تخطَّ إلى المحتوى
EN
اختراعات

المقياس الزلزالي

الأداة التي حوّلت اهتزاز الأرض إلى سجل مكتوب — من تنانين تشانغ هنغ (Zhang Heng) البرونزية إلى الحساسات عريضة النطاق على القمر والمريخ.

يسجّل المقياس الزلزالي حركات الأرض في الزلازل على هيئة مخطط زلزالي (seismogram)، بالاستناد إلى مبدأ القصور الذاتي: تبقى كتلة معلّقة ساكنة بينما يتحرك هيكل الجهاز مع الأرض. ويمتد الخط من مقياس الزلازل (seismoscope) لتشانغ هنغ (Zhang Heng) نحو 132 م وأنابيب الزئبق للويجي بالميري (Luigi Palmieri) في 1855 إلى أول مقياس زلزالي حقيقي لفيليبو تشيكي (Filippo Cecchi) في 1875 وشبكة جون ميلن (John Milne) العالمية لمقاييس النوّاس الأفقي بعد 1897. وفي القرن العشرين جعل سيزمومتر وود-أندرسون (Wood-Anderson) البرمي ومقياس مقدار الزلازل لتشارلز ريختر الزلازل قابلة للقياس، ووحّدت الشبكة العالمية الموحّدة للمقاييس الزلزالية (WWSSN) التسجيل العالمي ابتداءً من 1961، ثم نُشرت السيزمومترات على القمر والمريخ.

جهاز رصد زلازل ميكانيكي بأسطوانة ورقية سوداء كبيرة ترسم عليها الأقلام آثار الزلازل، في واجهة متحفية.
جهاز رصد زلازل مع سجله الورقي لزلزال خليج بلنتي في 2 مارس 1987، معروض في متحف فاراداي للتكنولوجيا في نابير بنيوزيلندا. · Daderot · CC0
التعريفجهاز يسجّل الموجات الزلزالية الناشئة عن زلزال أو انفجار أو ظاهرة أخرى تهزّ الأرض
السجل الناتجمخطط زلزالي (seismogram) — الأثر الظاهر على شاشة عرض أو مطبوعة ورقية
في هذا المقال
  1. 1نظرة عامة
  2. 2مبدأ العمل والبنية
  3. 3أصناف الأجهزة ومدى استجابتها
  4. 4من مقياس الزلازل إلى المقياس الزلزالي
  5. 5التطور التاريخي للأجهزة
  6. 6شبكات الرصد وتوسعها
  7. 7من الشدة إلى المقدار
  8. 8قراءة المخطط الزلزالي وتحديد موقع الزلزال
  9. 9الرصد الزلزالي في سويسرا وكندا
  10. 10مختبر الزلازل في كالتك
  11. 11الرصد الزلزالي خارج الأرض
  12. 12إسهامات بارزة في فهم بنية الأرض
  13. 13الخط الزمني
  14. 14أسئلة شائعة
  15. 15الخط الزمني: من مقياس هان الزلزالي إلى علم الزلازل الكوكبي
  16. 16الرسم البياني للمعرفة

نظرة عامة

المقياس الزلزالي جهاز يسجّل الموجات الزلزالية الناشئة عن زلزال أو انفجار أو ظاهرة أخرى تهزّ الأرض 1Seismograph | Definition & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗. وهو الآلة المستخدمة لتسجيل اهتزازات سطح الأرض وقياسها 2How we record earthquakes · Natural Resources Canada, Earthquakes Canada ↗. ويُعرف السجل الناتج بالمخطط الزلزالي (seismogram)، وهو الأثر الظاهر على شاشة عرض أو مطبوعة ورقية 1.

يُستخدم مصطلحا المقياس الزلزالي والسيزمومتر بالتبادل في كثير من الأحيان 1. غير أن القدرة على تسجيل الظواهر التي يكشفها لا تتوافر إلا للمقياس الزلزالي 1.

1. مبدأ العمل والبنية

يقوم المقياس الزلزالي على مبدأ القصور الذاتي، إذ تنزع كتلة معلّقة إلى البقاء ساكنة عندما تتحرك الأرض 3How are earthquakes detected, located and measured? · British Geological Survey ↗. ولهذا يُوصف السيزمومتر بأنه قصوري، لأنه يستند إلى قانون نيوتن الأول، أي أن الجسم الساكن يبقى ساكنًا 4Seismometers · IRIS / NSF SAGE (EarthScope Consortium) ↗. وهو جهاز شديد الحساسية قادر على كشف الحركات الطفيفة في سطح الأرض 4. وعمليًا، للمقياس قاعدة مثبتة في الأرض وثقل ثقيل معلّق حر، فحين تهتز الأرض تهتز القاعدة أيضًا بينما لا يهتز الثقل المعلّق، والفرق في الموضع بين الاثنين هو ما يُسجَّل 5The Science of Earthquakes · U.S. Geological Survey ↗.

في السيزمومتر AS-1 يتدلى مغناطيس من نابض على ذراع، وعندما تهتز الأرض تتحرك الذراع بينما تبقى الكتلة ساكنة فتشدّ النابض 4. ولأن النابض سيجذب الكتلة في النهاية، يحتاج السيزمومتر إلى تخميد يوفره الزيت أو نظام تخميد مغناطيسي 4. ويعمل معظم السيزمومترات الحديثة كهرمغناطيسيًا، بمغناطيس دائم بوصفه الكتلة، وبغلاف يحمل ملفات من سلك رفيع تتولد فيه إشارات كهربائية صغيرة 2.

هيكل فولاذي رمادي ضخم لجهاز رصد زلازل بنواس معلّق وأسطوانة ورق تسجيل، يقف في قاعة عرض.
جهاز فيشرت الزلزالي العمودي محفوظ في إدارة الأرصاد الجوية المركزية في تايبيه؛ ويُظهر النواس الثقيل المعلّق في هيكله الفولاذي وأسطوانة ورق التسجيل المبدأ الميكانيكي للجهاز الزلزالي الكلاسيكي. · SSR2000 · CC BY-SA 3.0

2. أصناف الأجهزة ومدى استجابتها

تتنوع أجهزة الرصد الزلزالي بحسب الفترة التي تُحسن التقاطها؛ فمنها ما صُمم للفترات القصيرة، ومنها ما صُمم للفترات الطويلة، ومنها ما يجمع بينهما في نطاق عريض. وقد كانت كل محطة في الشبكة العالمية الموحّدة تحمل ثلاثة حساسات بينيوف قصيرة الفترة وثلاثة حساسات شبرنغنيتر وبريس-إيوينغ طويلة الفترة، مع معدات التسجيل والتوقيت والمعايرة 6The Albuquerque Seismological Lab WWSSN film chip preservation project · U.S. Geological Survey Publications Warehouse (Seismological Research Letters) ↗. ويُضاف إلى هذه الأنواع أجهزة الحركة القوية منخفضة الكسب، المصممة لرصد الزلازل الكبيرة القريبة دون أن تخرج عن مداها.

تتوهّن الموجات عالية التردد سريعًا مع المسافة، فتحتاج الزلازل المحلية إلى استجابة مغايرة لتلك التي تحتاجها الأحداث البعيدة. وتُكبّر مقاييس الفترة القصيرة حركة الأرض عدة مئات الآلاف من المرات، حتى تكشف حركات أدق من أن يشعر بها الإنسان. أما مقاييس الحركة القوية فتعمل بتكبير يقل عن 100x، إذ تلتقط تسارع الأرض خلال الزلازل الكبيرة القريبة.

أما أنظمة المقاييس الزلزالية الحديثة فتسجّل حركة الأرض بدقة عند أدوار تتراوح بين 0.1 و100 ثانية بدلالة الزمن، بما يغطي طيفًا واسعًا من الإشارات الزلزالية.

3. من مقياس الزلازل إلى المقياس الزلزالي

كان تشانغ هنغ (Zhang Heng)، الذي عاش من 78 إلى 139 م، عالم رياضيات وفلك وجغرافيا صينيًا 7Zhang Heng | Inventor, Scientist, Engineer · Encyclopaedia Britannica ↗. وقد وُضع جهازه في وقت مبكر من سنة 132 م، وهو آلة على هيئة جرّة تحوي نوّاسًا في وسطها كما وُصف في «تاريخ هان اللاحقة» 7. وتحيط بمحيطه العلوي ثمانية رؤوس تنانين موزعة، في فم كل منها كرة 7. وأي هزة تخل بتوازن النوّاس وتفعّل روافع داخلية فتطلق كرة برونزية في فم ضفدع للإعلان عن اتجاه الزلزال 7.

كون الجهاز مقياس زلازل لا مقياسًا زلزاليًا: فهو لم يسجل سجلًا زمنيًا لتذبذبات الأرض بل اكتفى بالإشارة إلى وقوع اهتزاز 7. ولم تقدر أي من النسخ الأقدم على كشف زلزال 7. كما اختلف العلماء في المبادئ العلمية الدقيقة للجهاز الموصوف في النصوص القديمة 7.

