بحث عن الزلازل والبراكين ثالث متوسط

Question

بحث عن الزلازل والبراكين 

الزلازل :

هناك كثير من المخاطر الجيولوجية في العالم تؤثر على حياة البشر وممتلكاتهم، والزلازل من أكثر مسببات الكوارث لأنها تحدث فجأة، ويمكن أن تتسبب في تدمير كبير وخسائر فادحة في الأرواح، تحدث الزلازل في مناطق زلزالية معروفة ، وهي ما تعرف بالأحزمة الزلزالية، لا سيما على طول حدود الصفائح الحركية (التكتونية) للقشرة الأرضية، حيث يوجد العديد من الصدوع النشطة، وتحدث بسبب الضغط على الصخور، خاصة في القشرة الأرضية، مما يسمح بحدوث الحركات المفاجئة على طول التشققات أو الصدوع، ويؤدي ذلك إلى تحرر الضغط في المنطقة في شكل أنماط عديدة من الموجات السيزمية المرنة، التي قد تسفر عن خسائر في الأرواح وأضرار في المنشآت، معظم هذه الأضرار تنشأ من الهزات الأرضية التكتونية التي تتركز بشكل أساسي على حواف الصفائح المكونة للقشرة الأرضية. كما أن ثوران الصخور النارية أو البراكين يحدث في العديد من حدود الصفائح. 

أنواع الزلازل:

تحدث معظم الزلازل لأسباب طبيعية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى التأثيرات الحركية ( التكتونية أو إلى غيرها من التأثيرات الجيولوجية، ويمكن كذلك أن تحدث بنسبة قليلة بسبب الأنشطة البشرية.

1. الهزات الأرضية الطبيعية :

وهي نوعان الهزات الأرضية الحركية ( التكتونية) التكتونية والهزات الأرضية البركانية، تحدث الهزات الأرضية الحركية بسبب الحركات المفاجئة للصفائح التكتونية الناتجة من تشوه القشرة الأرضية، وهي ما تعرف باسم الهزات الحركية الأرضية وليست بسبب النشاط البركاني أو انهيار الكهوف أو الإنزلاقات الأرضية، وتحدث معظم الأنشطة الزلزالية على الصدوع الموجودة سابقاً، رغم أنها قد تكون ساكنة لفترات طويلة من الزمن. أما بخصوص الهزات الأرضية البركانية فهي تحدث بسبب حركة اللابة ( الحمم) أثناء محاولة خروجها وثورانها. 

2. الهزات الأرضية الاصطناعية أو غير الطبيعية: 

هذه النوع من الهزات الأرضية ينتج من الأنشطة البشرية مثل استخدام المواد المتفجرة للأغراض الصناعية والتفجيرات النووية، وبناء السدود العالية والبحيرات الاصطناعية العميقة وعمليات استخراج المياه والنفط وما إلى ذلك، وربما تسبب هذه الهزات الأرضية في حدوث كارثة أحياناً.

يمكن لجميع أنواع الزلازل أن يسبب أضراراً كبيرة على البشر وممتلكاتهم بجانب الأضرار المباشرة للصدوع السطحية، وقد تتسبب الهزات الأرضية أيضاً في تساقط الصخور وتسييل ( تمييع التربة المحلية وانهيار الطمي الكثيف، وينتج من ذلك تدمير المباني والمنشآت والبنى التحتية وخسائر بشرية، على الرغم من تسجيل ورصد الملايين من الهزات الأرضية. 

بقوى مختلفة يتم رصدها على مدار السنة في العالم بواسطة أجهزة قياس الهزات الأرضية، إلا أن معظمها لا يشعر بها الناس في الواقع، تحدث العديد من أكبر الهزات الأرضية بعيداً عن المناطق المأهولة بالسكان، مثل حيود منتصف المحيط و على طول مناطق اندساس الصفائح التكتونية ، حيث تصل أعماق مراكز الزلازل إلى عدة مئات من الكيلومترات.

