اكتشاف خطوط الصدع - Fault Lines

سنة الاكتشاف: 1911م

ما هو هذا الاكتشاف؟

• تحدث الزلازل على امتداد، وبسبب خطوط القشرة الأرضية

من هو مكتشف الفوالق أو خطوط الصدع؟

• هاري ريد Harry Reid

لماذا يعد هذا الاكتشاف ضمن المائة العظمى للإكتشافات؟

يدرك علماء اليوم كيف يتوقعون مواقع حدوث زلازل أرضية مستقبلية وذلك من خلال تخطيطهم لمواقع خطوط الصدع. على أية حال، حتى قبل قرن مضى، لم تكن هذه الحقيقة البسيطة معروفة قط.

اكتشاف هاري ريد بأن الزلازل تحدث على امتداد خطوط صدع موجودة في القشرة الأرضية أمدنا بأول فهم لمصدر وعملية حدوث الزلازل، كما ومهد لاكتشاف صفائح القشرة الأرضية وعلم دراسة تركيب وحركة الصفائح في أواخر الخمسينات من القرن العشرين.

وصف اكتشاف ريد بأنه إنجاز كبير في علم الأرض کونه وفر أول فهم أساسي للعمليات الباطنية للأرض والكيفية التي تسلك بها الصخور تحت الضغط والشدة .

كيف جاء هذا الاكتشاف؟

بحلول عام 1750م، أدرك العلماء بوجود خطوط صدع (على شكل تشققات طويلة) تسعى وتتلوى من خلال القشرة العليا للأرض، حيث يلتقي نوعان مختلفان من الصخور. وفي العام 1900م، علموا بإرتباط خطوط الصدع هذه مع حدوث الزلازل الأرضية.

كان الخطأ الذي ارتكبه العلماء، على أية حال، هو إجماعهم على أن الزلازل الأرضية هي التي تسبب حدوث خطوط الصدع، وكأن القشرة عبارة عن طبقة ملساء من الصخر فتشققت بفعل الزلزال، مع إنزلاق جزء على الآخر مسبب حالة من عدم التطابق الصخري. فالزلازل الأرضية قد حدثت، وما خطوط الصدع إلا رواة لما مضى منها.

ولد هاري فيلدينغ ريد Harry  Fielding  Reid في مدينة بالتيمور الأمريكية عام 1859م. وخلال سنين دراسته الأولى في سويسرا، كانت ذات هذه الأفكار ما تعلمها في دروس الجيولوجيا.

على أية حال، لم تستحوذ الزلازل الأرضية وخطوط الصدع علی إهتمام رید، فقد حلت نشأته السويسرية بتركيزة الأساسي على الجبال والأنهار الجليدية.

عاد ريد أدراجه إلى مسقط رأسه مدينة بالتيمور لدخول الكلية في جامعة جون هوبكر، وذلك عام 1865م (بعمر السادسة عشرة)، وبقي هناك من الوقت ما يكفيه نيله درجة الدكتوراه في الجيولوجيا عام 1885م. وفي بدايات عام 1889م ، تقلد ريد المناصب بوصفه أستاذاً جامعياً مهتماً بالبحث حول الأنهار الجليدية.

قام ريد برحلات واسعة النطاق عبر ألاسكا وجبال الألب السويسرية وهو يخطط ويدرس الأنهار الجليدية، حركتها، نشأتها، وتأثيرها على مرأى الأرض. فكتب مقالات وبحوث حول تركيب الأنهار الجليدية وحركتها.

في شهر نيسان (أبريل) من عام 1906م ضرب زلزال سان فرانسيسكو العظيم المدينة فأسقط معظمها بين دمار وإحتراق. وبأواخر ذلك العام، قامت كاليفورنيا بتشكيل (مفوضية ولاية كاليفورنيا للتحقيق عن الزلازل الأرضية) بهدف دراسة زلزال سان فرانسيسكو ولتحديد الخطر على الولاية من زلازل مستقبلية محتملة. فأُختير ريد من بين الأعضاء التسعة الذين يؤلفون هذه المفوضية.

كانت المهمة التي اضطلعت بها هذه المفوضية كفيلة بتحويل إهتمام ريد إلى دراسة الزلازل الأرضية وخطوط الصدع. فقد خطط و درس خط صدع سان فرانسيسكو وطاف بالمنطقة الساحلية لكاليفورنيا مخططاً لخطوط صدع أخرى. طيلة الوقت كان يبحث عن جواب لسؤال حيره: ما كان السبب وراء الزلازل الأرضية؟

درس ريد الصخور على امتداد خطوط صدع كاليفورنيا بعناية، فاستنتج بأنها كانت تعاني من شدة فيزيائية طويلة الأمد، وليس فقط من رجة زلازل مفاجئ. فحسب رؤيته، لا بد أن كانت هناك حالات ضغط عظيمة على الصخور الممتدة بامتداد خط صدع سان فرانسيسكو لقرون من الزمن - أو حتى لألفيات متلاحقة قبل حدوث الزلازل الأرضية.

إن دلّ هذا على شيء فإنما يدل على أن خطوط الصدع هذه كانت موجودة أولاً ثم سبب الضغط على إمتدادها زلازل أرضية. فقد إستمرت شدة الضغط بالتراكم على الصخور حتى تقصفت. وهذا «التقصف» كان زلزالاً أرضياً.

قدم ريد صورة هذه الطبقات الصخرية على امتداد خطوط الصدع بوصفها تعمل على نحو مشابه لحزم مطاطية. عوامل الشدة العميقة في الأرض على امتداد خطوط الصدع هذه كانت تسحب الصخور باتجاهات مختلفة، مسببة تمددها- مثل المطاط. وحالماً كانت الشدة تصل نقطة الإنفراج، كانت هذه الصخور تنقصف مطاطياً إلى وضعها السابق - مسببة زلزالاً أرضية.

إذن، خطوط الصدع هي التي سببت حدوث زلازل أرضية، وليس العكس. وهذا ما يعني أن دراسة خطوط الصدع كانت طريقة للتنبؤ بحدوث الزلازل الأرضية، وليست مجرد دراسة لآثارها الكارثية. لقد اكتشف ريد المغزى من متاهة الأرض العنكبوتية لخطوط الصدع.