مع ارتفاع وهبوط أمواج المحيطات، فإنها تؤثر على قاع البحر بالأسفل وتولد موجات زلزالية. هذه الموجات الزلزالية قوية جدًا وواسعة الانتشار لدرجة أنها تظهر كنبض ثابت على أجهزة قياس الزلازل، وهي نفس الأدوات المستخدمة لرصد ودراسة الزلازل.
وقد أصبحت إشارة الموجة هذه أكثر قوة في العقود الأخيرة، مما يعكس تزايد البحار العاصفة وارتفاع معدل تضخم المحيطات.
وفي دراسة جديدة نشرت في مجلة Nature Communications، قمت أنا وزملائي بتتبع هذه الزيادة في جميع أنحاء العالم على مدى العقود الأربعة الماضية. وتُظهر هذه البيانات العالمية، إلى جانب دراسات الزلازل الأخرى المتعلقة بالمحيطات والأقمار الصناعية والإقليمية، زيادة على مدى عقود في طاقة الأمواج تتزامن مع زيادة العواصف التي تعزى إلى ارتفاع درجات الحرارة العالمية.
ما علاقة علم الزلازل بأمواج المحيط
تشتهر شبكات رصد الزلازل العالمية بمراقبة ودراسة الزلازل والسماح للعلماء بإنشاء صور للباطن العميق للكوكب.
تسجل هذه الأجهزة شديدة الحساسية باستمرار مجموعة هائلة ومتنوعة من الظواهر الزلزالية الطبيعية والتي يسببها الإنسان، بما في ذلك الانفجارات البركانية والانفجارات النووية وغيرها من الانفجارات وضربات النيازك والانهيارات الأرضية والزلازل الجليدية. كما أنها تلتقط الإشارات الزلزالية المستمرة من الرياح والمياه والنشاط البشري. على سبيل المثال، لاحظت شبكات قياس الزلازل الهدوء العالمي في الضوضاء الزلزالية التي يسببها الإنسان، حيث تم وضع إجراءات الإغلاق في جميع أنحاء العالم خلال جائحة فيروس كورونا.
ومع ذلك، فإن الإشارات الخلفية الزلزالية الأكثر انتشارًا عالميًا هي الضجيج المستمر الناتج عن أمواج المحيط التي تحركها العواصف والتي يشار إليها باسم الزلزالية الصغيرة العالمية.
نوعين من الإشارات الزلزالية
تولد أمواج المحيط إشارات زلزالية دقيقة بطريقتين مختلفتين.
الأكثر نشاطًا بين الاثنين، والمعروف بالزلزال الميكروي الثانوي، ينبض لمدة تتراوح بين حوالي 8 إلى 14 ثانية. عندما تنتقل مجموعات من الأمواج عبر المحيطات في اتجاهات مختلفة، فإنها تتداخل مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى تباين الضغط في قاع البحر. ومع ذلك، فإن الموجات المتداخلة ليست موجودة دائمًا، لذا فهي، بهذا المعنى، مؤشر غير كامل لنشاط أمواج المحيط بشكل عام.
الطريقة الثانية التي تولد بها أمواج المحيط إشارات زلزالية عالمية تسمى عملية الزلازل الدقيقة الأولية. تنتج هذه الإشارات عن طريق أمواج المحيط المنتقلة التي تدفع وتسحب قاع البحر مباشرة. وبما أن حركات المياه داخل الأمواج تتساقط بسرعة مع العمق، فإن هذا يحدث في المناطق التي يقل فيها عمق المياه عن حوالي 1000 قدم (حوالي 300 متر). تظهر إشارة الزلازل الدقيقة الأولية في البيانات السيزمية على شكل همهمة ثابتة بفترة تتراوح بين 14 و20 ثانية.
ماذا يخبرنا الكوكب المهتز
في دراستنا، قمنا بتقدير وتحليل كثافة الزلازل الدقيقة الأولية التاريخية التي تعود إلى أواخر الثمانينيات في 52 موقعًا لقياس الزلازل حول العالم مع تاريخ طويل من التسجيل المستمر.
لقد وجدنا أن 41 (79٪) من هذه المحطات أظهرت زيادات كبيرة وتدريجية للغاية في الطاقة على مر العقود.
وتشير النتائج إلى أن المتوسط العالمي لطاقة أمواج المحيطات منذ أواخر القرن العشرين قد زاد بمعدل متوسط قدره 0.27% سنويًا. ومع ذلك، منذ عام 2000، ارتفع متوسط الزيادة العالمية في المعدل بنسبة 0.35% سنويًا.
لقد وجدنا أكبر طاقة للزلازل الدقيقة بشكل عام في مناطق المحيط الجنوبي العاصفة جدًا بالقرب من شبه جزيرة القارة القطبية الجنوبية. لكن هذه النتائج تظهر أن موجات شمال الأطلسي اشتدت بشكل أسرع في العقود الأخيرة مقارنة بمستوياتها التاريخية. ويتسق ذلك مع الأبحاث الحديثة التي تشير إلى تزايد شدة العواصف في شمال المحيط الأطلسي والمخاطر الساحلية. وكانت العاصفة سياران، التي ضربت أوروبا بأمواج قوية ورياح بقوة الأعاصير في نوفمبر/تشرين الثاني 2023، أحد الأمثلة التي حطمت الأرقام القياسية.
يُظهر سجل الزلازل الصغيرة الذي دام عقودًا من الزمن التأرجح الموسمي للعواصف الشتوية القوية بين نصفي الكرة الشمالي والجنوبي. وهو يصور تأثيرات تثبيط الأمواج الناجمة عن تزايد وتقلص الجليد البحري في القطب الجنوبي، بالإضافة إلى الارتفاعات والانخفاضات التي حدثت على مدى عدة سنوات والمرتبطة بدورتي النينيو والنينيا وتأثيراتها طويلة المدى على أمواج المحيط وعواصفه.
وتكمل هذه الدراسات وغيرها من الدراسات الزلزالية الحديثة نتائج أبحاث المناخ والمحيطات التي تظهر أن العواصف والأمواج تتزايد مع ارتفاع حرارة المناخ.
تحذير ساحلي
لقد امتصت المحيطات حوالي 90% من الحرارة الزائدة المرتبطة بارتفاع انبعاثات غازات الدفيئة الناجمة عن الأنشطة البشرية في العقود الأخيرة. ويمكن أن تترجم هذه الطاقة الزائدة إلى موجات أكثر ضررا وعواصف أكثر قوة.
تقدم نتائجنا تحذيرًا آخر للمجتمعات الساحلية، حيث يمكن أن تؤدي زيادة ارتفاع أمواج المحيط إلى ضرب السواحل، مما يؤدي إلى إتلاف البنية التحتية وتآكل الأرض. وتتفاقم آثار زيادة طاقة الأمواج بسبب الارتفاع المستمر في مستوى سطح البحر الذي يغذيه تغير المناخ وهبوط الأرض. ويؤكدون على أهمية التخفيف من آثار تغير المناخ وبناء القدرة على الصمود في البنية التحتية الساحلية واستراتيجيات حماية البيئة.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد.
كتب بواسطة: ريتشارد أستر، جامعة ولاية كولورادو.
اقرأ أكثر:
يتلقى ريتشارد أستر تمويلًا من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية.