زلازل

على الرغم من أن مدينة نيويورك لا تقع على نظام صدع رئيسي شهد نشاطًا مؤخرًا، مثل صدع سان أندرياس في كاليفورنيا، إلا أن حدوث الزلازل أمر وارد هنا، كما يتضح من زلزال عام 1884 وزلزال عام 2024 الذي وقع مؤخرًا في نيوجيرسي. 

إن احتمال حدوث زلزال قوي معتدل ، لكن الخطر يزداد بسبب الكثافة السكانية لمدينة نيويورك ، وحجم بيئتها المبنية ، والترابط بين أنظمة البنية التحتية الحيوية ، وعمر بنيتها التحتية ، والنسبة العالية من المباني التي تم بناؤها قبل اعتماد أحكام التصميم الزلزالي في قوانين بناء المدينة في عام 1995. 

ما هو الخطر؟

يحدث الزلزال نتيجة انزلاق مفاجئ على صدع يطلق الطاقة على شكل موجات زلزالية. ومع تعرض الصخور وصفيحات الأرض لضغوط هائلة ناجمة عن العمليات الجيولوجية المرتبطة بتكتونية الصفائح، تتراكم الطاقة تحت سطح الأرض. وفي نهاية المطاف، تصبح الضغوط المتراكمة في أعماق الأرض شديدة للغاية بحيث يتم إطلاقها فجأة في شكل زلزال، مما يولد موجات زلزالية تسبب الاهتزاز. ¹هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "ما هو الزلزال وما الذي يسببه؟"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.

تنطلق الموجات من مصدر الزلزال، أو «مركز الزلزال» الواقع في أعماق الأرض، وتتجه نحو الخارج لتتسبب في اهتزاز سطح الأرض. ومركز الزلزال هو النقطة على سطح الأرض التي تقع مباشرة فوق بؤرة الزلزال. وغالبًا ما يقيس علماء الزلازل والمهندسون الاهتزازات التي تحدث على أنها «تسارع الأرض». 

تعتمد شدة الاهتزاز الأرضي على عدة عوامل، بما في ذلك كمية الطاقة المنطلقة، وعمق الزلزال تحت سطح الأرض، والمسافة من الصدع، ونوع التربة أو الصخور الأساسية. 

تعتمد مدى شدة استجابة المبنى المشيد للاهتزاز أثناء الزلزال على ارتفاع المبنى ووزنه وتصميمه واقترانه بالأرض. على سبيل المثال، سيكون للمبنى المقام على قاعدة خرسانية استجابة مختلفة للزلزال عن المبنى ذي الأساس العميق. 

يمكن أن يتسبب الزلزال في إتلاف وتدمير المباني والبنية التحتية للمدينة، فضلاً عن إزهاق الأرواح. وفي ظل ظروف معينة، يمكن أن تؤدي الزلازل إلى حدوث انهيارات أرضية وتسبب تسييل التربة. ويحدث هذا الأخير عندما تؤدي الهزات والاهتزازات الأرضية أثناء الزلزال إلى تليين التربة غير المتماسكة والمشبعة بالمياه وتحويلها إلى سائل (أي مثل الطين اللين). ويمكن أن تؤدي الهزات الأرضية والانهيارات الأرضية وتسييل التربة مجتمعة إلى إتلاف المباني أو تدميرها، وتعطيل المرافق العامة، وإشعال الحرائق، وتعريض السلامة العامة للخطر. 

تعد الهزات الارتدادية جزءًا من سلسلة الزلازل التي تعقب الهزة الأرضية الأولية الأكبر. وعادةً ما تكون الهزات الارتدادية أصغر حجمًا، وبالتالي أقل شدة من الهزة الرئيسية، وقد تستمر لعدة أسابيع أو أشهر أو سنوات بعد وقوع الزلزال الأولي. 

شده

يُصنف حجم الزلزال وفقًا لمقياس قوة الزلزال الذي يمكن ربطه بالطاقة المنطلقة من بؤرة الزلزال. تُستخدم أجهزة قياس الزلازل والأدوات العلمية الأخرى لقياس وتسجيل البيانات لفهم شدة كل هزة أرضية وشدة كل زلزال. في الماضي، كانت هزات الزلازل تُصنف وفقًا لمقياس ريختر، ولكن في السبعينيات، بدأ المجتمع العلمي في استخدام مقياس شدة اللحظة الأكثر دقة. يقيس مقياس شدة الزلزال لحظي حجم الزلزال عند مصدره بالنسبة لحجم الصدع ودرجة انزياح الصدع. وهو مقياس لوغاريتمي — فكل نقطة تزيد بها شدة الزلزال على المقياس تمثل طاقة منطلقة أكبر بـ 32 مرة من النقطة التي تسبقها. ²هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "قوة الزلزال، وإطلاق الطاقة، وشدة الاهتزاز"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.

مقياس حجم العزم

بلغت قوة زلزال فرجينيا عام 2011، الذي هز الأرض حتى مدينة نيويورك، 5.8 درجة. وبالمقارنة، بلغت قوة الزلزال الذي دمر الساحل الشرقي لليابان عام 2011 درجة 9.0 واعتُبر كارثياً. أما أكبر زلزال سجلته الأجهزة فقد بلغت قوته 9.5 درجة في تشيلي عام 1960. مقياس شدة ميركالي المعدل (MMI) هو مقياس يعتمد على ما تمت ملاحظته من اهتزازات زلزالية أثناء الزلازل. يعكس مقياس MMI اثنتي عشرة فئة من الشدة بناءً على ردود أفعال الناس وملاحظاتهم والأضرار التي لحقت بالمباني أثناء الأحداث الزلزالية. ³هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "برنامج مخاطر الزلازل"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.

مقياس كثافة ميركالي المعدل

في 10 أغسطس 1884، تعرضت مدينة نيويورك لأقوى زلزال شهدته، والذي قُدرت قوته بـ 5.2 درجة على مقياس ريختر. ⁴بوب غروفز، "نيوجيرسي ليست في مأمن من الزلازل"، The Record، مقاطعة بيرغن، 2 مارس 2001. على مقياس MMI، فإن أقصى شدة تم الإبلاغ عنها لزلزال عام 1884 تتوافق مع المستويات من السادس إلى السابع. يستخدم الخبراء أيضًا طرقًا كمية لوصف شدة الزلزال، مثل تسارع الأرض الأقصى (PGA). يمثل تسارع الأرض الأقصى (PGA) أقصى تسارع للأرض أثناء اهتزازها وتحركها أثناء الزلزال، وهو مقياس لسرعتها المتغيرة كدالة للزمن. يعد التسارع في الاتجاه الأفقي (على عكس الاتجاه الرأسي) طريقة مهمة لقياس ومناقشة شدة الزلزال، لأن العديد من قوانين البناء الزلزالية تدمجه في المبادئ التوجيهية لتشييد المباني. تنص قوانين البناء، على سبيل المثال، على مقدار القوة العطالية الأفقية (أو الكتلة مضروبة في التسارع) التي يجب أن تكون المباني قادرة على تحملها أثناء الزلزال دون حدوث أضرار تهدد الحياة. يُعبر عن التسارع الأقصى المتوقع (PGA) كنسبة مئوية من قوة جاذبية الأرض (%g). يمكن أن ينتج عن زلزال قوي جدًا، مثل الزلزال الذي بلغت قوته 6.7 درجة على مقياس ريختر عام 1994 بالقرب من لوس أنجلوس، تسارعًا أقصى متوقعًا يزيد عن 100 %g في الاتجاه الأفقي، وهو أكبر من التسارع الناتج عن الجاذبية. ⁵مدينة لوس أنجلوس، "تذكر زلزال نورثريدج"، مدينة لوس أنجلوس، 16 يناير 2020.

لا تزال القوة القصوى المتوقعة (PGA) تُعد مقياسًا مهمًا لاهتزاز الأرض. ومع ذلك، فإن التسارع الطيفي (SA) هو وحدة قياس حركة الأرض التي تُستخدم بشكل شائع اليوم في قوانين البناء الزلزالية الحديثة. وبالمقارنة مع القوة القصوى المتوقعة (PGA)، يُعتبر التسارع الطيفي (SA) مؤشرًا أفضل لتقييم الأضرار التي تلحق بأنواع وارتفاعات معينة من المباني. ويعكس التسارع الطيفي (SA) كيفية تفاعل المباني ذات الكتل والارتفاعات والصلابة الهيكلية المحددة (وفترة الاستجابة الطبيعية المرتبطة بها) مع الاهتزازات الناتجة عن الزلزال. 

كيفية نمذجة التسارع الطيفي للمبنى (SA)

بشكل مبسط، يُصوَّر المبنى على أنه بندول مقلوب ذو كتلة معينة مثبت على قضيب عمودي عديم الكتلة، يحاكي الفترة الطبيعية لاهتزاز المبنى والتخميد الميكانيكي. وفيما يلي قاعدة تقريبية جدًا لحساب الفترة الطيفية الطبيعية Tb (بالثواني) للمبنى كدالة لعدد الطوابق (n) في المبنى: Tb (بالثواني) = 0.1n. 

على سبيل المثال، عادةً ما تكون الفترة الطبيعية لمبنى من طابقين حوالي 0.2 ثانية (بتردد 5 هرتز)، في حين أن الفترة الطبيعية لمبنى من 10 طوابق تقترب من Tb=1 ثانية (بتردد 1 هرتز). وهذا يعني أن المبنى الأخير سيستغرق حوالي ثانية واحدة ليتأرجح ذهابًا وإيابًا. 

احتمال

كما تُستخدم قيمة PGA لفهم المزيد عن أنواع مخاطر الزلازل المحتملة. وتقوم هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، التي تدرس الظروف الزلزالية على الصعيد الوطني، بإصدار خرائط تحدد الأماكن التي من المرجح أن تحدث فيها الزلازل في المستقبل، ومدى تكرار حدوثها، ومدى شدة اهتزاز الأرض (PGA).⁶مارك د. بيترسن، مورغان ب. موشيتتي، بيتر م. باورز، تشارلز س. مولر، كاثلين م. هالر، آرثر د. فرانكل، يوهوا زينغ، وآخرون، وثائق تحديث عام 2014 لخرائط المخاطر الزلزالية الوطنية للولايات المتحدة (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 5 أغسطس 2014).

