علم الزلازل هو العلم الذي يختص بدراسة الزلازل والموجات الزلزالية التي تتحرك خلال الأرض وحولها ويقوم خبراء الزلازل (Seismologists) بدراسة هذه الظواهر الطبيعية.

الموجات الزلزالية:

هي موجات من الطاقة الناجمة عن كسر مفاجئ في صخور القشرة الأرضية أو انفجار في باطن الأرض، وهي الطاقة التي تنتقل عبر الأرض ويتم تسجيلها على أجهزة رصد الزلازل.

أنواع الموجات الزلزالية:

هناك العديد من أنواع الموجات الزلزالية، وجميعهم ينتقلون في اتجاهات مُختلفة. لكن هناك نوعان رئيسيان من الموجات الزلزالية ينبثق تحتهما العديد من الموجات الزلزالية، هذان النوعان هما

«موجات الجسم-Body Waves» و«الموجات السطحية-Surface waves».

موجات الجسم تستطيع أن تتغلغل عبر طبقات الأرض الداخلية؛ أما الموجات السطحية فهي تستطيع فقط أن تسير عبر سطح الأرض وأقرب مثال للموجات السطحية هي التموجات التي تحدث فوق سطح الماء عندما تقوم بإلقاء حجر داخل بحيرة أو بركة مياه راكدة.

وتقوم الزلازل ببث الطاقة الزلزالية على حدٍ سواء موجات الجسم والموجات السطحية

1-موجات الجسم وأنواعها:

كما ذكرنا سابقًا فموجات الجسم تستطيع التغلغل عبر طبقات الأرض الداخلية، ومن صفاتها أيضًا أنَّها تصل أسرع من الموجات السطحية على أجهزة رصد الزلازل، وتمتلك تردد أعلى من الموجات السطحية.

• الموجات الأوليَّة (Primary Waves):

أول نوع من أنواع موجات الجسم هو الموجات الأوليَّة أو الابتدائيَّة (Primary Waves).

هذا النوع من الموجات هو الأسرع على الإطلاق، وبالتالي أول الموجات الزلزالية التي تصل إلى مراصد الزلازل.

تستطيع الموجات الأوليَّة أن تخترق كلًا من الصخور الصلبة والمائعة مثل الماء أو كالطبقات المائعة للكرة الأرضية.

تقوم الموجات الأوليَّة بشد ودفع جزيئات الصخور التي تعبر خلالها مثل الموجات الصوتية التي تقوم بشد ودفع الهواء.

هل سبق لك وسمعت صوت الرعد متزامنًا مع صوت هزَّة في زجاج النافذة؟
بالتأكيد نعم.. فإنَّ الموجات الصوتية تقوم بعملية دفع وجذب على زجاج النوافذ، وهذا ما تفعله الموجات الأولية عندما تمر في الصخور.

في بعض الأحيان يمكن للحيوانات سماع الموجات الأولية للزلزال؛ فعلى سبيل المثال تقوم الكلاب بالنباح بطريقة هستيرية قبل وقوع الزلزال أو بالأحري قبل وصول الموجات السطحية من مركز الزلزال.

تُعرف أيضًا الموجات الأولية باسم «الموجات الانضغاطية» وذلك بسبب طبيعة حركتها مِن دفع وسحب، وتقوم جزيئات الصخور التي تمر خلالها الموجات الأولية بالانتقال في نفس الاتجاه الذي تنتقل فيه الموجه الأوليَّة.

لمشاهدة حركة الموجات الأوليَّة اضغط هنا

• الموجات الثانوية (Secondary waves):

الآن سننتقل إلى النوع الثاني من موجات الجسم وهي الموجات الثانوية (Secondary waves). الموجات الثانوية هي الموجات الثانية في الوصول إلى مراصد الزلازل، والتي تستطيع أن تشعر بها بعد الموجات الأولية إذا حدث زلزال.

الموجات الثانوية أقل سرعة من الموجات الأولية ولاتستطيع أن تعبر خلال وسط مائع؛

تستطيع فقط أن تعبر خلال الصخور الصلبة، وهذه هي الخاصية التي تمَّكن خُبراء الزلازل وعلماء الأرض والجيوفيزيقيين من معرفة أنَّ لُب الأرض الخارجي عبارة عن طبقة مائعة؛ حيث أن الموجات الثانوية لا تستطيع أن تنتشر أو تعبر خلاله كما تفعل الموجات الأولية.

تُجبِر الموجات الزلزالية الثانوية جزيئات الصخور إذا مرت بها أن تتحرك للأسفل وللأعلى وإلي الجنب، على عكس الموجات الأوليَّة التي تجعل جزيئات الصخور التي تمر بها تنتقل في نفس اتجاه انتشار الموجه الأوليَّة.

لمشاهدة حركة الموجات الثانوية اضغط هنا

لقد قمنا بمناقشة موجات الجسم والنوعان اللذان يندرجان تحتها؛ وهما الموجات الأوليَّة والموجات الثانويَّة.

الآن سوف ننتقل إلى النوع الثاني من الموجات الزلزالية وهي «الموجات السطحية – Surface Waves».

• الموجات السطحية وأنواعها:

تستطيع الموجات السطحية الانتقال والعبور فقط من خلال القشرة الأرضية؛ لأنَّ ترددها أقل من الموجات الأوليَّة، ويمكن تمييزها بسهولة من الموجات الأولية على أجهزة رصد الزلازل، وتصل أيضًا إلى أجهزة رصد الزلازل بعد الموجات الأوليَّة.

• موجات لاف (Love Waves):

النوع الأول من الموجات السطحية هي موجات لاف (Love Waves)؛ نسبة إلى عالم الرياضيات الإنجليزي (Augustus Love 1863-1940) الذي قام بتدشين نموذجًا رياضيًا لهذا النوع من الموجات عام 1911.

تقتصر موجات لاف على سطح القشرة الأرضية فقط؛ فهي أسرع الموجات السطحية، وتتحرك جزيئاتها على سطح الأرض بحركة أفقية جنبًا إلى جنب.

لمشاهدة حركة موجات لاف اضغط هنا

• موجات رايلي (Rayleigh waves):

النوع الثاني من الموجات السطحية هي موجات رايلي (Rayleigh waves)، نسبةً إلى (Lord Rayleigh 1842-1919) الذي تنبأ رياضيًا بوجود مثل هذه الأنواع من الموجات الزلزالية عام 1885.

ينتشر هذا النوع من الموجات بتذبذب جزيئات الوسط بشكل إهليجي متراجع وذلك في مستوى رأسي موازٍ لاتجاه انتشار الموجه، وتنتشر موجات رايلي بسرعة أقل قليلًا من سرعة موجات لاف حيث أنَّ سرعتها تساوي تقريبًا 0,92 من سرعة موجات لاف؛ ومن ثَمَّ فإنَّها تتبعها مِن حيثُ زمن الوصول إلى المواقع المختلفة، وتقوم بتحريك سطح الأرض إلى أسفل وإلى أعلى.

الجدير بالذكر أنَّ السبب الرئيسي في الكوارث والتدمير الذي تسببه الزلازل هي الموجات السطحية بشكل عام وموجات رايلي بشكل خاص.

لمشاهدة حركة موجات رايلى المدمرة اضغط هنا

إعداد وتصميم: Amr Ghaleb Hassan

مُراجعة لُغَويَّة: Omnea Abd El-Aleem

المصدر

#الباحثون_المصريون