كيف يعمل مقياس ريختر

ما هو مقياس ريختر و كيف يعمل مقياس ريختر واهم المعلومات عنه سنتعرف عليه بالتفصيل في هذه السطور التالية.

يقوم مقياس “ريختر” على نظام رقمي لوغاريتمي، ويعتمد في تحديد قوة الزلازل على الجانب الكمي وعلى مقدار الطاقة المنبعثة من مركز الزلزال، وقد أخذ عليه عدم تفريقه بدقة بين الزلازل المتقاربة. ويتدرج المقياس من درجة واحدة إلى عشر درجات من الناحية النظرية، لكنه من الناحية العملية يمكن أن يصل إلى أكثر من ذلك فهو عبارة عن سلم مفتوح، على رغم أنه لم تسجل عشر درجات على هذا المقياس في تاريخ الزلازل.

ويتفاوت إحساس البشر بدرجات الزلازل طبقاً لمستواها على مقياس ريختر، فبينما لا يشعر الإنسان عادة بالدرجتين الأولى والثانية، فإنه يحس بالزلازل وتأثيرها إذا وصلت إلى درجة ثلاث فما فوق، أما الزلازل التي تفوق الدرجة السابعة فهي غالباً زلازل مدمرة. وتسجل قوة الزلزال عبر أجهزة الرصد التي تقوم الدول بتثبيتها في أجزاء مختلفة من أراضيها وتكون مرتبطة بشبكات الاتصال والأقمار الاصطناعية، كما توجد في الوقت ذاته مراكز دولية لقياس الزلازل اعتماداً على مقياس ريختر.

يتم حساب درجة الزلزال عادة بمؤشر يقدر مقياسه من (1 إلى 10)، فعندما تبلغ درجة الزلزال من (1 إلى 4) لا يحدث أي شيء فقط سوى الشعور به. لكن في حال تراوح مقياس الزلزال بين (4 و6) فيعد زلزال متوسطاً يسبب أضراراً في المنازل والإقامات، في حين يكون الزلزال قوياً ويسبب ضرراً كبيراً إذ ينتج منه تدمير مدينة بأكملها عندما يبلغ مقياسه من (7 إلى 10). ويقيس العلماء قوة الزلازل على مقياس “ريختر” المقسم إلى تسع درجات.

والإنسان في العادة لا يشعر بالدرجتين الأولى والثانية، ولكن يبدأ شعوره بالهزة الأرضية إذا بلغ مؤشر مقياس “ريختر” ثلاث درجات. ولتقريب معنى ثلاث درجات يسوق العلماء المثال التالي: يمكن للإنسان العادي أن يشعر بهزة أرضية إذا تعرضت المنطقة التي يوجد فيها لتفجير كمية من مادة “تي إن تي” تبلغ 180 كيلوغراماً، ولربما يخيل لبعض الناس أن الهزة التي تبلغ ثلاث درجات على مقياس ريختر بسيطة، لكن الأمر يختلف إذا علم أن هذه الدرجات الثلاث تعادل في قوتها ما تحدثه كمية من متفجرات الـ “تي إن تي” تبلغ 20 مليون طناً.

ونظراً إلى التفاوت الكبير بين قوة الدرجات على مقياس ريختر، أخذ عليه عدم تفريقه بوضوح بين الزلازل المتقاربة في القوة، حيث يبدو الفرق كبيراً جداً بين الدرجة والتي تليها، لكنه مع ذلك يبقى من أكثر أجهزة قياس الزلازل دقة وكفاءة وانتشاراً بالعالم.

مقياس ريختر المعدل

أدت العيوب الكامنة في مقياس ريختر الأصلي لتطوير مقاييس ريختر المعدلة من قبل العالمين ريختر وغوتنبرغ. إذ طوّرا مقياس قوة الموجة الداخلية في العقود التي تلت إنشاء مقياس ريختر الأصلي (mb، الذي يقيس قوة الموجات الزلزالية التي تنتقل عبر الأرض الأولية أو P، والثانوية أو S) ومقياس قوة الموجة السطحية (MS، الذي يقيس قوة الموجات التي تنتقل عبر القشرة السطحية للأرض لوف – Love ورايلي –Rayleigh ).

بالرغم من أن كلا المقياسين استمرا في استخدام أجهزة قياس الزلازل وسعات الموجات العظمى، فقد أصبحوا طرقاً فعالةً نسبياً لحساب الطاقة لجميع الزلازل عدا الكبيرة منها.

لم يكن لمقياس قوة الموجة السطحية القدرة على التفريق بين مركز الزلزال وموقع جهاز قياس الزلازل، واعتُبر مقياس قوة الموجة الداخلية ذي النطاق حوالى 1000 كم (620 ميلًا) أكثر دقةً لقياس الزّلازل الصغيرة نسبيًا التي تحدث في أميركا الشمالية الشرقية. لاقى كلا المقياسين صعوبةً في قياس الزلازل بقوة 8 درجات وأكثر.

مقياس القوة اللحظية:

طوّر مقياس القوة اللحظية (M أو MW) المطور في أواخر العام 1970 من قبل عالم الزّلازل الياباني (هيرو كاناموري – Hiroo Kanamori) وعالم الزّلازل الأميركي (توماس سي هانكس – (Thomas C. Hanks أصبح أكثر المقاييس لقوة الزّلازل شهرةً حول العالم وذلك في أواخر القرن العشرين وبداية القرن الواحد والعشرين.

إذّ صُمم لإعطاء قياسات أكثر دقةً لإجمالي الطاقة الناتجة عن الزلازل.

وتخلى المقياس عن استخدام سعات الموجات العظمى في حساباته، وبدلًا عنها ركز على حساب اللحظة الزلزالية (Mo)، أي الإزاحة المطبقة على الطبقة السطحية كاملةً مضروبةً بالقوة اللازمة لهذه الإزاحة.

وبما أن مقياس القوة اللحظية لم يكن محدوداً بطريقة ريختر، فقد تجنب مشكلة تشبع الموجات، ولذلك استُخدم لتحديد قوى أكبر الزلازل الحاصلة.

ومع ذلك استمر استخدام المقياس اللوغاريتمي في حسابات القوة اللحظية، ما يسمح بمقارنة نتائجها مع القيم الناتجة للزلازل بقوة أقل من 8 درجات.

كيفية حدوث الهزات الارتدادية

تنتج الهزة الارتدادية من التغيير المفاجئ في الإجهاد الذي يحدث داخل وبين الصخور، أو بسبب التحرير السابق للضغط الناجم عن الزلزال الرئيس. وتحدث في الصخور الواقعة قرب مركز الزلزال أو على طول الصدع الذي كان حدث فيه الزلزال الرئيس. وعلى رغم أن شدة الاهتزاز المرتبطة بمعظم الهزات الارتدادية صغيرة مقارنة بتلك التي حدثت في الزلزال الرئيس، إلا أن عديداً منها كبير بما يكفي لعرقلة جهود الإنقاذ من خلال مزيد من زعزعة استقرار المباني. كما يمكن أن تكون مزعجة للسكان المحليين الذين يتعاملون مع الأضرار والخسائر في الأرواح التي سببها الزلزال الرئيس.