العلوم الشعبية/عندما تهاجم الأرض

أمواج تسونامي والبراكين والأعاصير والانهيارات الأرضية - كل ما نعرفه عن "قتلة" الطبيعة هو أنهم سيضربون مرارًا وتكرارًا * يضيف العلم: يوضح المقال أن المنطقة الواقعة شمال دلهي التي اندلعت صباح يوم السبت كانت هادئة لمدة 200 عام

العلوم الشعبية

الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/disasterspopsi.html

تم نشر المقال لأول مرة على موقع العيدان بتاريخ 13/8/2005 ونعيده إلى الصفحة الأولى بسبب الزلزال العنيف الذي ضرب شمال باكستان وشمال الهند. وبمناسبة الموقف قررنا أن نضيف بعض التعليقات الموضوعية لقراء العلم.

إن الجنس البشري ضيف على هذه الصخرة الصاخبة والمسماة بالكون. في 26 ديسمبر 2004، في تمام الساعة 58 دقيقة و49 ثانية بعد منتصف الليل (بتوقيت جرينتش)، ذكّرتنا أمنا الأرض بهذه الحقيقة الأبدية. إن الأمر الأكثر رعباً في كارثة تسونامي الأخيرة هو حقيقة أن أداء مشهد الرعب مرة أخرى يكاد يكون مضموناً. إن الأرض بطبيعتها هي مهندس غزير الإنتاج لأعمال الشغب ومزود مجتهد للكوارث. الشيء الوحيد المتبقي لنا أن نفعله من أجل حمايتنا هو أن نسعى جاهدين لمعرفة أين ومتى ستؤثر علينا كوارث الطبيعة - لأنك متأكد: أنها ستأتي.
ومن حسن الحظ أن التقدم في تكنولوجيات أقمار الاستشعار عن بعد، والمحاكاة الحاسوبية، والرادار، وأجهزة رصد الزلازل، والتنبؤ بالطقس يمنح العلماء ميزة، وفي كثير من الحالات يسمح لهم بإخبارنا متى يجب علينا الفرار. يستخدم الباحثون الأقمار الصناعية للصور لاكتشاف، على سبيل المثال، التغيرات الصغيرة في تشوهات الأرض - "بثرة" لا يمكن ملاحظتها بطريقة أخرى، قد تشير إلى أن النسخة المتماثلة على وشك الانفجار أو أن بركانًا على وشك الانفجار.

ولا تزال هذه البراعة المتقدمة لا تجعل العالم مكانًا أكثر أمانًا بالضرورة. المشكلة هي أن البشر يصرون على غزو أكثر مناطق الأرض اضطرابا، ويستمرون في البناء والعيش في أكثر المناطق خطورة. كما يغير الناس أو يدمرون بلا رحمة آليات الدفاع الطبيعية للأرض: اقتلاع النباتات، وإتلاف الشعاب المرجانية، وتجفيف المستنقعات، مما يجعلهم أكثر عرضة للآثار الشريرة للعواصف أو التسونامي.

البراكين: مناطق الخطر: إيطاليا، إندونيسيا، أمريكا الوسطى.
إن الطبيعة المتفجرة للأرض يجب أن تعتمد على ما يكمن تحت سطحها. يمكن أن تصل درجة حرارة محيطات الصهارة المغليّة تحت قشرة الأرض إلى 1100 درجة مئوية. تتسبب الحرارة الهائلة في ارتفاع الاتجاه نحو القشرة الأرضية. إذا تراكم ما يكفي من الاتجاه بالقرب من نقطة ضعيفة، فإنه يخترق إلى السطح. لمئات السنين، كانت هذه هي بالضبط الطريقة التي ثار بها بركان فيزوف، ودفن مدينة بومبي وسكانها البالغ عددهم 3,000 نسمة تحت 5 أمتار من الرماد المغلي، والتي يعيش تحت ظلها اليوم أكثر من مليوني شخص. يعرف العلماء أن فيزوف قادر على الانفجار بقوة هائلة، ولكنهم لا يعرفون متى.

الأداة الأكثر فعالية التي تساعد العلماء على تحديد متى يكون البركان على وشك الانفجار هي الأقمار الصناعية InSAR. منذ أوائل التسعينيات، بدأت الأقمار الصناعية المجهزة بأجهزة INSR في إطلاق حزم غير منتظمة من موجات الرادار نحو الأرض. عندما تعود الموجات، يسجل InSAR قوتها ومدتها. باستخدام InSAR، يمكن للعلماء اكتشاف تشوهات طفيفة في وجه الأرض، والتي نشأت في غياب النشاط الزلزالي.