إناء برونزي يشبه البرميل مزخرف بتماثيل تنانين، وحوله تماثيل ضفادع صغيرة على طاولة سوداء.
نسخة من مقياس الزلازل الذي صممه جانغ هنغ عام 132م: إناء برونزي تسقط رؤوس تنانينه كرات في أفواه ضفادع للإشارة إلى اتجاه الزلزال البعيد. · Kowloonese · CC BY-SA 3.0

أُعيد بناء جهاز دي دونغ يي أول مرة على يد باحث ياباني في 1875 7. ثم أُعيد تصميم وانغ تشن-دو نموذجًا معروفًا على نطاق واسع في 1951 للعرض 7. ونهض علم الزلازل في أواخر القرن التاسع عشر، وتجدد الاهتمام بعمل تشانغ هنغ ونسخ مقياس الزلازل الذي وضعه 7.

4. التطور التاريخي للأجهزة

في 1875 قبل ميلن منصب أستاذ الجيولوجيا والتعدين في الكلية الإمبراطورية للهندسة في طوكيو 8John Milne | Seismologist, Geologist, Inventor · Encyclopaedia Britannica ↗. وفي 1922 بدأ سيزمومتر شامل العمل في محطة ديغنريد قرب زيورخ 9History of the Swiss Seismological Service · Swiss Seismological Service (SED), ETH Zurich ↗. وقد طوّر هذا السيزمومتر ألفريد دي كيرفان وأوغست بيكار، وبلغ وزنه 21 طنًا 9.

آلة نحاسية بأسلاك رفيعة وصفيحات مدرَّجة تحت قبة زجاجية.
نسخة من مقياس الزلازل الذي صنعه جون ميلن عام 1890، وهي آلة نحاسية دقيقة بأسلاك رفيعة فوق صفيحات مدرَّجة، في المتحف الوطني للطبيعة والعلوم بطوكيو؛ وقد قادت تجاربه في ورشته بطوكيو في تسعينيات القرن التاسع عشر مباشرةً إلى أول أجهزة رصد زلازل عملية. · Daderot · CC0

5. شبكات الرصد وتوسعها

من أوائل الشبكات العالمية في رصد الزلازل شبكة ميلن ذات النوّاس الأفقي، وقد كان جهاز مرصد كيو من أوائل أجهزتها. وقد كشف هذا التصميم ذو النوّاس الأفقي اهتزازات صغيرة من زلازل بعيدة، وكان يمكن مقارنة أرصاد أجهزة مماثلة في مواقع مختلفة لتحديد المراكز السطحية للزلازل والكشف عن البنية الداخلية للأرض. 10Horizontal pendulum seismograph designed by John Milne and operated at Kew Observatory (1939-385) · Science Museum Group Collection ↗

تشمل الشبكة الزلزالية الوطنية السويسرية الحديثة أكثر من 200 محطة تُنقل بياناتها في الزمن الحقيقي بدل جمعها محطة محطة. 9 وقد تحوّلت أكثر من 20 طنًا متريًا من المقياس الزلزالي الشامل القديم إلى 13 كيلوغرامًا في الشبكة الرقمية عريضة النطاق، التي تسجل أجهزتها إشارات أصغر عشرة آلاف مرة. 9

كوخ أجهزة أبيض صغير على جانب طريق مغطى بالثلج وخلفه جبال.
محطة رصد زلزالي قرب هاكوبا في اليابان، إحدى آلاف المواقع غير المأهولة في شبكة الرصد الزلزالي الوطنية اليابانية عالية الحساسية (Hi-net). · Apple2000 · CC BY-SA 4.0

6. من الشدة إلى المقدار

يُفرَّق في الدراسات الزلزالية بين مفهومين متقاربين في الظاهر متباعدين في الجوهر: الشدة والمقدار. فالشدة مقياس نوعي لقوة الاهتزاز تُحدَّد من الآثار الملاحَظة على الناس والأشياء والمباني، أما المقدار فهو مقياس للطاقة المنطلقة يُقدَّر من سعة حركة الأرض ولا يتوقف على المسافة من المركز السطحي.

أما الشدة فيُستخدم حاليًا في الولايات المتحدة مقياس ميركالي المعدّل للشدة (Modified Mercalli Intensity Scale)، وقد طُوّر في 1931 على يد عالمَي الزلازل هاري وود وفرانك نويمان. ويشمل هذا المقياس 12 درجة متزايدة من الشدة تُرمز إليها بالأرقام الرومانية. 11The Severity of an Earthquake · U.S. Geological Survey ↗

أما مقياس العزم الزلزالي، الذي حلّ محل مقياس ريختر (Richter) معيارًا عالميًا، فقد طُوّر في 1979 على يد توماس هانكس (Thomas Hanks) من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) وهيروو كاناموري (Hiroo Kanamori) من كالتك (Caltech). 12Caltech's Seismo Lab Celebrates 100 Years at the Forefront of Earthquake Science · California Institute of Technology, Division of Geological and Planetary Sciences ↗ ويستند هذا المقياس إلى العزم الزلزالي، وهو حاصل ضرب صلابة الصخر في مساحة الصدع المنزلق في المسافة التي تحركها الصدع، ولذلك يؤدي صخر أشد صلابة أو انزلاق أكبر إلى مقدار أكبر. 13Earthquake Magnitude, Energy Release, and Shaking Intensity · U.S. Geological Survey ↗

7. قراءة المخطط الزلزالي وتحديد موقع الزلزال

المخطط الزلزالي سجلٌ لحركات الأرض الناتجة عن الموجات الزلزالية، والمقياس الزلزالي أو السيزمومتر هو الجهاز الذي ينتج هذا السجل 3. ولا تنتقل الموجات S عبر السوائل، ولذلك لا وجود لها في النواة الخارجية السائلة للأرض 3.

يحدد الفارق الزمني بين وصول الموجات P والموجات S إلى السيزمومتر مسافة الزلزال عن تلك المحطة 3. وعند معرفة مسافة الزلزال من ثلاث محطات، تتقاطع الدوائر المرسومة حول كل محطة عند موقع الزلزال 3.

أسطوانة دوارة بورق يرسم عليها قلم خطًا متعرجًا داخل جهاز رصد زلازل.
مخطط زلزالي يُسجَّل على أسطوانة جهاز الرصد في مرصد ويستون بولاية ماساتشوستس: يرسم القلم أثر حركة الأرض مباشرة على الورق. · Z22 · CC BY-SA 3.0

8. الرصد الزلزالي في سويسرا وكندا

كانت سويسرا أول بلد ينشئ مؤسسة رسمية دائمة لرصد الزلازل، ثم لحقت بها اليابان وإيطاليا في هذا المسار. وفي هذا السياق تأسست لجنة الزلازل السويسرية «إردببنكوميسيون» سنة 1878، وذلك في الاجتماع السنوي لجمعية العلوم الطبيعية السويسرية المنعقد في برن.

وفي 1 أبريل 1914 تحولت الخدمة الزلزالية السويسرية من مهمة يتولاها متطوعون إلى مؤسسة رسمية. وقد سبق ذلك افتتاح أول محطة سويسرية لرصد الزلازل في ديغنريد سنة 1911، مزودة بسيزمومتر ماينكا الأفقي وسيزمومتر فيشرت الرأسي.

وفي كندا، أنشأت الحكومة محطات للمقاييس الزلزالية في شرق البلاد وغربها، بعد أن اقترحت الجمعية البريطانية ذلك. واقتنت البلاد مقياسين زلزاليين من نوع ميلن، وصار الجهاز المنصوب في تورونتو في سبتمبر 1897 أول جهاز يسجل التسجيل المستمر في كندا. أما جهاز ميلن الثاني، وهو ذو الرقم التسلسلي عشرة من المجموعة الأصلية لتصميمه، فقد بدأ العمل في فيكتوريا في كولومبيا البريطانية في 1 يناير 1899، وكان يسجل على ورق يتحرك بسرعة 250 مم في الساعة. 14Early History of the Canadian Seismograph Network · Natural Resources Canada, Earthquakes Canada ↗

وفي 1905 انتقلت مسؤولية الأرصاد الزلزالية في كندا إلى مرصد دومينيون المنشأ حديثاً. وفي يناير 1906 بدأ زوجان من مقاييس بوش-أوموري الفوتوغرافية العمل في أوتاوا، فسجلا زلزال سان فرانسيسكو الكبير في ذلك العام. وعلى الرغم من ذلك، لم تكن محطات كندا قادرة حتى 1927 إلا على كشف الزلازل البعيدة الكبيرة، أما الأحداث الأضعف التي يقل مقدارها عن 5 1/2 فكانت خارج نطاقها. 14

9. مختبر الزلازل في كالتك

انضم تشارلز ريختر إلى هيئة مختبر الزلازل في عام 1927، ليكون أحد أبرز الأسماء التي ارتبطت بعمل المختبر في تلك المرحلة. وفي عام 1930 انضم بينو غوتنبرغ إلى كالتك، ثم صار في عام 1946 مديراً للمختبر. 15A Brief History of the Seismo Lab · Seismological Laboratory, California Institute of Technology ↗

وفي عام 1937 نُقل مختبر الزلازل وبرامجه ومعظم عامليه من مؤسسة كارنيغي إلى كالتك. 15

وقد أتاح زلزال فالديفيا لبينيوف وبريس وستيوارت سميث رصد ما يسمى التذبذب الحر، أي رنين الأرض، وقياسه أول مرة. 12

10. الرصد الزلزالي خارج الأرض

نُشرت على سطح القمر سيزمومترات أبولو، فكان منها أربعة موزعة على مواقع الهبوط، ثلاثة ذات فترة طويلة وواحد رأسي قصير الفترة. غير أن سيزمومتر أبولو 11 لم يُعمر طويلاً، إذ أعاد بيانات ثلاثة أسابيع فقط. ولئن كان عمره قصيراً، فقد أبقى سخّان بالنظائر المشعة الجهاز فوق سالب 54 درجة مئوية عبر الليلة القمرية التي تدوم 340 ساعة، حيث يمكن أن تهبط الحرارة إلى سالب 170 درجة مئوية. وقد مثّل هذا السخّان أول استخدام رئيسي للطاقة النووية في مهمة مأهولة لوكالة ناسا 16Apollo 11 Seismic Experiment · NASA Science ↗.

كشفت تجربة أبولو 11 الزلزالية هزات قمرية، وأتاحت دراسة انتشار الموجات الزلزالية عبر القمر، فوفّرت أول نظرة تفصيلية إلى البنية الداخلية للقمر. وعلى الرغم من قصر عمر السيزمومتر الأول، أرسلت سيزمومترات أكثر تقدمًا نُشرت في أربعة مواقع هبوط أخرى لأبولو البيانات حتى سبتمبر 1977. وقد قاس كل منها المركبات الثلاث لإزاحة الأرض 16.

حزمة أجهزة صغيرة على السطح القمري الرمادي تلقي ظلالًا طويلة، تُرى من المدار.
محطة الرصد الزلزالي التي تركها طاقم أبولو 12 على سطح القمر، مصوَّرة من المدار: يحيط بالجهاز غطاء حراري، وقد كشفت سجلاته لاصطدامات صاروخية مقصودة عن البنية الطبقية للقشرة القمرية. · NASA/GSFC/Arizona State University · Public domain

وفي مهمة إنسايت، حمل السيزمومتر المسمى SEIS جهازاً مستديراً على شكل قبة جلس على سطح المريخ وأخذ نبضه. وقد عمل بقدرة تصل إلى 8.5 واط، وأعاد ما يصل إلى 38 ميغابت من البيانات في اليوم. وساعدت مجموعة حساسات للرياح والضغط والحرارة والمجال المغناطيسي في الضبط الدقيق لقياساته للاهتزازات السطحية الناجمة عن العواصف الترابية والدوامات الترابية 17InSight Science Instruments · NASA Science ↗.

11. إسهامات بارزة في فهم بنية الأرض

تدرّبت إنغي ليمان (Inge Lehmann) على الرياضيات في كوبنهاغن (Copenhagen) وكامبريدج (Cambridge)، وهو تكوين رياضي صارم هيّأ لها مقاربةً كمية لظواهر الأرض. وقد حلّلت كيفية انتقال طاقة الزلازل عبر الأرض (Earth)، فاتخذت من مسارات الموجات الزلزالية مادةً لاستقصاء ما يخفى في الأعماق.18Inge Lehmann · Oxford University Museum of Natural History ↗

وفي أثناء دراستها زلزالًا كبيرًا في نيوزيلندا (New Zealand) سنة 1929 لاحظت ظهور موجات زلزالية في مواقع غير متوقعة، كأنها انحرفت عند حدّ في نواة الأرض.18 وقد قادتها هذه الملاحظة إلى نتيجة أبعد أثرًا، إذ اقترحت في 1936 أن نواة الأرض تتألف من جزأين: نواة داخلية معدنية صلبة يحيط بها نواة خارجية سائلة.18 وبذلك نقضت النظرية السائدة عن نواة سائلة بالكامل، وحوّلت الانحراف غير المتوقع للموجات إلى دليل على بنية داخلية مركّبة.18