يقيّم «النموذج الوطني لمخاطر الزلازل» مخاطر اهتزاز الأرض الناجمة عن الزلازل التي قد تسبب أضرارًا داخل الولايات المتحدة وأقاليمها. ويُنتج هذا النموذج خريطة توضح احتمالية حدوث نشاط زلزالي مدمر في جميع أنحاء البلاد خلال القرن المقبل. تُظهر أحدث خرائط هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، التي صدرت في عام 2023، أن هناك احتمالاً يتراوح بين 5 و25 في المائة لحدوث زلزال خفيف أو مدمر في منطقة مدينة نيويورك على مدى فترة 100 عام. 

خريطة نموذج المخاطر الزلزالية الوطنية ، 2023

مكان

لم تشهد مدينة نيويورك زلازل قوية في العصور التاريخية، لكن من الممكن حدوث زلازل متوسطة الشدة، وقد حدثت بالفعل (كما في عام 1884). وحتى لو كان مركز الزلزال بعيدًا عن مدينة نيويورك، فإن التركيب الجيولوجي لطبقة الأرض تحت شمال شرق الولايات المتحدة قد يتسبب في الشعور ببعض الاهتزازات الأرضية في المدينة. ⁷S. Nikolaou، "الجيولوجيا المحلية لمدينة نيويورك وتأثيرها على الحركات الزلزالية للأرض"، وقائع المؤتمر الدولي الخامس حول دراسات الحالة في الهندسة الجيوتقنية، نيويورك، نيويورك، 13-17 أبريل 2004.

عندما يقع زلزال، تنقل الصخور الأساسية الأقدم والأكثر صلابة في منطقة الشمال الشرقي الاهتزازات الأرضية التي يمكن أن تقطع مسافات طويلة قبل أن تهدأ. على سبيل المثال، شعر الكثير من الناس في شرق الولايات المتحدة، بما في ذلك مدينة نيويورك، بالهزات الناجمة عن زلزال عام 2011 في وسط شرق ولاية فرجينيا وزلزال عام 2013 على طول نهر أوتاوا في كندا. تسبب زلزال فرجينيا عام 2011 في أضرار جسيمة على بعد 87 ميلاً في واشنطن العاصمة. 

في حال وقوع زلزال تحت مدينة نيويورك، فإن الخصائص الجيولوجية الفريدة للمنطقة الحضرية قد تؤدي إلى آثار جسيمة بسبب ظاهرة تضخيم التربة. والعاملان الرئيسيان المساهمان في ظاهرة تضخيم التربة هنا هما التباين الحاد بين التربة اللينة والصخور الأساسية شديدة الصلابة، وحركات الصخور الأساسية التي قد تكون قصيرة نسبياً وتهتز بتردد عالٍ. 

تنتقل الاهتزازات عالية التردد بكفاءة عبر الصخور الأساسية في شرق الولايات المتحدة، وتؤثر عادةً على المباني الحجرية المنخفضة التي يتراوح ارتفاعها بين طابقين وخمسة طوابق. وإذا كانت هناك طبقة ضحلة من التربة الرخوة (يقل سمكها عن 100 قدم) فوق الصخور الأساسية الصلبة، فإن الاهتزازات تتضخم، ولكن لفترة زمنية قصيرة نسبيًا. وعلى النقيض من ذلك، فإن المبنى الشاهق الذي يقع فوق رواسب تربة عميقة سيهتز لفترة أطول وبشكل أبطأ أثناء وقوع الزلزال. 

يمكن أن تؤثر الظروف تحت السطحية في مدينة نيويورك، والتي تختلف بشكل كبير في جميع أنحاء الأحياء الخمسة، على درجة تضخيم الحركة الأرضية للزلزال. كما هو موضح في الخريطة المعنونة أنواع التربة في مدينة نيويورك، تتراوح الظروف الجيولوجية من الصخور الصلبة على سطح الأرض (الأخضر) إلى الردم الاصطناعي (الأرجواني). 

أنواع التربة في مدينة نيويورك

على مدى قرون، تم ردم مساحات شاسعة من مدينة نيويورك لتغطية الرواسب الرخوة والمستنقعات بهدف توفير مساحة جديدة لمشاريع البناء. ⁸مايكل كيميلمان، "عندما كانت مانهاتن ماناهاتا: نزهة عبر القرون" ، نيويورك تايمز، 13 مايو 2020. على سبيل المثال، تقع الحي الصيني الحالي في مانهاتن على أرض تم إنشاؤها عن طريق ردم بركة كبيرة؛ وتم بناء موقع وورلدز فير بارك في فلاشينغ، كوينز، على مكب رماد؛ وتم بناء مطار جون كينيدي على الشاطئ الجنوبي لبروكلين فوق ردم رمل هيدروليكي. تشبه هذه المناطق منطقة مارينا في سان فرانسيسكو، التي تعرضت لأضرار جسيمة في زلزال لوما بريتا عام 1989 بسبب تضخيم الموجات الزلزالية بفعل التربة الرخوة وتسييل التربة الرخوة (أي تحولها إلى طين رخو). 

