12-09-11, 06:31 AM
|
|
|
الزلازل التكتونية - وأنواع الزلازل !
هناك كثير من المخاطر الجيولوجية في العالم تؤثر على حياة البشر وممتلكاتهم، والزلازل من أكثر مسببات الكوارث لأنها تحدث فجأة، ويمكن أن تتسبب في تدمير كبير وخسائر فادحة في الأرواح، تحدث الزلازل في مناطق زلزالية معروفة، وهي ما تعرف بالأحزمة الزلزالية، لا سيما على طول حدود الصفائح الحركية (التكتونية) للقشرة الأرضية، حيث يوجد العديد من الصدوع النشطة، وتحدث بسبب الضغط على الصخور، خاصة في القشرة الأرضية، مما يسمح بحدوث الحركات المفاجئة على طول التشققات أو الصدوع، ويؤدي ذلك إلى تحرر الضغط في المنطقة في شكل أنماط عديدة من الموجات السيزمية المرنة، التي قد تسفر عن خسائر في الأرواح وأضرار في المنشآت، معظم هذه الأضرار تنشأ من الهزات الأرضية التكتونية التي تتركز بشكل أساسي على حواف الصفائح المكونة للقشرة الأرضية. كما أن ثوران الصخور النارية أو البراكين يحدث في العديد من حدود الصفائح.
فيما يلي نقدم وصفاً موجزاً للزلازل وتأثيراتها، ويمكن الحصول على الكثير من المعلومات الشاملة وعن الأنشطة الزلزالية الحالية في جميع أنحاء العالم في العديد من مواقع الشبكة العالمية التيث يمكن الاطلاع عليها خلال الروابط الموضحة أدناه:
http://quake.usgs.gov/
http://earthquake.usgs.gov/http://earthquake.usgs.gov/regional/neic/
http://tsunami.geo.ed.ac.uk/local-
bin/quakes/map,,,,,,/home.pl
http://www.iris.edu/seismon/
http://www.earthquakes.bgs.ac.uk/
http://www.fema.gov/hazard/earthquake/
أنواع الزلازل:
تحدث معظم الزلازل لأسباب طبيعية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى التأثيرات الحركية (التكتونية) أو إلى غيرها من التأثيرات الجيولوجية، ويمكن كذلك أن تحدث بنسبة قليلة بسبب الأنشطة البشرية.
1. الهزات الأرضية الطبيعية :
وهي نوعان: الهزات الأرضية الحركية (التكتونية) والهزات الأرضية البركانية، تحدث الهزات الأرضية الحركية بسبب الحركات المفاجئة للصفائح التكتونية الناتجة من تشوه القشرة الأرضية، وهي ما تعرف باسم الهزات الحركية الأرضية، وليست بسبب النشاط البركاني أو انهيار الكهوف أو الإنزلاقات الأرضية، وتحدث معظم الأنشطة الزلزالية على الصدوع الموجودة سابقاً، رغم أنها قد تكون ساكنة لفترات طويلة من الزمن. أما بخصوص الهزات الأرضية البركانية فهي تحدث بسبب حركة اللابة (الحمم) أثناء محاولة خروجها وثورانها.
2. الهزات الأرضية الاصطناعية أو غير الطبيعية:
هذه النوع من الهزات الأرضية ينتج من الأنشطة البشرية مثل استخدام المواد المتفجرة للأغراض الصناعية والتفجيرات النووية، وبناء السدود العالية والبحيرات الاصطناعية العميقة وعمليات استخراج المياه والنفط وما إلى ذلك، وربما تسبب هذه الهزات الأرضية في حدوث كارثة أحياناً.
يمكن لجميع أنواع الزلازل أن يسبب أضراراً كبيرة على البشر وممتلكاتهم بجانب الأضرار المباشرة للصدوع السطحية، وقد تتسبب الهزات الأرضية أيضاً في تساقط الصخور وتسييل (تمييع) التربة المحلية وانهيار الطمي الكثيف، وينتج من ذلك تدمير المباني والمنشآت والبنى التحتية وخسائر بشرية، على الرغم من تسجيل ورصد الملايين من الهزات الأرضية بقوى مختلفة يتم رصدها على مدار السنة في العالم بواسطة أجهزة قياس الهزات الأرضية، إلا أن معظمها لا يشعر بها الناس. في الواقع، تحدث العديد من أكبر الهزات الأرضية بعيداً عن المناطق المأهولة بالسكان، مثل حيود منتصف المحيط، وعلى طول مناطق اندساس الصفائح التكتونية، حيث تصل أعماق مراكز الزلازل إلى عدة مئات من الكيلومترات .
قياس قوة الزلزال :
يتم قياس الهزات الأرضية بالطاقة المتحررة، أو بالدمار الذي تتركه على سطح الأرض مباشرة فوق بؤرة الزلزال. تقاس قوة الهزة الأرضية أو الطاقة المتحررة منها بواسطة تسجيلات السيزموجراف (مرسمة الزلازل)، فإذا بلغت قوة الزلزال أقل من خمس درجات على مقياس ريختر، يمكن أن يشعر بها البشر، ولكنه قد لا يشكل خطراً محسوساً، أما الزلازل المدمرة جداً فهي التي تبلغ قوتها أكثر من 8 درجات على مقياس ريختر، وشدة الرجفة أو الأثر الذي يعقب الهزة الأرضية هو أمر نسبي إلى حدٍ ما، ويقاس بمقياس ميركالي Mercalli المعدّل، المقسّم إلى 12 درجة، ليصف شدة ما تحدثه الزلازل من تأثيرات مختلفة في الأماكن المختلفة حول مركز حدوث الزلازل، ويعتبر وسيلة مفيدة لرسم الخرائط للمناطق المتضررة، التي قد تكشف أيضا عن معلومات حول وقوع الزلزال نفسه. وإذا كان الحد لشدة الزلزال أقل من حوالي 3 درجات فمن غير المرجح أن يشعر به معظم الناس، ولكن يمكن تسجيله بواسطة أجهزة رصد الزلازل، وتعتمد شدة الدمار على قوة الهزة الأرضية والمسافة من بؤرة الزلزال ((epicenter، وعمق الزلزال، وطبيعة التربة. وتجدر الإشارة إلى أن مصطلح "بؤرة" (epicenter) يشير إلى موقع الهزة على سطح الأرض فوق الهزة الأرضية مباشرة، في حين أن "مركز الزلزال الجوفي" ((hypocenters، هو الموقع الفعلي بالبعد الثلاثي، بما في ذلك العمق.
أضرار الزلازل:
انهيارات أرضية أو ارتفاع الأراضي في مناطق معينة ينتج منها تكوين أو غرق بعض الجزر أو المناطق الساحلية.
انزياح جانبي أو عمودي على طول امتداد الصدع قد يتسبب في تدمير الممتلكات.
اهتزاز الموجات الزلزالية يمكن أن يدمّر أو يلحق الضرر بالمنشآت التي لا تقوى على تحمل إزاحة جانبية أو عاموديه.
هبوط أرضي أو تساقط صخور من قمم الجبال، وكذلك الهبوط في المناطق التي بها كهوف أو تجاويف تحت أرضية، مما يتسبب في تدمير المنشآت والبنى التحتية مثل المباني والطرق.
قد تغمر أمواج البحر الزلزالية أو موجات المد (تسونامي) الناجمة من الزلازل مناطق ساحلية واسعة.
قد تسبب الزلازل اندلاع الحرائق بسبب تدمير مرافق الكهرباء والغاز.
روابط إلى الصفحات ذات العلاقة:
حركة الصفيحة العربية.
الهزات الأرضية في المملكة العربية السعودية.
الرصد الزلزالي في الهيئة.
نقل البيانات وتخزينها.
محطات الرصد الزلزالي.
سجلات الرصد الزلزالي.
معالجة البيانات الزلزالية.
الخرائط والمعلومات المباشرة (Real time) عن أحدث الهزات الأرضية.
حركة الصفيحة العربية :
من المعروف أن الزلازل لا تحدث بطريقة عشوائية ولكنها تحدث في أماكن معروفة وهي ما تسمى بالأحزمة الزلزالية، وهي عادة تقع على الحدود الفاصلة للصفائح التكتونية المعروفة، ومن المعروف أن الصفيحة العربية تتأثر بثلاثة أنواع من الحدود التكتونية؛ وهي الحدود التباعدية، والحدود التقاربية، والحدود التماسية، وتمثل شبة الجزيرة العربية الجزء الأكبر من هذه الصفيحة, ومن هنا جاءت تسميتها بالصفيحة العربية. ويحد هذه الصفيحة من الغرب نطاق اتساع قاع البحر الأحمر بمعدل انفتاح حوالي 2 سم في السنة، ومن الجنوب نطاق اتساع قاع منتصف خليج عدن، وفى كلتا المنطقتين تزداد مساحة هذه الأجزاء من الصفيحة العربية، كما تشكل جبال زاجروس ومكران بايران وجبال طوروس بجنوب تركيا الحدود الشرقية والشمالية للصفيحة العربية، وهى حدود تقاربية يمثلها نطاق تصادم مع الصفيحة ألا وراسية، ويحد الصفيحة العربية من الشمال الغربي حد تماس يساري، يسمى فالق البحر الميت ويمتد من الطرف الشمالي للبحر الأحمر حتى جبال طوروس بجنوب تركيا مارا بالبحر الميت، ويحد الصفيحة من الجنوب الشرقي حد تماس يميني يمتد من الطرف الشرقي لخليج عدن حتى الطرف الشرقي لجبال مكران بباكستان، ويطلق علية فالق أوينز، وتتحرك الصفيحة العربية ناحية الشمال الشرقي بين حدي التماس المذكورين، فيؤدى ذلك إلى اتساع مساحة البحر الأحمر وخليج عدن من جانب، ومزيد من الاصطدام عند جبال مكران وزاجروس وطوروس من الجانب الآخر.
