ما هي الصفائح التكتونية وما دورها في حدوث الزلازل؟

من الممكن أن تكون قد سمعت مؤخراً أو بوقت سابق عن الصفائح التكتونية ودورها الأساسي في حدوث الزلازل، وفي حال وجدت نفسك في حديث أو جلسة مسائية مع العائلة والأقارب عن الزلازل، أو أردت شرح ما يحدث للأرض لطفلك الصغير عن الزلازل في المنطقة العربية، يمكنك الاستفادة من هذا المقال.

ما هي الصفائح التكتونية؟

تنقسم الأرض إلى عدة طبقات، ومنها الطبقة الخارجية للأرض المكونة من الصفائح التكتونية. وتتكون هذه الطبقة من القشرة والوشاح العلوي "ليثوسفير"، ولكنها ليست قطعة واحدة، بل هي عدة قطع تشبه الأحجية، وتسبح فوق طبقة منصهرة جزئياً من الأرض تدعى الغلاف الموري.

تتحرك الصفائح التكتونية بالنسبة لبعضها بعضاً بمعدلات مختلفة وهي موجودة بأحجام مختلفة، وقد تصل مسافة تحركها من 2 إلى 15 سنتيمتراً في السنة، ويؤدي هذا التحرك والتفاعل بين الصفائح التكتونية إلى نشوء التكوينات الجيولوجية المختلفة مثل سلسلة جبال الهيمالايا في آسيا، وصدع شرق إفريقيا، وصدع سان أندرياس الموجود في ولاية كاليفورنيا الأميركية، والذي تم تصوير فيلم عنه من بطولة النجم ذا روك.

اقترح عالم ألماني يدعى ألفريد فيغنر مفهوم الانجراف القاري عام 1912، إذ اقترح أنه قبل 200 مليون سنة كانت القارة العملاقة "بانجيا" هي أرض اليابسة الوحيدة، وبدأت تتفتت إلى أجزاء تتحرك بعيداً عن بعضها بعضاً، ما شكّل القارات الحالية.

ما صفات الصفائح التكتونية الموجودة على كوكب الأرض؟

تمتلك الصفائح التكتونية الموجودة على كوكب الأرض الخصائص التالية:

تعد صفيحة القطب الجنوبي وصفيحة أوراسيا وصفيحة أميركا الشمالية الأكبر على وجه الأرض.
يبلغ متوسط سماكة الصفائح التكتونية نحو 125 كم، وتصل إلى أقصى سماكة تحت سلاسل الجبال.
يوجد نوعان من الصفائح التكتونية تبعاً لموقعها، الأولى تدعى الصفائح المحيطية الموجودة بالمحيطات وتبلغ سماكتها نحو 50-100 كيلومتر وتسمى "سيما"، وسُميت هكذا لأنها مكونة من عنصري السيليكون والمغنيزيوم، وتعد أرق من الصفائح القارية التي تدعى "سيال" ومكونة بشكل أساسي من عنصري السيليكون والألمنيوم.
توجد بعض الصفائح التي تمتلك أجزاء من القشرة القارية والمحيطية مثل الصفائح الإفريقية أو الأميركية الجنوبية، بينما صفيحة المحيط الهادئ هي شبه محيطية بالكامل ولا تمتد لليابسة.
تكون حدود هذه الصفائح خشنة ومتعرجة.

ما الصفائح التكتونية العالمية؟

معظم الأرض مغطاة بسبع صفائح رئيسية وصفائح ثانوية تمت تسميتها تيمناً بالكتل الأرضية أو المحيطات أو المناطق القريبة منها، وتشمل الصفائح الرئيسية ما يلي:

الصفيحة الإفريقية.
الصفيحة القطبية الجنوبية.
الصفيحة الأوراسية.
صفيحة أميركا الشمالية.
صفيحة أميركا الجنوبية.
الصفيحة الهندوأسترالية.
صفيحة المحيط الهادئ.

وتضم الصفائح الثانوية كلاً من:

الصفيحة العربية.
الصفيحة الكاريبية.
صفيحة نازكا.
صفيحة سكوتيا.
صفيحة كوكوس.
صفيحة خوان دي فوكا.
الصفيحة الفلبينية.

ما صفات الصفيحة العربية؟

يمكن تلخيص أهم المعلومات عن الصفيحة العربية من بحث الدكتور شريف علي من المعهد القومي لبحوث الفلك والجيوفيزياء في القاهرة والدكتور كمال عبدالرحمن من قسم الجيولوجيا والجيوفيزياء بكلية العلوم في جامعة الملك سعود بالرياض، المنشور في دورية "فرونتيرز إيرث ساينسز" (Frontiers Earth Sciences) عام 2022 بالنقاط التالية:

تحتل المملكة العربية السعودية غالبية مساحة الصفيحة العربية.
يُحتمل أن تكون الصفيحة العربية قد تشكلت منذ نحو 25-30 مليون سنة.
انفصلت الصخور التي تشكل شبه الجزيرة العربية والأردن وسوريا والعراق وأقصى غرب إيران عن القارة الإفريقية منذ نحو 25 مليون عام.
تتكون هذه الصخور من طبقة يبلغ سمكها 45 كيلومتراً من القشرة القارية.
تظهر صخور العصر ما قبل الكامبري في الجنوب الغربي من الصفيحة.
تتحرك الصفيحة العربية من أسفلها باتجاه الشمال الشرقي بعيداً عن مصر والسودان.
يتحرك الجزء الشمالي من الصفيحة العربية باتجاه الشمال الغربي باتجاه الصفيحة الأوراسية بمعدل 20 ± 3 مليمترات في السنة.

ووفقاً لبحث الدكتور جمال عبدالله من كلية الهندسة المدنية في الجامعة الأميركية في الشارقة والمنشور في أعمال المؤتمر الدولي الثالث عشر للهندسة الزلزالية عام 2004، قام بتقسيم الأنشطة الزلزالية في الإمارات إلى مناطق تبعاً للخطورة، وكانت تتفاوت الخطورة المتوقعة بين الخفيفة إلى متوسطة الشدة، ولكن يعد الجزء الشمالي للإمارات الجزء الأكثر نشاطاً من الناحية الزلزالية، ومن الممكن أن يحدث به نشاط زلزالي بقوة 0.38g (وحدة تسارع الجاذبية) خلال فترة زمنية تمتد على مدى 2400 عام، وقد تؤثر هذه الزلازل في حال حدوثها على الهياكل الموجودة والبنى التحتية في المنطقة.

كيف تسبب الصفائح التكتونية حدوث الزلازل؟

يمكن تبسيط دور الصفائح التكتونية في حدوث الزلازل من خلال النقاط التالية:

تتحرك الصفائح باستمرار، فيحدث احتكاك بين الصفائح القريبة من بعضها.
يتشكل في مكان التقاء الصفيحتين إجهاد، بينما يتحرك قسم الصفيحة غير الملتصق بالصفيحة المجاورة.
يتم تخزين الطاقة في مكان الالتصاق إلى أن تتغلب قوة الصفائح المتحركة على احتكاك الحواف الخشنة للفوالق ما يسبب تفككها وتحرير كل الطاقة المخزنة.
تنتشر الطاقة المختزنة في جميع اتجاهات الصفيحتين على شكل موجات زلزالية في الطبقات العميقة.
عندما تصل الاهتزازات إلى سطح الأرض فإنها تهز سطح الأرض الخارجي حيث تكون المباني والبيوت.

كيف تتكون أنماط حدود الصفائح التكتونية؟

تُقسم أنواع حدود الصفائح التكتونية إلى الفئات التالية:

الحدود المتباعدة (Divergent): وتتشكل هذه الحدود عندما تتحرك كلتا الصفيحتين بعيداً عن بعضهما بعضاً.
حدود التحويل (Transform): وتنشأ هذه الحدود عندما تنزلق الصفيحتين باتجاه معاكس أفقي بجوار بعضهما البعض.
الحدود المتقاربة (Convergent): وتحدث عندما تتلاقى الصفائح التكتونية، إذ تنحدر الطبقة ذات القشرة المحيطية الرقيقة تحت الطبقة المغطاة بقشرة قارية سميكة.

كيف تشرح الزلزال لطفلك الصغير بتجربة عملية بسيطة؟

يمكن شرح حدث الزلزال لأطفالك من خلال تطبيق التجربة البسيطة التالية:

اكسر لوحاً من الستيروبول (الفلين الأبيض الصناعي) إلى نصفين.
ضع القطعتين على طاولة ذات سطح صقيل.
لامس الحواف الخشنة لقطع الستيروبول سوياً.
ادفع القطعتين معاً برفق، واحدة منها بعيداً عنك نحو الأمام على طول سطح الطاولة، واسحب القطعة الأخرى نحوك.
استمر في الدفع والسحب بلطف ومثابرة.
سينكسر القليل من حواف الستيروبول على طول الشق (الصدع) وستنزلق القطعتان فجأة فوق بعضهما بعضاً.
يشبه هذا الانكسار المفاجئ للوحي الستيروبول والتفتت الذي أصابهما حدَث الزلزال الذي يحدث على طول صدع الانزلاق.

يقول دان براون: "نحن نخشى فقط الأشياء التي لا نفهمها"، وقد يكون تعميق فهمنا للزلازل والكوارث طريقة منطقية وواعية للتعامل معها في حال حدوثها، بعيداً عن الهلع والخوف مما يحصل.