التأثيرات الزلزالية لمواد قشرية كثيفة عميقة في شبه الجزيرة الكورية الجنوبية الشرقية

ثقل مخفي تحت القشرة

لماذا ضربتا زلزالان من أكبر الزلازل المسجلة في كوريا الجنوبية تقريبًا نفس المنطقة خلال عام واحد فقط؟ تتجاوز هذه الدراسة الأفكار المألوفة عن اصطدام الصفائح والنشاط البشري لتبحث عن لاعب أقل وضوحًا: لوح صخري ثقيل مدفون عميقًا في القشرة تحت جنوب شرق شبه الجزيرة الكورية. من خلال نمذجة كيفية انحناء القشرة وإعادة تشكيل الإجهادات على الفوالق بفعل هذه المادة الكثيفة، يوضح المؤلفون أن ما يكمن على عمق عشرات الكيلومترات تحت السطح يمكن أن يهيئ الفوالق بصمت لزلازل قوية عند السطح.

منطقة اهتزاز غير عادية

وقع زلزالا كيونغجو 2016 وبوهانغ 2017، كلاهما بقوة 5.5، بالقرب من نظام فالق يانغسان في جنوب شرق كوريا، وهي منطقة معروفة بالفعل بنشاط زلزالي نسبيًا مرتفع. جذبت حدث بوهانغ اهتمامًا عالميًا لأنه رُبط بحقن سوائل في مشروع طاقة حرارية أرضية، لكن كمية الماء المحقون كانت صغيرة جدًا لتفسر كامل طاقة الزلزال. في الوقت نفسه، تكشف قياسات الجاذبية فوق هذه المنطقة عن شذوذ إيجابي قوي، وهو دليل على وجود مادة كثيفة بشكل غير عادي في عمق القشرة. أشارت دراسات زلزالية ومغناطيسية سابقة إلى وجود منطقة سميكة من الصخور المافية، الغنية بالحديد والمغنيسيوم، يُعتقد أنها تكونت عندما تجمع الصهارة وتصلبت عند قاعدة القشرة أثناء انفتاح بحر الشرق قبل ملايين السنين.

لوح مدفون يُثنِي القشرة

سعى الباحثون إلى فهم كيف تغير هذه المادة عالية الكثافة، التي فُسرت على أنها تحتية بركانية منبسطة، الإجهادات في القشرة وتؤثر على الفوالق الرئيسية. استخدموا أولًا بيانات جاذبية وزلازل تفصيلية لبناء صورة ثنائية الأبعاد لكثافة القشرة من داخل كوريا حتى بحر الشرق، ثم حولوها إلى نموذج ثلاثي الأبعاد للمنطقة. في محاكاةهم، يجلس الجسم الكثيف فوق حد القشرة والوشاح مباشرة، ويكون أكثر سمكًا نحو الشرق تحت المنطقة الساحلية وأرق نحو الغرب في الداخل. وبما أنه أثقل من الصخور المحيطة، فإنه يتصرف كثقل مدفون يدفع القشرة هبوطًا ببطء حيث يكون سميكًا، بينما يسبب انثناءً طفيفًا صعوديًا قرب حوافه.

الحرارة والتدفق وتغيير الإجهادات

تلعب درجة الحرارة دورًا محوريًا في هذه القصة. تُظهر القياسات على اليابسة وفي البحر أن جنوب شرق كوريا والحوض المجاور أوليونغ أكثر دفئًا من متوسط شبه الجزيرة الكورية. الصخور الأكثر دفئًا في القشرة الدنيا والوشاح العلوي أطرى وتتدفق بسهولة أكبر، مما يسمح للجسم الكثيف بالغوص أكثر وثني القشرة العلوية بقوة أكبر. أجرى الفريق نماذج ثلاثية الأبعاد لفيزكو–الاستطالة (viscoelastic) مع درجات حرارة مختلفة عند حد القشرة–الوشاح، من بارد نسبيًا إلى شديد الحرارة. في الحالات الأدفأ، جذب الطبقة الكثيفة للأسفل أكثر، مضخمًا تغيرات الإجهاد في القشرة العلوية. مباشرة فوق الجزء الشرقي الأكثر سمكًا، خلق الثقل الغائص إجهادًا انضغاطيًا إضافيًا؛ أما نحو الحافة الغربية الأرق، فأنتج الانثناء مناطق شد. امتدت هذه الاختلافات في الإجهاد إلى الأعلى إلى أعماق تحدث فيها الزلازل وإلى الخارج بعشرات الكيلومترات.

الفوالق أقرب إلى الفشل

لمعرفة كيف يمكن أن يؤثر هذا التحميل العميق على الزلازل الحقيقية، حسب المؤلفون تغييرات في كمية تسمى إجهاد فشل كولومب على الفوالق المرسومة، بما في ذلك الطائرات التي انكسرت في أحداث كيونغجو وبوهانغ. تعني التغيرات الموجبة أن الفالق يُدفع أقرب إلى الانزلاق؛ وتعني التغيرات السالبة أنه مُستقر أكثر. حتى من دون الجسم الكثيف، فإن الانضغاط التكتوني بعيد المدى الناجم عن حركات الصفائح يُحمّل بالفعل العديد من الفوالق في جنوب شرق كوريا. مع إضافة الطبقة عالية الكثافة، ومع ذلك، ازداد إجهاد الفشل منهجيًا بنحو 0.2 إلى 1 ميغاباسكال على طائرات فالق بوهانغ وكيونغجو وعلى عدة قطع فالقية قريبة، خصوصًا فوق الجزء الشرقي الأكثر سمكًا من الجسم. كانت هذه الزيادات في الإجهاد أكبر من التغيرات الإجهادية المباشرة المحسوبة نتيجة حقن السوائل في بوهانغ نفسها، وأصبحت أقوى كلما كانت القشرة المفترضة أكثر دفئًا وأضعف.

إعادة التفكير في مخاطر الزلازل في المناطق «المستقرة»

تخلص هذه الدراسة إلى أن شريحة صخرية عميقة وثقيلة تحت جنوب شرق كوريا قد رفعت بصمت الإجهاد الخلفي على الفوالق لفترة طويلة، الأمر الذي يساعد على تفسير سبب احتضان هذه المنطقة لأهم الزلازل الحديثة في البلاد. قد تظل الأنشطة البشرية مثل حقن السوائل العامل المحفز النهائي، لكن ذلك يحدث فقط لأن الفوالق كانت بالفعل قرب حالة حرجة نتيجة التحميل التكتوني المعزز بالجسم الكثيف المدفون. للناس الذين يعيشون في مناطق غالبًا ما تعتبر مستقرة جيولوجيًا، الرسالة واضحة: مخاطر الزلازل لا تَتحكم بها حدود الصفائح وحدها. يمكن للاختلافات الدقيقة في كثافة القشرة ودرجة الحرارة والريولوجيا تركّز الإجهادات بعيدًا عن حواف الصفائح، لذا يجب أن تتطلع تقييمات مخاطر الزلازل القوية إلى أعماق تحت السطح، مدمجةً الجاذبية وتدفق الحرارة والتصوير التفصيلي تحت السطح مع النماذج التكتونية التقليدية.

الاستشهاد: Kim, M., Choe, H., Cheon, Y. et al. Seismic effects of deep crustal high-density material in the southeastern Korean Peninsula. Commun Earth Environ 7, 328 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03345-x

الكلمات المفتاحية: الزلازل داخل اللوح, مخاطر الزلازل, تحتية بركانية منبسطة, إجهاد القشرة, شبه الجزيرة الكورية