الدرس 5-1الزلازل
قياس الزلازل
🎯 ستتعلم أن
- تصف كيف يسجّل جهاز السيزموجراف الموجات الزلزالية.
- تميّز بين مقياس ريختر لقوة الزلزال ومقياس ميركلي لشدّته.
- تشرح كيف يُحدَّد المركز السطحي للزلزال.
- تحسب زمن انتقال الموجات الأولية عبر طبقات الأرض.
🔤 مفردات جديدة
السيزموجرافقوة الزلزالمقياس ريخترمقياس ميركلي
السيزموجراف: جهاز تسجيل الزلازل
يدرس العلماء الزلازل والموجات الزلزالية، ويستعملون لتسجيلها جهازًا يُسمّى السيزموجراف.
تحتوي بعض أجهزة السيزموجراف على أسطوانة دوّارة لُفّت عليها ورقة، داخل إطار ثابت. ويُعلَّق بندول (ثقل) بالإطار، وفي نهايته قلم.
عند وصول الموجات الزلزالية تهتز الأسطوانة والورقة، بينما يبقى البندول والقلم في مكانهما، فيرسم القلم الاهتزازات على الورقة.
طول الخطّ المسجَّل على الورقة يشير إلى مقدار الطاقة التي يحرّرها الزلزال، والتي تعبّر عن قوة الزلزال.
✋ سؤال سريع
ما اسم الجهاز الذي يُستعمل لتسجيل الموجات الزلزالية؟
السيزموجراف هو الجهاز الذي يسجّل الموجات الزلزالية.
اعرض الإجابة
أ) السيزموجراف —السيزموجراف هو الجهاز الذي يسجّل الموجات الزلزالية.
✋ سؤال سريع
في السيزموجراف، ما الجزء الذي يبقى ثابتًا في مكانه عند وصول الموجات الزلزالية؟
تهتز الأسطوانة والورقة مع المحطة، بينما يبقى البندول والقلم في مكانهما، فيرسم القلم الاهتزازات.
اعرض الإجابة
د) البندول والقلم —تهتز الأسطوانة والورقة مع المحطة، بينما يبقى البندول والقلم في مكانهما، فيرسم القلم الاهتزازات.
مقياس ريختر ومقياس ميركلي
يعتمد مقياس ريختر لقياس قوة الزلزال على قياسات سعة (ارتفاع) أكبر موجة زلزالية مسجَّلة على السيزموجراف، ويصف مقدار الطاقة التي تتحرّر من الزلزال.
فإذا حدث زلزال درجته 7.5 على مقياس ريختر، فإنه يحرّر طاقة أكبر 32 مرة من زلزال درجته 6.5، وتكون سعة موجته أكبر 10 مرات.
وهناك مقاييس أخرى لقياس شدّة الزلزال التدميرية، منها مقياس ميركلي.
✋ سؤال سريع
ماذا يقيس مقياس ريختر؟
يقيس مقياس ريختر قوة الزلزال، أي مقدار الطاقة التي تتحرّر منه، اعتمادًا على سعة أكبر موجة مسجّلة.
اعرض الإجابة
ب) قوة الزلزال (الطاقة المتحرّرة) —يقيس مقياس ريختر قوة الزلزال، أي مقدار الطاقة التي تتحرّر منه، اعتمادًا على سعة أكبر موجة مسجّلة.
✋ سؤال سريع
زلزال درجته 7.5 على مقياس ريختر، وآخر درجته 6.5. كم مرة تزيد طاقة الزلزال الأول؟
الفرق درجة واحدة، وكل درجة تعني زيادة الطاقة 32 مرة.
اعرض الإجابة
ج) 32 مرة —الفرق درجة واحدة، وكل درجة تعني زيادة الطاقة 32 مرة.
✋ سؤال سريع
مقياس ميركلي يقيس:
مقياس ميركلي يقيس شدّة الزلزال، أي مقدار التدمير الحادث في منطقة معيّنة، وتتراوح درجاته بين 1 و 12.
اعرض الإجابة
أ) شدّة الزلزال، أي مقدار الدمار الذي يسبّبه —مقياس ميركلي يقيس شدّة الزلزال، أي مقدار التدمير الحادث في منطقة معيّنة، وتتراوح درجاته بين 1 و 12.
✋ سؤال سريع
زلزال قوته 8 على مقياس ريختر، لكن شدّته قليلة على مقياس ميركلي. ما التفسير الأرجح؟
قد يحرّر الزلزال طاقة كبيرة (ريختر مرتفع)، لكنه إذا حدث في منطقة بعيدة عن السكان والمباني لا يسبّب دمارًا كبيرًا، فتكون شدّته على مقياس ميركلي قليلة.