يعد InSAR فعالا بشكل خاص في دراسة البراكين في البلدان النائية التي لا تتأثر بزيارات العلماء الغربيين. وعلى الرغم من أن قمم مثل فيزوف وجبل رينييه في ولاية واشنطن وجبل فوجي في اليابان تحظى بأكبر قدر من الاهتمام، إلا أن هناك العشرات من البراكين القاتلة الأخرى في أمريكا الوسطى والجنوبية وكذلك في إندونيسيا. بركان بوبوكاتيبيتل يبلغ ارتفاعه 5380 مترًا، ويرتفع فوق مدينة مكسيكو، على بعد حوالي 60 كيلومترًا فقط من المدينة. وينفث "جبل سموكي" الذي ثار 36 مرة دخانا وغازا من فمه كل شهر تقريبا. ترتفع أتيتلان كالديرا على بعد حوالي 120 كم من مدينة غواتيمالا. إذا حدث ثوران اليوم، فمن المرجح أن يتسبب في وفاة 90٪ من سكان البلاد. بالنسبة لكل من هذه البراكين، يعتمد التنبؤ بالثوران باستخدام InSAR على التغطية السطحية - عادةً ما توفر الأرض الوعرة أو الجرداء صورًا أفضل من المناطق الثلجية أو المشجرة. من المؤكد أن شعب نابولي سيكون سعيدًا بمعرفة أن جارتهم، فيزوف، جذابة بشكل لا يصدق.

الأعاصير: مناطق الخطر: نيو أورليانز، منطقة البحر الكاريبي، بنغلاديش
(تم كتابة المقال قبل فترة طويلة من إعصار كاترينا. AB)
نيو أورليانز، التي تقع بالفعل على بعد 6 أمتار تحت مستوى سطح البحر، وتغرق بمعدل حوالي 9 ملم سنويًا، معرضة لفيضانات شديدة وسوف تستوعب الأضرار الأكثر تدميراً الناجمة عن إعصار من الفئة 5. وبما أن المدينة تحت مستوى سطح البحر - مع نهر المسيسيبي من جهة وبحيرة بونتكارترين من جهة أخرى - إنه كابوس هيدرولوجي. وستكون المشكلة الأكثر صعوبة هي عرام العواصف، وهي ظاهرة تخلق فيها الرياح القوية أمواجًا ضخمة على طول مقدمة الإعصار. في نيو أورليانز، موجة واحدة كبيرة تكفي لإغراق المدينة بأكملها.

قبل وقت طويل من نظر المستوطنين إلى شواطئ المسيسيبي واعتقادهم أنه سيكون من الجيد بناء منزل هناك وتربية أسرة هناك، كان النهر يفيض أحيانًا على ضفتيه ويتراكم الطمي والطمي على المناطق المحيطة به. بعد فيضان سيئ للغاية في عام 1927، وهي الكارثة التي أودت بحياة 300 ضحية وتركت 600,000 شخص بلا مأوى على طول النهر، قرر مسؤولو المدينة بناء سدود - يبلغ ارتفاعها حوالي 7.5 متر - للحد من ارتفاع النهر مع هطول الأمطار الغزيرة. كما وجد السكان أنفسهم يكافحون الحمى الصفراء، وهو مرض فيروسي ينتشر عن طريق البعوض. وفي الفترة من 1817 إلى 1905، أودى المرض بحياة 40,000 ألف ضحية. أدرك الناس أنه يجب تجفيف المستنقعات. الآن، مع إقامة السدود وتجفيف الأهوار، يمكن للمدينة أن تنتشر في مناطق لم تكن صالحة للسكن في السابق. ومع ذلك، عندما تتم إزالة المياه من المستنقعات، تبدأ الأرض في الغرق.