وهذا يفسر أسباب حدوث الزلازل عند حدود الصفيحة العربية وعند سلاسل جبال زاجوروس وجبال طوروس وخليج عدن والبحر الأحمر وعند فالق البحر الميت وفالق أوينز، وبالتالي فأن هذه القوى التي تؤثر على المملكة وخاصة على حوافها تنتقل إلى داخل الصفيحة العربية وتتجمع إلى أن تصل إلى حد يزيد عن تحمل الصخور الموجودة، فتتسبب في حدوث زلازل أو قد تعمل على إعادة تنشيط للفوالق الموجودة داخل نطاق الصفيحة العربية.
العناصر الحركية (التكتونية) في الشرق الأوسط وتحركاتها النسبية (جونسون:1998).
تحدث العديد من الهزات الأرضية بالقرب من الحدود الفاصلة بين الصفيحة العربية والمناطق المحيطة بالصفائح التكتونية، حيث يحدث نشاط زلزالي كبير على طول نظام الصدع التحولي في البحر الميت، كما يحدث العديد من الهزات الأرضية أيضا على طول الحافة الشمالية الشرقية للصفيحة العربية، نتيجة لاصطدامها مع الصفيحة الإيرانية في منطقة الاندساس بمحاذاة حزام جبال زاغروس، مع وجود نشاط زلزالي على طول محور البحر الأحمر وخليج عدن. على سبيل المثال، وقع زلزال في تركيا عام 1999م تسبب في قتل ما يقرب من عشرين ألف شخص، وإصابة حوالي أربعين ألفاً، وتشريد مائتين وخمسين ألفاً، بالإضافة إلى خسائر كبيرة في الممتلكات.
تغطي صخور القاعدة التابعة لعصر ما قبل الكمبري (الدرع العربي) ثلث مساحة المملكة العربية السعودية، في حين أن رواسب حقب الحياة الظاهرة (الرصيف العربي) تغطي المساحة المتبقية، وربما كانت معظم الصدوع العديدة التابعة لعصر ما قبل الكمبري داخل الدرع العربي، بما في ذلك اتجاهات صدع نجد الرئيس مثل نطاق صدع (الريقة Ar-Riqa) غير نشطة إلى حد كبير خلال حقب الحياة الظاهرة، مع ذلك، فمن الممكن أن يعود النشاط المحلي من وقت لآخر، اعتماداً على مدى الإجهاد المؤثر على المنطقة. لا تزال بعض المناطق البركانية في الجزء الأوسط والغربي من الدرع العربي، التابعة لحقب الحياة الحديثة، نشطة بشكل متكرر، ويصاحب هذا النشاط البركاني نشاط زلزالي منخفض القدر الزلزالي، يوجد في غرب المملكة قواطع عديدة داخل الدرع العربي وموازية للبحر الأحمر، وكذلك الصدوع الساحلية المتحولة، وقد يعزى نشاط بعض هذه الصدوع إلى الضغوط التكتونية الإقليمية. وبقدر الاهتمام الذي تلقاه مخاطر الزلازل في المملكة العربية السعودية، فإن المنطقة الأكثر نشاطاً تقع على طول خليج العقبة (الصدع التحويلي للبحر الميت)، حيث يبلغ معدل الحركة الجانبية إلى اليسار المنتسب لسيناء من 4 إلى 5 مم سنوياً. يقع بمنطقة خليج العقبة بصورة أساسية عدد من الصدوع التحويلية اليسارية النشطة شبه المتوازية Sub-parallel مع الأحواض العميقة المتباعدة Pull-apart، (ذات الأعماق الكبيرة في خليج العقبة)، وبالتالي فإنه يشكل منطقة زلازل مدمرة تحدث بشكل منتظم.
الزلازل في المملكة العربية السعودية
الزلازل التاريخية :
ذكرت مصادر تاريخية أنه على أقل تقدير عبر الألف سنة الماضية وقعت زلازل شعر بها الأهالي في داخل حدود المملكة العربية السعودية، وقد عُرفت أماكن وقوعها بشكل تقريبي جداً نظراً لانخفاض عدد السكان وقلة السجلات في الماضي. تشير الإحصاءات الحالية إلى أن السجلات التاريخية حول الأنشطة الزلزالية غير مكتملة إلى حدٍ كبير، حتى بالنسبة للزلازل التي بلغت قوتها 6 درجات أو أكبر من ذلك. ومن الأحداث الموثقة بشكل جيد وقوع أحد الانفجارات البركانية، أو تدفق الحمم البركانية في حرة رهاط قرب المدينة المنورة في عام 654 هـ (1256م)، الذي صاحبه نشاط زلزالي ملحوظ ولا تزال هذه المنطقة تشهد نشاطاً زلزالياً منخفضاً حتى الآن. ومن المعروف أن آخر حدث زلزالي هام هو زلزال "حقل" الذي وقع عام 1995 م في خليج العقبة (بقوة 7.3 عزم زلزالي) نجم عنه أضرار كبيرة أثرت على المدن الواقعة على جانبي خليج العقبة، وشعر به الناس على بعد مئات الكيلومترات. كما أن الزلازل التي تبلغ قوتها 6 درجات وتحدث على طول محور البحر الأحمر، لا يشعر بها أهالي المدن الواقعة على جانبي البحر الأحمر، إلا أنها قد تشكل خطراً محسوساً على البنية التحتية.
وفي الآونة الأخيرة، وقع زلزال متوسط في عام 2009 قوته 5.4 درجة في حرة الشاقة (لونيير) إلى الشمال من مدينة ينبع، مرتبط بنشاط الجسم الصهاري في أعماق القشرة الأرضية الضحلة، وعلى الرغم من انه لم تحدث سوى أضرار طفيفة في الممتلكات، إلا أنها تشير إلى احتمال حدوث بعض المخاطر المرتبطة بالزلازل في الدرع العربي .
الأنشطة الزلزالية في المملكة العربية السعودية وما حولها:
يوضح الشكل أدناه توزيعات البؤر الزلزالية التي يزيد قوتها عن درجتين على مقياس ريختر في قائمة الزلازل بهيئة المساحة الجيولوجية السعودية خلال السنوات حتى عام 2009م، إن تحديد مواقع الزلازل التاريخية (قبل استخدام الأجهزة المتطورة) يكون في الغالب عرضة للأخطاء الواضحة المتعلقة بموقعه، ربما بما يزيد على مساحة 100 كيلومتر لبعض الأحداث، حيث تعتمد دقة مواقع وأعماق البؤر الزلزالية المحددة بأجهزة الرصد الزلزالي على عدد المحطات والمسافة بين الأحداث الزلزالية ومحطات رصدها ومدى التغطية بعدد كاف من المحطات من جميع الجهات، لذا تقوم هيئة المساحة الجيولوجية السعودية بتركيب العديد من محطات الرصد الزلزالي الجديدة والمجهزة بأحدث المعدات في المملكة، ويجري تحديث البيانات والمعلومات الزلزالية باستمرار.
يعكس النشاط الزلزالي عام 2009م حدوث البؤر الزلزالية في اتجاهات محددة نظراً للتحسن الكبير في دقة المواقع المحددة في السنوات الأخيرة مع ازدياد وتحديث محطات شبكات الرصد الزلزالي في المملكة العربية السعودية. وبصرف النظر عن المستوى المرتفع المتوقع للنشاط الزلزالي على طول حدود الصفيحة الرئيسية، تجدر الإشارة إلى أن هناك نشاطاً زلزالياً منخفض المستوى ومستمراً في منطقة الدرع العربي، كما يوجد نشاط زلزالي ملحوظ بمنطقة حرة الشاقة (لونيير)، على بعد حوالي 120 كلم إلى الشمال الشرقي من مدينة ينبع. وبما أن هذه منطقة نشاط زلزالي مستمر منذ بدأ الرصد الزلزالي عام 2007، إلا أنها قد تعرضت لنشاط زلزالي ملحوظ في الآونة الخيرة مرتبطاً بنشاط الجسم الصهاري في النصف العلوي من القشرة الأرضية.
البؤر الزلزالية في المملكة العربية السعودية وحولها في كل السنوات حتى عام 2010
الهزات الأرضية في حرة الشاقة (لونيير):
منذ أواخر عام 2007 حدثت حشود من الهزات الأرضية بلغت أكثر من ثلاثين ألف هزة في حرة الشاقة (لونيير)، وهي حقل من االطفوح البركانية البازلتية تابعة للعصر الجيولوجي الهولوسيني , وتقع غرب المملكة العربية السعودية شمال شرق مدينة ينبع.
حدثث معظم الأنشطة الزلزالية الأخيرة بالقرب من تقاطع القواطع الممتدة على طول ساحل البحر الأحمر (غير نشطة إلى حد كبير) مع أحد الصدوع التحويلية للبحر الأحمر الممتدة داخل سحل البحر الأحمر، كما تمدت بعض هذه الصدوع التحولية إلى داخل الدرع العربي ووتقاطع مع شبكة من صدوع تابعة لعصر ما قبل الكمبري. على الرغم من أن الكثافة السكانية متناثرة في المنطقة، وأقرب مدينة هي العيص التي تبعد أكثر من 40 كيلومتراً من المركز الرئيسي للنشاط الزلزالي، فقد أنشئت شبكة محلية صغيرة فيها 12 أجهزة محطات رصد زلزالي واسعة المدى لقياس الزلازل في المنطقة لرصد النشاط الزلزالي.
حدث نشاطاً زلزالياً ملحوظاً يوم 19 مايو 2009م في حرة الشاقة (لونيير) شمال شرق مدينة ينبع، حيث تم تسجيل 19 هزة أرضية بلغت قوتها أكبر من 4 درجات على مقياس ريختر، بما في ذلك الزلزال الذي قوته 5.4 درجة على مقياس ريختر، وتسبب في خسائر طفيفة في الإنشاءات والمباني بمدينة العيص الواقعة على مسافة40 كلم جنوب شرق منطقة النشاط الزلزالي. وقد تم إسقاط البؤر الزلزالية لتسلسل الهزات الأرضية الرئيسة التي وقعت من تاريخ 13 مايو إلى 7 يونيو 2009 (حوالي 950 هزة) بشكل نقاط على صورة عرضها حوالي 36 كم في موقع Google Earth، المناطق الداكنة في الصورة توضح الطفوح البركانية المتدفقة (الحرّات). والألوان الأخرى تشير إلى قوى الهزات المسجلة، فيشير اللون الأزرق إلى الزلازل الصغيرة أقل من 2 درجة واللون الأزرق االتركواز إلى قوى الزلازل ما بين 2- 3 درجات، واللون الأخضر ما بين 3-4 درجات ثم الأحمر ما بين 4- 5 درجات ثم إلى أكبر حدث وهو الزهري ويُشير إلى الزلزال الذي حدث في 19 مايو والذي بلغت قوته 5.4 درجات على مقياس ريختر.
الزلازل في منطقة حرة الشاقة(لونيير) في 13مايو إلى 7يونيو 2009م
تم توقيع الهزات الأرضية على خريطة المشتقة الأولى العمودية للمجال المغناطيسي المرجعة إلى القطب بهدف ربط النشاط الزلزالي مع التراكيب النباتية للمنطقة، حيث يتضح أن المنطقة ذات الترددات المكانية العالية (تفاصيل عالية السعة) التي تغطي جزءاً كبيراً من وسط الصورة ترتبط مكانياً مع مناطق الطفوح البركانية السطحية التي تميل إلى أن تكون أكثر مغناطيسية من الصخور المحيطة فيها. تمتد منطقة النشاط الزلزالي بإتجاه الشمال إلى الشمال الغربي تقريباً بالتوافق مع إمتدادات لقواطع وصدوع واضحة تتجه إلى الشمال الغربي لهذه الصورة المغناطيسية. يرجع عمر هذه القواطع الإقليمية لحقب الحياة الحديثة التي نشأت خلال مرحلة التصدع الأولية التي حدثت في بداية إنفتاح البحر الأحمر. يبدو أيضا في الخرائط المغناطيسية أن هناك بعض الاتجاهات نحو الشمال الشرقي تقطع الحرات، وهذه قد تمثل استمرار نظام الصدع التحويلي الساحلي لنظام الصدع التحويلي البري. وبالتالي فإن النشاط الزلزالي الحديث قد يكون بسبب عودة النشاط لمناطق الضعف الواقعة في شبكة الصدوع المتقاطعة، على الرغم من أنه في مناطق أخرى يبدو أن نظام القواطع الساحلية غير نشط إلى حد كبير.
مقارنة خريطة المشتقة الأولى المغناطيسية العمودية المتجهة إلى القطب في منطقة حرة الشاقة مع
بؤر الزلازل في الفترة من 13 مايو وحتى 7 يونيو 2009م
أثناء الحدث الذي وقع في 19 مايو 2009، ظهرت تشققات سطحية بطول 8 كيلومترات في الجزء الشمالي من سطح حرة الشاقة، وقد أوضحت الصور الفضائية الأولية بالقمر الاصطناعي (InSAR) حدوث رفع في سطح الحرة، على مدى عشرات من الكيلومترات في المنطقة، مع حدوث أخدود خسفي مركزي، مع وجود انتفاخ بمنطقتين على جانبي القاطع الحديث وانخساف بينهما، وتم تحديد أبعاد هذه التشوهات، وقد كانت مفيدة في تحديد عمق الجسم الصهاري، حيث اتضح وجودها على عمق اقل من 5 كم، فيما أن عرض الجسم الصهاري حوالي 2 م تقريباً، مع ظهور مستويات ضحلة من الجسم الصهاري (بعمق حوالي 2 كم)، مع حدوث توتر في القشرة الأرضية متجه نحو الشمال الشرقي في هذه المنطقة من حافة البحر الأحمر. ونحمد الله أن الصهارة لم تصل إلى سطح الأرض، وعلى الرغم من انخفاض في مستوى النشاط الزلزالي حالياً، فقد واصلت هيئة المساحة الجيولوجية السعودية مراقبة المنطقة من كثب .
صورة مبدئية بالقمر الاصطناعي (InSAR) أنتجتها هيئة المساحة الجيولوجية الأمريكية، توضح حدوث ارتفاع في سطح الأرض وتشوهات مصاحبة للهزة الأرضية التي حدثت في 19 مايو 2009 م في حرة الشاقة (لونيير). حدث ارتفاع في سطح الأرض على نطاق واسع امتد لمسافة عشرات من الكيلومترات، مع حدوث أخدود خسفي مركزي يحده صدعين في منطقة الهزات الأرضية.