خريطة تاريخية لمنطقة الحي الصيني في مدينة نيويورك

أحداث تاريخية

في الفترة ما بين عامي 1700 و1986، سُجلت في ولاية نيويورك أكثر من 400 زلزال بلغت قوتها 2.0 درجة أو أكثر. 

بين عامي 1973 و2012، لم تشهد ولاية نيويورك سوى زلزالين مدمرين بلغت قوتهما 5.0 درجات أو أكثر. ومن الناحية التاريخية، تتميز الزلازل الكبيرة بـ«فترة تكرار» أطول في مدينة نيويورك. بمعنى أنها تحدث بوتيرة أقل بكثير من الزلازل الأصغر حجماً. ⁹Jagtar S. Khinda، "إرشادات معايير التصميم الزلزالي الجديدة لمدينة نيويورك للألفية الجديدة وتحديث بشأن التعديلات الزلزالية للجسور في مدينة نيويورك"، وقائع المؤتمر الدولي للجسور، بيتسبرغ، بنسلفانيا، 14-16 يونيو 1999.

في 10 أغسطس 1884، وقع أحد أقوى الزلازل في المنطقة بالقرب من مدينة نيويورك، في مكان ما بين بروكلين وساندي هوك بولاية نيوجيرسي. واستنادًا إلى التقارير المعاصرة عن الأضرار التي خلفها، يقدر العلماء اليوم أن قوة الزلزال بلغت 5.2 درجة. على الرغم من أنه يعتبر زلزالًا متوسطًا وفقًا لمقاييس القوة الحالية، إلا أن هزات هذا الزلزال شُعر بها من ولاية فرجينيا إلى ولاية مين، مما أدى إلى تدمير المداخن والمباني المبنية من الطوب في نيوجيرسي ومدينة نيويورك. وبالنظر إلى حجم البناء والتطوير على طول نهر هدسون وفي مدينة نيويورك منذ عام 1884، فإن وقوع زلزال بنفس القوة اليوم سيؤدي إلى أضرار أكبر بكثير في الأرواح والممتلكات. 

تُظهر خريطة الزلازل التاريخية توزيع مراكز الزلازل في جميع أنحاء منطقة الولايات الثلاث من عام 1737 إلى عام 2014 والتي وقعت بالقرب من مدينة نيويورك. يرجى ملاحظة أن هذه الخريطة تُظهر فقط المواقع التقريبية لمراكز الزلازل التي وقعت قبل عام 1973؛ كما أن الخريطة لا تتضمن جميع الزلازل التي وقعت قبل عام 1973. ¹⁰هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "الزلازل التاريخية في العالم"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.

الزلازل التاريخية لمدينة نيويورك

المصدر: نظام المعلومات الجغرافية لمدينة نيويورك

ما هي المخاطر؟

على الرغم من أن الخطر الزلزالي في مدينة نيويورك معتدل، إلا أنه بسبب احتمال حدوث مجموعة فريدة من العوامل، لخصتها معادلة المخاطر الزلزالية العالية، فإن الخطر الذي قد تتعرض له المنطقة قد يكون مرتفعاً بسبب التكلفة العالية للتعامل مع تداعيات أي أضرار زلزالية في بيئة مدينة مزدحمة. 

معادلة المخاطر الزلزالية العالية

المخاطر الزلزالية العالية = الخطر الزلزالي المعتدل × الكثافة العالية والقيمة النقدية × عدم وجود تصميم زلزالي (قبل 1995)

مع وجود ما يقرب من مليون مبنى، فإن مدينة نيويورك معرضة لمخاطر عالية للغاية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى عدم وجود معايير مقاومة الزلازل في المباني القديمة، وكثافة البناء، والبنية التحتية المترابطة بشكل كبير. 

تم بناء معظم المباني في مدينة نيويورك قبل عام 1995 ، عندما تم اعتماد أحكام زلزالية أكثر صرامة في قانون البناء. لذلك ، فإن العديد من أنواع المباني الأكثر شيوعا هنا ، مثل مباني البناء غير المدعمة ، معرضة بشكل خاص للأحداث الزلزالية. 

تم تشييد أحدث المباني التجارية والسكنية في مدينة نيويورك وفقًا للمعايير الزلزالية الحديثة، مما يقلل من المخاطر المادية. ومع ذلك، لا تزال المخاطر الاقتصادية قائمة — فالعقارات والمشاريع العقارية الجديدة التي تنتشر في جميع أنحاء أحياء المدينة ذات قيمة عالية للغاية، لدرجة أن التكاليف المرتبطة بإصلاح الأضرار الناجمة عن الزلزال باهظة للغاية. 

