نبذة تعريفية عن “العزم الزلزالي” وكيفية حسابه

2001 الزلازل

فريال ابو ربيع و الشيخة أمثال الصباح

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

العزم الزلزالي كيفية حساب العزم الزلزالي علوم الأرض والجيولوجيا

منذ ظهور مقياس رختر في عام 1935، ومع مرور الوقت، وبتكرار استعماله في التعبير عن كمية الطاقة المنبعثة عند بؤر الزلازل.

ومع تطور المعادلة الأصلية (العيارية) لرختر وظهور العلاقات الأخرى التي تستعمل الموجات الطولية (P-wave) ذات الزمن الدوري القصير ثم الموجات السطحية (Surface waves) ذات الزمن الدوري الطويل (من 18 إلى 22 ثانية)، اتضح أن القوى المحسوبة من هذين النوعين من الموجات للزلزال نفسه تختلف.

وهذا يعني أن كمية الطاقة المنبعثة من حدوث زلزال تختلف باختلاف نوع الموجات وتردداتها.

 

وبمزيد من الممارسة والتطبيق وُجد أن الزلازل الكبيرة القوة (حيث يكون طول الصدع الذي تمت عليه الحركة كبير) تولد كمية من الطاقة على الموجات ذات الترددات المنخفضة (الموجات السطحية) أكبر من تلك التي تولدها على الموجات ذات الترددات الأعلى (الموجات الطولية والمستعرضة).

وبالتالي تكون القوة المحسوبة من الموجات السطحية أكبر من تلك المحسوبة من الموجات الطولية لنفس الزلزال، ومن ثَمَّ فلو أخذنا بالقوة المحسوبة من الموجات الطولية فإننا نكون قد قللنا من قوة الزلزال.

ويحدث هذا مع كل الزلازل ذات القوة أكبر من 6.5 درجة وقد وُجد أيضاً في حالة الزلازل الهائلة أن القوة المحسوبة من الموجات السطحية أيضاً أقل من القوة الحقيقة للزلزال.

 

وقد اقترح البعض استعمال الموجات السطحية ذات الزمن الدوري مائة ثانية للتعبير الحقيقي عن قوة الزلازل ذات القوة الأكبر من ثماني درجات.

وبالتالي بدأ الشك يدور حول القوى المحسوبة للزلازل هائلة القوى مثل زلزال تشيلي 1960 وزلزال ألاسكا 1964 وغيرهما، وبدأ البعض التفكير في التعبير عن قوى الزلازل باستعمال أبعاد المساحة المتصدعة وقيمة الإزاحة التي سببها الزلزال باعتبارها قيمة طبيعية معبرة عن قوى الزلازل بشكل حقيقي ، وهو ما يسمى بالعزم الزلزالي .

 

ويعرف عزم قوة ما أو ازدواج ما بأنه قيمة القوة مضروبة في ذراعها، ومن المعروف أنه كلما زاد ذراع القوة مع ثباتها زاد عزمها، ومن هنا جاء التفكير في استعمال العزم الزلزالي للتعبير عن قوى الزلازل. 

وبحسب العزم الزلزالي باستعمال أبعاد منطقة التصدع وقيمة الإزاحة التي سببها الزلزال عليه طبقاً للعلاقة التالية:

حيث

  هي قمية العزم الزلزالي مقدره بالإرج = (داين . سم).

 s هي مساحة المنطقة المتصدعة ( مساحة منطقة التصدع ) .

d  هي متوسط الإزاحة التي تحدث على جانبي الصدع .

هي صلابة صخور منطقة التصدع أو درجة مقاومتها للتشوه الشكلي Shear deformation)).

 

ويمكن حساب قيمة العزم الزلزالي أيضاً باستعمال تسجيلات محطات الزلازل ذات التسجيل الرقمي، وذلك من خلال التحليلات الطيفية للموجات المسجلة على مسافات مختلفة واتجاهات مختلفة.

وبالرغم من أن العزم الزلزالي قد ثبت أنه أدق في التعبير عن قوى الزلازل خصوصاً كبيرة القوة إلا أن مقياس رختر ما زال هو الأكثر شيوعاً في الاستخدام بين دارسي علم الزلازل.

 

ولهذا لجأ بعض علماء الزلازل إلى استحداث قيمة أخرى للقوة تضارع مقياس رختر، ولكنها محسوبة من قيمة العزم، وتسمى قوة العزم (moment magnitude) وتم عمل علاقة خطية بين هذه القوى وقيمة العزوم المختلفة للزلازل بحث يمكن حساب هذا النوع من القوة إذا تمت معرفة عزم الزلزال، هذه العلاقة هي:-

حيث هي قوة العزم (القوة المحسوبة من العزم)

 هو العزم الزلزالي

 

وقد تم إعادة حساب قوة أكبر زلزالين معروفين في العصر الحديث وهما تشيلي 1960، وألاسكا 1964 بعد حساب عزميهما باستخدام هذا المفهوم، وفيما يلي عرض للنتائج مع مقارنتها بقيم القوة المحسوبة سابقاً من الموجات السطحية التي تقلل من قيمة قوة الزلازل هائلة القوة.

ويتضح من هذا أن مقياس رختر قاصر في التعبير عن قوى الزلازل الكبيرة والهائلة، وأن أنسب المقاييس للتعبير عن قوى هذه الزلازل هو العزم الزلزالي والقوة المحسوبة منه.

إلا أن مقياس رختر ما زال هو الأكثر شيوعاً في الاستخدم بين علماء الزلازل ودارسيها ، وربما يرجع ذلك إلى أنه الأسهل في الاستخدام والتطبيق، كذلك فهو الأكثر قبولاً بالنسبة لعامة الناس الذين اعتادوا على ترديده فيما بينهم من خلال وسائل الإعلام.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]