زلزال كاليفورنيا القادم قد يكون أسرع من الصوت وأشد تدميرا

حذّر فريق بحثي من جامعة جنوب كاليفورنيا من نوع نادر وخطير من الزلازل قد يضرب ولاية كاليفورنيا في أي وقت، يُعرف باسم "الزلازل الفائقة السرعة".

هذا النمط من من الزلازل تتحرك فيه موجة التمزق على طول الصدع بسرعة تتجاوز سرعة الموجات الزلزالية نفسها، تماما كما يحدث عندما تكسر طائرة حاجز الصوت وتُطلق "دويا انفجاريا" في السماء.

أسرع من الصوت

عندما يحدث الزلزال، لا ينكسر الصخر كله في لحظة واحدة، بل تبدأ نقطة صغيرة بالتحرك، ثم تنتشر الحركة تدريجيا على طول الصدع، أي الفاصل بين كتلتين من القشرة الأرضية، هذا الانتشار هو ما يسمى موجة التمزق، وهي تشبه شرارة صغيرة تشق طريقها بسرعة على طول خط الصدع، مطلقة الطاقة التي نحسّها في صورة اهتزازات.

وعندما نقول إن الزلزال الفائق السرعة "أسرع من الصوت"، نحن لا نقصد أنه أسرع من الصوت في الهواء، فسرعة الصوت في الهواء تقريبا 340 مترا في الثانية، أما في الصخور فالموجات الزلزالية تسير بسرعة أكبر بكثير (قد تصل إلى 3000–5000 متر في الثانية).

ولكن المقصود في هذا السياق أن موجة التمزق تكون أسرع من الموجات الزلزالية نفسها داخل الصخور، وهذا ما يجعل الاهتزازات أشدّ وأخطر لأن الطاقة تتجمع في "جبهة واحدة"، مثل موجة صدمية، بشكل يشبه بالضبط تخطي حاجز الصوت في الهواء.

عبر الصخور

عادة ما تنتقل طاقة الزلزال على شكل موجات اهتزازية تتسابق عبر الصخور والتربة، لتصل إلى سطح الأرض مسببة الدمار الذي نعرفه. لكن في الزلازل الفائقة السرعة، تسير موجة التمزق بسرعة تفوق الموجات الزلزالية العرضية، فيحدث ما يشبه "الصدمة الزلزالية" التي تضرب منطقة واسعة على نحو مفاجئ، وتضاعف من شدّة الاهتزازات.

ويحذر الباحثون، بحسب ورقة رأي بحثي عرضت في دورية "سيسمولوجيكال ريسيرش ليترز" من أن كثيرا من أنظمة البناء والهندسة الزلزالية في كاليفورنيا لم تُصمم بعد لمواجهة هذا النوع من الزلازل، لأن معظم النماذج الهندسية الحالية تفترض أن الزلزال ينتشر بسرعة ثابتة تقل عن سرعة الموجات الزلزالية.

لكن إذا تحولت بعض صدوع كاليفورنيا، مثل صدع سان أندرياس الشهير، إلى نمط فائق السرعة، فقد تكون القوى الموجهة والاهتزازات الجانبية أشدّ مما تتحمله بعض المنشآت الحيوية، كالجسور والسدود ومحطات الطاقة.

احتمالات شبه مؤكده

ورغم أن العلماء لا يستطيعون التنبؤ بموعد الزلزال القادم، فإن الإحصاءات تشير إلى أن زلزالا بقوة 7 درجات أو أكثر سيحدث بشكل شبه مؤكد في كاليفورنيا خلال العقود المقبلة.

ولهذا يدعو الباحثون إلى تكثيف مراقبة الصدوع النشطة عبر شبكات أكثر دقة من أجهزة القياس، إضافة إلى تطوير نماذج محاكاة رقمية تستطيع تمثيل سلوك الزلازل الفائقة السرعة.

كما توصي الدراسة بتحديث أكواد البناء لتأخذ في الاعتبار هذه السيناريوهات غير التقليدية، بحيث تصمم البنى التحتية لتحمل موجات تسارع مفاجئة واتجاهية، لا اهتزازات عادية فقط.