خريطة توزع الزلازل والبراكين في العالم
نبذة عن التوزيع العالمي للزلازل والبراكين
كلا من البراكين والزلازل يعتبران ظواهر هامة ولهما نتائج لاحقة نتيجة لحركة الصفائح، وأصبحت العلاقة بين البراكين والزلازل مهمة للغاية في السنوات الأخيرة. ويعتبر تقسيم العالم للزلازل والبراكين شرطا أساسيا وهاما لدراسة التوزيعات المكانية والزمانية للزلازل والبراكين العالمية، فضلا عن الديناميكا التكتونية العالمية والمعاصرة. وباستخدام التحليل الإحصائي على كتالوجات الزلازل لمركز معلومات الزلازل الوطني التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية وكتالوج البراكين لمؤسسة سميثسونيان وتطبيقات مفهوم الأنظمة التكتونية الثلاثة، تم إجراء دراسة للارتباط بين توزيعات البراكين والزلازل في هذه الورقة.
يمكن تصنيف الزلازل العالمية الحديثة إلى ثلاثة أنظمة: القارة والمحيط ومنطقة الاصطدام، حسب إحصائيات المناطق الفرعية. وتتميز الزلازل القارية بتوزعها الواسع، وتختلف عن توزيع الزلازل المشابه للحزام الزلزالي على حدود الصفائح. والفرق الرئيسي بين البراكين القارية والبراكين المحيطية هو وجود الغلاف الصخري القاري، مع سماكات وأعمار مختلفة للقشرة، وأن البراكين القارية أكثر حساسية لمجال الإجهاد التكتوني. على سبيل المثال، تحدث صدوع القارة عند امتداد الغلاف الصخري.
القشرة المحيطية رقيقة ومتجانسة نسبيا وتفتقر إلى ثبات زلزالي، وتهيمن الحمم البركانية على التدفق السلس للحمم البركانية وتسبب توسع التلال في منتصف المحيط. ترتبط معظم سجلات الانفجارات البركانية بالعمود الساخن العميق في الجزر. ينتج الزلازل نتيجة لتصادم الصفائح والتصاقها معا، ويترتب على النشاط البركاني الجفاف وتراجع المواد الصلبة وتشكل القوس البركاني. والطاقة الهائلة الناتجة عن اصطدام الصفائح هي السبب الرئيسي لحدوث الزلازل والبراكين.
هناك عدد كبير من الدول التي تعتبر أكثر الدول تعرضا للزلازل في العالم، ولفهم الأنماط العالمية للصفائح التكتونية وحركتها، يجب أن يكون لديك معرفة بتقدير بنية الأرض، حيث يتكون هيكل الأرض من أربع طبقات رئيسية وهي
- اللب الداخلي: يشكل اللب الداخلي مركز الأرض وعرضه يصل إلى 1400 كم، وهو قوي وكثيف حيث يكون أكثر خمس مرات كثافة الصخور السطحية، ويتألف اللب الداخلي من الحديد بنسبة 80% والنيكل، وتبلغ درجة حرارته حوالي 5500 درجة مئوية.
- اللب الخارجي: اللب الداخلي يحيط باللب الخارجي، واللب الخارجي يتكون من مادة معدنية كثيفة شبه مذابة، ويصل سمكه إلى حوالي 2100 كيلومتر، وتتراوح درجة حرارة اللب الخارجي بين 5000 و 5500 درجة مئوية.
- الوشاح: هي طبقة شبه منصهرة بسمك حوالي 2900 كيلومتر، وتتميز بكثافة أقل من اللب الخارجي.
- القشرة: القشرة تشكل سطح الأرض وتنقسم إلى أقسام كبيرة تسمى الصفائح التكتونية، ويمكن أن تكون الصفائح التكتونية إما محيطية أو قارية، أو مزيجا من الاثنين.
يتكون سطح الأرض من نوعين من القشرة:
- القشرة المحيطية موجودة تحت المحيطات وهي أكثر كثافة من القشرة القارية ويمكن أن تنفجر.
- القشرة القارية توجد تحت الكتل الأرضية أو القارات، وهي بشكل عام أقدم من القشرة المحيطية وتتحمل القليل من التدمير.
خريطة توزيع الزلازل في العالم
تحدث الزلازل بشكل رئيسي في أحزمة طويلة وضيقة على طول جميع أنواع حدود وهوامش اللوحة كما هو موضح في الخريطة التالية:
خريطة توزيع البراكين في العالم
أصبح فهم التوزيع المكاني للبراكين جيدا الآن، مما يتيح لعلماء البراكين الثقة الكبيرة في تحديد مواقع وجود البراكين النشطة والبراكين الجديدة في المستقبل. ورغم وجود مناطق عديدة في العالم تستبعد فيها النشاط البركاني النشط، فإنه لا يزال من الممكن أن يؤثر ذلك على الاقتصاد والبيئة والمناخ في هذه المناطق. وفيما يلي خريطة توضح توزيع البراكين في العالم
التوزيع العالمي للزلازل
توجد معظم مناطق الزلازل عند حدود الصفائح التكتونية أو بالقرب منها، وعادة ما تحدث في مجموعات. تم اكتشاف حوالي 70% من جميع الزلازل في `حلقة النار` في المحيط الهادئ، وترتبط أقوى الزلازل بالحدود المتقاربة أو المحافظة على الصفائح. بعض الزلازل تحدث داخل الصفيحة نفسها بسبب النقاط الساخنة. تحدث زلازل متفرقة في المناطق الداخلية القارية، ويمكن أن تحدث عدد قليل من الزلازل على طول خطوط الصدع القديمة، مثل صدع تشيرش ستريتون في شروبشاي.
