الدرس الخامس عشر : الأمواج الزلزالية وبنية الأرض

الأمواج الزلزالية :

تحدث الزلازل في مناطق الصدوع وهذه إما تكون ناعمة أو خشنة والصدوع الخشنة تمنع الحركة وتؤدي إلى إيقافها وفي حالة عدم إيقاف الحركة واستمرارها تتراكم الجهود وتعاني الصخور من تشوه مرن حيث تعود الصخور الى وضعها الطبيعي
بعد زوال القوة "الحركة"وفي حالة استمرارها على نصل لمرحلة "التشوه اللدن " وهي مرحلة تفقد فيها الصخور مرونتها ويؤدي إلى تكسرها ومن ثم حدوث الزلزال.

-أنواع الأمواج الزلزالية:

1-الأمواج الأولية :

يطلق عليها أمواج p وتعمل على تضاغط الصخور وتخلخلها في نفس اتجاه موجات زلزالية تصل مراصد الزلازل.

2- الأمواج الثانوية :

يطلق عليها أمواج s وتسبب الأمواج الثانوية في أثناء حركتها حركة عمودية تشبه الحركة الموجية للحبل . وسميت أمواج ثانوية لأنها ثاني الأمواج الزلزالية وصولاً للمراصد.

3- الأمواج السطحية :

تنتقل هذه الأمواج على سطح الأرض فقط . وهي أبطأ الأمواج الزلزالية " أخر الأمواج وصولا للمرصد " وحركة هذه الموجة تشبه الأمواج البحرية وتعد أكثر الأمواج الزلزالية تدميراً .

 نشأة الأمواج الزلزالية :

بؤرة الزلزال :

 هي النقطة التي يتم كسر الصخور ومنها ينطلق الزلزال وتكون في باطن الأرض .

المركز السطحي للزلزال :

 هي النقطة التي فوق الزلزال وتكون على سطح الأرض ومنها تنشر الأمواج السطحية .

 تصنف الزلازل حسب عمق البؤرة إلى ثلاث أقسام :-

1- زلازل ضحلة وتكون على عمق اقل من 70 كم .

2- زلازل متوسطة وتكون على عمق بين 70 كم و300 كم .

3- زلازل عميقة وتكون على عمق بين 330 كم و700 كم .

الزلازل العميقة تحدث عندما في نطاق الطرح عند اصطدام صفيحتين أرضيتين ببعضها البعض .

 مقياس الزلزال ومخططه :

مقياس الزلازل السيزمومتر هو جهاز حساس يكشف الزلازل التي لا نشعر بها وإن كانت بعيدة ويتألف من أسطوانة دوارة مغطاة بورقة وقلم للتسجيل وكتلة معلقة كالبندول وعند حدوث الزلازل يتم التسجيل على الورقة وتسمى " مخطط الزلازل السير موجرام " وفي الوقت الحالي تطورت الأجهزة الراصدة للزلازل والحواسيب والبرمجيات المحللة للبيانات .

منحنيات المسافة ـــ زمن الوصول للأمواج الزلزالية :

استطاع علماء من تحديد العلاقة بين وقت وصول الأمواج الأولية p والأمواج الثانوية s من خلال رصدها في المراصد الزلزالية وبواسطة منحنيات .

البعد عن المركز السطحي للزلزال :

يتم من خلال منحنيات "المسافة - زمن الوصول للأمواج الزلزالية " وبالتحديد الفرق الزمني بين منحنى الأمواج الأولية p ومنحنى الأمواج الثانوية s يتم من خلاله تحديد المسافة التي بعد بها الزلزال عن المرصد الزلزالي الذي رصد الزلزال.

في هذه منحنيات كلما أبعدت الأمواج عن الزلزال زاد الفرق بين أوقات الرصد .

 أدلة عن بنية الأرض الداخلية  :

لا تعمل الأمواج الزلزالية فقط على اهتزاز سطح الأرض وما تحدثه من دمار بل تنتقل أيضا إلى داخلها لذلك فهي توفر معلومات قيمة للعلماء تمكنهم من بناء نموذج عن بنية الأرض الداخلية .

 مكونات الأرض :

يتغير مسار الأمواج في باطن الأرض بين الطبقات المتخلفة التكوين ومن خلال مقارنة وقت وصول الأمواج يتم تحديد سمك الطبقات ومكوناتها وتوصل العلماء نتيجة لذلك أن الستار العلوي يتكون من صخر البيرودنت ( ويتكون معظمه من معدن الأوليفين ) وان اللب الخارجي يتكون معظمه من مصهور الحديد والنيكل أما اللب الداخلي فيتكون معظمه من الحديد والنيكل والصلب .

 بنية الأرض الداخلية  :

الأمواج عندما تكون بين الطبقات فإنها تتعرض للانعكاس والانكسار ومن خلال هذه الحالتين ودراسة منحنيات "المسافة - زمن الوصول للأمواج الزلزالية " استنتج انه إلى أن أمواج الثانوية S لا تسير في الأوساط السائلة ولاحظوا أنها لا تسير في مركز الأرض مما جعلهم يكتشفون أن باطن الأرض جزءا منه يوجد في الحالة السائلة وقد أيدت البيانات التي جمعت حول مسار الأمواج الزلزالية وزمن وصولها في باطن الأرض إلى أن لب الأرض الخارجي سائل ولبها الداخل صلب .

تصور باطن الأرض :

تتأثر كل من سرعة الأمواج الزلزالية وكثافة الصخور بعوامل أخرى غير العمق منها درجة الحرارة ونذكر ما درسنا سابقا بان الصفيحة المحيطية الباردة تغوص في الستار في أثناء عملية الطرح وان اندفاعات الصهارة الساخنة ( أعمدة الصهارة )ترتفع إلى أعلى في الستار ولهذا وبما أن سرعة الأمواج الزلزالية تعتمد على درجة الحرارة والمكونات ولذلك فمن الممكن استعمالها في تصور تراكيب الأرض الداخلية مثل الأرض والصفائح وأعمدة الصهارة الساخنة وتقل سرعة الأمواج الزلزالية عموما مع تزايد درجات الحرارة والمكونات لذلك تنتقل ببطء في المناطق الساخنة وبسرعة اكبر في المناطق الباردة وباستعمالها قياسات الأمواج الزلزالية الملتقطة بأجهزة قياس الزلازل ( السيزمومترات ) في مختلف أنحاء العالم وسجلات الأمواج الزلزالية لعدة ألاف من الزلازل يمكن الحصول علي صور لبيئة الأرض الداخلية تتضمن بعض التركيب ومنها الصفيحة المغناطيسية ويمكن تشبيه هذه الصور بالصور الملتقطة بالأشعة السينية .