الملاحظات التي تساعد الباحثين في التمييز بين التفجيرات النووية والزلازل الطبيعية

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الرابع

KFAS

التفجيرات النووية الزلازل الطبيعية علوم الأرض والجيولوجيا

تولد جميع التفجيرات الصناعية الأرضية موجات زلزالية شبيهة إلى حد كبير بتلك التي تولدها الزلازل الطبيعية، وبالتالي يمكن استغلالها في دراسة تراكيب القشرة الأرضية كما هو الحال في حالة تفجيرات المحاجر مثلاً.

وقد تستغل لدراسة التراكيب العميقة في الوشاح واللب كما هو الحال في التفجيرات النووية الكبيرة. تتميز مثل هذه التفجيرات بأن موقعها ووقت تفجيرها الأصلي يمكن معرفتهما بدقة كبيرة بعكس الزلازل الطبيعية التي قلما تعرف معاملاتهما هذه بدقة كبيرة.

عند مراقبة النشاط الزلزالي المحلي لمنطقة ما، قد يحصل التباس في التفريق بين التفجيرات الصناعية والزلازل الطبيعية، خاصة تلك الزلازل الضعيفة، وقد يحدث هذا بعض المشكلات في دراسة زلزالية المنطقة، وعليه فإن هناك ضرورة للتمييز بين هذه وتلك.

 

وتستخدم الملاحظات التالية كعوامل مساعدة للتمييز بينهما:-

أ- يتركز حدوث الزلازل على الصدوع الرئيسية وأماكن الضعف في القشرة الأرضية.

وعند تحديد مركز الحدث (المشكوك في أمره) يمكن مقارنة ذلك بالوضع الجيولوجي للمنطقة وأماكن المحاجر والنشاطات البشرية القابلة لإجراء تفجيرات صناعية.

 

ب- لا يوجد وقت محدد لحدوث الزلزال. فعند حساب الوقت الأصلي للحدث، تراعى هذه الملاحظة وأن التفجيرات الصناعية غالباً ما يتم تنفيذها خلال ساعات العمل الرسمي.

ويبدو أن أصحاب المحاجر يقومون بعمليات التفجير إما في الصباح الباكر قبل دوام العاملين أو أثناء فترات الراحة التي هي في الغالب في حدود الساعات 10.30 و12.30، و3.30 أو بعد انتهاء العمل اليومي في حدود 5.30 مساء. يمكن أن يحدث الزلزال في أي وقت خلال النهار أو الليل وتكون المشكلة أسهل بالطبع إذا حصل في الليل.

 

ج- في حالة تسجيل الحدث على مجموعة محطات رصد موزعة حول مركزه، فإن دراسة الحركة الأولى للموجة الابتدائية على هذه المحطات جميعها تكون ذات أهمية.

وفي الغالب تعطي الزلازل حركات أولية تضاغطية وتخلخلية موزعة بانتظام وحسب ديناميكية التكسير، بينما تعطي تفجيرات المحاجر في الغالب حركات أولية تضاغطية في جميع الاتجاهات. لكن لا يحبذ الاعتماد كثيراً على ظاهرة الحركة الأولى هذه.

 

د- باستثناء الزلازل الصغيرة جداً فإن طول فترة التسجيل للزلازل الصغيرة تكون في الغالب أطول من فترة التسجيل للتفجير الصناعي، حيث أن الزلزال يعطي طاقة أكبر للموجات الزلزالية المختلفة.

 

هـ- تعطي التفجيرات الصناعية طاقتها في الغالب على شكل موجات ابتدائية ثم ثانوية ونادراً ما تعطي موجات سطحية.

 

و– بينما تكون معظم التفجيرات الصانعية سطحية والقليل منها يتم تنفيذه على أعماق قليلة فإن الزلازل الطبيعية قد تحصل على أي عمق.

 

أما بالنسبة للتفجيرات النووية فالمشكلة أكثر تعقيداً حيث يتم تفجير كميات كبيرة قد تزيد عن 150 كيلو طن. وفي عام 1974 تم الاتفاق بين الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي على تحديد الحد الأعلى للتفجيرات النووية التي يتم تنفيذها منذ بداية عام 1976 بما لا يزيد عن 150 كيلو طن.

أن الطاقة الزلزالية المتحررة عن تفجيرات كهذه هي كبيرة نسبياً وتضاهي الطاقة المتحررة عن زلازل كبيرة نسبياً وفي حالات كثيرة يصعب التفريق بينهما.

وحيث أنها مصادر طاقة كبيرة ذات موقع ووقت أصلي معروفين بدقة فإنها ذات فائدة كبرى في دراسة أعماق الأرض ولكن المشكلة تكمن في أن الكثير من التجارب النووية يتم تنفيذها هنا أو هناك دون علم مسبق وبالتالي فقد لا يعرف وقتها الأصلي أو موقعها بالضبط.

 

ويبدو حتى الآن من التجارب والدراسات الكثيرة التي أجريت خلال العقدين الماضيين أن مشكلة التمييز بين الزلزال الطبيعي والتفجير النووي ليست سهلة.