أي حدث يعيق تدفق الأعمال التجارية أو النقل أو السياحة أو التمويل في مدينة نيويورك، والمعروف باسم "انقطاع الأعمال"، يشكل خطر التأثير الاقتصادي السلبي على الشركاء التجاريين المحليين والدوليين. 

البيئة الاجتماعية

على عكس معظم الكوارث الطبيعية الأخرى، تحدث الزلازل دون سابق إنذار — وهو ما يعرض السكان المحليين لخطر مباشر. ونظرًا لأن سكان نيويورك يتعرضون للزلازل بوتيرة أقل مقارنةً بالكوارث الطبيعية الأخرى، فقد يكونون أكثر عرضة للخطر، لأن احتمالية استعدادهم للتعامل مع هذا النوع من حالات الطوارئ أقل. 

تشكل الزلازل خطراً كبيراً على السلامة العامة والصحة العامة. فقد يتسبب زلزال قوي في وقوع إصابات ووفيات جسيمة، ويعطل خدمات الطوارئ والخدمات الطبية، ويعرض للخطر الأفراد الذين يعتمدون على هذه الخدمات. وتشمل المخاطر الصحية طويلة الأمد المرتبطة بالزلازل اضطراب ما بعد الصدمة ومجموعة من المشكلات النفسية مثل الاكتئاب والقلق. 

قد يتسبب زلزال متوسط الشدة (بمقياس يتراوح بين 5.5 و6 درجات)، وهو أمر وارد الحدوث في مدينة نيويورك أو بالقرب منها، في وقوع إصابات وخسائر بشرية كبيرة. وعادةً ما تصل معدلات الوفيات والإصابات إلى ذروتها خلال الـ72 ساعة الأولى التي تلي وقوع الزلزال. وفي دراسة شملت 1100 زلزالاً مسبباً للوفيات في أنحاء العالم، تبين أن 75 في المائة من الوفيات نجمت عن انهيار المباني. 

وفقًا للوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ (FEMA)، تشكل الأعطال غير الهيكلية الغالبية العظمى من الأضرار الناجمة عن الزلازل، مما يتسبب في إصابات خطيرة أو وفيات ويجعل المباني غير صالحة للاستخدام. وتشمل المكونات غير الهيكلية (التي لا تشكل جزءًا من النظام الهيكلي للمبنى) التي تشكل خطرًا ما يلي: 

• تشمل العناصر المعمارية الكسوة والنوافذ والزجاج والأسقف الجصية، بالإضافة إلى العناصر الزخرفية الخارجية مثل الأقواس الأمامية والأروقة والتماثيل. 
• المكونات الميكانيكية والكهربائية والسباكة (MEP). 
• الأثاث والتجهيزات والمعدات (FF&E) والمحتويات، مثل إطارات الصور الثقيلة، والمرايا المعلقة فوق الأسرة، والنباتات المعلقة، والأثاث الثقيل (خزائن الكتب، وخزائن الملفات، وخزائن الأواني الخزفية).¹¹وكالة إدارة الطوارئ الفيدرالية (FEMA)، الحد من مخاطر الأضرار غير الهيكلية الناجمة عن الزلازل — دليل عملي، FEMA، ديسمبر 2012.

أثناء وقوع زلزال، قد تنزلق هذه العناصر أو تتأرجح أو تنقلب أو تسقط إذا لم تكن مثبتة بإحكام في هيكل المبنى. وغالبًا ما تحتوي المسارح والمكتبات وغيرها من الأماكن العامة الكبيرة على أسقف جصية معرضة بشدة للانهيار عندما يهز الزلزال المبنى. ويمكن أن تؤدي الأعطال غير الهيكلية إلى وقوع وفيات وإصابات وخسائر في الممتلكات — كما أنها قد تسد طرق الخروج أثناء حالات الطوارئ. 

في كاليفورنيا، وفي المناطق الأخرى المعرضة للزلازل في البلاد، يدرك العديد من مالكي المنازل مخاطر الزلازل ويتخذون احتياطات، مثل تثبيت الرفوف بالجدران، وتثبيت الأغراض الثمينة، وتثبيت سخانات المياه، والقيام بإجراءات إضافية للحد من الأضرار. أما في مدن شرق الولايات المتحدة، فنادراً ما يتخذ السكان هذه الاحتياطات لأنهم نادراً ما يتعرضون للزلازل ويفترضون أن المخاطر منخفضة. 

المباني (ستة طوابق أو أكثر) التي تحتوي على أبراج مياه على الأسطح هي خطر آخر في مدينة نيويورك. إذا وقع زلزال، يمكن أن تسقط خزانات المياه، مما يعطل خدمة المياه للسكان وربما يؤدي إلى إصابة المارة. 

