الدورة السيسمية (الزلزالية)

الدورة السيسمية تعني تراكم الاجهاد والطاقة الكامنة وتحريرها وفق دور معين أو تعني الشكل الخطي لتحرير الطاقة.

يمكن ايضاح سبب حدوث الزلازل بإجراء تجربة بسيطة تتمثل بأخذ عصا ومحاولة ثنيها حتى تتكسر.

الطاقة التي خزنت في العصا في مرحلة الانثناء المرن سوف تتحرر بشكل طاقة صوتية أثناء حدوث الكسر فيها.

وعلى أساس هذا وضع (Reid) نظرية الارتداد المرن التي تفسر حدوث الزلازل من خلال دراسة فالق سان أندرياس .

نص النظرية: إن الصخور في منطقة الزلزال تستجيب للإجهاد المتراكم والمتزايد بالانثناء (folding)، وتختزن هذه الإجهادات على شكل طاقة كامنة (potential energy)، وتستمر عملية الانثناء (الاستجابة المرنة) حتى تتجاوز الإجهادات الحد التي تستطيع الصخور فيه الاستجابة بالانثناء أكثر من ذلك فيحدث الكسر والتمزق، وتحدث الإزاحة الفجائية على جانبي الكسر وتتحرر الطاقة المختزنة في هيئة تشوه في الصخور (إزاحة على جانبي الفالق)، وكذلك في هيئة موجات زلزالية تنتشر في كل الاتجاهات من مكان التكسر وعلى مسافات كبيرة.

مراحل الدورة السيسمية:

إن نطاقات  الانغراز متمثلة بخنادقها المحيطية هي المحرك الرئيسي للحركات النسبية للصفائح التكتونية الحادثة على مختلف أنواع الحدود التكتونية لتلك الصفائح والتي يعبر عنها بمفهوم الدورة السيسمية حيث تمر الدورة السيسمية بـ 4 مراحل رئيسية.

1- المرحلة البدائية (initial stage):

نلاحظ وجود انغراز صفيحة تحت صفيحة أخرى، حيث أن الخنادق المحيطية هي بداية  ومحرك الدورة  السيسمية  وهي منطقة انحناء الصفيحة الأولى وانغرازها تحت الثانية.

2- مرحلة تجمع الإجهاد (inter-seismic):

حيث يتجمع الاجهاد في هذه المرحلة وتتشوه الصخور من دون تفريغ للطاقة، وتستمر هذه المرحلة لفترات زمنية كبيرة.

نلاحظ تحرك الصفيحة الأولى وانغرازها تحت الصفيحة الثانية، فيتجمع الإجهاد في الصفيحة الثانية نتيجة انثنائها جراء حركة الصفيحة الأولى.

3- مرحلة تحرر الإجهاد (co-seismic):

مرحلة تحرير الاجهاد المتراكم خلال المرحلة الماضية (inter-seismic) , ويحدث بسرعة أكبر حيث لا يتجاوز تحريرالاجهاد سوى ثوان أو دقائق، ويكون التحرير على شكل زلازل كبيرة أو صغيرة بحسب كمية الاجهاد المتراكم.

نلاحظ في هذه المرحلة أن الصفيحة الثانية تتحرك لتحرر الاجهاد

4- مرحلة الاستراحة (post-seismic):

مرحلة ترييح للبنية بعد عملية تحرر الاجهاد، وهذه العملية تستغرق عدة أشهر أو أعوام.

ويبين الشكل(1) جميع المراحل بالتسلسل.

الشكل(1)

مدة الدورة السيسمية :

الشكل(2) يمثل دورة سيسمية (نموذجية خطية) حيث نلاحظ أن كل دورة سيسمية تستغرق حوالي 200 سنة، وتحصل إزاحة في الصفيحة بمقدار 1cm كل سنة.

الشكل(2)

في الشكل(3) نرى مجموعة غير نموذجية (لا خطية) من الدورات السيسمية.

الشكل(3)

(على اليسار): الدورة تتم بدور ثابت (200 سنة)، ولكن الإزاحة لا تكون كما في المثال النموذجي، حيث لا تحصل الإزاحة هنا بمعدل 1cm كل سنة، بل تكون أحياناً أكثر وأحياناً أخرى أقل.

(على اليمين): مجموعة غير منتظمة من الدورات السيسمية , حيث بعضها تحدث بدور وإزاحة قصيرة نسبياً , وأخرى تحدث بدور طويل قد يصل أحياناً إلى 400 سنة.

ومن هنا يظهر التعقيد في علم الزلازل ففي بعض الأحيان تحافظ المنظومة الصدعية على خطية في التكرار الزمني وفي أحيان أخرى لا تحافظ على هذه الخطية.