12. الخط الزمني

  • 132 م
    اختراع تشانغ هنغ لمقياس الزلازل
  • فبراير 138
    رصد الزلزال على مسافة نحو 600 كم من لويانغ
  • 1855
    تصميم بالميري مقياسه ذا الأنابيب على شكل حرف U وتعيينه مديراً لمرصد فيزوف
  • 1875
    إنشاء تشيكي أول مقياس زلزالي حقيقي وقبول ميلن منصب أستاذ الجيولوجيا والتعدين في طوكيو وإعادة بناء جهاز دي دونغ يي أول مرة
  • 1878
    إنشاء لجنة الزلازل السويسرية
  • 1897
    إنشاء شبكة ميلن والجمعية البريطانية وبدء التسجيل المستمر في تورونتو
  • 1 يناير 1899
    بدء عمل جهاز ميلن الثاني في فيكتوريا
  • 1905
    انتقال مسؤولية الأرصاد الزلزالية في كندا إلى مرصد دومينيون
  • يناير 1906
    بدء عمل مقاييس بوش-أوموري في أوتاوا
  • 1911
    افتتاح أول محطة سويسرية في ديغنريد
  • 1 أبريل 1914
    صيرورة الخدمة الزلزالية السويسرية مؤسسة رسمية
  • 1921
    تأسيس مختبر الزلازل
  • 1922
    إنجاز سيزمومتر وود-أندرسون وبدء عمل السيزمومتر الشامل في ديغنريد
  • 1927
    انضمام ريختر إلى مختبر الزلازل
  • 1929
    ملاحظات ليمان على زلزال نيوزيلندا
  • 1930
    انضمام غوتنبرغ إلى كالتك
  • 1931
    تطوير مقياس ميركالي المعدّل
  • 1932
    مقياس بينيوف الزلزالي
  • 1935
    تطوير مقياس ريختر
  • 1936
    اقتراح ليمان بنية النواة ذات الجزأين
  • 1937
    نقل مختبر الزلازل إلى كالتك
  • 1946
    صيرورة غوتنبرغ مديراً للمختبر
  • 1951
    إعادة تصميم وانغ تشن-دو نموذج مقياس الزلازل
  • 1961–1996
    تشغيل الشبكة العالمية الموحّدة
  • 1977
    إطلاق البرنامج الوطني للحد من مخاطر الزلازل
  • 1979
    تطوير مقياس العزم الزلزالي
  • سبتمبر 1977
    توقف بيانات سيزمومترات أبولو المتقدمة

13. أسئلة شائعة

كيف يعمل المقياس الزلزالي؟

تتناسب الحركة النسبية بين الذراع والكتلة مع الاهتزاز، وتولّد تيارًا كهربائيًا ضئيلًا يقيسه المقياس الزلزالي.4

ما أقدم جهاز زلزالي معروف، وهل كان يسجّل الزمن؟

أقدم آلة زلزالية معروفة هي مقياس الزلازل الذي وضعه تشانغ هنغ نحو سنة 132 م، وقد كان يشير إلى وقوع اهتزاز دون أن يسجّل زمنًا 7. ولم يسجّل هذا الجهاز المبكر أي سجل زمني لتذبذبات الأرض، بل اكتفى بالإشارة إلى وقوع اهتزاز 1.

ما أول رصد زلزالي مسجَّل في التاريخ؟

تُسجّل المصادر أن الجهاز كشف في فبراير من سنة 138 زلزالًا على مسافة نحو 600 كيلومتر من لويانغ، عاصمة الصين آنذاك 19China Resurrects World's Earliest Seismograph · China.org.cn (Xinhua News Agency) ↗.

ما الفرق بين مقياس بالميري ومقياس تشيكي؟

في 1855 صمّم العالم الإيطالي لويجي بالميري (Luigi Palmieri، 1807–1896) مقياسًا زلزاليًا تألف من عدة أنابيب على شكل حرف U مملوءة بالزئبق وموجّهة نحو جهات البوصلة المختلفة، وأنجز أول نموذج لمقياس زلزالي كهرمغناطيسي، وكان استخدامه المتواصل في المرصد خطوة أولى نحو الرصد الجيوفيزيائي لمنطقة جبل فيزوف (Mt. Vesuvius) 120Luigi Palmieri: first scientific bases for geophysical surveillance in Mt. Vesuvius area · Annals of Geophysics (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) ↗. ويرى علماء الزلازل الإيطاليون أن أول مقياس زلزالي حقيقي هو الذي أنشأه في 1875 الفيزيائي فيليبو تشيكي (Filippo Cecchi)، والذي سجّل الحركة النسبية للنوّاسات إزاء الأرض بدلالة الزمن 1.

كيف قادت إنغي ليمان إلى اكتشاف بنية نواة الأرض؟

في أثناء دراستها زلزالًا كبيرًا في نيوزيلندا سنة 1929 لاحظت ليمان ظهور موجات زلزالية في مواقع غير متوقعة، كأنها انحرفت عند حدّ في نواة الأرض 18. وفي 1936 اقترحت أن نواة الأرض تتألف من جزأين: نواة داخلية معدنية صلبة يحيط بها نواة خارجية سائلة، فنقضت النظرية السائدة عن نواة سائلة بالكامل 18.