قد يؤدي تدمير الطرق والجسور والأنفاق جراء اهتزاز الأرض أثناء الزلزال إلى وقوع إصابات ووفيات على نطاق واسع. وغالبًا ما يكون لتعطل البنية التحتية والأنظمة الحيوية الأخرى وتلفها سلسلة متتالية من الآثار. فقد يتسبب اهتزاز الأرض أثناء الزلازل في أضرار تؤدي إلى اندلاع حرائق، مما يعرض السكان لخطر كبير. ويعرض تعطل شبكات النقل أي شخص يعتمد عليها للخطر، كما يعيق تقديم خدمات الطوارئ والخدمات الطبية. علاوة على ذلك، قد يؤدي الزلزال إلى تعطيل البنية التحتية الأساسية مثل شبكات الصرف الصحي، مما قد يؤدي إلى نقص المياه اللازمة لمكافحة الحرائق ويزيد من خطر حدوث آثار متتالية. وفي أعقاب الزلزال، تزداد المخاطر الصحية بسبب احتمال تلوث المياه وانتشار الأمراض في جميع أنحاء المجتمع. 

كما يؤثر الوقت الذي يقع فيه الزلزال على آثاره. فمن الناحية التاريخية، إذا وقع زلزال في يوم من أيام الأسبوع بين الساعة 9 صباحًا و5 مساءً، ترتفع معدلات الوفيات، لأن الناس يكونون على الأرجح في أماكن عملهم داخل مبانٍ كبيرة، والأطفال يكونون على الأرجح في المدارس. أما إذا وقع الزلزال أثناء الليل، فمن المرجح أن يكون الناس في منازلهم برفقة أفراد أسرهم. 

قد يؤدي تلف المباني في أعقاب زلزال متوسط الشدة إلى إجبار آلاف من سكان نيويورك على اللجوء إلى مساكن مؤقتة أو إلى إعادة توطين العديد منهم بشكل دائم. ويشكل هذا تحديًا فيما يتعلق بتحديد مواقع المساكن المؤقتة، نظرًا لمحدودية الخيارات السكنية المتاحة في المدينة، فضلاً عن احتمال تأثر المنطقة المحيطة بها أيضًا. 

يمكن أن يعرّض الزلزال اقتصاد مدينة نيويورك للخطر، مما يؤدي إلى تشريد وتعطيل الأعمال التجارية والمرافق، وإعاقة قدرة الناس على العمل وتوليد الدخل. ويتعرض مالكو العقارات لخطر الخسارة الاقتصادية بسبب الحاجة إلى إصلاحات باهظة الثمن وفقدان دخل الإيجار. من المحتمل أن يؤثر أي تعطل في عمل مدينة نيويورك، كمركز مالي عالمي رئيسي، على الاقتصاد العالمي بأكمله. 

إذا تعرضت المعالم الوطنية الهامة والمعالم البارزة ورموز التراث الثقافي والمؤسسات الفنية التي تضم قطعًا أثرية ذات أهمية كبيرة للتلف أثناء وقوع زلزال، فإن الأثر النفسي والثقافي الناجم عن تلف هذه الرموز سيشعر به الناس في جميع أنحاء البلاد، وربما على الصعيد الدولي أيضًا. 

البيئة المبنية

على الرغم من أن احتمال وقوع زلازل في مدينة نيويورك يعتبر معتدلاً، فإن أي هزات قوية محتملة في هذه المنطقة قد تكون كارثية بسبب الآثار المترتبة على الأضرار وانقطاع الخدمات في بيئة حضرية فريدة من نوعها تتميز بمباني وبنية تحتية قديمة ومتقاربة بشكل كثيف، مع ترابطات معقدة وطبقات متعددة من خدمات الإمداد الأساسية.  

تُعد كرايستشيرش في نيوزيلندا مثالاً مفيداً لفهم كيفية تأثير الزلازل على البيئة العمرانية في مدينة نيويورك، حيث تعرضت لسلسلة من الزلازل في الفترة 2010-2011. وتتميز كرايستشيرش بكثافة سكانية أقل بكثير من مدينة نيويورك، حيث تشبه هيئتها العمرانية مدن الولايات المتحدة متوسطة الحجم، وتتراوح ارتفاعات معظم مبانيها بين طابق واحد وستة طوابق. وقد عزز المركز متعدد التخصصات لأبحاث هندسة الزلازل (MCEER) التابع لجامعة بوفالو الصلة بين كرايستشيرش ونيويورك، لأن أنماط مبانيها، وخاصة مخزونها الواسع من الكتل التجارية المصنوعة من الحجارة غير المقواة (URM) والهياكل متعددة الاستخدامات، تشبه إلى حد كبير المباني الحجرية القديمة الموجودة في جميع أنحاء الشمال الشرقي. استخدم باحثو جامعة بوفالو سجلات حركة الأرض وبيانات الأضرار في كرايستشيرش لدراسة مدى تعرض المباني غير المقواة بالخرسانة (URM) النموذجية في المدن القديمة في شمال شرق الولايات المتحدة للخطر. ¹²Oskin, B. (25 فبراير 2013). انهيار المباني الحجرية في نيويورك في اختبار اهتزاز الزلزال. NBC News. https://www.nbcnews.com أثبتت اختبارات طاولة الاهتزاز التي أجروها، بما في ذلك تجربة تم الاستشهاد بها على نطاق واسع على جدار من الحجر البني على غرار نيويورك بالحجم الطبيعي، أن الاهتزازات بمستوى كرايستشيرش يمكن أن تسبب انهيارًا كارثيًا خارج المستوى في جدران URM، مما يؤكد المخاوف بشأن مخزون المساكن القديمة المبنية بالحجارة في نيويورك. هذه المجموعة من الأبحاث هي أحد الأسباب التي تجعل كرايستشيرش تُستخدم بشكل روتيني كنموذج واقعي لفهم كيف يمكن أن يؤثر زلزال معتدل ولكنه قريب على مدينة نيويورك. 

