📄 النص الكامل للصفحة
مختبر الجيولوجيا
العلاقة بين المركز السطحي للزلزال والصفائح الأرضية
خلفية علمية
يمكنك تقدير المسافة بين محطة رصد الزلازل (التي تسجل البيانات) والمركز السطحي للزلزال من خلال تحديد الفرق الزمني بين أمواج P وأمواج S المسجلة على السيزموجرام، وتستطيع أن تحدد الموقع الدقيق للمركز السطحي للزلزال على الخريطة من خلال استعمال ثلاث محطات رصد أو أكثر. ويفيد تحديد موقع المركز السطحي للزلزال على خريطة حدود الصفائح الأرضية في معرفة نوع حركة الصفائح التي سببت الزلزال.
سؤال
كيف يستطيع علماء الزلازل تحديد موقع المركز السطحي للزلزال؟
الأدوات
خريطة المملكة العربية السعودية، آلة حاسبة، فرجار، مسطرة مترية، خريطة الصفائح الأرضية، منحنى المسافة – زمن الوصول.
خطوات العمل
حدد موقع المركز السطحي لزلزال حقيقي والوقت الفعلي لحدوثه باستعمال زمن وصول الأمواج الأولية والثانوية المسجلة في ثلاث محطات رصد للزلزال.
--- SECTION: 1. ---
اقرأ نموذج السلامة في المختبر.
--- SECTION: 2. ---
يعطي الجدول بيانات من ثلاث محطات رصد للزلازل. استعمل منحنيات المسافة – زمن الوصول في الشكل ٦-٧ والفرق بين زمن وصول الأمواج الأولية والثانوية لتحديد بعد المركز السطحي للزلزال عن كل محطة رصد زلزالي. دوّن هذه المسافات في الجدول في صف "بعد المركز السطحي".
--- SECTION: 3. ---
احصل على خريطة المملكة العربية السعودية من معلمك، وحدد عليها بدقة مواقع محطات رصد الزلزال الثلاث بمساعدة المعلم.
--- SECTION: 4. ---
استعمل مقياس رسم الخريطة بالسنتمتر لتحديد المسافة على الخريطة بالسنتمتر التي حصلت عليها في الخطوة 2 وتمثل بعد المركز السطحي. ثم دوّن المسافة في صف المسافة على الخريطة.
--- SECTION: 5. ---
استعمل قيمة المسافة على الخريطة التي حسبتها لتعيين فتحة الفرجار المناسبة لتحديد المسافة بين المركز السطحي وأول محطة رصد.
--- SECTION: 6. ---
ضع رأس الفرجار على موقع محطة الرصد وارسم دائرة.
--- SECTION: 7. ---
كرر ما قمت به لكل من محطتي رصد الزلزال الآخرين.
--- SECTION: 8. ---
حدد نقطة تقاطع الدوائر الثلاث. تمثل هذه النقطة المركز السطحي للزلزال.
التحليل والاستنتاج
--- SECTION: 1. ---
حلل البيانات أين يقع المركز السطحي للزلزال؟
--- SECTION: 2. ---
صف هل يتبع الزلزال أياً من الأحزمة الزلزالية الرئيسة؟
--- SECTION: 3. ---
فسر البيانات استعمل خريطة الصفائح الأرضية لتحديد الصفائح التي سببت حدوث هذا الزلزال.
--- SECTION: 4. ---
استنتج صف كيف تؤدي حركات الصفائح إلى حدوث هذا الزلزال.
--- SECTION: الكتابة في الجيولوجيا ---
تخيل نفسك مراسلاً لصحيفة مقرها قريب من المركز السطحي لهذا الزلزال، واكتب مقالاً توضح فيه كيف أدت العمليات الجيولوجية إلى وقوع هذا الزلزال.
218
وزارة التعليم
Ministry of Education
2025 - 1447
--- VISUAL CONTEXT ---
**TABLE**: بيانات زلزالية
Description: Table showing seismic data from three earthquake monitoring stations: RANI, SODA, and UQSK. It includes the time difference between P and S wave arrival, and empty rows for distance to epicenter and distance on map.
Table Structure:
Headers: محطة رصد الزلازل | رنية (RANI) | السودة (SODA) | عقلة الصقور (UQSK)
Rows:
Row 1: الفرق الزمني بين وصول أمواج P و S (دقيقة) | 1.2 | 1.5 | 1
Row 2: بعد المركز السطحي (km) | EMPTY | EMPTY | EMPTY
Row 3: المسافة على الخريطة (cm) | EMPTY | EMPTY | EMPTY
Empty cells: Cells for 'بعد المركز السطحي (km)' for RANI, SODA, and UQSK need to be filled., Cells for 'المسافة على الخريطة (cm)' for RANI, SODA, and UQSK need to be filled.
