ما هي الموجات الزلزالية؟
يمكن تعريف الموجات الزلزالية (بالإنجليزية: Seismic Wave) بأنها الاهتزازات القوية التي تنتج عن زلزال، أو انفجار بركاني، أو مصدر طاقة مماثل كالانهيارات الأرضية والجليدية، وهي تنتشر إما داخل الأرض، أو على طول سطحها الخارجي، ويتم تسجيل اتساعها وترددها بواسطة أجهزة قياس الزلازل المختلفة، حيث إن هذا يقدم العديد من المعلومات المتعلقة بالأرض وهيكلها الداخلي، بالإضافة إلى أنها تستخدم في مجالات عديدة، كالتنقيب عن النفط والغاز والهندسة.[١][٢][٣]
ما هي أنواع الموجات الزلزالية؟
تولد الزلازل أربعة أنواع رئيسية من الموجات الزلزالية المرنة؛ اثنان، يُعرفان باسم الموجات الجسمية (بالإنجليزية: Body Waves)، وهما ينتقلان داخل الأرض، أما الموجتان الأخريان، فإنهما يعرفان باسم الموجات السطحية (بالإنجليزية: Surface Waves)، وهما ينتقلان على طول السطح الخارجي للأرض، وفيما يأتي تفصيل مبسيط لأنواع الموجات الزلزالية:[٢][١][٣]
الموجات الجسمية
تُقسم الموجات الزلزالية الجسمية التي تنتقل داخل الأرض إلى نوعين رئيسيين، وهما كالآتي:
الموجات الأولية
الموجات الأولية (بالإنجليزية: Primary Wave)، أو (P Wave)، أو الموجات الانضغاطية، أو الموجات الطولية؛ هي نوع الموجات الزلزالية الجسمية الذي يمتلك سرعة انتشارٍ أعلى من النوع الآخر (S Wave)، وبالتالي فهي تصل إلى محطة رصد الموجات الزلزالية بشكل أسرع أيضًا، وتجدر الإشارة إلى أن الموجات الأولية تتسبب في تحريك جزيئات الوسط الناقل بنفس اتجاه انتشارها، أي بشكل موازٍ لاتجاه حركتها، سواء كان الوسط صلبًا، أو سائلًا، وغازيًا.
تنتقل الموجات الأولية بسرعة تتراوح بين حوالي 6 كيلومترات في الثانية في الصخور السطحية، إلى حوالي 10.4 كيلومتر في الثانية بالقرب من لب الأرض، أي على بعد حوالي 2900 كيلومتر تحت سطح الأرض تقريبًا، ثم تنخفض سرعتها إلى حوالي 8 كيلومترات في الثانية، وبعدها تزداد إلى حوالي 11 كيلو متراً في الثانية بالقرب من مركز الأرض، وتجدر الإشارة إلى أن سرعة الموجات الأولية مع العمق تنتج بسبب زيادة الضغط الهيدروستاتيكي، والتغيرات في تكوين الصخور؛ مما يؤدي بدوره إلى انتقال الموجات الأولية في مسارات منحنية مقعرة لأعلى.
الموجات الثانوية
الموجات الثانوية (بالإنجليزية: Secondary Waves)، أو (S Wave)، أو موجات القص، أو الموجات المستعرضة، هي النوع الثاني من الموجات الزلزالية الجسمية، وهي تتسبب في تحريك جزيئات الوسط الناقل للخلف وللأمام بشكل عمودي على اتجاه انتشارها؛ حيث يتم قص الوسط أولاً في اتجاه واحد ثم في اتجاه آخر، وتجدر الإشارة إلى أن الموجات الثانوية تنتقل في الأوساط الصلبة فقط.
تزداد سرعة الموجات الثانوية من حوالي 3.4 كيلومتر في الثانية عند سطح الأرض تقريبًا إلى 7.2 كيلومتر في الثانية بالقرب من حدود النواة السائلة للأرض، والتي لا يمكنها نقل هذا النوع من الموجات، وذلك لأنها تنتقل في الأوساط الصلبة فقط، ويجدر التنويه إلى أن الموجات الثانوية تنتقل في مسارات منحنية مقعرة لأعلى، كالموجات الأولية.
الموجات السطحية
تُقسم الموجات الزلزالية السطحية التي تنتقل على طول السطح الخارجي للأرض إلى نوعين رئيسيين، وهما كالآتي:
موجات لوف
سميت موجات لوف (بالإنجليزية: Love Waves) على اسم عالم الزلازل البريطاني أغوستوس إدوارد هوف لوف الذي تنبأ بوجودها لأول مرة، وموجات لوف هي النوع الأسرع انتشارًا بين نوعي الموجات السطحية، وهي تنتشر في الأوساط الصلبة المرنة بالقرب من سطح الأرض، وهي تعمل على تحريك جزيئات الوسط باتجاه عامودي تمامًا على اتجاه انتشارها، وتجدر الإشارة إلى أن موجات لوف تنتشر من المصدر في اتجاهين، وليس في ثلاثة، وبالتالي تُسجل هذه الموجات أرقامًا مرتفعة في المحطات الزلزالية حتى عندما تنشأ من الزلازل البعيدة.
موجات رايلي
موجات رايلي (بالإنجليزية: Rayleigh Waves) هي النوع الآخر من الموجات الزلزالية السطحية، وقد سميت بهذا الاسم نسبة إلى الفيزيائي البريطاني اللورد رايلي؛ الذي أظهر وجودها رياضيًا لأول مرة، وتجدر الإشارة إلى أن موجات رايلي تنتشر على طول السطح الحر لمادة صلبة مرنة مثل الأرض، وتكون حركتها عبارة عن مزيج من الضغط الطولي والتمدد، مما يتسبب بحركة بيضاوية للنقاط على السطح.
المراجع
- ^ أ ب "Seismology", mtu, Retrieved 22/1/2023. Edited.
- ^ أ ب "seismic wave", britannica, Retrieved 22/1/2023. Edited.
- ^ أ ب "Seismic Wave Motions—4 waves animated", iris, Retrieved 22/1/2023. Edited.