اعرض الإجابة
د) حدث بعيدًا عن المدن والمباني فلم يسبّب دمارًا كبيرًا —قد يحرّر الزلزال طاقة كبيرة (ريختر مرتفع)، لكنه إذا حدث في منطقة بعيدة عن السكان والمباني لا يسبّب دمارًا كبيرًا، فتكون شدّته على مقياس ميركلي قليلة.
تحديد المركز السطحي للزلزال
تخيّل أنك تسير مع زميل أبطأ منك: كلما طالت المسافة زاد الفارق بينكما. وهكذا تصل الموجات الأولية إلى محطة الرصد قبل الموجات الثانوية، وكلما زاد الفرق في زمن وصولهما كانت المسافة بين المحطة والمركز السطحي أكبر.
ثم يرسم العلماء على الخريطة دائرة حول كل محطة رصد، نصف قطرها يساوي بُعد الزلزال عن المحطة، ويكرّرون ذلك لـ ثلاث محطات على الأقل.
✋ سؤال سريع
وصلت الموجات الأولية إلى محطة رصد الساعة 7:09 مساءً، ووصلت الموجات الثانوية الساعة 7:14 مساءً. ما الفرق في زمن الوصول؟
الفرق = 7:14 − 7:09 = 5 دقائق، ويستعمل العلماء هذا الفرق لمعرفة بُعد المحطة عن المركز السطحي.
اعرض الإجابة
ب) 5 دقائق —الفرق = 7:14 − 7:09 = 5 دقائق، ويستعمل العلماء هذا الفرق لمعرفة بُعد المحطة عن المركز السطحي.
✋ سؤال سريع
لماذا نحتاج إلى ثلاث محطات رصد على الأقل لتحديد المركز السطحي للزلزال؟
المسافة من محطة واحدة تعطي دائرة يقع الزلزال في أيّ نقطة عليها، أما التقاء ثلاث دوائر فيحدّد نقطة واحدة هي المركز السطحي.
اعرض الإجابة
ج) لأن المسافة من محطة واحدة تعطي دائرة كاملة، ونقطة التقاء ثلاث دوائر تحدّد المكان —المسافة من محطة واحدة تعطي دائرة يقع الزلزال في أيّ نقطة عليها، أما التقاء ثلاث دوائر فيحدّد نقطة واحدة هي المركز السطحي.
تطبيق الرياضيات: زمن وصول الموجات الأولية
تختلف سرعة الموجات الأولية تبعًا لكثافة الوسط الذي تنتقل خلاله في باطن الأرض:
| الوسط | الكثافة | سرعة الموجات الأولية |
|---|---|---|
| القشرة | 2.8 جم/سم³ | 6 كم/ث |
| الوشاح العلوي | 3.3 جم/سم³ | 8 كم/ث |
✋ سؤال سريع
ما وحدة قياس سرعة الموجات الأولية في الجدول؟
وحدة السرعة في الجدول هي كم/ث، أي كيلومتر لكل ثانية. أما جم/سم³ فهي وحدة الكثافة.
اعرض الإجابة
أ) كم/ث —وحدة السرعة في الجدول هي كم/ث، أي كيلومتر لكل ثانية. أما جم/سم³ فهي وحدة الكثافة.
✋ سؤال سريع
احسب الزمن الذي تحتاج إليه الموجات الأولية للانتقال مسافة 300 كم في طبقة الوشاح العلوي.
الزمن = المسافة ÷ السرعة = 300 ÷ 8 = 37.5 ثانية.
اعرض الإجابة
د) 37.5 ث —الزمن = المسافة ÷ السرعة = 300 ÷ 8 = 37.5 ثانية.
✋ سؤال سريع
ما الزمن الذي تحتاج إليه الموجات الأولية للانتقال 500 كم في قشرة الأرض؟
الزمن = المسافة ÷ السرعة = 500 ÷ 6 ≈ 83.3 ثانية.
اعرض الإجابة
ج) 83.3 ث —الزمن = المسافة ÷ السرعة = 500 ÷ 6 ≈ 83.3 ثانية.
أحسنت! أنهيت «قياس الزلازل»
📝 الخلاصة
- السيزموجراف جهاز يُستعمل لتسجيل الموجات الزلزالية.
- طول الخطّ المسجَّل على الورقة يشير إلى الطاقة التي يحرّرها الزلزال، أي قوة الزلزال.
- كل درجة على مقياس ريختر تعني زيادة سعة الموجة 10 مرات، وزيادة الطاقة 32 مرة.
- مقياس ميركلي يقيس شدّة الزلزال، أي مقدار الدمار الذي يسبّبه، وتتراوح درجاته بين 1 و 12.
- كلما زاد الفرق في زمن وصول الموجات الأولية والثانوية، زادت المسافة إلى المركز السطحي.
- يُحدَّد المركز السطحي بنقطة التقاء ثلاث دوائر حول ثلاث محطات رصد على الأقل.
- الزمن = المسافة ÷ السرعة.