الأنشطة الزلزالية الحديثة في شبه الجزيرة العربية
مركز الزلازل في الهيئة :
تعتبر البحوث في مجال الزلازل والبراكين هامة جداً لتحديد اسباب وأماكن وقوعها، وكذلك إنشاء قاعدة بيانات مناسبة لتقدير المخاطر الناجمة منها. ووفقا لقرار مجلس الوزراء رقم 228 بتاريخ 13/8/1425هـ، أصبحت هيئة المساحة الجيولوجية السعودية الآن المسؤولة عن كافة أعمال الرصد الزلزالي داخل المملكة العربية السعودية. وانطلاقاً من ذلك، تم تأسيس المركز الوطني للزلازل والبراكين في هيئة المساحة الجيولوجية السعودية في عام 2005 م .
وقد تم الآن دمج شبكات محطات الرصد الزلزالي الدائمة السابقة مع الشبكة الوطنية للرصد الزلزالي التابعة لهيئة المساحة الجيولوجية السعودية وترقيتها باستخدام وسائل جديدة واسعة النطاق وأجهزة القياس عن بعد عبر الأقمار الاصطناعية. يتم حالياً تحديد جميع الهزات الرضية التي قوتها أكبر من درجتين داخل المملكة بشكل منتظم، كما تم أنشاء قاعدة بيانات زلزالية شاملة للبحوث والدراسات الزلزالية. يوضح الرسم أدناه شبكات الرصد الزلزالي الحالية (65 محطة). تتركز المحطات في الوقت الحاضر في غرب المملكة العربية السعودية، مكان وقوع معظم الأنشطة الزلزالية، ووجود المخاطر. لاحظ التركيز المحلي للمحطات الواقعة إلى الشمال من مدينة ينبع في منطقة حرة الشاقة (لونيير) التي تم إنشاؤها في عام 2009 بهدف رصد الزلزال المرتبطة بمشكلة البركان التكتوني الأخير في المنطقة. في النهاية عند اكتمال تركيب الشبكة التي سوف تتألف من مئة محطة للرصد الزلزالي، سوف تتمكن التغطية من رصد الهزات الأرضية التي قوتها أقل من درجتين وليتم تحديد مكان حدوثها في أي منطقة في المملكة العربية السعودية.
رابط لصفحة الرصد الآني للزلازل Real time
مواقع محطات الرصد الزلزالي التابعة لهيئة المساحة الجيولوجية
محطات الرصد الزلزالي:
تطبق هيئة المساحة الجيولوجية السعودية المعايير الإنشائية الهندسية المصممة من قبل الشركة المصنعة (نانوميتريكس) في إنشاء محطات الرصد الزلزالي. تبين الصورة تركيباً نموذجياً لمكونات محطة رصد زلزالي لقياس الزلازل عن بعد، ويتم حماية المحطة بسياج من الأسلاك الشائكة ارتفاعه 2.3 م للدواعي الأمنية، ويتم حفر وإنشاء غرفة معزولة عمقها 2 متر يوضع بداخلها اللواقط واسعة المدى فوق قاعدة إسمنتية على صخور الأساس الصلبة، ويتم عزل اللواقط بصوف حراري من اجل تقليل تأثير الاختلاف في درجات الحرارة، حيث تقوم أجهزة الإتصال بالمحطة بإرسال المعلومات من المواقع النائية مترامية الأطراف عبر الأقمار الاصطناعية إلى المركز الرئيس لمعالجة البيانات الزلزالية في الهيئة، وتدار قناة الأقمار الاصطناعية عبر أوامر نظامية من مركز الزلازل في الهيئة. تبين الصورة غطاء غرفة بيضاء في الجزء الأيسر العلوي من المحطة، حيث وُضعت بعيداً عن بقية الأجهزة اللازمة للحد من تأثير ضوضاء الرياح. ووُضعت الأجهزة الالكترونية لقياس البيانات والبطارية في الغرفتين الواقعتين بالقرب من الطبق الفضائي والألواح الشمسية، تشمل التجهيزات في كل محطة رصد زلزالية واسعة المدى : لاقط لتسجيل الموجات السيزمية من طراز تريليوم 40 و 120 ومحولاً رقمياً 24 بت من طراز "ترايدنت" بثلاث قنوات لأخذ عينات البيانات السيزمية بـ 100 هرتز/ثانية، وجهاز استقبال (GPS)، وجهاز الإرسال والاستقبال من طراز Cygnus VSAT. ويتكون نظام الطاقة الكهربائية في المحطة من خلايا شمسية تولد طاقة كهربائية 320 واط، تُشحن بالطاقة الشمسية ووحدة تحكم وبطارية.
محطة رصد زلزالي عن بعد تستخدم في قياس البيانات عن بعد بواسطة القمر الاصطناعي
تنتقل البيانات الزلزالية من مواقع بعيدة عن طريق الأقمار الاصطناعية إلى المحطة الرئيسية في هيئة المساحة الجيولوجية السعودية بجدّة. ويتم إدارة قناة الأقمار الاصطناعية عن طريق أوامر من مركز الرصد الزلزالي بالهيئة. يمكن تخزين حوالي تسع ساعات لثلاث قنوات من البيانات بواسطة نظام الإرسال والاستقبال لطلبات إعادة الإرسال في حالة فقدان بعض من حزم البيانات الزلزالية . وقد أثبت نطاق Ku ونظام الاتصالات بالأقمار الاصطناعية VSAT المستخدمان في الشبكة الوطنية أنهما قويّان جداً، ويعملان بشكل جيد حتى في العواصف الترابية الشديدة ودرجات الحرارة العالية، ولأن نسبة هطول الأمطار منخفضة، فالفقدان في البيانات الزلزالية نادرة، وأهم معوقات نجاح المحطة هو ارتفاع درجات الحرارة والرياح والغبار. حيث أن إرتفاع درجات الحرارة قد يؤدي إلى تشغيل غير جيد للأجهزة الإلكترونية، والرياح القوية تتسبب في تحريك الهوائي، والغبار يغطّي الألواح الشمسية مما يقلل من كفاءة أدائها وتكرار الأعطال في المحطة.
