كيفية قياس قوة الزلازل بمقياس ريختر

مقياس ريختر

تمّ تطوير مقياس ريختر عام 1935م من قِبل العالم تشارلز ريختر من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا؛ لقياس قوة الزلازل وحجمها بالاعتماد على نظام عددي لوغاريتمي، حيث يتمّ تحديد حجم الزلزال باستخدام لوغاريتم سعة الموجات التي تمّ تسجيلها بواسطة جهاز قياس الزلازل، ثمّ تُجرى بعض التعديلات على القراءات المُسجّلة نتيجة اختلاف المسافات بين أجهزة قياس الزلزال ومركز الزلزال السطحي، وفي النهاية يتمّ التعبير عن قوة الزلزال بأعداد صحيحة وكسور عشرية؛ وكمثال على ذلك فإنّ زلزال قوته 5.3 يتمّ تصنيفه على أنّه زلزال متوسط، بينما زلزال بقوة 6.3 يُصنّف على أنّه قوي، وبالاعتماد على الأساس اللوغاريتمي لمقياس ريختر فإنّ كلّ زيادة بمقدار واحد صحيح في قوة الزلزال على المقياس تُمثّل زيادةً بمقدار عشرة أضعاف في سعة موجاته، وتتوافق مع إطلاق طاقة تزيد بمقدار 31 مرّةً عن تلك المنبعثة من المقياس الأقل بمقدار واحد صحيح.^[١]

آلية عمل مقياس ريختر

يُعبّر حجم الزلزال عن مقدار الطاقة المنبعثة أثناء حدوثه، ويُعتبر مقياس ريختر المقياس الأكثر شيوعاً واستخداماً لقياس حجم الزللزل، حيث إنّه يعتمد على قياس سعة الموجات الزلزالية نتيجة حدوث الحركة الأرضية التي تمّ تسجيلها بجهاز قياس الزلازل الذي يُسمّى بمقياس وود أندرسون، إذ إنّه يقيس هذا الجهاز الزلزال الواقع على مسافة 100 كم من مركز حدوثه،^[٢] ويعتمد حجم الزلزال على طول وعمق الصدع الذي يحدث نتيجة انكسار في القشرة الارضية الصخرية مؤديّاً إلى انزلاق أجزاء من الصخور بعضها على بعض بصورة متكررة،^[٣] وهذا يعني أنّ مقياس ريختر يحسب حجم الزلزال أيّ كمية الطاقة التي انبعثت منه بناءً على المعلومات التي تمّ جمعها بواسطة جهاز قياس الزلازل.^[٤]

ابتكر تشارلز ريتشر مقياساً في منتصف الثلاثينات عندما كان يتحقق من زلزال حدث في كاليفورنيا، حيث استخدم أجهزة قياس الزلازل التي تُكبّر الحركة الأرضية 2800 مرّة، فحدّد قيمة 0 كقوة للزلزال بسعة جزء من الألف من المليمتر على مسافة 100 كيلومتر من مركزه السطحي، حيث إنّ بعض الانحرافات الصغيرة يصعب ملاحظتها فيتمّ تكبيرها بأجهزة قياس الزلازل الحديثة وتطبيق تحجيم مناسب لها، وهذا يعني أنّ الحركة بمقدار 1 مليمتر أيّ 1000 ضعف حركة الزلزال 0 تُحدث زلزالاً بقوة 3 درجات، وبالتالي فإنّ زلزالاً بقوة 8 درجات على مسافة 100 كيلومتر سيؤدّي الى حدوث انحراف في السجل بما يُقارب 100,000 مليمتر، وبما أنّ هذه الانحرافات الكبيرة جداً يستحيل قياسها يتمّ أخذ قراءات من مواقع تسجيل الزلازل البعيدة جداً، حيث يُمكن ترجمة الزلازل التي بلغت قوتها 8 درجات إلى 1/2800 من 100,000 مليمتر أيّ ما يُعادل تقريباً بوصةً ونصف من الاهتزاز ذهاباً وإياباً على بعد 100 كيلومتر.^[٥]