قياس قوة الزلزال :

يتم قياس الهزات الأرضية بالطاقة المتحررة، أو بالدمار الذي تتركه على سطح الأرض مباشرة فوق بؤرة الزلزال تقاس قوة الهزة الأرضية أو الطاقة المتحررة منها بواسطة تسجيلات السيزموجراف (مرسمة الزلازل، فإذا بلغت قوة الزلزال أقل من خمس درجات على مقياس ريختر ، يمكن أن يشعر بها البشر، ولكنه قد لا يشكل خطراً محسوساً، أما الزلازل المدمرة جداً فهي التي تبلغ قوتها أكثر من 8 درجات على مقياس ريختر، وشدة الرجفة أو الأثر الذي يعقب الهزة الأرضية هو أمر نسبي إلى حد ما، ويقاس بمقياس ميركالي Mercalli المعدل المقسم إلى 12 درجة، ليصف شدة ما تحدثه الزلازل من تأثيرات مختلفة في الأماكن المختلفة حول مركز حدوث الزلازل، ويعتبر وسيلة مفيدة لرسم الخرائط للمناطق المتضررة، التي قد تكشف أيضا عن معلومات حول وقوع الزلزال نفسه. وإذا كان الحد لشدة الزلزال أقل من حوالي 3 درجات فمن غير المرجح أن يشعر به معظم الناس، ولكن يمكن تسجيله بواسطة أجهزة رصد الزلازل، وتعتمد شدة الدمار على قوة الهزة الأرضية والمسافة من بؤرة الزلزال ((epicenter، وعمق الزلزال، وطبيعة التربة. وتجدر الإشارة إلى أن مصطلح "بؤرة" (epicenter) يشير إلى موقع الهزة على سطح الأرض فوق الهزة الأرضية مباشرة، في حين أن "مركز الزلزال الجوفي" (hypocenters، هو الموقع الفعلي بالبعد الثلاثي، بما في ذلك العمق.

أضرار الزلازل: 

• انهيارات أرضية أو ارتفاع الأراضي في مناطق معينة ينتج منها تكوين أو غرق بعض الجزر أو المناطق الساحلية.

• إنزياح جانبي أو عمودي على طول امتداد الصدع قد يتسبب في تدمير الممتلكات.

• اهتزاز الموجات الزلزالية يمكن أن يدمر أو يلحق الضرر بالمنشآت التي لا تقوى على تحمل إزاحة جانبية أو عاموديه هبوط أرضي أو تساقط صخور من قمم الجبال ، وكذلك الهبوط في المناطق التي بها كهوف أو تجاويف تحت أرضية، مما يتسبب في تدمير المنشآت والبنى التحتية مثل المباني والطرق.

• قد تغمر أمواج البحر الزلزالية أو موجات المد ( تسونامي) الناتجة من الزلازل مناطق ساحلية واسعة. 

• قد تسبب الزلازل اندلاع الحرائق بسبب تدمير مرافق الكهرباء والغاز.

Answer 1

ثانيا : البراكين

البراكين هي فتحات في قشرة الأرض تصل باطنها الشديد الحرارة بسطحها البارد، ويخرج من هذه الفتحات وقت الثوران مقذوفات ملتهبة من مواد صلبة وأخرى منصهرة أو سائلة ومعادن ذائبة وأبخرة وغازات ورماد وطفح بركاني وتتراكم أغلب هذه المقذوفات (اللاقا) حول الفوهة مكونة جبل مخروطي الشكل يعرف بالبركان أو جبل النار. 

أسباب حدوث البراكين :

تحدث البراكين لوجود مناطق ضعف في القشرة الأرضية تستطيع المواد الباطنية المنصهرة الواقعة تحت الضغط الشديد أن تتغلب عليها، وتنفذ منها بصورة مروعة من الثوران الهائل .

تركيب البركان :

ويتركب البركان من الأجزاء الآتية: 

1- مخروط له قاعدة مستديرة وجوانب مائلة

2- القصبة أو المدخنة وهي التجويف الأسطواني الذي يصل فتحة البركان بالطبقات الباطنية حيث توجد المواد المنصهرة .

3- الفوهة وهي مكان خروج المقذوفات البركانية وهي دائرية الشكل مرتفعة الجوانب. 

أنواع البراكين :

البراكين تحتوي على ثلاثة أنواع من حيث نشاطها وهي :

1- البراكين الثائرة أو النشطة وهي التي تثور بانتظام مثل بركان استرمبولي Stromboli بإيطاليا .

2- البراكين الهادئة وهي التي تثور أحيانا ثم تهدأ أحيانًا، مثل بركان فيزوف المطل على خليج نابولي بإيطاليا .

3- البراكين الخامدة وهي التي ثارت قديما تم خمدت نهائيا وتهدمت فوهتها وانسدت قصبتها وتمت الأشجار والنباتات على جوانبها وأصبحت مخاريط بركانية تكون جبالاً منفردة مثل جبل كينيا بقارة أفريقيا. 

مناطق البراكين :

توجد البراكين في مناطق الضعف بالقشرة الأرضية، ويمتد أكبر نطاق من البراكين على اليابس المجاور للمحيط الهادي في شرق آسيا وغرب الأمريكيتين.

التنبؤ بحدوث الإنفجارات البركانية: 

سجل التاريخ حدوث هزات أرضية قبل حدوث البراكين، حيث سبق حدوث انفجار هاواي نوعان من الهزات الأرضية نوع قريب من السطح لا يتعدى بعد مركز الزلزال فيه عن 8 كيلومترات عن السطح، ونوع حدث على أعماق سحيقة على بعد 60 كيلومترا تحت سطح الأرض. وفي بعض الحالات سبقت الهزات انفجار البراكين بعدة سنوات ومثال ذلك تلك الهزات الأرضية التي استمرت 16 عاما قبل ثوران بركان فيزوف (79) ق.م) وكذلك الهزات الأرضية التي استمرت عدة سنوات قبل حدوث انفجار بركان كيلوا Kilau في هاواي وفي هذا المجال قام مركز رصد البراكين في هاواي بعدة دراسات ميدانية حول هذه الظاهرة عام 1942 حيث سجل حدوث هزات أرضية عنيفة في مونالوا Mauna Loa على أبعاد سحيقة. 

من سطح الأرض تتراوح بين 40-50 كيلومترا. وفي 22 فبراير من تلك السنة حدثت هزات أرضية قريبة من السطح على جوانب الجبل في مناطق الشقوق فيه .

كانت هذه الهزات إنذارا لحدوث ثورة البركان التي حصلت على جوانب الجبل على ارتفاع 2500-3000م، بتاريخ 26 أبريل 1942. ولكن هل يمكن التنبؤ بصورة دقيقة بوقت حدوث النشاطات البركانية ؟

وللإجابة على هذا السؤال يجب أن نعرف أن علماء البراكين مازالوا يتريثون في تقديم أي تنبؤات أكيدة ودقيقة عن زمان ومكان حدوث مثل هذه الإنفجارات ورغم ذلك فإن هناك بعض الأحداث والشواهد التي يمكننا الاستدلال منها على احتمال ثوران البراكين وهي :

1- حدوث الزلازل التي قد تسبق ثوران البراكين بساعات او بسنين أحيانا 

2- التغيرفي صفات وسلوك الينابيع الحارة والفوارات الأرضية والفوهات والبحيرات البركانية . 

3- التغير في قوة واتجاهات المجالات المغناطيسية للأرض. 

4- زيادة الحرارة المنبعثة في المنطقة ويكن الإستدلال عليها من التصوير بالأشعة تحت الحمراء.

5- التحول في القوى الكهربائية المحلية. 

6- السلوك المتوتر لدى بعض أنواع الحيوانات. 