شكل رسم تخطيطي كتلي للمكونات الرئيسة لمحطة الرصد الزلزالي بالقياس عن بعد بالقمر الاصطناعي
نقل وتخزين البيانات:
يوضّح الرسم التخطيطي الكتلي أدناه تدفق البيانات الزلزالية إلى مركز استقبال البيانات الزلزالية في هيئة المساحة الجيولوجية السعودية. علماً بان نظام إرسال واستقبال البيانات الزلزالية للشبكة الوطنية مزدوج الاتجاه ليسمح بإرسال الأوامر العكسية من المركز الرئيس إلى محطة الرصد الزلزالي عند وجود فقد في بعض البيانات الزلزالية بعد فحصها والتأكد من سلامتها من خلال الاتصال بالأقمار الاصطناعية. ويصبح من الممكن مراقبة أداء وكفاءة الشبكة الوطنية في رصد النشاط الزلزالي بشكل مستمر وبكفاءة عالية مما يساهم بشكل كبير في معرفة الأعطال وعمل المطلوب في هيئة المساحة الجيولوجية السعودية في جدة لضمان التسجيل المستمر للزلازل.
شكل رسم تخطيطي كتلي لتدفق البيانات الزلزالية في المركز الوطني للزلازل في الهيئة
يتم استقبال جميع البيانات الزلزالية من محطات الرصد الزلزالي ثلاثية المركبات واسعة المدى في المحطة الأرضية المركزية (HUP) في مدينة جدة. يمكن رصد الموجات الزلزالية الواردة من جميع المحطات على الشاشة كعملية مراقبة مستمرة ومباشرة بحيث يصبح أداء النظام ومستويات الشوشرة السيزمية، وكذلك حدوث أي زلازل ظاهرة في جميع الأوقات. في الوقت الراهن، تم تخصيص حاسبات عملاقة ذات مواصفات خاصة من شركة SUN ومحطة عمل حاسوبية لتشغيل برامج إدارة الشبكة وتخزين البيانات في ذاكرة تخزين Ringbuffers لاستخدامها في وقت لاحق عند الحاجة لتنفيذ أي مشاريع خاصة من قبل برامج التحليل. يتم استخدام خاصية النسبة بين مستوى الموجة السيزمية المسجلة إلى مستوى الشوشرة السيزمية لالتقاط الهزات الأرضية تلقائياً، يتم تحديدها ووضعها في البرامج الخاصة بتجميع البيانات الزلزالية للرجوع إليها لمعرفة الأحداث الزلزالية المسجلة لتحليلها.
ويستطيع منسوبي المركز الوصول بسهولة إلى البيانات الخاصة بمدى كفاءة المحطات وبالتالي يتم مراقبة أداء الشبكة من خلال متابعة الحالة الصحية للمحطات من حيث حالة البطاريات، الفقد في البيانات الزلزالية، وجود أعطال بالمحطة، درجات الحرارة عبر واجهة المستخدم بالحاسب الآلي الرسومية (جافا) للمساعدة في مراقبة أداء المحطة وصيانتها.
قسم تجميع بيانات الزلازل في المركز الوطني للزلازل والبراكين في الهيئة
قسم تحليل بيانات الزلازل في المركز الوطني للزلازل والبراكين في الهيئة
سجلات الهزات الأرضية:
توضح الصور التالية بعض التسجيلات النموذجية للموجات الزلزالية التي تصل إلى الهيئة من مواقع الهزات الأرضية على مسافات مختلفة من محطات الرصد الزلزالي (المسافة من المصدر إلى المستقبل). وتُظهر المركبات الثلاث الفقية والرأسية (E,N,Z)، بجانب اسم المحطة، واعتماداً على مسافة موقع البؤرة الزلزالية من محطة رصدها، قد تُصنّف الهزة الأرضية بأنها محلية أو إقليمية أو دولية. وعندما تزيد المسافة بين موقع البؤرة الزلزالية والمحطة فإن الطول الموجي المسجل يميل إلى أن يكون أدنى تردداً أو ذا فترة أطول، حيث تضعف الترددات العليا بشكل أسرع في رحلتها خلال طبقات القشرة الأرضية. وأول الموجات وصولاً هي الموجة المباشرة P أو الموجة الانضغاطية، تليها سلسلة متوالية من الموجات موجات القص. قد تنعكس الموجات أو تنكسر في الحدود بين الطبقات المختلفة داخل الأرض، مثل طبقة الموهو، حدود دثار القشرة العلوية، وبالتالي يمكن تحديد موقع الزلزال من خلال معرفة أوقات وصول هذه الموجات، وباستخدام بيانات العديد من الهزات الأرضية في جميع أنحاء العالم، يمكن تحديد تراكيب القشرة الأرضية بشكل أكثر تفصيلا.