مباني

تتميز البيئة العمرانية لمدينة نيويورك بتجمع فريد من نوعه من ناطحات السحاب التجارية والسكنية والمباني منخفضة الارتفاع، والتي تتكون في الغالب من الطوب غير المسلح. ويتميز كل نوع من أنواع المباني بخصائص مخاطر مختلفة تمامًا وفقًا لارتفاعه والمواد المستخدمة في بنائه وموقعه وأساساته. 

المباني المرتفعة والمنخفضة الارتفاعات

تعتبر الأنظمة الإنشائية للمباني الشاهقة في مدينة نيويورك أقل عرضة للتلف الناجم عن الزلازل مقارنة بالمباني المنخفضة الارتفاع. تميل الزلازل الكبيرة ذات الموجات طويلة المدى إلى إلحاق الضرر بالمباني الشاهقة؛ ومع ذلك، فإن احتمالية وقوع هذه الفئة من الزلازل في مدينة نيويورك أقل. يمكن للزلازل ذات القوة الكبيرة التي تحدث بعيدًا عن مدينة نيويورك، مثل تلك التي تحدث في كندا أو منطقة الغرب الأوسط، أن تسبب اهتزازات منخفضة التردد (بطيئة الحركة) في المدينة قد تؤثر على المباني الشاهقة. كما أن المباني الشاهقة تميل إلى أن تكون لها أساسات أعمق تمتد إلى ما تحت الرواسب الضحلة. ومن المرجح أن تكون أساساتها على صخور صلبة أو تربة أكثر صلابة في الأعماق، في حين أن المباني المنخفضة غالبًا ما تُبنى فوق رواسب ضحلة. (https://www.exactusengineering.com/resources/shallow-vs-deep-foundations)  

من المتوقع أن تكون المباني المبنية وفقًا لقوانين البناء الصادرة عن إدارة المباني في مدينة نيويورك (DOB) لعام 1995 ولوائح الزلازل المتعاقبة مثل قوانين البناء في مدينة نيويورك لعام 2008 و2014 و2022 - والتي تتضمن فصلًا خاصًا بالمتطلبات الإنشائية - قادرة على التخفيف من آثار الزلزال. تتطلب اللوائح أن تكون المباني مصممة، كحد أدنى، للحفاظ على الحياة البشرية في حالة وقوع زلزال كبير والحفاظ على ظروف الإشغال العامة إذا هزّت المباني هزات أرضية أقل شدة. 

البناء غير المقوى والمباني الخشبية

يجب أن تُصمم المباني في نيويورك بحيث تتحمل أحمال الزلازل منذ عام 1995، عندما دخلت أول لوائح خاصة بالزلازل حيز التنفيذ. تعتبر المباني القديمة التي لم تصمم لمقاومة أحمال الزلازل عرضة للخطر بطبيعتها في حالة وقوع زلزال كبير. وتعتبر المباني المبنية من الحجارة (الطوب) غير المسلحة الأكثر عرضة للخطر لأن الحجارة غير قادرة على امتصاص قوى الشد أثناء الزلزال. وبدلاً من الانحناء أو التواء، تنكسر الجدران والواجهات والهياكل الداخلية أو تتفتت. أثناء الزلازل القوية، يزداد خطر انهيار نظام الدعم الهيكلي للمباني المبنية من الحجارة غير المسلحة. وتشمل الأنماط النموذجية للانهيار ما يلي:  

• فشل الاتصال من السقف إلى الجدار مع الانهيار الناتج. 
• خارج الطائرة (عندما تمارس القوى بشكل عمودي على السطح) فشل جدران البناء غير المقواة. 
• الانهيار الأفقي للجدران الحجرية غير المسلحة، وهو ما يحدث عندما تظهر الشقوق في المستوى الأفقي للجدار.¹³وكالة إدارة الطوارئ الفيدرالية (FEMA)، المباني الحجرية غير المسلحة والزلازل: تطوير برامج ناجحة للحد من المخاطر، FEMA P-774، أكتوبر 2009.

في عام 2019، كانت بروكلين تضم أكبر عدد من المباني المبنية بالحجارة (165,661) في مدينة نيويورك، تليها كوينز (108,694)، ثم برونكس (49,734)، ثم مانهاتن (29,766)، وأخيرًا ستاتن آيلاند (7,041). 

ومن بين هذه المباني ما يزيد عن 100,000 مبنى سكني متعدد الأسر مبني من الطوب غير المسلح في مدينة نيويورك ككل، وقد شُيد معظمها في الفترة الممتدة من منتصف القرن التاسع عشر وحتى الثلاثينيات من القرن العشرين.¹⁴دان ب. إ. إيشيناسي، "حالات انهيار جدران الطوب غير المسلحة بسبب الأحمال خارج المستوى"، مجلة Structural Forensics، مايو 2011. جميعها يتراوح ارتفاعها بين ثلاثة وسبعة طوابق. 

