Language
Country/Area
No result found
سر مسافة مركز الزلزال وشدة موجة الزلزال: من مدينة مكسيكو إلى منزلك!
يرتبط تأثير تضخيم الموجات الزلزالية ارتباطًا وثيقًا بالبنية الجيولوجية تحت الأرض. ستؤدي هذه الظاهرة إلى اهتزازات قوية في الجيولوجيا الضحلة. لقد شهدنا الدمار الواسع النطاق الذي أحدثته هذه الظاهرة أثناء زلزال مدينة مكسيكو عام 1985. ومن خلال دراسة تأثيرات الزلازل المحلية، يمكننا تقييم تأثير الزلازل القوية ومخاطرها المحتملة بشكل أفضل. تهدف هذه المقالة إلى تقديم رؤى حول تعريف هذه الظاهرة، وحالة زلزال مدينة مكسيكو عام 1985، ونتائج دراسات الزلازل في مدن أخرى، مثل كاراكاس.
"إن التأثير المعزز للموجات الزلزالية يمكن أن يؤدي إلى تضخيم قوي للاهتزازات الأرضية في ظل الظروف الجيولوجية غير المواتية، مثل وجود الرواسب."
تعريف الظاهرة
عندما تنتشر الموجات الزلزالية، فإنها تنعكس وتنكسر بين الطبقات الجيولوجية المختلفة. عندما تلتقي الموجات الزلزالية بهياكل جيولوجية مختلفة، فإنها تسبب تغييرات في الطاقة، وخاصة عند الواجهة بين التربة والصخور. يُطلق على تأثير تضخيم الموجة الزلزالية اسم "تأثير الموقع الزلزالي". عندما تكون الطبقات الجيولوجية السطحية (مثل رواسب الأنهار) أكثر ليونة، تكون سعة الاهتزاز أكبر، مما يؤدي إلى تكثيف تأثير الزلزال.
على وجه التحديد، عندما تصل موجة القص (موجة SH) إلى مثل هذه الواجهة، فإنها تتسبب في توليد الموجات المنعكسة والمنكسرة. وقد أظهرت الدراسات أنه عندما تتغير الطبقات بشكل كبير، فإن هذا الانعكاس والانكسار سيؤثر بشكل كبير على سعة وتردد الموجات الزلزالية، مما يؤدي إلى تكثيف الاهتزاز على الأرض.
دراسة حالة: زلزال مدينة مكسيكو عام 1985
يعتبر زلزال مدينة مكسيكو عام 1985 مثالاً كلاسيكياً لقوة تأثيرات الموقع الزلزالي. وقع مركز الزلزال على ساحل المحيط الهادئ، على بعد مئات الكيلومترات من مدينة مكسيكو سيتي، لكن الاهتزاز كان قويا للغاية وتسبب في أضرار جسيمة. تشير البيانات من محطات القياس المختلفة إلى أنه كلما اقترب الموقع من مركز الزلزال، زادت سعة الاهتزاز المقاسة.
"وفي محطة كامبوس، وهي الأقرب إلى مركز الزلزال، بلغ الحد الأقصى للتسارع المسجل 150 سم/ثانية مربعة، في حين سجلت محطة تيكالكو، التي تقع على بعد 200 كيلومتر من مركز الزلزال، 18 سم/ثانية مربعة فقط."
يأتي هذا التغيير في سعة الاهتزاز بشكل أساسي من ضعف الموجات الزلزالية أثناء الانتشار، أو فقدان الطاقة الناجم عن الموجات الزلزالية في مواد مختلفة. وخاصة في الأساسات الرسوبية الضحلة مثل مكسيكو سيتي، فإن الطبيعة غير الصلبة للوزن الزلزالي تعمل على تضخيم تقلباتها بشكل أكبر. يبلغ سمك طبقة الرواسب في مدينة مكسيكو سيتي 40 متراً. وعندما تصل موجات القص بنفس التردد، فإنها تسبب تأثير الرنين، وبالتالي تضخيم تأثير الاهتزاز.
التحليل النظري لتأثيرات موقع الزلزال: التقسيم الطبقي الأفقي
أظهر التحليل النظري الإضافي أنه في حالة الطبقات الأفقية، يمكننا وصف سلوك الانعكاس والانكسار لموجات الصدمة من خلال معادلات الموجة البسيطة. يساعدنا هذا التحليل على فهم سلوك الموجات الزلزالية أثناء ارتدادها عبر طبقات جيولوجية مختلفة واستنتاج صيغة لحساب نسب السعة من البيانات.
عند ترددات معينة، يمكن أن يصل تأثير تضخيم الموجات الزلزالية إلى مستويات كبيرة، وهو أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بمقاومة المباني للزلازل.
تأثيرات المواقع الزلزالية في الأحواض الرسوبية: حالة كاراكاس
في حوض كاراكاس الرسوبي، تكون تأثيرات موقع الزلزال أقوى، وخاصة عند حواف الحوض، وهو ما يمكن أن يؤدي إلى تضخيم الاهتزاز بمقدار خمسة إلى عشرة أضعاف. وتظهر الدراسة أن تأثير التضخيم هذا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بهندسة الحوض وخصائص طبقاته الجيولوجية.
من خلال تشغيل النماذج الرقمية، تمكن الباحثون من محاكاة كيفية تضخيم الاهتزازات في منطقة كاراكاس الحضرية عند ترددات مختلفة. وتظهر البيانات أنه عند ترددات معينة، يكون تضخيم موجات الصدمة قوياً بشكل لا يصدق، مما لا يؤثر على تصميم المباني فحسب، بل يشكل أيضاً تهديداً لحياة الأشخاص الذين يعيشون في هذه المناطق.
خاتمةيمكن أن تختلف شدة الموجات الزلزالية وتأثير الزلزال على مدينة ما بشكل كبير اعتمادًا على خصائص التكوينات الجيولوجية. إن قضية مدينة مكسيكو سيتي تذكرنا بأن موجات الصدمة القوية يمكن أن تؤدي إلى عواقب وخيمة في المناطق الحضرية، وخاصة في المناطق ذات الظروف الجيولوجية السيئة. وباستخدام نتائج هذا التحليل، يمكننا التنبؤ بشكل أفضل بمخاطر الزلازل المستقبلية واتخاذ التدابير الوقائية المناسبة.
عندما تواجه كوارث طبيعية غير معروفة، هل أنت مستعد لحماية نفسك ومن حولك؟
