قياس الزلازل وتحديد أماكنها - علوم الأرض والفضاء - ثالث ثانوي
القسم الأول 1-1
الفصل1: تطور الكون
الفصل2: الميكانيكا السماوية
الفصل3: المعادن
الفصل4: الصخور
الفصل5: الصفائح الأرضية وآثارها
الفصل6: البراكين والزلازل
القسم الثاني 1-2
الفصل1: المجموعة الشمسية
الفصل2: البيئة الفضائية
الفصل3: الأجهزة الفلكية
الفصل4: الأحافير والتأريخ الصخري
الفصل5: الطاقة ومصادرها
الفصل6: جيولوجيا المملكة العربية السعودية
6-4 الأهداف استنادا إلى المقاييس المختلفة. قياس الزلازل وتحديد أماكنها تقارن بين قوة الزلزال وشدته Measuring and Locating Earthquakes تفسر لماذا تحتاج إلى ثلاث اللهم يقيس العلماء قوة الزلازل ويحددون مكانها على الخريطة باستعمال الأمواج محطات رصد لتحديد موقع الزلزالية. المركز السطحي للزلزال.. تصف أحزمة زلازل الأرض. مراجعة المفردات الربط مع الحياة إذا تكلم شخص قريب منك فإنك تسمعه جيدا، ويضعف صوته گلما ابتعد عنك. وبالكيفية نفسها تضعف طاقة الأمواج الزلزالية كلما ابتعدت عن مصدر الزلزال. إسقاط البيانات تعيين الموقع على الخريطة أو تمثيل البيانات قوة الزلزال وشدته بمخطط بياني. مفردات جديدة مقياس رختر قوة الزلزال سعة الموجة الزلزالية مقياس العزم الزلزالي مقياس ميركالي المعدل أحزمة الزلازل Earthquake Magnitude and intensity يحدث سنويا أكثر من مليون زلزال يمكن الإحساس به، ولكن لا يذكر منها في وسائل الإعلام إلا الزلازل الكبيرة فقط. لقد طوّر العلماء طرائق عدة لوصف قوة الزلزال. مقياس رختر Richter scale ابتكر مقياس رختر Richter scale الجيولوجي تشارلز رختر Charles Richter ، وهو مقياس عددي يقيس طاقة أكبر الأمواج الزلزالية المنبعثة من الزلزال، ويسمى مقدار الطاقة هذا قوة الزلزال .Magnitude. وتقاس قوة الزلزال بإيجاد سعة الموجة الزلزالية Amplitude. وهي ارتفاع الموجة الزلزالية الأكبر، حيث تشير کل درجة على مقياس رختر إلى زيادة في سعة الزلزال قدرها 10 أضعاف الدرجة التي قبلها، فمثلاً، سعة الأمواج الزلزالية لزلزال قوته 8 بحسب مقياس رختر أكبر عشر مرات من سعة الأمواج الزلزالية لزلزال قوته .7 . لكن الفرق في كمية الطاقة الصادرة عن الزلازل أكبر كثيرًا من الفرق في سعة الأمواج الزلزالية؛ فالطاقة الزلزالية الصادرة عن زلزال عند درجة ما أكبر 32 ضعفًا من الطاقة الصادرة عن الدرجة التي تسبقها، لذا قطاقة الزلزال الذي قوته 8 أكبر 32 مرة من طاقة زلزال قوته 7. ويوضح الشكل 627 دمارا سببه زلزال قوته 7.6 درجة على مقياس رحتر. 204 الشكل 27 - دمار ناجم عن زلزال قوته 7.6 درجة على مقياس رختر، وهو زلزال قوي ضرب الباكستان في شهر يناير من عام 2005 م.
