0:005:12 صباحًا
في الساعة الخامسة و12 دقيقة من صباح يوم ربيعي عام 1906، كانت سان فرانسيسكو لا تزال نائمة. ثم، ومن دون سابق إنذار، بدأت الأرض تتموّج. ولمدة دقيقة تقريبًا، اهتزت المدينة بأكملها. انهارت المباني، وتكسّرت أنابيب الغاز، واشتعلت الحرائق لمدة ثلاثة أيام.
0:16وما حدث تحت سان فرانسيسكو في ذلك الصباح يحدث في جميع أنحاء الكوكب. ففي مكان ما على الأرض، تهتز الأرض بقوة تكفي لأن يشعر بها الناس كل خمس دقائق تقريبًا. معظم تلك الزلازل صغيرة. وقليل منها يغيّر التاريخ.
0:30في هذه المحاضرة، سنبدأ من البداية تمامًا، بأربعة أسئلة. ما الذي يجعل الأرض تهتز؟ لماذا تضرب الزلازل حيث تضرب؟ كيف نقيسها؟ وما الذي يحدد مقدار الضرر الذي تُحدثه؟
0:48انحباس ثم انكسار
لفهم ما جرى في ذلك الصباح، لنبدأ بالأرض نفسها. الغلاف الخارجي للأرض ليس قطعة صلبة واحدة. بل هو مقسّم إلى صفائح عملاقة تتلاءم معًا مثل قشرة بيضة متشققة. والصفائح في حركة دائمة، لكنها بطيئة، بضعة سنتيمترات فقط في السنة. وهذا يعادل تقريبًا سرعة نمو أظافرك.
1:06وحيث تلتقي صفيحتان، لا تنزلق حوافهما بسلاسة. بل تعلق إحداهما بالأخرى وتنحبسان، بينما تواصل الصفائح حركتها. فتنثني الصخور على امتداد الحافة ببطء، مثل مسطرة تدفعها من أحد طرفيها. وعامًا بعد عام، تختزن الطاقة.
1:20وفي النهاية، لا تعود الصخور قادرة على التحمّل أكثر. فتنكسر على امتداد شق يُسمى الصدع، ويندفع الجانبان فجأةً أحدهما بمحاذاة الآخر. وتندفع كل تلك الطاقة المختزنة إلى الخارج على شكل موجات عبر الأرض. هذا الانزلاق المفاجئ هو الزلزال.
1:35وهذا ما حدث عام 1906. انزلق صدع سان أندرياس على امتداد ما يقارب 300 ميل، أي نحو 480 كيلومترًا. وتمزّقت الطرق والأسوار التي كانت تعبره. وفي بعض الأماكن، تحرّك الجانبان مسافة وصلت إلى 20 قدمًا، أي نحو 6 أمتار.
1:53وقارن جيولوجي يُدعى هاري فيلدينغ ريد بين مسوحات للأرض أُجريت قبل الزلزال وبعده. وأظهرت أن الأرض كانت تنثني ببطء لعقود، ثم ارتدّت فجأة، مثل نابض أُفلت. وسمّى ذلك الارتداد المرن. ولا يزال هذا هو التفسير الذي يعتمده العلماء للزلازل.
2:13أين تضرب الزلازل
ضع كل زلزال على خريطة، وسيبرز أمامك نمط واضح. فهي تصطف على امتداد حواف الصفائح. وأكثر الحواف نشاطًا تطوّق المحيط الهادئ: إنها حلقة النار، التي خصصنا لها محاضرة مستقلة. تلتقي الصفائح بثلاث طرق، وكل منها يهز الأرض بطريقته الخاصة.
2:29فحيث تتباعد الصفائح، كما يحدث في آيسلندا، تتمدد القشرة وتتشقق، وتهبط كتل من الصخور. وتكون هذه الزلازل عادةً ضحلة وصغيرة نسبيًا.
2:40وحيث تحتك الصفائح وهي تنزلق جانبيًا إحداها بمحاذاة الأخرى، تندفع الأرض من جانب إلى آخر. ومعظم هذه الصدوع يقع تحت البحر. لكنها على اليابسة، مثل صدع سان أندرياس، قد تكون شديدة الخطورة، لأنها تمتد بالقرب من المدن.