سجلات البيانات الزلزالية في محطتين للرصد الزلزالي تابعتين للهيئة لزلزال محلي في شرق المملكة
سجلات البيانات الزلزالية في 7 محطات للرصد الزلزالي تابعة للهيئة لزلزال إقليمي في جنوب إيران
سجلات البيانات الزلزالية في 3 محطات للرصد الزلزالي تابعة للهيئة لزلزال دولي في إندونيسيا
يوضح الشكل أدناه تسجيلاً لإحدى الهزات الأرضية الصغيرة التي حدثت مؤخراً في حرة الشاقة (لونيير)، تم تسجيلها بواسطة أحد أجهزة محطات الرصد القريبة من حرة الشاقة. في هذا الحدث، الذي بلغت قوته 1.8 درجة، أول الموجات التي وصلت هي الموجة المباشرة P، تبعتها بعد حوالي 6 ثوان الموجة الأبطأ S. في العادة، يُستخدم اتساع الموجة الأكبر S لحساب قوة هذه الزلازل المحلية.
التسجيل في أحدى محطات الرصد الزلزالي لهزة أرضية محلية في منطقة حرة الشاقة (لونيير).
معالجة البيانات الزلزالية:
يتم استخدام برامج معالجة حديثة من شركة نانوميتريكس، حيث يتم استخدام برنامج أطلس لمعالجة وتحليل الزلازل المحلية، وبرنامج هيدرا لمعالجة الزلازل الإقليمية والعالمية، حيث يتم تحديد السعة الموجية المستخدمة وكذلك زمنها لتحديد قوى الهزات الأرضية.
يتم إسقاط الزلازل المحللة بالحاسب الآلي على خرائط، يتم نشرها أنياً على موقع الهيئة، مع وجود قائمة بالهزات المسجلة والمحللة، تشتمل على إحداثيات الهزة وعمقها، وقت حدوثها وتاريخها، ويتم استخدام عدة نماذج مختلفة للسرعات السيزمية للقشرة الأرضية لعدة مناطق من المملكة، من أجل الحصول على دقة عالية لمعاملات الزلازل، مع مراعاة وجود نسبة خطأ بسيطة (كليومترات) في تحديد الإحداثيات الخاصة بالزلازل الواقعة خارج نطاق الشبكة الوطنية
يقوم هذا البرنامج بقراءة الملفات الزلزالية المسجلة (SEED): وهو الشكل القياسي المتعارف عليه دولياً لتبادل البيانات الزلزالية، وتخزين ملفات موجات الحدث الزلزالي في قاعدة بيانات "أوراكل"، واستخراجها من ذاكرة التخزين المؤقت Ringbuffer لنظام تجميع البيات الزلزالية (NAQS)، يسمح البرنامج بعرض الموجات الزلزالية على الشاشة ومعالجتها بسرعة وكفاءة، يمكن تحديد أوقات وصول الموجات الزلزالية يدويا في كل محطة رصد زلزالي، ويمكن أيضا تطبيق الترشيح لتعزيز نسبة الإشارة إلى الشوشرة السيزمية. كما يمكن بسهولة إسقاط مواقع الهزات على الخريطة باستخدام برنامج أطلس، وكذلك حساب قوة الهزات الأرضية.
في حالة الزلازل التي تقع في البلدان المجاورة للمملكة العربية السعودية، فيتم إضافة بيانات الشبكة الزلزالية التابعة لهيئة المساحة الجيولوجية السعودية إلى البيانات الزلزالية للشبكات الأخرى.
ثم بعد ذلك يتم استخدام نماذج السرعات للموجات الزلزالية P في طبقات القشرة الأرضية وطبقة الوشاح العلوي لتعيين المعاملات الزلزالية (باستخدام برنامج Hypo-Inverse التابع لهيئة المساحة الجيولوجية الأميركية في برنامج Atlas) لتحديد موقع الحدث، بما في ذلك عمق المصدر والوقت الأصلي وحجم وقوة الهزة. يجب أن تكون محطات قياس الزلازل موزعة بشكل جيد حول الزلزال للتقليل من نسبة الخطأ في تحديد مواقع الهزات، خصوصا أن نموذج السرعات القشرية للموجات السيزمية P ليس سوى يمثل المتوسط العام الذي لا يسمح بالتفاصيل في الطبقات الأرضية المختلفة. عموماً معظم الأحداث الزلزالية في غرب المملكة العربية السعودية (التي تشمل معظم الأنشطة الزلزالية في المملكة) تحدد بشكل دقيق على بعد بضعة كيلومترات من شبكات الرصد الزلزالي الحالية.
|
|