Calculation needed: The 'بعد المركز السطحي (km)' values are to be determined using distance-time curves (referenced as الشكل ٦-٧) and the provided 'الفرق الزمني بين وصول أمواج P و S (دقيقة)' data. The 'المسافة على الخريطة (cm)' values are then calculated using the map scale.
Data: The table provides the time difference between P and S wave arrival for three stations. The subsequent rows for 'بعد المركز السطحي (km)' and 'المسافة على الخريطة (cm)' are empty, indicating they are to be filled as part of the activity.
Key Values: RANI: 1.2 دقيقة, SODA: 1.5 دقيقة, UQSK: 1 دقيقة
Context: This table provides the initial data for a geology lab activity where students determine the epicenter of an earthquake by calculating distances from seismic stations based on P and S wave arrival times and then plotting these distances on a map.
✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية
عدد الأسئلة: 6
سؤال سؤال: كيف يستطيع علماء الزلازل تحديد موقع المركز السطحي للزلزال؟
الإجابة: يستطيع علماء الزلازل تحديد موقع المركز السطحي للزلزال من خلال تحديد الفرق الزمني بين أمواج P وأمواج S المسجلة على السيزموجرام، ثم استعمال ثلاث محطات رصد أو أكثر لتحديد الموقع الدقيق للمركز السطحي للزلزال على الخريطة.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
الفكرة هنا هي فهم كيفية عمل أجهزة قياس الزلازل (السيزموجراف). عند حدوث زلزال، تنتشر منه نوعان رئيسيان من الموجات الزلزالية: الأمواج الأولية (P) وهي أسرع، والأمواج الثانوية (S) وهي أبطأ.
يُسجل السيزموجرام وقت وصول كل نوع من هذه الأمواج. الفرق الزمني بين وصول موجة P وموجة S يتناسب طردياً مع المسافة بين محطة الرصد ومركز الزلزال. كلما زاد الفرق الزمني، زادت المسافة.
لكن معرفة المسافة من محطة واحدة لا تكفي لتحديد الموقع على الخريطة، فهي تخبرنا فقط أن المركز يقع في دائرة نصف قطرها تلك المسافة حول المحطة. لذلك، نحتاج إلى بيانات من ثلاث محطات رصد على الأقل. برسم دوائر تمثل المسافات المقاسة من كل محطة، ستتقاطع هذه الدوائر في نقطة واحدة (أو منطقة صغيرة) تمثل **المركز السطحي** للزلزال على الخريطة.
سؤال خطوات العمل - 2 و 4: يعطي الجدول بيانات من ثلاث محطات رصد للزلازل. استعمل منحنيات المسافة – زمن الوصول في الشكل ٦-٧ والفرق بين زمن وصول الأمواج الأولية والثانوية لتحديد بعد المركز السطحي للزلزال عن كل محطة رصد زلزالي. دوّن هذه المسافات في الجدول في صف "بعد المركز السطحي".
4. استعمل مقياس رسم الخريطة بالسنتمتر لتحديد المسافة على الخريطة بالسنتمتر التي حصلت عليها في الخطوة 2 وتمثل بعد المركز السطحي. ثم دوّن المسافة في صف المسافة على الخريطة.
الإجابة: بعد المركز السطحي (km)
رنية: ٨٠٠
السودة: ١١٠٠
عقلة الصقور: ٦٠٠
المسافة على الخريطة (cm)
رنية: ٨
السودة: ١١
عقلة الصقور: ٦
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المعطيات):**
لدينا جدول به بيانات من ثلاث محطات رصد (رنية، السودة، عقلة الصقور). لدينا أيضاً منحنى المسافة-زمن الوصول (الشكل 6-7) الذي يربط بين الفرق الزمني (بين وصول أمواج P و S) والمسافة إلى مركز الزلزال.
- **الخطوة 2 (تحديد المسافة الحقيقية):**
لكل محطة:
1. نقرأ الفرق الزمني بين وصول أمواج P و S من بيانات الجدول (غير مذكور هنا لكنه موجود في السؤال الأصلي).
2. نستخدم هذا الفرق الزمني على منحنى الشكل 6-7 لنقرأ المسافة المقابلة له بالكيلومترات (Km). هذه المسافة هي **بعد المركز السطحي** عن تلك المحطة.
بناءً على الإجابة المعطاة، تم تطبيق هذه الخطوة وكانت النتائج:
- رنية: 800 كم
- السودة: 1100 كم
- عقلة الصقور: 600 كم
نُدون هذه القيم في صف "بعد المركز السطحي" في الجدول.
- **الخطوة 3 (تحديد المسافة على الخريطة):**
لدينا مقياس رسم للخريطة (مثلاً: 1 سم = 100 كم).