2:54وحيث تتدافع الصفائح نحو بعضها، تنزلق إحداها عادةً تحت الأخرى، في ما يُسمى منطقة الاندساس. ويمكن أن تنحبس الصفيحتان معًا على مساحة شاسعة. وهناك تحدث الزلازل العملاقة. فكل زلزال بقوة 9 أو أكثر قيس على الإطلاق ضرب منطقة اندساس.
3:11وحيث تتدافع قارتان نحو بعضهما، لا تغوص أي منهما. بل تتجعّد القشرة وترتفع لتشكّل جبالًا، مثل جبال الهيمالايا. وقد ضرب بعضُ أشد الزلازل فتكًا على اليابسة على امتداد هذا الحزام، من باكستان إلى الصين.
3:25وتضرب زلازل قليلة بعيدًا عن أي حافة صفيحة. ففي شتاء عامَي 1811 و1812، هزّت سلسلة من الزلازل القوية وسط الولايات المتحدة، حول نيو مدريد في ولاية ميزوري. وهي نادرة، لكنها تُظهر أن حواف الصفائح ليست القصة كلها.
3:44قياس الاهتزاز
يبدأ كل زلزال من نقطة واحدة تحت الأرض، حيث ينكسر الصدع أولًا، وغالبًا على عمق يقل عن 20 كيلومترًا. ثم يندفع الكسر بسرعة على امتداد الصدع. والنقطة الواقعة على السطح فوق نقطة البداية مباشرةً هي المركز السطحي للزلزال: النقطة التي تظهر على خريطة الزلازل. وتنتشر الموجات في كل اتجاه، مثل التموجات في بركة ماء.
4:04وتسجّل أجهزة تُسمى السيزمومترات (مقاييس الزلازل) تلك الموجات، وهي تصل دائمًا بالترتيب نفسه. أولًا تأتي الموجات P، التي تدفع الصخر وتسحبه. وهي الأسرع، وعادةً ما تكون خفيفة. بعدها، تهز الموجات S الصخر صعودًا وهبوطًا أو من جانب إلى آخر. وأخيرًا تأتي الموجات السطحية، متدحرجةً على امتداد الأرض. والموجات S والموجات السطحية هي التي تجلب أقوى اهتزاز.
4:27ولمقارنة الزلازل، يمنح العلماء كل زلزال قوةً: رقمًا واحدًا يعبّر عن مقدار الطاقة التي أطلقها. وكل درجة صعودًا على المقياس تعني طاقة أكبر بنحو 32 مرة. لذا فإن زلزالًا بقوة 7 ليس أكبر بقليل فقط من زلزال بقوة خمسة. بل يطلق طاقة أكبر بنحو 1,000 مرة.
4:45ربما سمعت بمقياس ريختر، أول مقياس لقوة الزلازل، الذي وُضع عام 1935. ويستخدم العلماء الآن مقياسًا أحدث، يُسمى مقياس قوة العزم، يصلح حتى لأكبر الزلازل على الإطلاق.
4:59القوة تصف الزلزال. أما الشدة فتصف الاهتزاز: مدى قوة حركة الأرض في مكان معيّن بالذات. فللزلزال الواحد قوة واحدة، لكن له مستويات اهتزاز كثيرة، أقواها قرب الصدع، وتضعف كلما ابتعدنا عنه.
5:15والشدة لا تعتمد على المسافة وحدها. فمن بين زلزالين بالحجم نفسه، يهز الأضحلُ منهما السطحَ بقوة أكبر. والأرض الرخوة، مثل الرمل المفكك أو الأرض المردومة، قد تجعل الاهتزاز أسوأ بكثير. وهذا ما حدث في حي مارينا في سان فرانسيسكو عام 1989، وهي القصة التي رويناها في محاضرتنا عن زلزال بطولة السلسلة العالمية.