لا يتدرّج مقياس ريختر من 1 إلى 10 فقط، بل إنّه يقيس الزلازل الصغيرة جداً التي تُقارب الصفر والأصغر منها ذات القيمة السالبة، وكلّما كانت الزلازل أصغر تكرّر حدوثها أكثر، ولكن حدّ الكشف عنها يصل الى حوالي 3- فقط على المقياس أيّ ما يُعادل الطاقة المنبعثة من انفجار مفرقعات نارية صغيرة بعمق ثمانية كيلومترات، وفي الطرف الآخر من المقياس فإنّ أكبر الزلازل التي تمّ تسجيلها لم تتجاوز تسع درجات، ويُذكر أنّ حجم الزلزال لا يتغيّر ببعد المسافة من مصدره، فالحجم يُعبّر عن الطاقة المنبعثة منه، إنّما تتغيّر شدّة الزلزال وآثاره من منطقة إلى أخرى، أيّ أنّ الزلزال الذي بقوة 5 درجات هو بقوة 5 درجات بغض النظر عن مكان قياسه على الكرة الأرضية.^[٥]

مقاييس أخرى للزلازل

مقياس ميركالي المُعدّل

اخترع هذا المقياس العالم ميركالي في عام 1902م، وهو طريقة أخرى لقياس شدّة الزلزال، إذ يعتمد هذا المقياس على ملاحظات الناس الذين تضرّروا من الزلزال ومقدار الدمار الذي أحدثه لتقدير شدته، ويُقسم المقياس إلى اثنتي عشرة درجة تبدأ من اهتزاز غير محسوس وتنتهي بدمار كارثي، ويُرمز لهذه الدرجات بالأرقام الرومانية.^[٦]

مقياس درجة العزم

يعمل مقياس درجة العزم (M_W) على نطاق واسع ويستطيع قياس الزلازل ذات الحجم الكبير التي لا يستطيع مقياس ريختر والمقاييس الأخرى تسجيلها، إذ يعتمد هذا المقياس على تسجيل الطاقة التي صدرت عن الزلزال لحظة حدوثه، وتقدير شدّته من المسافة التي تحرّكها الصخر عند حدوث الصدع والقوة المطلوبة لتحريكه، كما يقيس مقياس درجة العزم الزلازل بنفس الدقة التي يقيسها مقياس ريختر للزلازل الصغيرة، إلّا أنّه اكثر دقة من مقياس ريختر للزلازل بقوة 8 درجات وأكثر.^[٧]

يعتمد تحديد حجم الزلزال في مقياس درجة العزم على مقياس لوغاريتمي، حيث إنّ كلّ عدد صحيح يرتفع على مقياس الحجم يُمثّل زيادةً في سعة الحركة الأرضية المُسجّلة بمقدار عشر مرّات من حيث الشدّة و32 ضعفاً من حيث الطاقة المُحرّرة، فزلزال قوته 5 سيؤدّي الى إحداث اهتزاز أقوى بعشرة أضعاف من زلزال قوته 4، وعند مقارنة ذلك من حيث الطاقة المنبعثة من المتفجرات، فإنّ زلزالاً بدرجة 1 يُطلق طاقةً تُعادل تفجير 170 غرام من مادة (TNT)، وهذا يعني أنّ زلزالاً بقوة 8 درجات يُطلق طاقةً تُعادل تفجير 6 ملايين طن من مادة (TNT)، ويُمكن استخدام مقياس درجة العزم لقياس الزلازل الصغيرة جداً والتعبير عنها بأرقام سلبية، كما أنّه لا يحتوي على حدّ أعلى لذلك يستطيع أن يُسجّل الزلازل التي يصعب تصوّرها ولم تحدث سابقاً؛ كأن تكون قوتها 10 درجات فأكثر.^[٧]

المراجع

1. ↑ "Earthquake Glossary", earthquake.usgs.gov, Retrieved 03-07-2020. Edited.
2. ↑ "Earthquakes", www.cea.fr, Retrieved 03-07-2020. Edited.
3. ↑ "Earthquake Basics", www.earthquakecountry.org, Retrieved 03-07-2020. Edited.
4. ↑ TOM HARRIS, PATRICK J. KIGER, "How Earthquakes Work"، science.howstuffworks.com, Retrieved 03-07-2020. Edited.
5. ^ ^{أ ب} Larry Gedney,Neal Brown (04-02-1985), "The Richter Magnitude Scale"، www.gi.alaska.edu, Retrieved 03-07-2020. Edited.
6. ↑ "EARTHQUAKE MEASUREMENTS", nidm.gov.in, Retrieved 03-07-2020. Edited.
7. ^ ^{أ ب} "How Are Earthquake Magnitudes Measured?", www.geo.mtu.edu, Retrieved 03-07-2020. Edited.