ومن الدراسات الحديثة في هذا المجال استخدام الأقمار الصناعية حيث يمكن بواسطتها استعمال جهاز قياس الميل Tilt meter الذي يدلنا على تغير ميل التراكيب الجيولوجية نتيجة اندفاع الصهارة من اسفل إلى أعلى وحدوث تفلطح في المنطقة التي يبدأ يتكون فيها المخروط البركاني والذي تخرج منه الحمم .

إن الاهتمام العالمي بهذا الخصوص أدى إلى تأسيس معاهد تختص بدراسة الظواهر الفجائية مثل الإنفجارات البركانية ففي مدينة كامبردج في الولايات المتحدة معهد يضم نخبة من الباحثين وعلماء البراكين والجيولوجيا وتتصل به شبكات عالمية تزوده بالمعلومات حول الهزات الأرضية والثورانات البركانية وأي عوارض أخرى فجائية تحدث في القشرة الأرضية في أماكن مختلفة من العالم. ويتم مقارنة ودراسة هذه المعلومات أولا بأول للوصول إلى تصورات متكاملة حول هذا الموضوع. 

الوقاية من البراكين: 

تعتبر الثورات البركانية من أسهل الكوارث التي يمكن التنبؤ بها، وذلك لأنها تكون مصحوبة بالعديد من الظواهر الفيزيائية والتفاعلات الكيماوية، التي يمكن مراقبتها كل على حدة.

الثورات البركانية تكون دائما مسبوقة بنشاط زلزالي كثيف وتتمدد للقشرة الأرضية، كما أنه يكتشف بكل سهولة استفاقة البراكين الخامدة، وذلك عن طريق وجود بعض أجهزة قياس ورصد الزلازل، وهو ما يسمح بإعطاء الإنذار في الوقت المناسب. 

أما عندما يكون هناك خطر بركاني وشيك، فمن السهل ملاحظة صعود اللافا إلى السطح وانتفاخ سطح التربة، وتحرر الغازات، كما يسجل في نفس الوقت حدوث اضطرابات محلية في حقل الجاذبية والحقل المغناطيسي للأرض.

وظهور هذه الظواهر وترددها وكذا شدتها، يسمح بإعطاء الإنذار على المدى المتوسط عن طريق المعطيات التي يتم تقديمها عن طريق مجموعة من أجهزة الكشف هذه الأخيرة تقوم بتحليل إصدارات الغازات المنبعثة من البركان، وتسجيل التغيرات التي تحدث في تكوين التربة على السطح وفي الأعماق، كما يمكنها تسجيل أدنى التغيرات التي تحدث في حقل الجاذبية والحقل المغناطيسي للأرض.

وتتعقد الأمور، كلما اقتربت الحمم والمواد المنصهرة من السطح، مركزة تأثيراتها على مساحة تزداد صغرا شيئا فشيئا كلما اقتربت من فوهة البركان.

ولهذا تتطلب كل هذه التطورات نشر واستعمال أجهزة قياس وكشف إضافية حتى يسهل الإحاطة بالمناطق الأكثر خطرا في البركان، حيث يؤدي ارتفاع الضغط في هذا الأخير إلى تضاعف الظواهر الكيميائية والفيزيائية.

وكلما أصبح الانفجار البركاني وشيك، كلما أصبح من الصعب التنبؤ وقت حدوثه، ولهذا التوقعات على المدى القصير في هذا المجال هي نادرة، كما أنها قليلة في وقتنا الحالي، بسبب عدم توفر أجهزة الكاشف القياس في مجموع البراكين، التي هي في حالة نشاط عبر مختلف أرجاء العالم. 

أما في حالة البراكين المعروفة بخطورتها والمصنفة بالمتفجرة، فأبسط شيء يمكن عمله هو تحديد منطقة عازلة، يمنع الدخول إليها وإجلاء السكان القاطنين بالقرب منها، إلا أن تطبيق هذه الإجراءات على أرض الواقع يصبحا صعبا، وذلك راجع إلى أسباب اجتماعية واقتصادية واضحة، كما أنه من غير المعقول تهجير سكان مدن وقرى بأكملها من منطقتهم.