفاوتاً كبيراً في قوّة الدرجات، حيث يبدو الفرق كبيراً جداً بين الدرجة والتي تليها بالنسبة للطاقة التي يحررها الزلزال، وعلى الرغم من ذلك يبقى مقياس ريختر من أكثر أجهزة قياس الزلازل دقة وكفاءة وانتشاراً حول العالم.[2]

كيفيّة عمل مقياس ريختر

مقياس ريختر هو مقياس لوغاريتمي مكون من 9 درجات، وتمثل كل درجة على هذا المقياس زيادة مقدارها 10 أضعاف الدرجة التي تسبقها من حيث الشِّدة، كما تمثل زيادة وحدة واحدة على المقياس إطلاق طاقة أكثر بـ 31 ضعف المقياس السابق؛ وعلى سبيل المثال، الزلزال الذي تبلغ قوته 5.0 يطلق طاقة أكثر بمقدار 31 مرة ضعف طاقة زلزال بقوة 4.0 درجات. يعتمد المقياس بشكل أساسي على شكل التشوهات الذبذبية التي يتم رسمها على خرائط خاصة بواسطة راسم مرتبط بعتلة تتحرك مع حركة الأرض، ولا يتقيّد هذا المقياس بحدٍّ معيّن من قياس قوة الزلازل، لكن في الحقيقة لم يتم تسجيل قوة زلزال أعلى من 8.6 درجة، وهذا الزلزال هو زلزلال تشيلي وقد تمّ تسجيله في عام 1960م، ويتم حساب قوة الزلزال رياضياً من خلال العلاقة الآتية:[3][4]

حيث يمثل كل رمز ما يأتي:

• الرمز (E): الطاقة الناتجة عن الزلزال.
• ويمثل الرمز (M): قيمة مقياس ريختر.
• الرمز (log): اللوغاريتم الرياضي.

قياس قوة الزلزال

اعتمد علماء الفلك قديماً على استعمال العديد من الوسائل لتحديد مقياسين أساسيّين لوصف حجم الزلزال وقوّته وشدّته، الأول هو مقياس شدة الزلزال؛ وهو مقياس يقيس درجة اهتزاز الزلازل في مكان معين، وذلك بملاحظة الأضرار الناجمة عنه، ومع تطوّر أجهزة قياس الهزّات، أصبح بالإمكان قياس الحركات الأرضية عن طريق الأجهزة، وهذا ما يُطلَق عليه مقياس قوة الزلزال، وهو مقياس كميّ يُقدّر مقدار الطاقة المتحررة من الزلزال، ويعتمد هذا المقياس بشكل أساسي على البيانات المأخوذة من السجلات الزلزالية، وفيما يأتي بيان لهذين المقياسين بشكل مُفصَّل:[5]

• مقاييس الشِّدة: استُخدِم مقياس قوة اهتزاز الزلزال لرسم خرائط توضّح الآثار الناجمة عن حدوث الزلزال، وتحديد المناطق الأكثر ضرراً وما تسمّى بمناطق الشدة، حيث تكون المنطقة الأكثر شدّةً هي المنطقة الأقرب إلى مركز الاهتزاز الأرضي الأكبر، الذي غالباً ما يكون هو نفسه المركز السطحي للزلزال، وبحلول عام 1902م طوّر العالم جوزيف ميركالي جهازاً أكثر دقة لقياس شدة الزلازل وقد أطلق عليه مقياس الشدة المعتدل، واستمر استخدام هذا الجهاز حتى وقتنا الحالي. وعلى الرغم من أنّ مقاييس الشدة تزوّد العلماء بمعلومات لمقارنة قوة الزلازل، إلا أنّها تُظهر بعض العيوب، حيث إنّ هذه المقاييس تهتم بشكل أساسي بالدّمار والآثار التي تخلفها الزلزال، والتي لا تعتمد على قوة الاهتزاز الأرضي فقط، بل تعتمد على عوامل أخرى، مثل: طبيعة المواد السطحية، وتصميم الأبنية المحيطة.
• مقاييس قوة الزلازل: نظراً للعيوب التي ظهرت في مقاييس الشدة، ظهرت الحاجة إلى إجراء مقارنة أكثر دقة بين الزلازل، بحيث لا تعتمد على عوامل أخرى غير قوة الاهتزاز الأرضي، لذا تمّ ابتكار ما يُسمّى بمقياس ريختر الذي يقيس قوة الزلازل بواسطة السجلات الزلزالية، كما يحسب مقدار التناقص في سعة الموجة مع تزايد المسافة، وعلى الرغم من الأهمية الكبيرة لمقياس ريختر إلا أنه لم يكن مقياساً جيداً لقياس قوة الزلازل الكبيرة؛ إذ إنه لا يستطيع المقارنة فيما بينها؛ فعلى سبيل المثال، باستخدام مقياس ريختر تبين أن قوة كل من زلزال سان فرانسيسكو عام 1906م، وزلزال ألاسكا عام 1964م، تُظهران مقدار القوة نفسه، إلا أنّ زلزال ألاسكا أطلق طاقة أكبر بكثير من زلزال سان فرانسيسكو، لذلك ابتكر العلماء فيما بعد مقياساً لتحديد الطاقة المنطلقة من سطح الصدع بأكمله، وقد أُطلِق عليه مقياس قوة اللحظة، ويُعدّ هذا المقياس أفضل لقياس قوة الزلازل الكبيرة، وقد استخدم العلماء مقياس قوة اللحظة لقياس قوة الزلازل الكبيرة التي قيست بمقياس ريختر، وتبيّن وجود فرق في القياسات؛ حيث أظهر زلزال ألاسكا قوّةً بمقدار 9.2 درجة بدلاً من 8.3 درجة على مقياس ريختر.

المراجع

1. ↑ "Earthquake GEOLOGY", www.britannica.com, Retrieved 30-4-2018. Edited.
2. ↑ "مقياس ريختر"، www.aljazeera.net، اطّلع عليه بتاريخ 30-4-2018. بتصرّف.
3. ↑ خالد فائق صديق العبيدي، لسنا بمأمن لله جنود السماوات والأرض، صفحة: 275. بتصرّف.
4. ↑ "Methodology",www.britannica.com, Retrieved 30-4-2018. Edited.
5. ↑ إدوارد جي تاربوك، فريدريك كي لوتجينس، دينيس تازا، الأرض: مقدمة في الجيولوجيا الفيزيائية، صفحة: 313-315. بتصرّف.