لكل مسافة حقيقية (بالكيلومتر) نحسب المسافة المكافئة على الخريطة (بالسنتيمتر) باستخدام قاعدة التناسب:
$$\text{المسافة على الخريطة (سم)} = \frac{\text{المسافة الحقيقية (كم)}}{\text{مقياس الرسم (كم/سم)}}$$
إذا كان مقياس الرسم (كما يبدو من الإجابة) هو 1 سم = 100 كم، فإن الحساب يكون:
- رنية: 800 كم ÷ (100 كم/سم) = 8 سم
- السودة: 1100 كم ÷ (100 كم/سم) = 11 سم
- عقلة الصقور: 600 كم ÷ (100 كم/سم) = 6 سم
ندون هذه القيم في صف "المسافة على الخريطة" في الجدول.
سؤال التحليل والاستنتاج - 1: حلل البيانات أين يقع المركز السطحي للزلزال؟
الإجابة: يقع المركز السطحي للزلزال في المنطقة الواقعة بين محطات رصد الزلازل الثلاث، وهي منطقة الرياض.
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
نتذكر أن تحديد موقع مركز زلزالي دقيق يتطلب تقاطع الدوائر المرسومة بناءً على المسافات المحسوبة من ثلاث محطات رصد على الأقل.
- **الخطوة 2 (التطبيق على البيانات):**
بعد حساب المسافات من المحطات الثلاث (رنية: 800 كم، السودة: 1100 كم، عقلة الصقور: 600 كم) وتمثيلها على الخريطة، نجد أن الدوائر المتمركزة عند هذه المحطات تتقاطع في منطقة واحدة.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
إذن، يقع المركز السطحي للزلزال في **المنطقة الواقعة بين محطات الرصد الثلاث، وهي منطقة الرياض**.
سؤال التحليل والاستنتاج - 2: صف هل يتبع الزلزال أياً من الأحزمة الزلزالية الرئيسة؟
الإجابة: نعم، يقع الزلزال في حزام البحر الأحمر، وهو حزام زلزالي رئيس.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
الأحزمة الزلزالية الرئيسية في العالم هي مناطق نشطة زلزالياً تقع غالباً على حدود الصفائح التكتونية، مثل حزام المحيط الهادئ وحزام جبال الألب-الهيمالايا وحزام منتصف الأطلسي.
منطقة البحر الأحمر هي جزء من نظام صدع نشط حيث تتباعد الصفيحة العربية عن الصفيحة الأفريقية، وهذا النشاط التكتوني يخلق زلازل متكررة. لذلك، تُعتبر منطقة حزام البحر الأحمر أحد الأحزمة الزلزالية الرئيسية.
بما أن موقع الزلزال (منطقة الرياض) يقع ضمن أو قريباً من تأثير هذا الحزام النشط، فإن الإجابة هي: **نعم، يقع الزلزال في حزام البحر الأحمر، وهو حزام زلزالي رئيس**.
سؤال التحليل والاستنتاج - 3: فسر البيانات استعمل خريطة الصفائح الأرضية لتحديد الصفائح التي سببت حدوث هذا الزلزال.
الإجابة: تسبب الزلزال نتيجة لحركة الصفائح العربية والإفريقية، حيث تتحرك الصفيحة العربية مبتعدة عن الصفيحة الإفريقية، مما يؤدي إلى تكون صدوع وحركة زلزالية.
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المفهوم):**
الزلازل تحدث بشكل رئيسي عند حدود الصفائح التكتونية بسبب احتكاك وحركة هذه الصفائح.
- **الخطوة 2 (التطبيق على الخريطة):**
بالرجوع إلى خريطة الصفائح الأرضية، نجد أن منطقة البحر الأحمر والجزيرة العربية تقع عند الحد الفاصل بين الصفيحة العربية والصفيحة الأفريقية.
- **الخطوة 3 (النتيجة):**
إذن، الصفائح التي تسببت في حدوث هذا الزلزال هي **الصفيحة العربية والصفيحة الأفريقية**، حيث تتحرك الصفيحة العربية مبتعدة عن الصفيحة الأفريقية، مما يؤدي إلى تكون صدوع وحركة زلزالية.
سؤال التحليل والاستنتاج - 4: استنتج صف كيف تؤدي حركات الصفائح إلى حدوث هذا الزلزال.
الإجابة: تؤدي حركات الصفائح التباعدية بين الصفيحة العربية والصفيحة الإفريقية إلى حدوث هذا الزلزال، حيث تبتعد الصفيحتان عن بعضهما، وتتكون صدوع تسبب الزلازل.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
هناك ثلاثة أنواع رئيسية لحركات حدود الصفائح: تقاربية وتباعدية وانزياحية (جانبية).
في حالة البحر الأحمر، الحركة هي من النوع **التباعدي**، حيث تبتعد الصفيحة العربية عن الصفيحة الأفريقية. هذا الابتعاد يؤدي إلى شد في القشرة الأرضية وتكوين صدوع طبيعية (Faults).
عندما تتراكم الإجهادات (الضغوط) الناتجة عن هذا الشد والتباعد، وتتجاوز قوة مقاومة الصخور، فإن الصخور تنكسر فجأة على طول هذه الصدوع، مما يطلق الطاقة المخزنة على شكل موجات زلزالية. هذه العملية هي التي تؤدي إلى حدوث الزلزال.
لذلك، تؤدي **الحركات التباعدية** بين الصفيحة العربية والصفيحة الأفريقية إلى حدوث هذا الزلزال.
🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة
كيف يستطيع علماء الزلازل تحديد موقع المركز السطحي للزلزال؟
الإجابة: يستطيعون تحديده من خلال استعمال ثلاث محطات رصد أو أكثر، حيث يقدّرون المسافة بين كل محطة والمركز السطحي من خلال تحديد الفرق الزمني بين أمواج P وأمواج S المسجلة على السيزموجرام، ثم يرسمون دوائر على الخريطة بنصف قطر يساوي المسافة المحسوبة لكل محطة، ونقطة تقاطع الدوائر الثلاث تمثل المركز السطحي.
الشرح: تحديد موقع المركز السطحي يتطلب بيانات من ثلاث محطات على الأقل لاستخدام طريقة التقاطع الهندسي، حيث أن كل محطة تعطي مسافة تقديرية وليس اتجاهًا محددًا.
تلميح: فكر في العملية التي تتطلب جمع بيانات من عدة مواقع واستخدام فرق زمني بين نوعين من الموجات.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط
ما هي الخطوات العملية لتحديد موقع المركز السطحي للزلزال باستخدام بيانات ثلاث محطات رصد؟
الإجابة: 1. تحديد الفرق الزمني بين وصول أمواج P و S لكل محطة. 2. استخدام منحنى المسافة-زمن الوصول لتحديد بعد المركز السطحي عن كل محطة (بالكيلومتر). 3. تحويل المسافة الكيلومترية إلى مسافة على الخريطة باستخدام مقياس الرسم. 4. استخدام فرجار لرسم دائرة حول كل محطة رصد بنصف قطر يساوي المسافة المحسوبة على الخريطة. 5. تحديد نقطة تقاطع الدوائر الثلاث التي تمثل المركز السطحي.
الشرح: هذه الخطوات توضح التطبيق العملي للنظرية، حيث تتحول البيانات الزمنية المجردة إلى موقع جغرافي محدد على الخريطة.
تلميح: تتضمن العملية تحويل بيانات زمنية إلى مسافات، ثم تحويلها إلى قياسات على خريطة، وأخيراً استخدام أدوات هندسية.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: صعب
ما الفائدة من تحديد موقع المركز السطحي للزلزال على خريطة حدود الصفائح الأرضية؟
الإجابة: يفيد في معرفة نوع حركة الصفائح التي سببت الزلزال، وتحديد الصفائح المتورطة في الحدث الزلزالي.
الشرح: موقع الزلزال بالنسبة لحدود الصفائح يكشف عن الآلية التكتونية المسؤولة (تصادم، تباعد، انزلاق)، مما يساعد في فهم العمليات الجيولوجية العميقة.
تلميح: فكر في العلاقة السببية بين موقع الزلزال والهياكل التكتونية الكبيرة في الأرض.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط
ما هو السؤال الذي يجب على الطالب الإجابة عليه في قسم 'التحليل والاستنتاج' تحت بند 'فسر البيانات'؟
الإجابة: استعمل خريطة الصفائح الأرضية لتحديد الصفائح التي سببت حدوث هذا الزلزال.
الشرح: هذا السؤال يربط بين النتيجة العملية (موقع المركز السطحي) والنظرية التكتونية للصفائح، مما يعزز الفهم التكاملي.
تلميح: يتعلق هذا السؤال بتطبيق المعلومات التي تم الحصول عليها من النشاط العملي على نموذج جيولوجي أوسع.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
ما المطلوب في نشاط 'الكتابة في الجيولوجيا' المذكور في نهاية الصفحة؟
الإجابة: كتابة مقال صحفي كمراسل قريب من موقع الزلزال، يوضح كيف أدت العمليات الجيولوجية إلى وقوع هذا الزلزال.
الشرح: يهدف هذا النشاط إلى تقييم فهم الطالب للعلاقة السببية بين العمليات الجيولوجية (حركة الصفائح) والظاهرة المرصودة (الزلزال)، وتقديمها بصورة سردية.
تلميح: هذا نشاط كتابي تطبيقي يدمج بين المعرفة العلمية ومهارة التواصل.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب