Language
Country/Area
No result found
الأصوات التي تهز الأرض: هل تعرف ما الذي يسبب الضوضاء الزلزالية؟
غالبًا ما تسمى الموجات ذات التردد المنخفض (أقل من 1 هرتز) بالزلازل الصغيرة، في حين تسمى الموجات ذات التردد العالي (أعلى من 1 هرتز) بالزلازل الصغيرة.
تتضمن المصادر الرئيسية للموجات الزلزالية الأنشطة البشرية (مثل حركة المرور أو النشاط الصناعي)، والرياح والظواهر الجوية الأخرى، والأنهار وأمواج المحيطات. الضوضاء الزلزالية ذات صلة بجميع المجالات العلمية التي تعتمد على علم الزلازل، بما في ذلك الجيولوجيا، واستكشاف النفط، وعلم المياه، وكذلك هندسة الزلازل ومراقبة الصحة الهيكلية.
غالبًا ما يكون هذا الضجيج بمثابة اضطراب في الأنشطة الحساسة للاهتزازات الخارجية، مثل مراقبة الزلازل والأبحاث، والطحن الدقيق، والتلسكوبات، واكتشاف الموجات الثقالية، ونمو البلورات. ومع ذلك، فإن الضوضاء الزلزالية لها أيضًا استخدامات عملية، مثل تحديد الخصائص الديناميكية منخفضة الإجهاد والمتغيرة بمرور الوقت للهياكل الهندسية المدنية (مثل الجسور والمباني والسدود)؛ وإجراء دراسات زلزالية للهياكل تحت الأرض بأحجام مختلفة، وغالبًا ما تستخدم البيانات الزلزالية. والتداخل والرصد البيئي، كما هو الحال في علم الزلازل النهرية.
مصادر الضوضاء الزلزالية
أظهرت الدراسات التي أجريت حول أصول الضوضاء الزلزالية أن الجزء منخفض التردد من الطيف (أقل من 1 هرتز) يأتي في المقام الأول من أسباب طبيعية، وخاصة تأثير أمواج المحيط. وعلى وجه الخصوص، فإن الذروة التي تم رصدها عالميا بين 0.1 و0.3 هرتز ترتبط بشكل واضح بتفاعل موجات المياه ذات التردد نفسه. في الجزء عالي التردد (فوق 1 هرتز)، يحدث الضوضاء الزلزالية بشكل رئيسي بسبب الأنشطة البشرية مثل حركة المرور على الطرق والأعمال الصناعية؛ ولكن المصادر الطبيعية مثل الأنهار يمكن أن تساهم أيضًا في هذا التأثير.فوق 1 هرتز، يمكن للرياح والظواهر الجوية الأخرى أيضًا أن تكون مصادر رئيسية للاهتزازات الأرضية.
على سبيل المثال، في الكاميرون، تعد "الارتعاشات في الأقدام" الناجمة عن قيام مشجعي كرة القدم بضرب الأرض بأقدامهم من بين الأنشطة غير البشرية التي لوحظت خلال فترات النشاط الزلزالي المنخفض. في منطقة خليج بوني في خليج غينيا، تظهر نبضات كل 26 إلى 28 ثانية، ويُعتقد أنها انعكاسات من التيارات السفلية للمنحدرات، وهي علامة على قوة الأمواج.
الخصائص الفيزيائية للضوضاء الزلزالية
تتراوح سعة اهتزازات الضوضاء الزلزالية عادة بين 0.1 و10 ميكرومتر/ثانية. يظهر نموذج الضوضاء الخلفية الذي تم تقييمه عالميًا خصائص تعتمد على التردد. تتضمن الضوضاء الزلزالية كمية صغيرة من الموجات الجسمية (موجات P و S)، ولكن الموجات السطحية (موجات Love و Rayleigh) هي المكونات الرئيسية لأنها تثار بشكل تفضيلي بواسطة العمليات الأرضية. هذه الموجات متناثرة، وهذا يعني أن سرعة طورها تتغير مع التردد (بشكل عام، تقل مع زيادة التردد).
نظرًا لأن منحنى التشتت (دالة التردد لسرعة الطور أو الكسل وما إلى ذلك) يربط بين تغير سرعة موجة القص والعمق، فيمكن استخدامه كأداة غير تدخلية لتحديد التركيب الزلزالي للطبقة تحت السطحية.
تاريخ الضوضاء الزلزالية
في الظروف العادية، تكون الضوضاء الزلزالية ذات سعة منخفضة للغاية ولا يمكن للبشر إدراكها، كما لم يكن من الممكن تسجيلها على معظم أجهزة قياس الزلازل المبكرة في أواخر القرن التاسع عشر. ومع ذلك، بحلول أوائل القرن العشرين، تمكن عالم الزلازل الياباني أوموري فوميوشي من تسجيل الاهتزازات المحيطة بالمباني وتحديد التردد الرنان للمبنى. تم التعرف على الضوضاء الزلزالية العالمية التي تتراوح مدتها بين 30 ثانية و5 ثوان على أنها ناجمة عن المحيط في وقت مبكر من تاريخ علم الزلازل، ونشر لونجيت هيغينز نظرية شاملة في عام 1950.
التطبيقات الحالية للضوضاء الزلزالية
مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، وخاصة مع ظهور قياس التداخل الزلزالي منذ تسعينيات القرن العشرين، استمر تطبيق الضوضاء الزلزالية في التوسع. على سبيل المثال، باستخدام تحليل الاهتزازات المحيطة وحقول الموجات الزلزالية العشوائية، يستطيع العلماء تحديد خصائص الهياكل تحت السطحية باستخدام أطياف القدرة، وتحليل ذروة الجهد العالي/الجهد الكهربي، ومنحنيات التشتت، ووظائف الارتباط الذاتي. لا شك أن طريقة المحطة الفردية وطريقة المصفوفة قد جلبتا آفاقًا جديدة لعلم الزلازل.وأخيرًا، يُعتبر الضوضاء الزلزالية أيضًا مؤشرًا بديلًا للتنمية الاقتصادية، يعكس التغيرات في الأنشطة البشرية.
مع تأثير وباء كوفيد-19، أدى انخفاض الأنشطة البشرية إلى انخفاض الضوضاء الزلزالية بشكل كبير، لتصبح نافذة فريدة لمراقبة البيئة الخارجية. في المستقبل، ومع تزايد فهمنا للضوضاء الزلزالية، هل سنتمكن من اكتشاف المزيد من أسرار الظواهر الطبيعية؟