5:40المباني، لا الزلازل
للمهندسين مقولة: الزلازل لا تقتل الناس، بل المباني هي التي تقتلهم. في يناير 2010، ضرب زلزال بقوة 7 خارج عاصمة هايتي، بورت أو برنس، بقليل. وكان كثير من المباني من الخرسانة والطوب سيئَ البناء، وفيه القليل جدًا من الفولاذ، فانهار. ولقي أكثر من 100,000 شخص حتفهم.
5:59وبعد نحو ستة أسابيع، ضرب زلزال أقوى بكثير تشيلي. وبقوة 8.8، أطلق طاقة أكبر بنحو 500 مرة. كان الاهتزاز قويًا، لكن تشيلي كانت لديها قوانين بناء صارمة، تعلّمتها من زلازل مميتة كثيرة، فصمدت معظم المباني. ولقي نحو 500 شخص حتفهم.
6:19ويمكن لأنظمة الإنذار أن تساعد أيضًا. فلأن الموجات P تصل أولًا، تستطيع أجهزة الاستشعار القريبة من الصدع التقاطها وإرسال تنبيه قبل وصول الاهتزاز القوي. ولدى كل من اليابان والساحل الغربي في الولايات المتحدة أنظمة كهذه. قد لا يدوم الإنذار سوى ثوانٍ، لكن ذلك يكفي لإبطاء القطارات، وفتح أبواب محطات الإطفاء، ومنح الناس فرصة للاحتماء. أما بجوار الصدع مباشرةً، فقد لا يكون هناك أي إنذار على الإطلاق.
6:45كن مستعدًا قبل أن يبدأ: ثبّت الأثاث الطويل والثقيل بالجدار. عندما يبدأ الاهتزاز، انزل على يديك وركبتيك. احمِ رأسك ورقبتك، تحت طاولة متينة إن وُجدت واحدة قريبة منك. تمسّك حتى يتوقف الاهتزاز. لا تركض إلى الخارج، ولا تقف تحت إطار الباب: ففي المنزل الحديث، ليس أقوى من أي مكان آخر.
7:05ويمكن للاهتزاز القوي أن يجلب مخاطر أخرى: انهيارات أرضية على التلال شديدة الانحدار، وحرائق من أنابيب الغاز المكسورة، وقرب الساحل، تسونامي. إذا كنت قرب الساحل وكان الاهتزاز قويًا، أو استمر أكثر من نحو 20 ثانية، فتوجّه فورًا إلى أرض مرتفعة أو إلى الداخل بعيدًا عن الساحل. لا تنتظر إنذارًا رسميًا. فقد يكون الزلزال نفسه هو إنذارك الوحيد.
7:27وبعد الزلزال الكبير تأتي الهزات الارتدادية: زلازل أصغر قريبة قد تستمر لأسابيع، بل لسنوات. لم يتمكن أحد قط من التنبؤ بشكل موثوق بزمن زلزال كبير ومكانه وحجمه. وبدلًا من ذلك، يضع العلماء توقعات للاحتمالات. ويصف التوقع الرسمي لكاليفورنيا وقوع زلزال قوي في مكان ما من الولاية بأنه شبه مؤكد خلال 30 عامًا.
7:53ثلاثة أمور
إذن، ثلاثة أمور يجب تذكرها. أولًا، الزلزال انزلاق مفاجئ على صدع، يُطلق إجهادًا تراكم ببطء مع حركة الصفائح. ثانيًا، تضرب معظم الزلازل حيث تلتقي الصفائح، وأكبرها حيث تنزلق صفيحة تحت أخرى. وثالثًا، القوة تقيس الزلزال، والشدة تقيس الاهتزاز، والمباني هي التي تحدد مقدار الضرر الذي يُحدثه.
8:16الأرض تحتك تتحرك بضعة سنتيمترات كل عام. والزلازل هي اللحظات التي تلحق فيها بما تراكم من حركة. في «الزلازل مئتان وواحد»، سنتعمّق أكثر: داخل الصدع، ونزولًا عبر لبّ الكوكب، وفي علم توقّع الزلازل. شكرًا لمشاهدتكم Earth Explained. اشترك لمشاهدة المحاضرة القادمة، وشاهد الكوكب مباشرة، على مدار الساعة، على EarthWatch 24-7.