يحدد مقياس تصنيف الأعاصير سابير سيمبسون عاصفة من الفئة 5 على أنها تحتوي على رياح تزيد سرعتها عن 250 كم / ساعة وارتفاعها أكثر من 5.5 متر. ورغم أن الأعاصير من هذا النوع التي تهبط مباشرة على نيو أورلينز نادرة الحدوث وتحدث مرة كل 500 أو 1000 عام؛ ومع ذلك، إذا وصلت مثل هذه العاصفة إلى الساحل، فإن الموجة الناتجة ستملأ بحيرة بونتكارترين، وتمر فوق السدود وتغمر المدينة حتى ارتفاع 13 مترًا. في هذه الحالة، سيتم استخدام البطاريات كجوانب حوض الاستحمام، وسيتم احتجاز الماء بين بطاريات المسيسيبي وبطاريات الحماية من الإعصار.
نيو أورليانز على وشك إكمال مشروع دفاعي ضد الأعاصير بقيمة 740 مليون دولار. وكجزء من الخطة، يتم إحاطة المدينة بالبطاريات لحماية سكانها من العواصف حتى المستوى 3. وفي الوقت نفسه، يفكر الجيش في بناء نظام جديد من البطاريات التي ستكون قادرة على الصمود أمام موجات إعصار من المستوى 5 مثل 'إيفان' التي هددت المدينة العام الماضي. لتحديد المكان والارتفاع الذي يجب تركيب هذه البطاريات فيه بالضبط، استعان المهندسون ببرنامج محاكاة حاسوبي ثلاثي الأبعاد يسمى ADCIRC، والذي يجمع عشرات البيانات مثل قاع البحر وتضاريس الساحل، وسرعة الرياح، وتغيرات المد والجزر، عمق المحيط ودرجة حرارة الماء - ويظهر على الخريطة بالضبط المكان الذي ستغمر فيه موجة رهيبة نيو أورليانز. ومع ذلك، فإن فكرة بطارية لعاصفة من المستوى 5 لا تزال في بداياتها وقد تمر عقود قبل اكتمال البطاريات الجديدة. وحتى ذلك الحين، من الأفضل لسكان نيو أورليانز أن يصلوا إلى هيليوس، إله الشمس.

الانهيارات الأرضية: مناطق الخطر: أمريكا الوسطى وآسيا الوسطى.
(هذا الأسبوع، حدثت انهيارات أرضية أيضًا في شمال الهند قبل يوم واحد من وقوع الزلزال، حيث توفي راكب إسرائيلي في حافلة سحقتها صخور كبيرة سقطت من أحد الجبال. وفي الوقت نفسه، تسبب إعصار ستان في انهيارات طينية كبيرة في غواتيمالا AB ، 9/10/2005)
الانهيارات الأرضية، والانهيارات الطينية، والانهيارات الصخرية - مهما كان الاسم الذي نطلق عليه، فإن الظاهرة هي نفسها: أرض ثابتة ومستقرة مصابة بحب التجوال المميت. في معظم الحالات، تحدث الانهيارات الأرضية عندما يمتص الكثير من الماء الأرض بالكامل على منحدر حاد أو عندما يهز زلزال الأرض. ويمكن أن يحدث ذلك في أي مكان تقريبا، لكن أمريكا الوسطى - بمنحدراتها الشديدة وأمطارها الغزيرة المتكررة والتربة البركانية غير المستقرة - ربما تكون على رأس قائمة مناطق الخطر.

وفي عام 1988، مر إعصار ميتش فوق أمريكا الوسطى، وتسببت الأمطار الغزيرة في حدوث آلاف الانهيارات الأرضية. دفنت جبال من الطين آلاف القرويين الذين كانوا يعيشون في مكان غير بعيد عن بركان كاسيتا في نيكاراغوا بعد أن أغرقت الأمطار الغاضبة منحدراته وانهارت الأرض التي لم تعد قادرة على احتوائهم. ومنذ ذلك الحين، تم وضع "خرائط تحذيرية" جديدة للمسؤولين المحليين في أمريكا الوسطى لتحديد المناطق المعرضة للكوارث.
ولأغراض رسم الخرائط، يستخدم الجيولوجيون جهاز Aster، المثبت على متن Terra، وهو القمر الصناعي للاستشعار عن بعد التابع لناسا. يستطيع Aster التقاط صور للأرض بـ 14 طولًا موجيًا وجمع بيانات عالية الجودة تبلغ 15 مترًا مربعًا لكل بكسل. بالقرب من الأرض، يرسم الباحثون مناطق الخطر المعرضة لعدم الاستقرار باستخدام LIDAR. تشبه كاميرا LIDAR - التي يتم تركيبها عادةً على طائرة دورية أو مروحية - الرادار، ولكنها تعمل على ومضات من الضوء بدلاً من موجات الراديو. في حالة بدء هطول الأمطار الغزيرة، ينتقل الجهاز إلى وضع الطوارئ ويرسل المعلومات كل 5 دقائق أو أقل. في المرة القادمة التي يضرب فيها إعصار أمريكا الوسطى، ربما يتمكن المزارعون والقرويون الذين يعيشون على سفوح التلال غير المستقرة في أماكن مثل تيغوسيغالبا، وهندوراس، وزومبوفرا، بالسلفادور - حيث حدثت بعض أسوأ الانهيارات الأرضية خلال إعصار ميتش - من الحصول على إنذار. إنذار مبكر بأن عالمهم على وشك الانتهاء لتدميرهم مرة أخرى.

تسونامي: مناطق الخطر: الساحل الغربي للولايات المتحدة، ألاسكا، اليابان.
إذا سألت الجيولوجيين عن المكان الذي سيضربه التسونامي الكبير التالي، فسوف تتكرر نفس العبارة مرة أخرى: الساحل الشمالي الغربي لأمريكا الشمالية. هناك "منطقة الاندساس لخندق كاسكاديا"، وهي نسخة طبق الأصل يبلغ طولها 1090 كيلومترًا وتعانق الساحل من شمال كاليفورنيا إلى فانكوفر. ومثل المأزق التكتوني الذي انفجر أخيراً وتسبب في كارثة تسونامي في ديسمبر/كانون الأول الماضي في المحيط الهندي، فإن كاسكاديا تشكل ساحة معركة جيولوجية حيث تصطدم صفيحة خوان دي فوكا وصفيحة أمريكا الشمالية. يمكن لضغط الاندساس الناشئ في الخطوط الأولى أن ينفجر في نهاية المطاف تمامًا كما حدث في جنوب شرق آسيا - وهو حدث زلزالي يسميه الجيولوجيون: "زلزال دافع كبير"، لأنه يحدث بين صفيحة مندفعة وصفيحة صاعدة في منطقة تعرف باسم لوحة الاندساس.

يمكن أن تصل قوة الزلازل الموجودة داخل منطقة اندساس الصفائح الداخلية بسهولة إلى 9 على مقياس ريختر. خلال مثل هذا الزلزال، سوف يغرق الخط الساحلي بمقدار متر أو مترين. سيحدث الانهيار على الفور. وبحسب النماذج الحاسوبية، سيصل ارتفاع التسونامي إلى 20 متراً أو أكثر. مدن مثل سيسايد، أوريغون؛ كريسينت سيتي، كاليفورنيا؛ سيتم غسل وستبورت وواشنطن في دقائق.

يجد الجيولوجيون صعوبة في التنبؤ بدقة بموعد انهيار كاسكاديا. وبما أن النسخة المتماثلة ظلت صامتة لفترة طويلة من الزمن، فإن حساب تردد الضوضاء ليس بالأمر السهل. تشير العلامات الجيولوجية إلى حدوث زلازل كبيرة على طول حوض كاسكاديا سبع مرات خلال الـ 3,500 عام الماضية، ومن ثم يتوقع العلماء أن مزيجًا من الزلزال والتسونامي يحدث كل 300 أو 500 عام أو نحو ذلك.
تم مؤخراً اكتشاف أدلة على حدوث تسونامي هائل دمر الساحل الشمالي الغربي للمحيط الهادئ بالكامل في القرن الثامن عشر. وتمكن الباحثون من تتبع الأدلة اليابانية من نفس العام التي تصف حدوث تسونامي هائل والعثور بداخلها على رواسب من قاع المحيط مدفونة داخل التربة القارية على طول سواحل واشنطن وأوريجون.
على الأرجح، عندما يحدث زلزال، فإن أول من يعرف عنه سيكون هؤلاء الأفراد المتمركزين في مركز التحذير من تسونامي في الساحل الغربي وألاسكا. ويقوم المركز برصد 150 جهاز استشعار زلزالي في دول المحيط الهادئ و100 جهاز قياس لمستوى سطح البحر منتشرة في جميع أنحاء المحيط الهادئ. أحدث الإضافات إلى نظام الإنذار المبكر هي عوامات DART التي تسجل دورات المد والجزر في المحيط الهادئ. ومع ذلك، إذا كان هناك شذوذ حتى 3 سم في ارتفاع المد - حتى على عمق 6 كم - ينتقل النظام على الفور إلى وضع طوارئ تسونامي ويرسل تحذيرات فورية إلى الأقمار الصناعية. ومع ذلك، قد نجد أنفسنا نفرط في الاعتماد على أنظمة الإنذار المتطورة. وفي بعض الأماكن، تصل نسخة كاسكاديا المتماثلة إلى مسافة تقل عن 160 كيلومترًا من الساحل. وهكذا، بالطبع، اعتمادًا على المكان الذي ستهتز فيه الأرض على طول المسار، سيتمكن التسونامي من الوصول إلى الساحل في غضون دقائق. ستقوم عوامات DART وأجهزة الاستشعار الزلزالية بتنشيط أبواق الإنذار وتقارير الراديو التلقائية بالقرب من الضوضاء، لكن التحذيرات قد تأتي بعد فوات الأوان بالنسبة للسكان.

حدثت أعلى موجة تسونامي تم تسجيلها على الإطلاق على طول ساحل متنزه جلاسير باي الوطني في ألاسكا في عام 1958. أدى زلزال بقوة 8 درجات على مقياس ريختر في نسخة طبق الأصل من برايرز على مسافة ما من الساحل إلى سقوط جدار من الصخور انزلق إلى خليج يوتا؛ خلقت المياه والجليد المزاح موجة ضخمة وصل ارتفاعها إلى 572 مترًا. عدد الضحايا: 2

الزلازل: مناطق الخطر: الهند، إيران، تركيا
هذا هو كل ما نعرفه: تحدث الزلازل على طول خطوط الصدع الجيولوجية - وهي شقوق في القشرة الأرضية حيث يتم دفع الصفائح إلى نوع من ازدحام المرور الجيولوجي. الفرق بين الصدمة والزلزال الذي تزيد قوته عن 8 على مقياس ريختر يتعلق بما إذا كانت الصفائح تنزلق تحت بعضها البعض عندما يكون الضغط بينهما لا يزال منخفضًا نسبيًا أو إذا انكسرت بعد آلاف السنين من الإجهاد المتراكم.
وعلى أية حال، فإن حساب متى قد يحدث هذا بالضبط ليس بالمهمة السهلة. صحيح أن العلماء لا يستطيعون إخبارنا متى سيحدث الزلزال، لكنهم يتحسنون أكثر فأكثر في تحديد الأماكن التي ستتسبب فيها الضوضاء الكبيرة في خسائر فادحة وأضرار مالية كبيرة. الأماكن المعرضة للكوارث هي المدن التي يوجد بها العديد من المباني المكونة من 6 إلى 10 طوابق والمبنية من الخرسانة المسلحة. القائمة النهائية للنجوم المرشحين: طهران وإسطنبول – يبلغ عدد سكان المدينتين أكثر من 12 مليون نسمة، وتقع كل منهما على مقربة من مجسمات زلزالية طويلة وعميقة وقوية. والأكثر عرضة للخطر هو بصمة جبال الهيمالايا في شمال الهند. وفي الدول الثلاث المتاخمة لها يصل عدد السكان مجتمعين إلى أكثر من 25 مليون نسمة يعيشون بشكل رئيسي في مباني خرسانية صلبة وهشة أو بيوت طينية.

لم ينتج عن جزء كبير من المنطقة الواقعة بين كاتماندو ودهرادون، شمال دلهي، أي زلازل كبرى في القرنين الماضيين على الأقل. عاجلاً أم آجلاً، سوف تنكسر هذه النسخة طبق الأصل، وسيكون السعر الذي ستتطلبه باهظاً بسبب الكثافة السكانية في شمال الهند، وظروف التربة - التي تميل إلى أن تصبح سائلة - ونوع البناء.
إن أفضل تقنية حتى الآن للتحذير من الزلازل في المناطق المعرضة هي شبكة GSN، وهي شبكة زلزالية عالمية تعتمد على 135 جهاز رصد زلزالي منتشرة حول العالم. تسجل هذه الزلازل عند حدوثها ويتم نقل المعلومات إلى الأقمار الصناعية أو تحميلها على الإنترنت. ولا تقوم الشبكة، التي تعمل بمثابة هيئة مراقبة للزلازل، بتسجيل الضوضاء فحسب، بل تقوم أيضًا بفرزها. بحيث يتم جمع المعلومات في نهاية المطاف في قاعدة بيانات عالمية للنشاط الزلزالي. ومن المأمول أن يؤدي تحليل جميع البيانات معًا إلى الكشف عن الاتجاهات والأنماط التي قد تبشر بحدوث انقطاع في النسخة.
يعد "زلزال تشيلي الكبير" عام 1960، والذي بلغت قوته 9.5 درجة على مقياس ريختر، أقوى زلزال تم تسجيله على الإطلاق. وأدى الصدع المكرر الذي يبلغ طوله 1600 كيلومتر إلى إرسال موجات زلزالية تردد صداها في جميع أنحاء العالم لعدة أيام وتسبب في حدوث موجات تسونامي وصلت إلى هاواي واليابان والفلبين والساحل الغربي للولايات المتحدة.
عدد الضحايا: 2,230