كيف تُقاس شدة الزلازل؟

تقاس الزلازل من ناحيتين، إحداهما قياس شدة الزلزال، حيث تعبر شدة الزلازل عن ماهيّة التأثيرات التي تحدثها على الأرض، فيساعد قياس شدتها على ملاحظة قوة تأثيرها، بدءًا من اهتزاز الضوء الذي تحدثه أخف الزلازل وانتهاءً بشدة التدمير الذي يسبب الكوارث، وتصنف خطورة الشدات المقاسة للزلازل ضمن عشرة شدات يُعبر عنها بالرموز اللاتينية، ولكلٍّ منها تأثيرها المرتبط بها، وهي:

• الشدة I: وفيها يشعر القليل من الناس بالزلزال.
• الشدة II: يشعر فيها عددٌ قليلٌ من الناس وهم الذين يسكنون في الطوابق العليا من الأبنية، إضافةً لحدوث تأرجح الأجسام التي تكون معلقة.
• الشدة III: يعبر عن تأثيره من خلال شعور أغلب الناس بالزلزال بشكلٍ أكثر وضوحًا من الشدات السابقة، حيث يلحظ اهتزاز الأشياء الساكنة بشكلٍ خفيف.
• الشدة IV: يأتي تأثير الزلزال في هذه الشدة من خلال اهتزاز الجدران والنوافذ والأبواب.
• الشدة V: تكون شدة الزلزال معتدلة، حيث يشعر فيها جميع الناس، كونها تؤثر على الأجسام بشكلٍ واضح، حيث تتكسر الأطباق والنوافذ وتقع الأجسام الساكنة والتي تكون في حالة عدم استقرار.
• الشدة VI: تكون شدة الزلزال قويةً نوعًا ما، حيث تتمثل في تحرك الأثاث من مكانه، وتكون أضراره طفيفةً نوعًا ما.
• الشدة VII: تبدأ في هذه الشدة خطورة الزلازل، حيث تهدم المباني المنفذة بطريقة ضعيفة، وتسبب تصدع المباني المتوسطة والجيدة في البناء.
• الشدة Vlll: يسبب الزلزال في هذه الشدة بأضرارٍ جسيمةٍ في المباني، بالإضافة إلى انهيار الأعمدة في الشوارع والقطع الأثرية.
• الشدة IX: يأتي الزلزال هنا بشدةٍ عنيفة، مسببة انهياراتٍ في المباني أيضًا.
• الشدة X: يكون زلزالٌ عنيفٌ يدمر كل شيءٍ تقريبًا سواءً المباني أو السكك الحديدية، كما يحدث تصدعًا وشقوقًا في الأراضي والشوارع.

ويتمٍ تسجيل الزلازل، حين تهتز الأرض مطلقةً طاقةً تتمثل بشكل موجاتٍ، تصل إلى الجهاز مشكلةً رسومًا ذات أرقامٍ على شاشته، ويعبر عنها بما يسمى مخطط الزلزال، والذي يستخدم في الطريقة الأخرى في قياس شدة الزلازل، من خلال قياس حجمها؛ فحين يرصد أيٍ زلزال في أنحاء العالم، يتم هذا القياس من خلال المقارنة بين المسافة التي تتوضح على المخطط المتشكل حينها، وبهذا يتم تحديد حجم الزلزال سواءً كان كبيرًا أو صغيرًا أو متوسطًا.

وقد ظهر سابقًا مقياس الزلازل المعروف باسم ريختر في عام 1935 حيث استخدم في عملية المقارنة بين الزلازل من حيث الحجم بواسطة إظهار ذلك بصيغةٍ رياضية، واستبدل فيما بعد بمقياسٍ أكثر تطورًا، ولكن ظل مقياس ريختر مستخدمًا حتى هذه الأيام في عملية التنبؤ بالزلازل بشكلٍ مستقبلي.

ويوجد تصنيفٌ آخرٌ للزلازل من حيث الحجم، فتقسم إلى عدة فئاتٍ بحسب مقياس ريختر، فيكون الزلزال الذي يظهر على المقياس بالدرجة 3.0 صغيرًا ومحسوسًا بشكلٍ خفيف، بينما يأتي الزلزال ذو الدرجة 8.0 كبيرًا ومدمرًا ومحدثًا أضرارًا ضخمة للغاية.

قبل البدء بالحديث عن كيفية قياس شدة الزلازل لابد من أن أتحدث عن ماهية الزلزال وكيفية حدوثه ولماذا، إذ أنّ الإجابة عن هذه الأسئلة أمر حتمي ولا يكاد يُذكر موضوع قياس شدة الزلازل بدون التطرق إلى نشأتها وتكوينها.

سوف أبدأ أولًا بالسؤال الأهم، مما تتكون قشرة الأرض؟ حسنًا، الأرض التي نسير ونعيش عليها تتكون من عدة طبقات، وهي من الخارج إلى الداخل:

• القشرة
• الوشاح
• النواة الخارجية
• النواة الداخلية الصلبة

طبقة القشرة والطبقة السطحية الأصلب من الوشاح مكونة من صفائح صخرية متينة تُسمى الصفائح التكتونية وهي في حالة حركة مستمرة، اصطدام وارتطام هذه الصفائح مع بعضها تولد ضغط على القشرة فيحدث الفالق، وعندما يتجاوز الضغط حد الاحتمال يحدث تشقق في القشرة وتتولد الزلازل.

يُسمى المكان الذي بدأ فيه الزلزال بالمركز، وفي هذه النقطة تكون شدة الزلزال أعظمية وتبتعد عن المركز بشكل موجة من الاهتزازات الأخف لكننا نستطيع الشعور بها وكشفها على مقاييس الزلازل.

حدوث الزلزال تحت مياه المحيطات والبحار تُسبب موجات من التسونامي التي ترتفع فيها المياه إلى ارتفاعات عالية وبسرعات كبيرة تصل إلى 500 كيلومتر في الساعة.

لا يحدث الزلزال بشكل مفاجئ، وإنما يسبقه في كثير من الأحيان هزات استباقية بسيطة تُنبئ بالهزة الرئيسية الأقوى ويلي الرئيسية هزات ارتدادية مشابهة للرئيسية في شدتها وخطورتها، ولا يمكن التنبؤ بالمدة الزمنية الفاصلة بين كل من المراحل الثلاثة.

والآن إلى السؤال الذي تبحث عنهُ، كيف تُقاس شدة الزلازل؟

شاع لحين ليس ببعيد استخدام مقياس للزلازل يُسمى مقياس ريختر الذي ابتكرهُ العالم تشارلز ريختر عام 1934م، يعتمد على تسجيل أطول موجة للزلزال من خلال إبرة هزّازة تتحرك باستمرار في أثناء حدوث الزلزال وذلك في مراكز تسجيل اهتزازات الزلازل.

لمقياس ريختر 10 درجات لشدة الزلازل، ولكن هذا لا يعني أنّهُ لا توجد زلازل تصل لأعلى من ذلك، وهو في الواقع صيغة رياضية مبدأه لوغاريتمي، بمعنى أنّ الزلزال الذي شدتهُ مثلًا 5 درجات هو أكثر ضررًا وشدةً وأقوى بعشر مرات من الزلزال الذي شدتهُ 4.

سُجّل أكبر زلزال والذي وصلت شدتهُ حسب مقياس ريختر إلى 9.5 في تشيلي عام 1960م، مع ملاحظة أنّ الزلازل التي تقع بين 1 و 5 هي الأكثر شيوعًا، والأكبر من ذلك أقل شيوعًا ولكنهُ ممكن الحدوث ونتائجهُ كارثية.

ولكون مقياس ريختر غير دقيق بما فيه الكفاية، فتمّ اختراع عدد من الأجهزة الأكثر كفاءة ولكنها تتبع الأسلوب اللوغاريتمي نفسهُ لمقياس ريختر أشهرها Moment Magnitudes والذي يقيس حجم الزلزال وقوته، مما يسمح بتحديد قوة الزلازل التي يعجز مقياس ريختر عن تسجيلها.

في محطات المراقبة الجيولوجية، تسجّل حركات الصفائح القشرية باستمرار وتُنشأ خرائط زلازل بحيث عند حدوث زلزال في وقت تسجيل جميع الاهتزازات، يمكن معرفة الوقت الدقيق الذي حدث عندهُ الزلزال وموقعهُ وقوتهُ. وكما سبق وذكرتُ، فإنّ الهزة الرئيسية تتبعها هزة ارتدادية لا تقل أهمية وتدخل في تحديد شدة الزلزال، هذه الهزات الارتدادية قد تستمر لأيام أو أسابيع، فلذلك يستغرق تحديد الرقم النهائي لشدة الزلازل وقتًا طويلًا قبل التوصل إلى الرقم النهائي.

إليك تصنيف Magnitudes لشدة الزلازل:

• صغير: شدتهُ أقل من 3.0 ويُسبب أضرار صغيرة لا تكاد تُذكر.
• طفيف: شدتهُ بين 3.0 إلى 3.9وأضرارهُ مماثلة للسابق.
• خفيف: شدتهُ 4.0 إلى 4.9، أضراره بسيطة إلى معتدلة.
• معتدل: شدتهُ 5.0 إلى 5.9 وأضرارهُ كبيرة.
• قوي: شدتهُ 6.0 إلى 6.9، أضرارهُ شديدة وتفوق السابق له.
• ضخم: شدتهُ 7.0 إلى 7.9 وأضرارهُ أفظع وعلى نطاق أوسع.
• كبير: شدتهُ 8.0 وما فوق أضراره هائلة والخسائر التي يُسببها جسيمة.