ما الفرق بين مقياس ريختر ومقياس العزم الزلزالي؟

طُوّر مقياس ريختر للمقدار في 1935 على يد تشارلز ف. ريختر من معهد كاليفورنيا للتقنية أداة رياضية لمقارنة أحجام الزلازل 11. ولم ينطبق تعريف ريختر الأصلي إلا على زلازل كاليفورنيا الواقعة في نطاق 600 كم من نوع معين من المقاييس الزلزالية هو جهاز وود-أندرسون البرمي 13. أما مقياس العزم الزلزالي فيستند إلى العزم الزلزالي بدل سعة حركة الأرض.

ما مدى قوة الزلازل العظيمة وكم مرة تحدث؟

تبلغ مقادير الزلازل العظيمة 8.0 أو أكثر، ويحدث في المتوسط زلزال بهذا الحجم مرة في السنة في مكان ما من العالم 11. وبينما تمثل كل زيادة بوحدة كاملة في المقدار زيادة عشرة أمثال في السعة المقيسة، فإنها تقابل من حيث الطاقة إطلاقًا أكبر بنحو 32 مرة 13.

14. الخط الزمني: من مقياس هان الزلزالي إلى علم الزلازل الكوكبي

  • نحو 132 م
    مقياس الزلازل لتشانغ هنغ (Zhang Heng)
    اخترع العالم الصيني تشانغ هنغ آلة زلزالية مبكرة هي مقياس الزلازل (seismoscope)، وهي لم تسجّل تذبذبات الأرض زمنيًا لكنها كانت تشير إلى وقوع اهتزاز.
  • سنة 138
    كشف زلزال بعيد
    تُسجّل المصادر أن الجهاز كشف في فبراير من سنة 138 زلزالًا على مسافة نحو 600 كيلومتر من لويانغ، عاصمة الصين آنذاك.
  • 1840
    سيزمومتر كومري (Comrie)
    بعد سلسلة زلازل ضربت قرب بيرثشير في اسكتلندا في 1839، نُصب سيزمومتر بنوّاس مقلوب قرب كومري (Comrie) في 1840.
  • 1855
    مقياس بالميري الزئبقي
    صمّم العالم الإيطالي لويجي بالميري (Luigi Palmieri) مقياسًا زلزاليًا من أنابيب زئبق على شكل حرف U، كانت تلامساته الكهربائية توقف ساعة وتشغّل أسطوانة تسجيل، فتدل على الزمن والشدة النسبية والمدة.
  • 1875
    تعيين ميلن في طوكيو
    قبل جون ميلن (John Milne) منصب أستاذ الجيولوجيا والتعدين في الكلية الإمبراطورية للهندسة (Imperial College of Engineering) في طوكيو، فبدأ الفصل الياباني من مسيرته.
  • 1880
    الجمعية الزلزالية اليابانية
    بعد زلزال عنيف في يوكوهاما قرب طوكيو، أسّس جيمس ألفريد إيوينغ (James Alfred Ewing) وتوماس غراي (Thomas Gray) وجون ميلن الجمعية الزلزالية اليابانية (Seismological Society, Japan)، وفي كنفها اخترعت أسلاف عدة للمقياس الزلزالي في صورته اليوم.
  • سبتمبر من 1897
    أول محطة تسجيل في كندا
    اشتُري مقياسان زلزاليان من نوع ميلن لكندا، وأصبح الأول، المنصوب في تورونتو في سبتمبر 1897، أول جهاز يحقق التسجيل المستمر في البلاد.
  • 1897
    شبكة عالمية من مقاييس ميلن
    نُصبت أجهزة من تصميم ميلن ذي النوّاس الأفقي في مراصد حول العالم، وكان جهاز مرصد كيو (Kew Observatory) من أوائل أجهزة الشبكة التي أُنشئت من 1897.
  • 1898
    جهاز مرصد كيو (Kew Observatory)
    بدأ مقياس ميلن الزلزالي ذو النوّاس الأفقي مدى تشغيلًا طويلًا في مرصد كيو، فعمل هناك حتى 1925 حين أُحيل إلى التقاعد لصالح مقاييس غوليتسين أكثر حساسية.
  • 1 أبريل 1914
    الخدمة الزلزالية السويسرية الرسمية
    مع بدء نفاذ القانون الفدرالي، تحولت الخدمة الزلزالية السويسرية من مهمة يتولاها متطوعون إلى مؤسسة رسمية هي الخدمة الزلزالية السويسرية (Swiss Seismological Service).
  • 1922
    سيزمومتر وود-أندرسون (Wood-Anderson) البرمي
    أُنجز سيزمومتر وود-أندرسون البرمي، الذي طوّره هاري وود (Harry Wood) وجون أندرسون (John Anderson)، وصار الجهاز المعياري لتسجيل الزلازل المحلية.
  • 1932
    شبكة من ست محطات في جنوب كاليفورنيا
    بحلول 1932 كانت ستة أجهزة من شبكة مختبر الزلازل في جنوب كاليفورنيا قد نُصبت، وبدأ النشر الروتيني لنشرة المحطة.
  • 1935
    مقياس ريختر
    قدّم تشارلز ف. ريختر (Charles F. Richter) من معهد كاليفورنيا للتقنية مفهوم مقدار الزلزال، وصار المقياس المعيار العالمي لقياس أحجام الزلازل.
  • 1960
    الأرض تدقّ كالجرس
    أتاح زلزال فالديفيا لبينيوف (Benioff) وبريس (Press) وستيوارت سميث (Stewart Smith) رصد التذبذب الحر للأرض، أي رنينها، وقياسه أول مرة.
  • 25 أغسطس 1969
    سيزمومتر أبولو 11 يصمت
    توقف الطاقم الزلزالي الذي أنزلته أبولو 11 على القمر عن الاستجابة عند الساعة 0400 بالتوقيت العالمي بعد ثلاثة أسابيع فقط من إعادة البيانات، ويرجّح أنه سخن أكثر من اللازم في شمس منتصف النهار.
  • 1977
    الرصد الزلزالي الفدرالي في الولايات المتحدة
    أطلقت الحكومة الفدرالية البرنامج الوطني للحد من مخاطر الزلازل (National Earthquake Hazards Reduction Program)، فصار المسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) الجهة الرائدة في الرصد الزلزالي الفدرالي.

