هزة ارتدادية

Part of a series on
Earthquakes
Types Mainshock Foreshock Aftershock Blind thrust Doublet Interplate Intraplate Megathrust Remotely triggered Slow Submarine Supershear Tsunami Earthquake swarm
Causes Fault movement Volcanism Induced seismicity
Characteristics Epicenter Epicentral distance Hypocenter Shadow zone Seismic waves P wave S wave
Measurement Seismometer Seismic magnitude scales Seismic intensity scales
Prediction Coordinating Committee for Earthquake Prediction Forecasting
Other topics Shear wave splitting Adams–Williamson equation Flinn–Engdahl regions Earthquake engineering Seismite Seismology
Earth Sciences Portal Category Related topics
v t e

في علم الزلازل ، الهزة الارتدادية هي زلزال أصغر يتبع زلزالًا أكبر، في نفس منطقة الهزة الرئيسية، ويحدث عندما تتكيف القشرة النازحة مع تأثيرات الهزة الرئيسية. يمكن أن يكون للزلازل الكبيرة مئات إلى آلاف الهزات الارتدادية التي يمكن اكتشافها بالأدوات، والتي تتناقص باطراد في الحجم والتردد وفقًا لنمط ثابت. في بعض الزلازل، يحدث الكسر الرئيسي في خطوتين أو أكثر، مما يؤدي إلى صدمات رئيسية متعددة. تُعرف هذه باسم الزلازل المزدوجة ، ويمكن تمييزها بشكل عام عن الهزات الارتدادية من حيث وجود أحجام متشابهة وأشكال موجية زلزالية متطابقة تقريبًا .

تقع أغلب الهزات الارتدادية على كامل مساحة تمزق الصدع، وتحدث إما على طول مستوى الصدع نفسه أو على طول صدوع أخرى ضمن الحجم المتأثر بالإجهاد المرتبط بالصدمة الرئيسية. وعادةً ما توجد الهزات الارتدادية على مسافة تساوي طول التمزق بعيدًا عن مستوى الصدع.

يساعد نمط الهزات الارتدادية في تأكيد حجم المنطقة التي انزلقت أثناء الصدمة الرئيسية. في كل من زلزال المحيط الهندي عام 2004 وزلزال سيتشوان عام 2008 ، أظهر توزيع الهزات الارتدادية في كل حالة أن مركز الزلزال (حيث بدأ الكسر) يقع عند أحد طرفي منطقة الانزلاق النهائية، مما يعني انتشارًا غير متماثل بشدة للكسر.

تتبع معدلات الهزات الارتدادية وحجمها عدة قوانين تجريبية راسخة.

يتناقص تواتر الهزات الارتدادية تقريبًا مع معكوس الوقت بعد الصدمة الرئيسية. وقد وصف فوساكيتشي أوموري هذه العلاقة التجريبية لأول مرة في عام 1894 وتُعرف باسم قانون أوموري. ^[1] ويُعبر عنها على النحو التالي:

${\displaystyle n(t)={\frac {k}{c+t}}}$

حيث k و c هما ثابتان، يختلفان بين تسلسلات الزلازل. اقترح أوتسو في عام 1961 نسخة معدلة من قانون أوموري، والذي يُستخدم الآن على نطاق واسع. ^{[2] [3]}

${\displaystyle n(t)={\frac {k}{(c+t)^{p}}}}$

حيث p هو الثابت الثالث الذي يعدل معدل الاضمحلال ويقع عادة في النطاق 0.7-1.5.

وفقًا لهذه المعادلات، ينخفض ​​معدل الهزات الارتدادية بسرعة بمرور الوقت. يتناسب معدل الهزات الارتدادية مع معكوس الوقت منذ وقوع الهزة الرئيسية ويمكن استخدام هذه العلاقة لتقدير احتمال حدوث هزات ارتدادية في المستقبل. ^[4] وبالتالي، مهما كانت احتمالية حدوث هزة ارتدادية في اليوم الأول، فإن اليوم الثاني سيكون له نصف احتمال اليوم الأول وسيكون اليوم العاشر حوالي 1/10 احتمال اليوم الأول (عندما يكون p يساوي 1). تصف هذه الأنماط السلوك الإحصائي للهزات الارتدادية فقط؛ الأوقات والأرقام والمواقع الفعلية للهزات الارتدادية عشوائية ^{[ بحاجة لمصدر ]} ، في حين تميل إلى اتباع هذه الأنماط. ونظرًا لأن هذا قانون تجريبي، يتم الحصول على قيم المعلمات عن طريق الملاءمة للبيانات بعد حدوث الهزة الرئيسية، ولا تعني أي آلية فيزيائية محددة في أي حالة معينة.

تم الحصول على قانون أوتسو-أوموري نظريًا أيضًا، كحل لمعادلة تفاضلية تصف تطور نشاط الهزة الارتدادية، ^[5] حيث يعتمد تفسير معادلة التطور على فكرة إبطال نشاط الصدوع في محيط الصدمة الرئيسية للزلزال. أيضًا، تم الحصول على قانون أوتسو-أوموري سابقًا من عملية النواة. ^[6] تُظهر النتائج أن التوزيع المكاني والزماني للهزات الارتدادية يمكن فصله إلى اعتماد على المكان واعتماد على الوقت. ومؤخرًا، من خلال تطبيق حل كسري لمعادلة التفاضل التفاعلية، ^[7] يُظهر نموذج قانون القوة المزدوجة اضمحلال كثافة العدد بعدة طرق ممكنة، من بينها حالة خاصة قانون أوتسو-أوموري.

القانون الرئيسي الآخر الذي يصف الهزات الارتدادية يُعرف بقانون باث ^{[8] [9]} وينص على أن الفرق في الحجم بين الصدمة الرئيسية وأكبر هزة ارتدادية لها يكون ثابتًا تقريبًا، بغض النظر عن حجم الصدمة الرئيسية، وعادة ما يكون 1.1-1.2 على مقياس حجم اللحظة .

وتتبع تسلسلات الهزات الارتدادية أيضًا عادةً قانون جوتنبرج-ريختر لحجم التدرج، والذي يشير إلى العلاقة بين حجم وإجمالي عدد الزلازل في منطقة ما خلال فترة زمنية معينة.

${\displaystyle \!\,N=10^{a-bM}}$

أين:

• ${\displaystyle N}$هل عدد الأحداث أكبر أو يساوي${\displaystyle M}$
• ${\displaystyle M}$هو الحجم
• ${\displaystyle a}$و هي ثوابت${\displaystyle b}$

باختصار، هناك المزيد من الهزات الارتدادية الصغيرة وعدد أقل من الهزات الارتدادية الكبيرة.

الهزات الارتدادية خطيرة لأنها عادة ما تكون غير متوقعة، ويمكن أن تكون كبيرة الحجم، ويمكن أن تتسبب في انهيار المباني المتضررة من الصدمة الرئيسية. الزلازل الأكبر لها المزيد من الهزات الارتدادية الأكبر حجمًا ويمكن أن تستمر التسلسلات لسنوات أو حتى لفترة أطول خاصة عندما يحدث حدث كبير في منطقة هادئة زلزاليًا؛ انظر، على سبيل المثال، منطقة الزلازل في نيو مدريد ، حيث لا تزال الأحداث تتبع قانون أوموري من الهزات الرئيسية في عامي 1811 و1812. يُعتبر أن تسلسل الهزات الارتدادية قد انتهى عندما ينخفض ​​معدل الزلازل إلى مستوى الخلفية؛ أي أنه لا يمكن اكتشاف المزيد من الاضمحلال في عدد الأحداث بمرور الوقت.

تشير التقارير إلى أن حركة الأرض حول نيو مدريد لا تزيد عن 0.2 ملم (0.0079 بوصة) سنويًا، ^[10] على النقيض من صدع سان أندرياس الذي يبلغ متوسطه 37 ملم (1.5 بوصة) سنويًا عبر كاليفورنيا. ^[11] يُعتقد الآن أن الهزات الارتدادية على سان أندرياس تصل إلى 10 سنوات بينما اعتُبرت الزلازل في نيو مدريد هزات ارتدادية بعد ما يقرب من 200 عام من زلزال نيو مدريد عام 1812. [ ^12]

حاول بعض العلماء استخدام الهزات الأولية للمساعدة في التنبؤ بالزلازل القادمة ، وكان أحد نجاحاتهم القليلة هو زلزال هايتشنغ في الصين عام 1975. ومع ذلك، في ارتفاع شرق المحيط الهادئ ، تظهر الصدوع التحويلية سلوكًا متوقعًا تمامًا للهزات الأولية قبل الحدث الزلزالي الرئيسي. أظهرت مراجعات بيانات الأحداث الماضية وهزاتها الأولية أنها تحتوي على عدد منخفض من الهزات الارتدادية ومعدلات عالية من الهزات الأولية مقارنة بالصدوع القارية . [ ^13]

يستخدم علماء الزلازل أدوات مثل نموذج تسلسل الهزات الارتدادية من النوع الوبائي (ETAS) لدراسة الهزات الارتدادية والهزات الأولية المتتالية. ^{[14] [15]}

بعد وقوع زلزال كبير وتوابعه، أبلغ العديد من الأشخاص عن شعورهم بـ"زلزال وهمي" بينما لم يكن هناك زلزال في الواقع. يُعتقد أن هذه الحالة، المعروفة باسم "مرض الزلزال"، مرتبطة بدوار الحركة ، وعادة ما تختفي مع تراجع النشاط الزلزالي. ^{[16] [17]}

• الهزات الارتدادية للزلازل ليست كما بدت في موقع لايف ساينس