قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
بعد الزلازل الكبيرة، هناك توقع بأن الهزات الارتدادية يمكن أن تحدث في الساعات والأيام التالية، ولكن الهزات الارتدادية من بعض أقوى الزلازل في تاريخ الولايات المتحدة المسجل ربما لا تزال تحدث – بعد ما يقرب من 200 عام، وجدت دراسة جديدة.
من المرجح أن تستمر أنشطة الهزات الارتدادية المتكررة الناجمة عن ثلاثة زلازل وقعت بالقرب من حدود ميسوري-كنتاكي بين عامي 1811 و1812، وزلزال منفصل في تشارلستون بولاية ساوث كارولينا عام 1886، اليوم، وفقًا لدراسة نشرت مؤخرًا في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة.
إحدى المناطق التي ركز عليها الباحثون، تسمى منطقة نيو مدريد الزلزالية، تشمل مدينة ممفيس الحالية ومنطقة وادي نهر المسيسيبي الأوسط المحيطة بها، بينما تشمل المنطقة الأخرى مدينة تشارلستون والسهل الساحلي المحيط بها. وكتب مؤلفو الدراسة أن النشاط الزلزالي في هذه المناطق المستقرة نسبيًا في أمريكا الشمالية ليس مفهومًا جيدًا، وطبيعته محل نقاش بين العلماء.
قال مؤلف الدراسة الرئيسي يوشيوان تشن، عالم الجيولوجيا في جامعة ووهان في الصين، في بيان صحفي: “إنك تستخدم الوقت والمسافة وحجم أزواج الأحداث، وتحاول العثور على الرابط بين حدثين – هذه هي الفكرة”. “إذا كانت المسافة بين زوج من الزلازل أقرب مما هو متوقع من الأحداث الخلفية، فمن المرجح أن يكون أحد الزلازل بمثابة هزة ارتدادية للآخر.”
تشير أحداث الخلفية، والمعروفة أيضًا باسم زلزالية الخلفية، بشكل أساسي إلى المعدل الحالي للنشاط الزلزالي الذي يعتبر طبيعيًا لمنطقة معينة.
ووجد الباحثون أن ما يقرب من 30% من جميع الزلازل في الفترة من 1980 إلى 2016 بالقرب من حدود ميسوري-كنتاكي، والتي بلغت قوتها 2.5 درجة أو أكثر، كانت على الأرجح هزات ارتدادية من الزلازل الثلاثة الكبرى التي ضربت المنطقة في عامي 1811 و1812، والتي سجلت قوة تتراوح بين 7.3 و 7.3 درجة. 7.5. وفي منطقة تشارلستون، أظهرت النتائج أن ما يقرب من 16٪ من الزلازل الحديثة في المنطقة كانت على الأرجح هزات ارتدادية من زلزال بقوة 7.0 درجات على مقياس ريختر عام 1886.
وقال الباحثون إن تحديد ما إذا كانت الزلازل الحديثة هي في الواقع توابع للزلازل الكبيرة السابقة، أم أنها زلازل جديدة غير ذات صلة، أمر مهم لفهم مخاطر الكوارث المستقبلية في هذه المناطق – حتى لو كان النشاط الزلزالي الأحدث يسبب أضرارًا قليلة أو معدومة.
الزلازل مقابل الهزات الارتدادية
وقال تشين إن النشاط الزلزالي الحديث الذي درسه الباحثون من المحتمل أن يكون مزيجًا من الهزات الارتدادية من الزلازل الكبيرة في القرن التاسع عشر والزلازل الخلفية.
وقال: “في بعض النواحي، تبدو الزلازل وكأنها هزات ارتدادية إذا نظرت إلى التوزيع المكاني، ولكن يمكن أن تكون الزلازل متجمعة بإحكام لعدة أسباب”. سوزان هوغ، عالم جيوفيزيائي في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ولم يشارك في الدراسة. “أحدها هو أنها هزات ارتدادية، ولكن من الممكن أيضًا أن يكون لديك عملية زحف لا تشكل جزءًا من عملية الهزات الارتدادية. بالضبط ما تعنيه نتائجهم لا يزال موضع تساؤل.
وقال هوغ إن الشيء الآخر الذي يجب مراعاته عند محاولة تحديد ما إذا كان الزلزال هو هزة ارتدادية هو مدى النشاط الزلزالي (أو غير النشط) في المنطقة عادة.
وقال هوغ: “في المنطقة التي تشيع فيها الزلازل الصغيرة، لا يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى تنخفض معدلات الهزات الارتدادية إلى ما دون المعدل الزلزالي الطبيعي”. “قد يبدو أن تسلسل الهزات الارتدادية في المناطق الهادئة نسبيًا يستمر لفترة أطول، وذلك ببساطة بسبب وجود نشاط زلزالي أقل في الخلفية”.
النقاش حول الهزات الارتدادية طويلة الأمد
شارك هوغ في تأليف دراسة مماثلة عام 2014 باستخدام نماذج حاسوبية واسعة النطاق لفهم النشاط في منطقة نيو مدريد الزلزالية، وتوصلت إلى نتيجة مختلفة.
“هل الزلازل الصغيرة في المنطقة الزلزالية نيو مدريد توابع 1811-1812 أم لا؟” قال هوغ في رسالة بالبريد الإلكتروني. “لقد بحثنا في الأمر، ولا يبدو متسقًا مع سلسلة هزات ارتدادية طويلة الأمد.”
توصلت هي والمؤلف المشارك مورغان بيج، عالم الجيوفيزياء في مركز علوم الزلازل التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، إلى استنتاج مفاده أن الهزات الأخيرة كانت عبارة عن زلازل جديدة لا علاقة لها بالزلازل ناجمة عن تراكم الضغط على طول منطقة نيو مدريد.
نظرًا لعدم وجود أجهزة قياس الزلازل في هذه المنطقة في أوائل القرن التاسع عشر، لا توجد بيانات رسمية مسجلة عن هذه الزلازل. تم تقدير حجم وتأثير البيانات الموجودة من خلال تقارير الصحف والمجلات الشخصية. وباستخدام هذه التقارير، تتمتع هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية بسجل جيد جدًا حول مكان تركز الزلازل ومدى انتشار التأثيرات.
وأوضح هوغ أنه إذا كان التسلسل من 1811 إلى 1812 لا يزال يسبب في الواقع هزات ارتدادية، لكانت المنطقة قد شهدت عددًا معينًا من الزلازل الصغيرة والمتوسطة خلال القرنين التاسع عشر والعشرين.
وقال هوغ: “تنظر الدراسة الجديدة إلى السؤال من زاوية مختلفة، مع الأخذ في الاعتبار مدى قوة الزلازل العنقودية، وتخلص إلى أن بعض الأحداث هي هزات ارتدادية مستمرة”. ويبقى السؤال: إذا كانت زلازل نيو مدريد عبارة عن هزات ارتدادية، فلماذا لا تتبع القواعد التي من المعروف أن الهزات الارتدادية تتبعها؟
وقال جون إيبل، أستاذ الجيوفيزياء في جامعة هارفارد، إن الصعوبة الكبيرة في تأكيد أو نفي نتائج هذه الدراسات أو الهزات الارتدادية طويلة الأمد على نطاق أوسع هي أنه بين علماء الزلازل لا يوجد تعريف متفق عليه عالميا حول ماهية الهزة الارتدادية للزلزال. كلية بوسطن الذي لم يشارك في الدراسة الأخيرة.
وقال إيبل، وهو أيضًا عالم أبحاث كبير في مرصد ويستون بكلية بوسطن، في رسالة بالبريد الإلكتروني: “كل عالم زلازل يدرس مثل هذه الظواهر ليس لديه خيار سوى وضع افتراضات حول كيفية تحديد الهزات النذيرة والهزات الرئيسية والهزات الارتدادية”. “وهكذا، سيحدد علماء الزلازل المختلفون الهزات النذيرة والهزات الرئيسية والهزات الارتدادية بطرق مختلفة إلى حد ما، وهذا يجعل الدراسات المقارنة التي أجراها محققون مختلفون عرضة لعدم اليقين والخلاف”.
بالنسبة لدراسة هوغ عام 2014، اعتبر الباحثون أن تسلسل الهزات الارتدادية قد انتهى عندما انخفض معدل الزلازل إلى ما دون المعدل قبل الصدمة الرئيسية. وقالت إن الهزات الارتدادية ربما لا تزال مستمرة، ولكن بمجرد عودة المعدل الزلزالي الطبيعي للمنطقة، لم يعد بإمكانك تحديدها على أنها هزات ارتدادية.
تعريف الهزة الارتدادية
وقال إيبل إنه في المناطق التي تكثر فيها الأنشطة الزلزالية مثل كاليفورنيا، تستمر الهزات الارتدادية لزلزال كبير لمدة تقل عن عقد من الزمن. وأضاف أن هذا ينطبق بشكل خاص على الزلازل التي بلغت قوتها 6.5 درجة أو أكثر والتي حدثت خلال الخمسين عامًا الماضية أو نحو ذلك.
“والأمر الأكثر أهمية هو أنه لا توجد زلازل يمكن أن يسميها أي عالم زلازل هزات ارتدادية تحدث حاليًا على صدع سان أندرياس في جنوب كاليفورنيا والذي تعرض لزلزال كبير آخر مرة في عام 1857 أو على صدع سان أندرياس في شمال كاليفورنيا حيث وقع آخر زلزال وقال إيبل لشبكة CNN: “لقد حدث زلزال كبير في عام 1906”. “يبدو أن صدع سان أندرياس وغيره من الصدوع في كاليفورنيا يتصرف بشكل مختلف فيما يتعلق بالهزات الارتدادية عن الصدوع الموجودة في وسط وشرق أمريكا الشمالية.”
ومع ذلك، في المواقع البعيدة عن حدود الصفائح، كما هو الحال في وسط أو شرق أمريكا الشمالية، يكون معدل الزلازل الخلفية منخفضًا جدًا. وتكهنت دراسات أخرى أيضًا بأن الهزات الارتدادية في المناطق البعيدة عن حدود الصفائح يمكن أن تستمر لعدة قرون. وتطبق الدراسة الجديدة طريقة إحصائية أخرى للوصول إلى نتيجة مماثلة، وفقا لإيبل.
قال إيبل: “نظرًا لأن جميع هذه الدراسات تعتمد على التحليلات الإحصائية، والتي تحتوي بطبيعتها على بعض التباين، فإن هذه الدراسات لا يمكنها الإجابة على الأسئلة التي تتناولها بيقين تام”.
وأوضح أنه سيكون من الأسهل تمييز ذلك إذا كان لدينا آلاف السنين من بيانات الزلازل لكل من كاليفورنيا وشرق أمريكا الشمالية.
قال إيبل: “لهذا السبب، نحن علماء الزلازل نختلف أحيانًا حول أي الزلازل هي هزات نذير أو توابع، وأعتقد أن هذه الخلافات غير قابلة للحل بطبيعتها”.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com