الشكل 27-6 : دمار ناجم عن زلزال قوته 7.6 درجة على مقياس رختر وهو زلزال قوي ضرب الباكستان
مقياس العزم الزلزالي Moment magnitude scale رغم أن مقياس رختر يستعمل لوصف قوة الزلازل، إلا أن معظم العلماء يستعملون مقياس العزم الزلزالي Moment magnitude scale، وهو مقياس رقمي بشير إلى الطاقة المتحررة من الزلزال، مأخوذا في الاعتبار حجم الجزء المتمزق من الصدع، ومقدار الحركة على طول الصدع وقساوة الصخر. مقياس ميركالي المعدل Modified Mercalli scale هناك طريقة أخرى لوصف حجم الزلازل تعتمد على مقدار الضرر الذي تحدثه، ومدى احاس المناس بها ولا يعبر عن قوة الزلزال، ويسمى هذا المقياس شدة الزلزال، ويتم تحديده باستعمال مقياس ميركالي المعدل Modified Mercalli scale . وتقسم شدة الزلازل بحسب هذا المقياس الشغل 29-6 يمكن أن يقيس مقياس ميركالي الأضرار إلى 12 درجة؛ باستعمال الأرقام الرومانية للدلالة على درجة شدة التي يحدثها الزلزال كالتي في الشكل، وهو زلزال قوي الزلزال؛ حيث تصف كل درجة آثارًا معينة، وكلما زادت الدرجة كانت قادر على إيقاع المواد الموجودة على الرفوف. الأضرار الناجمة عن الزلزال أسوأ. ويبين الجدول 2-6 مقياس مير كالي المعدل. ويمكنك استعمال المعلومات الواردة في هذا الجدول التقدير شدة الزلازل الذي في الشكل 628 olja 205 الجدول 2-6 مقياس ميركالي المعدل لا يمكن الإحساس به إلا تحت ظروف غير عادية. يتصر به عدد قليل من الأشخاص يمكن أن تهتم بعض الأجسام المعلقة. يشعر به الناس داخل البيوت ينتج عنه اهتزازات كالتي تنتج عن حركة شاحنة ضخمة قريبة. يشعر به كثير من الناس داخل البيوت وقليل من خارجها، ويهدر رجاج النوافد والأواني والسيارابت الواقفة بصورة ملحوظة يشعر به معظم الناس يتكسير بعض الرجاج والأواني. يشعر به جميع الناس يتحرك الأثاث، قد تتضرر بعض الملان. يهرب جميع الناس من المساني، وقد اتضرر الباني الضعيفة بصورة كبيرة ولكن المساني القوية لا تصاب باضرار خفيف السقط المادن. ينقلب الأثاث التقيل داخل البيوت قد تتهدم المباني العادية بصورة جزئية تدمير عام للمباني ، تتحرك المباني عن أساساتها تتشقق الأرص. تتكسر أنابيب المياه. الدمير معظم المباني العادية والطرق المعدة، تحدث الزلاقات أرضية لتحفي السكك الحديدية والأسوار قلة من المباني تبقى قالعة لتهدم الجسور تتقطع السكك الحديدية والأسوار وتتشكل شقوق كبيرة في الأرض. شعار شامل تقذف الأجسام في الهواء، IV V VI уц VIII TX X XII
الشكل 28-6 : يمكن أن يقيس مقياس ميركالي الأضرار التي يحدثها الزلزال
206 شدة الزلزال Earthquake intensity تعتمد شدة الزلزال بصورة رئيسة على سعة الأمواج الزلزالية السطحية، ويضعف حجم الأمواج السطحية مثل الأمواج الأولية والثانوية كلما زاد البعد عن بؤرة ،الزلزال، وتقل شدة الزلزال كلما زاد البعد عن المركز السطحي للزلزال إن أعلى شدة للزلزال نجدها بالقرب من المركز السطحي، ونقل قيم ميركالي إلى الدرجة 1 على مسافات بعيدة عن المركز السطحي. إِنَّ كلَّا من شدة الزلزال وقوته يُعبران عن حجم الأمواج الزلزالية الناجمة عن الزلزال، وإن شدة الزلزال تعتمد على سعة الأمواج الزلزالية والبعد عن المركز السطحي للزلزال، كذلك تعتمد شدة الزلزال على عمق بؤرة الزلزال. فالزلازل القوية التي تسبب الكوارث هي في الغالب زلازل ضحلة. ينتج عن الزلازل العميقة اهتزازات أصغر من تلك التي تنتجها الزلازل الضحلة عادة، على سبيل المثال، يمكن لزلزال ضحل ومتوسط قوته 6 درجات على مقياس رختر، أن يولد شدة زلزالية قصوى أعلى من تلك التي ينتجها زلزال عميق قوته 8 درجات على مقياس رختر. ولأن مقياس ميركالي المعدل يعتمد على شدة الزلزال بدلاً من طاقته، لذلك فهو أفضل لقياس تأثير الزلزال على الناس تحديد موقع الزلزال Locating an Earthquake إن موقع المركز السطحي للزلزال ووقت حدوثه يكونان في البداية، غير معروفين، ولكن يمكن تحديدهما باستعمال المخطط الزلزالي (السيز موجرام) ومنحنيات المسافة - زمن الوصول. بعد الزلزال Distance to an earthquake كما أن الشخص الذي يقود دراجة يصل. قبل الشخص الذي يمشي فإن أمواج P تصل محطات الرصد قبل أمواج 5. ولو أخذنا بعين الاعتبار أثر المسافة المقطوعة على زمن وصول كل من الموجتين فإن الفرق الزمني بين وصوليهما سيزداد بزيادة المسافة المقطوعة، يوضح الشكل 29 منحنى المسافة - زمن الوصول؛ جل السيز موجرام الزمن المستغرق بين وصول أول أمواج P وأول أمواج 5 ويستطيع علماء الزلازل معرفة بعد المركز السطحي للزلزال بقياس الفرق بين زمني وصول الموجتين في المخطط الزلزالي ( السيز موجرام)، ثم تحديد الفرق الزمني نفسه على منحنى المسافة - زمن الوصول، ومن ثم استخراج بعد الزلازل. حيث ويوضح الشكل 2- أن الفرق الزمني يساوي 6 دقائق، لذا فإن المسافة بين المركز السطحي للزلزال ومحطة رصد الزلازل تساوي kan 4300 بحسب منحنى المسافة - زمن الوصول؛ حيث يتضح من المنجني أن أمواج P استغرقت 3 دقائق حتى وصلت محطة الرصد، بينما أمواج 5 استغرقت 14 دقيقة، فكلما زاد بعد الزلزال زاد الفرق الزمني بين وصول أمواج P وأمواج 5 ماذا قرأت طبق إذا علمت أن الفرق الزمني بين وصول أمواج P وأمواج 5 دقيقتان فما بعد المركز السطحي للزلزال عن موقع محطة الزلزال؟ مرارة التصليح
يحلل علماء الزلازل بيانات مخططات زلزالية عديدة لتحديد موقع المركز السطحي للزلزال، فيحساب المسافة بين المركز السطحي للزلزال وبين محطة الرصد يحدد العلماء بعد المركز السطحي بدقة، ولكن هذا لا يُحدد الاتجاه الذي يقع المركز السطحي فيه بالنسبة إلى محطة الرصد. ويمكن التعبير عن ذلك بدائرة مركزها محطة الرصد ونصف قطرها بعد المركز السطحي عن المحطة. ولو مثلنا بعد المركز عن محطة أخرى بدائرة ثانية، فسوف تتقاطع الدائرتان في نقطتين، ولا نعرف أيهما يقع المركز السطحي فيه ولو مثلنا بعد محطة ثالثة بدائرة ثالثة، فعندئذ تتقاطع الدوائر الثلاث في نقطة، وتمثل هذه النقطة المركز السطحي، انظر الشكل 30-6 زمن حدوث الزلزال Time of an earthquake يوفر الفرق الزمني بين وصول الأمواج الزلزالية في السيز موجرام معلومات حول بعد المركز السطحي، كما يستعمل علماء الزلازل السيز موجرام في معرفة زمن حدوث الزلزال في البؤرة بدقة. ويتم تحديد الزمن باستعمال جدول، كما هو الحال متحى المسافة - زمن الوصول المخطط الولوالي 18 12 16 15 14 13 6 (min) الفرق الرسي صخر أمواج ال 1000 2000 3000 4000 5000 5 4 3 2 (ka) البعد عن المركز السطحي للزلزال ز من بدء الزلزال (min) في منحنى المسافة - زمن الوصول في الشكل 62. تسجل محطات الرصد الشكل 629 بير منحتى المسافة - زمن في السيز موجرام زمن وصول أمواج P وأمواج 5 بدقة متناهية، ويستطيع الوصول هذا بيانات زلزالية الزلزال ما. العلماء قراءة الزمن الذي استغرقته أمواج P و S من المركز السطحي إلى محطة الرصد باستعمال رسوم بيانية كالتي في الشكل 23-6، فعلى سبيل المثال، افترض أن السيز موجرام سجل زمن وصول أمواج P في تمام الساعة 10:00 صباحًا باستعمال منحنى المسافة - زمن الوصول، ويمكن استخراج قيمة المسافة التي قطعتها أمواج P في 8 دقائق، وهي km 4500 فهذا يعني أن الزلزال قد حدث عند البؤرة في الساعة 09:52 صباحا. ا ماذا قرأت اعمل قائمة بالمعلومات التي يتضمنها المخطط الزلزالي اليز موجرام). الأحزمة الزلزالية Seismic Belts جمع علماء الزلازل على مر السنين مواقع المراكز السطحية للعديد من الزلازل، وأسقطوها على خريطة العالم. يُلاحظ من التوزيع العالمي لمواقع المراكز السطحية