لقد تم تقديم آراء واقتراحات كثيرة بهذا الصدد تتعلق بتقديم ظواهر زلزالية للتمييز ولكن يبدو أن معظمها غير موثق بشكل أو بآخر.

 

من أهم هذه الظواهر:-

1- الحركة الأولية للأمواج الابتدائية (انظر البند جـ أعلاه) مع ملاحظة أن هذه الظاهرة تتطلب أن يكون الإزعاج الزلزالي أقل ما يمكن وهذا غير متوفر دائماً مما يجعل هذه الظاهرة غير ذات قيمة في كثير من الأحوال.

 

2- موقع مركز الحدث بالقرب من الصدوع الرئيسة أو من الأماكن المأهولة يرجح أن يكون هذا زلزالاً كما أن العمق الكبير للحدث يرجح أن يكون زلزالاً. إلا أنه في حالات عديدة قد لا يكون تحديد العمق البؤري دقيقاً.

 

3- المقدار السطحي (m_s) والمقدار الجسمي (m_b): بينما يعتمد حساب المقدار الجسمي على سعات الموجات الجسمية ذات الترددات العالية نسبياً (1 – 2 هيرتز) فإن المقدار السطحي يعتمد في حسابه على الموجات السطحية ذات التردد القليلة (حوالي 0.05 هيرتز).

وهناك العديد من الدراسات التي ترى أن النسبة بين سعات الموجات السطحية والجسمية للزلازل الطبيعية أو الزلازل الرادفة (اللاحقة) للتفجيرات النووية هي أعلى من نفس النسبة لسعات نفس الموجات الناتجة عن التفجيرات النووية.

ويبدو أن هذه الظاهرة (m_b :M_s) ذات فائدة كبرى في التمييز بين الزلازل والتفجيرات النووية حتى لو كانت 1 = M_s، 3 = m_b في بعض الحالات (انظر الشكل 10).

 

4– وجود موجات ثانوية أفقية (SH). من المفروض نظرياً أن التفجيرات الصناعية لا تولد موجات (SH) وإن حصل ذلك فهي ضعيفة جداً لا يتم تسجيلها على مسافات كبيرة.

ولكن الزلازل كثيراً ما تعطي هذه الموجات ويتم تسجيلها على مسافات كبيرة مع ملاحظة أن قوتها (سعاتها) قد تتغير مع الاتجاه كما أنها تتغير مع المسافة.

 

5- النسبة بين سعات الموجات السطحية خاصة أمواج لاف (Love Waves) المنكسرة انكساراً حرجاً على سطح الطبقة الجرانيتية (L_g) وسعات الموجات الابتدائية المنكسرة على سطح الموهو (P_n). ويبدو أن هذه النسبة هي أعلى بكثير في حالة الزلازل الطبيعية.

كما يبدو أن نسبة سعات الموجات الابتدائية (P_g) إلى الموجات الثانوية (S_g) هي أعلى في حالة التفجيرات النووية منها في حالة الزلازل.

الجدير بالذكر هنا أن توزيع الطاقة الزلزالية في الاتجاهات المختلفة يعتمد على ديناميكية التكسير. لذلك يجب النظر إلى هذه الظواهر بشيء من الحذر.

 

6- كما أن هناك ظواهر أخرى ذات تغييرات عشوائية، وربما تحتاج للمزيد من الدراسة بشكل أو بآخر، إنه لأمر يزيد مشكلة التمييز هذه تعقيداً أن هناك وسائل مراوغة وتحايل يتم اتباعها من قبل البعض عند إجراء التفجيرات النووية ومن هذه الوسائل مثلاً:-

(أ‌) لقد كان المتبع عادة في الماضي أن يتم تنفيذ التفجيرات النووية حسب برنامج زمني محدد مثلاً الساعة الخامسة مساء الدقيقة صفر، الثانية صفر.

وفي حالة الزلازل الطبيعية فإنه نادراً ما يحصل زلزال بتوقيت كهذا. يبدو الآن أن معظم التفجيرات النووية يتم تنفيذها في أوقات غير محددة ضمن أية دقيقة في أية ساعة.

 

(ب‌) يتم أحياناً إجراء التفجيرات في مناجم أرضية مهجورة وبطريقة يتم فيها عزل التفجير ولو جزئياً عن الصخور الصلبة المحيطة بالمنجم، وبذلك يتم تقليل كمية الطاقة الزلزالية المنتشرة في الصخور إلى محطات الرصد.

ويتطلب وضع كهذا وجود سماكات كبيرة من الرسوبيات غير الصلبة نسبياً مع الأخذ بعين الاعتبار عدم حدوث انهيارات أرضية يمكن اكتشافها بواسطة الأقمار الصناعية أو أية وسائل أخرى.

 

(ج‌) إجراء التفجير مباشرة بعد حدوث زلزال مناسب، أو ربما بنفس التزامن بحيث تتداخل الموجات الناتجة عن كليهما، ويصعب التفريق بينهما أو أن يظن بأن هذا التفجير هو أحد الزلازل الرادفة.

 

(د‌) كما أنه من الممكن ترتيب سلسلة من التفجيرات المتزامنة بحيث تعطي في مجموعها موجات زلزالية تشبه في تعقيدها إلى حد كبير تلك الناتجة عن الزلازل الطبيعية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]