منطقة التصدع المحيطية (OFZ) هي منطقة نشاط تمتد عبر المحيطات على طول التلال المركزية للمحيط، تمتد إلى الشواطئ في أفريقيا والبحر الأحمر وصدع البحر الميت وكاليفورنيا. أما منطقة التصدع القارية (CFZ) فهي منطقة نشاط يمتد عبر سلاسل الجبال من إسبانيا إلى جبال الألب والشرق الأوسط وجبال الهيمالايا وجزر شرق الهند والمحيط الهادئ.
أسباب حدوث الزلازل
- الزلازل تحدث عندما تتحرك صفائح تكتنف طاقة مخزنة، حيث تلتصق الصفائح وتسمح للضغط بالتراكم بمرور الوقت، مما يؤدي إلى تراص الألواح تحت ضغط متزايد.
- تحدث الزلازل بسبب الإطلاق المفاجئ للضغط بما يسمى سلوك الانزلاق.
- تنتج نتيجة نبضة من الطاقة تشع في جميع الاتجاهات من نقطة تركيز الزلزال، حيث في بعض الحالات يؤدي حركة الزلزال إلى إزاحة السطح، ولذلك يمكن رؤية الصدوع.
- تنشأ الزلازل نتيجة الإفراج المفاجئ عن الضغط على طول الكسور الموجودة في قشرة الأرض.
- تؤدي الحركة المستمرة للصفائح التكتونية إلى تراكم ضغط مطرد في طبقات الصخور على جانبي الصدع حتى يصبح الضغط كافيًا لإطلاق حركة متشنجة مفاجئة.
- نتيجة انتشار موجات الطاقة الزلزالية عبر الأرض وفوق سطحها، يحدث الاهتزاز (الزلازل).
- تحدث الزلازل التكتونية نتيجة لحركة الصفائح التكتونية وتمثل معظم الزلازل التي تحدث في جميع أنحاء العالم وعادة ما تحدث عند حدود الصفائح التكتونية.
- يحدث الزلازل الاصطناعية نتيجة الأنشطة البشرية، مثل إنشاء الأنفاق وملء الخزانات وتنفيذ مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية أو التكسير.
- ترتبط الزلازل البركانية بالنشاط البركاني النشط، وعلى الرغم من أنها عمومًا ليست قوية مثل الزلازل التكتونية، إلا أنها تحدث غالبًا بالقرب من السطح وبالتالي يمكن الشعور بها عادةً فقط بالقرب من مركز النشاط.
- يمكن أن يحدث انهيار الزلازل بسبب ظواهر مثل الكهوف والتي غالبًا ما تكون في المناطق الكارستية، أو بالقرب من منشآت التعدين نتيجة الهبوط.
التوزيع العالمي للثورات البركانية
يحدث هذا أيضاً عند حدود الصفائح التكتونية أو بالقرب منها، باستثناء النقاط الساخنة مثل تلك الموجودة في هاواي، ويوجد حوالي 500 بركان نشط في جميع أنحاء العالم، ويثور في المتوسط حوالي 50 بركانًا كل عام.
أسباب حدوث البراكين
- تنجم أسباب ثوران البراكين عن تغير الضغط داخلها، حيث يتم تحريك الصهارة إلى خارج الغرفة التي تم احتجازها بها بسبب الضغط الذي يتغير.
- يحدث النوع الأكثر شيوعاً للثوران بسبب حركة الصفائح التكتونية، عندما يتم دفع أحدهما تحت الآخر يتم دفع الصهارة والرواسب ومياه البحر إلى الغرفة التي تفيض في النهاية وينفجر البركان ويطلق الحمم البركانية في السماء، وينتج هذا النوع من الثوران حممًا لزجة وسميكة في درجات حرارة تتراوح من 800 إلى 1000 درجة مئوية.
- يحدث النوع الثاني من الثوران نتيجة تحرك الصفائح التكتونية بعيدًا عن بعضها البعض، مما يسمح للصهارة بالارتفاع وملء الفجوة، وقد يؤدي ذلك إلى انفجار طفيف للحمم الرقيقة ذات درجات حرارة تتراوح بين 800 إلى 1200 درجة مئوية.
- يمكن لانخفاض درجات الحرارة أن يتسبب في تبلور الصهارة القديمة وغوصها في قاع الحجرة، ويمكن أن تدفع هذه الحركة الصهارة السائلة الطازجة إلى الأعلى والخروج على غرار إسقاط لبنة في دلو من الماء.
- يمكن أن يؤدي انخفاض الضغط الخارجي إلى حدوث ثوران بركاني، حيث يقلل من قدرة البركان على التراجع عن طريق زيادة الضغوط داخل غرفة الصهارة.
- يمكن أن يحدث تغيير في تكوين الصخور المنصهرة بسبب الأحداث الطبيعية مثل الأعاصير التي تقلل من كثافة الصخور وذوبان الجليد على قمة البركان.