المراجع (20)

20 مصادر · كتاب 1 · موقع 19

  1. 1Seismograph | Definition & Facts — Encyclopaedia Britannica موقع↩عرض المصدر
  2. 2How we record earthquakes — Natural Resources Canada, Earthquakes Canada موقع↩عرض المصدر
  3. 3How are earthquakes detected, located and measured? — British Geological Survey موقع↩عرض المصدر
  4. 4Seismometers — IRIS / NSF SAGE (EarthScope Consortium) موقع↩عرض المصدر
  5. 5The Science of Earthquakes — U.S. Geological Survey موقع↩عرض المصدر
  6. 6The Albuquerque Seismological Lab WWSSN film chip preservation project — U.S. Geological Survey Publications Warehouse (Seismological Research Letters) موقع↩عرض المصدر
  7. 7Zhang Heng | Inventor, Scientist, Engineer — Encyclopaedia Britannica موقع↩عرض المصدر
  8. 8John Milne | Seismologist, Geologist, Inventor — Encyclopaedia Britannica موقع↩عرض المصدر
  9. 9History of the Swiss Seismological Service — Swiss Seismological Service (SED), ETH Zurich موقع↩عرض المصدر
  10. 10Horizontal pendulum seismograph designed by John Milne and operated at Kew Observatory (1939-385) — Science Museum Group Collection 1939 موقع↩عرض المصدر
  11. 11The Severity of an Earthquake — U.S. Geological Survey موقع↩عرض المصدر
  12. 12Caltech's Seismo Lab Celebrates 100 Years at the Forefront of Earthquake Science — California Institute of Technology, Division of Geological and Planetary Sciences موقع↩عرض المصدر
  13. 13Earthquake Magnitude, Energy Release, and Shaking Intensity — U.S. Geological Survey موقع↩عرض المصدر
  14. 14Early History of the Canadian Seismograph Network — Natural Resources Canada, Earthquakes Canada موقع↩عرض المصدر
  15. 15A Brief History of the Seismo Lab — Seismological Laboratory, California Institute of Technology موقع↩عرض المصدر
  16. 16Apollo 11 Seismic Experiment — NASA Science موقع↩عرض المصدر
  17. 17InSight Science Instruments — NASA Science موقع↩عرض المصدر
  18. 18Inge Lehmann — Oxford University Museum of Natural History كتاب↩عرض المصدر
  19. 19China Resurrects World's Earliest Seismograph — China.org.cn (Xinhua News Agency) موقع↩عرض المصدر
  20. 20Luigi Palmieri: first scientific bases for geophysical surveillance in Mt. Vesuvius area — Annals of Geophysics (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) موقع↩عرض المصدر

مقالات مرتبطة

الساعة المائية