اكتشف العلماء آلية خفية تعمل على “شحن” الزلازل العميقة

تحدى الزلزال القوي الذي ضرب كالاما في عام 2024 الافتراضات السائدة منذ فترة طويلة حول مدى عمق الزلازل.

وفي يوليو 2024، ضرب زلزال بقوة 7.4 درجة مدينة كالاما في شمال تشيلي، مما أدى إلى إتلاف المباني وقطع الكهرباء في جميع أنحاء المنطقة.

تشيلي ليست غريبة على الأحداث الزلزالية الكبرى، بما في ذلك أكبر زلزال تم قياسه على الإطلاق: زلزال بقوة 9.5 درجة ضرب وسط تشيلي في عام 1960، وأدى إلى حدوث تسونامي، وأدى إلى وفاة ما بين 1000 إلى 6000 شخص. ومع ذلك، فإن زلزال كالاما لم يشبه الأحداث الضحلة الضخمة التي تسبب عادة الدمار الأشد خطورة في كل من تشيلي وفي جميع أنحاء العالم.

تنشأ الزلازل الضخمة في أعماق ضحلة نسبيًا، لكن حدث كالاما بدأ تحت السطح بكثير، على عمق 125 كيلومترًا داخل الصفيحة التكتونية الهابطة.

عادة ما تنتج الزلازل التي تحدث بهذا العمق اهتزازات سطحية أضعف. في كالاما، على أية حال، علماء من جامعة تكساس في أوستن حددت سلسلة من العمليات الجيولوجية التي أدت إلى تضخيم الاهتزاز بشكل كبير. دراستهم نشرت في اتصالات الطبيعةيكشف عن سلسلة من الأحداث المعترف بها حديثًا والتي ساهمت في قوة الزلزال غير المتوقعة.

بالإضافة إلى المساعدة في تفسير القوى التكتونية وراء الزلزال القوي، فإن النتائج لها آثار على تقييمات مخاطر الزلازل المستقبلية.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة Zhe Jia، وهو أستاذ مساعد باحث في كلية UT Jackson لعلوم الأرض: “إن هذه الأحداث التشيلية تسبب اهتزازًا أكثر مما هو متوقع عادة من الزلازل متوسطة العمق، ويمكن أن تكون مدمرة للغاية”. “هدفنا هو معرفة المزيد حول كيفية حدوث هذه الزلازل، بحيث يمكن لأبحاثنا أن تدعم الاستجابة لحالات الطوارئ والتخطيط على المدى الطويل.”

استراحة من نظرية الزلازل التقليدية

وكان يُعتقد منذ فترة طويلة أن الزلازل متوسطة العمق، مثل ذلك الذي ضرب كالاما، تحدث بسبب تراكم الضغط مع جفاف الصخور – وهي ظاهرة تسمى “التقصف الناتج عن الجفاف”. تحدث هذه العملية عندما تغوص الصفائح التكتونية المندسة نحو باطن الأرض الساخن، وتؤدي الحرارة والضغط المتزايد إلى طرد الماء من المعادن الموجودة داخل الصخور. تضعف الصخور المجففة وتتكسر، مما قد يؤدي إلى تمزقها – مما يؤدي إلى حدوث زلزال في البلاطة.

يُعتقد عادةً أن عملية الجفاف هذه تتوقف عندما تتجاوز درجات الحرارة 650 درجة مئوية. لكن وفقا للباحثين، كان زلزال كالاما قويا للغاية لأنه تجاوز هذا الحد، حيث توغل بعمق 50 كيلومترا في المناطق الأكثر حرارة من خلال آلية ثانية تسمى “المدرج الحراري”. يتضمن ذلك احتكاكًا هائلاً من الانزلاق الأولي مما يؤدي إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة عند طرف التمزق، مما يساعد على إضعاف المواد المحيطة به ودفع التمزق للأمام.

قال جيا، وهو جزء من معهد الجيوفيزياء بجامعة تكساس (UTIG)، وهي وحدة بحثية تابعة لكلية جاكسون: “إنها المرة الأولى التي نرى فيها زلزالًا متوسط ​​العمق يكسر الافتراضات، وينفجر من منطقة باردة إلى منطقة شديدة الحرارة، ويتحرك بسرعات أكبر بكثير”. “يشير ذلك إلى أن الآلية تغيرت من التقصف الناتج عن الجفاف إلى الانفلات الحراري.”

تجميع التمزق المعقد معًا

ولتحديد كيفية تشوه الزلزال ومدى التمزق، تعاون فريق جامعة تكساس مع باحثين في تشيلي والولايات المتحدة لدمج أنواع متعددة من التحليلات. وشمل ذلك تحليل البيانات الزلزالية من تشيلي التي التقطت انتشار التمزق وسرعته، وبيانات تحديد الموقع الجغرافي من النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية لقياس كيفية انزلاق الصدع، والمحاكاة الحاسوبية لتقدير درجة الحرارة والتركيبة التي وقع فيها الزلزال.

قال ثورستن بيكر، مؤلف مشارك في الدراسة وأستاذ في قسم علوم الأرض والكواكب بكلية جاكسون وعالم أبحاث كبير في UTIG: “إن حقيقة تأخر زلزال كبير آخر في تشيلي قد حفزت أبحاث الزلازل ونشر أجهزة قياس الزلازل المتعددة والمحطات الجيوديسية لرصد الزلازل وكيفية تشوه القشرة الأرضية في المنطقة”.

وقال بيكر وجيا إن تعلم المزيد عن كيفية حدوث الزلازل على أعماق مختلفة يمكن أن يساعد في فهم ما يتحكم في حجم وطبيعة الأحداث المستقبلية المحتملة، مما قد يساعد في التنبؤ بدرجة الهزات وتوجيه تخطيط البنية التحتية وأنظمة الإنذار المبكر وأنظمة الاستجابة السريعة.

المرجع: “الصدمة العميقة داخل البلاطة وانتقال آلية زلزال كالاما 2024 ميجاوات 7.4” بقلم زهي جيا، وي ماو، ماريا كونستانزا فلوريس، سيباستيان بارا، سيرجيو رويز، دانييل كارلوسن، ثورستن، ثورستن، ثورستن، ثورستن، ثورستن، ثورستن، ثورستن، ثورستن، ثورستن. كابريرا، 30 أغسطس 2025، اتصالات الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41467-025-63480-5

وكالة (و) كان صندوقا.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.