أنها تتوزع بنمط جدير بالاهتمام؛ أي أنها لا تتوزع بصورة عشوائية؛ بل تحدث معظم الزلازل على طول أحزمة ضيقة تفصل بين مناطق كبيرة لا نشاط زلزالي الشكل 630 لتحديد موقع المركز السطحي فيها أو يحدث فيها قليل من الزلازل سميت أحزمة الزلازل seismic belts. للزلزال يحدد العلماء مواقع محطات الرصد على خريطة، ويرسمون حول كل محطة دائرة مركزها المحطة ونصف قطرها بعد المركز السطحي عن المحطة، وتتقاطع الدوائر جميعها في نقطة تمثل المركز السطحي للزلزال حدد من الشكل المرفق موقع المركز للزلزال. مرارها 207
مواقع المراكز السطحية للزلازل في العالم الشكل 31-6 لاحظ النمط الذي تظهر به مواقع المراكز السطحية للزلازل على خريطة العالم. حدد اعتمادا على الخريطة هل تعيش بالقرب من مركز سطحي لزلزال؟ يلاحظ من الشكل - أن الزلازل تحدث في أحزمة ضيقة، وتنطبق معظم الزلازل مع حدود الصفائح الأرضية. هناك %80 من زلازل الأرض ضمن حزام المحيط الهادي، و 15% ضمن حزام البحر الأبيض المتوسط، وهذان الحزامان هما نطاقا طرح؛ حيث تلتقي صفيحتان معًا، وتغوص إحداهما تحت الأخرى. أما ما تبقى من الزلازل فيحدث معظمه في أحزمة ضيقة تقع على طول قمم ظهور المحيطات؛ حيث تبتعد الصفائح الأرضية بعضها عن بعض. مختبر تحليل البيانات تصير البيانات كيف يمكنك أن تحدد موقع المركز السطحي للزلزال؟ البيانات والملاحظات لكي تحدد موقع المركز السطحي للزلزال بدقة، عليك أن تحلل بيانات أمواج P وأمواج S التي سجلت في محطة رصد زلزالية. تحليل طة المرسلي بيشة (BISH) 1 احصل على خريطة للمملكة العربية السعودية من عقلة الصعور (13QSK) معلمك، وعين مواقع محطات الرصد الزلزالي في الجدول عقیب (AFTF) عليها. يمكن الاستعانة بتوريع محطات الرصد الزلزالية في المملكة العربية السعودية في مرجعيات الطالب 711 الست الرمي بعد الدرك المطحي مقابق) امواج ت B:14:02 8:39:02 8:37:57 8:35:22 8:38:17 8:35:38 bmi التفكير الناقد 2 احسب الفرق الزمني يطرح زمن وصول أمواج P 6 وضح لماذا تحتاج إلى إيجاد الفرق الزمني بين من زمن وصول أمواج 5، وسجلها في الجدول. وصول كل من أمواج P وأمواج S لكل محطة. 3. أوجد بعد المركز السطحي للزلزال عن كل محطة رصد 7 حدد مصادر الخطأ عند تحديد المركز السطحي باستعمال الفرق بين أزمنة الوصول ومتحنى المسافة - زمن الوصول الشكل 25-6) وسجلها في الجدول. للزلزال. فر لماذا بعد زيادة محطات الرصد الزلزالي 4 ارسم دائرة حول كل محطة، نصف قطرها يساوي المأخوذ منها البيانات أكثر فائدة في تحديد موقع المسافة بين المركز السطحي والمحطة. 5. حدد المركز السطحي للزلزال. المركز السطحي للزلزال. 208 درارت التعليم
التقويم 4-6 الخلاصة فهم الأفكار الرئيسة قوة الزلزال هي مقياس للطاقة التي تتحرر 1. الخص الطرائق التي يستعمل فيها العلماء الأمواج الزلزالية لقياس الزلازل في أثناء حدوث الزلزال ويمكن قياسها : وتحديد موقعها. سمقياس رختر. حدثه الزلزال. 2 قارن بين قوة الزلزال وشدته، وكذلك بين المقياسين المستخدمين القياسيها . شدة الزلزال هي مقياس للدمار الذي فير لماذا نحتاج إلى ثلاث محطات رصد على الأقل لتحديد موقع الزلزال؟ 4. صف كيف يمكن مقارنة حدود الصفائح الأرضية بموقع معظم الزلازل لتحديد موقع المركز السطحي للزلازل : على خريطة العالم، كما في الشكل 631 نحتاج على الأقل إلى ثلاث محطات رصد . المزلازل. التفكير الناقد تحدث معظم الزلازل في أحزمة ضيقة : 5. كون جملة تفسر لماذا يمكن أن يُسبب زلزال قوته 6 دمارا أكثر مما يسببه تسمى أحزمة الزلازل، حيث تنطبق مع حدود الصالح زلزال قوته 8 الرياضيات في الجيولوجيا 6. احسب كم تزيد الطاقة الزلزالية الصادرة عن زلزال قوته 9 على الطاقة الزلزالية الصادرة من زلزال قوته 7؟ دراره 209