تتكون العديد من أحياء مدينة نيويورك من صفوف من المباني الحجرية غير المدعمة المرفقة. تعتمد المباني على بعضها البعض لتحقيق الاستقرار ، لذا فإن أي مبنى يقع في نهاية كتلة أو بجوار قطعة أرض شاغرة يكون معرضا بشكل خاص أثناء حدوث زلزال. مباني الدور العلوي من البناء ، وهي شائعة في مدينة نيويورك ، معرضة للخطر لأنها تفتقر إلى الجدران الداخلية ولها سقوف أعلى من المتوسط. 

نظرًا لأن الخشب مادة بناء أخف وزنًا وأكثر مرونة، فإن المباني ذات الهياكل الخشبية تتحمل الزلازل بشكل أفضل. وفي مناطق الإطفاء بمدينة نيويورك، يُشترط أن تكون المباني ذات الهياكل الخشبية مغطاة بطبقة خارجية من الحجارة (أو أن تكون المسافات بين المباني أكبر). معظم المنازل المكونة من غرفة واحدة إلى غرفتين في مدينة نيويورك مبنية بهياكل خشبية. بالنسبة لهذه المنازل، قد يؤدي الزلزال إلى إتلاف الواجهة الحجرية، لكن الهيكل قد يظل صامدًا. ومع ذلك، بالنسبة للمباني المكونة من ثلاثة إلى أربعة طوابق ذات هياكل حجرية حاملة، قد تتعرض استقرار المبنى للخطر أثناء الزلزال. 

حتى لو لم يتسبب الزلزال في أضرار تذكر فوق سطح الأرض، فإن الأضرار التي تلحق بأساسات المبنى قد تجعله غير صالح للسكن أو للاستخدام. نشأ جزء كبير من الواجهة البحرية لمدينة نيويورك في الأصل كأراضي رطبة أو أراضٍ قاحلة تم ردمها واستصلاحها وتشييد المباني عليها بمرور الوقت. خلال الحقبة الاستعمارية، كانت هذه الأراضي تُنشأ عادةً باستخدام مواد ردم ذات خصائص هيكلية رديئة. وقبل بضعة عقود، تم تطبيق إجراءات ردم وبناء أكثر دقة. 

اعتمدت مدينة نيويورك مبادئ توجيهية لحماية المباني من الفيضانات، وعززت قدرتها على الصمود من خلال التوصية برفع مستوى المباني الساحلية بحيث تسمح قاعدة الطابق الضعيف بمرور مياه الفيضانات — على سبيل المثال، من خلال دعم الطابق الأول على أعمدة. ومع ذلك، أثناء وقوع زلزال، قد يؤدي هذا المزيج بين قاعدة الطابق الضعيف وسوء حالة الطبقة التحتية إلى تحويل معظم حمل المبنى إلى الأساس، مما يؤدي إلى تركيز معظم الأضرار في الطابق السفلي. 

تقييم الآثار المحتملة للزلازل على المباني في مدينة نيويورك 

تستخدم NYCEM برنامج HAZUS-MH التابع ل FEMA لتوقع الخسائر وتقييم الضعف الهيكلي لمباني مدينة نيويورك في حالة حدوث زلزال. فئات حالة الضرر الشاملة الخمس لوحدة زلزال HAZUS-MH هي لا شيء ، طفيف ، متوسط ، واسع النطاق ، وكامل. يشرح الرسم حالات الضرر الهيكلي الأربعة (طفيفة إلى كاملة) لفئة مبنى واحدة (في هذه الحالة ، النوع W1-wood ، إطار خفيف). 

حالات الأضرار الناجمة عن الزلازل وفقًا لنظام HAZUS-MH 

المصدر: دليل مستخدم نظام HAZUS-MH للزلازل، الشكل 9.17 

في إطار تحديث خطة التخفيف من المخاطر لعام 2026، انتقلت إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) من نموذج زلزالي حتمي قائم على سيناريو واحد إلى تحليل احتمالي. ففي حين اعتمدت الخطة السابقة على حدث زلزالي واحد بقوة 5.2 درجة ومركز زلزال واحد فقط، فإن النهج الاحتمالي يقيّم الاحتمال الإحصائي لحدوث اهتزازات أرضية من جميع المصادر الزلزالية المحتملة. 

يتيح هذا التحول من النمذجة الحتمية إلى النمذجة الاحتمالية لمركز إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) الانتقال من التخطيط القائم على الاستجابة إلى التخطيط القائم على المرونة. والنموذج الحتمي هو أداة تكتيكية تعتمد على السيناريوهات. فهو يعتمد على معلومات ثابتة، مثل موقع مركز الزلزال وقوته، لوضع نموذج للتأثيرات المحتملة. على سبيل المثال، يمكن أن يساعد في الإجابة عن أسئلة محددة للغاية مثل:"ماذا سيحدث للمرافق الأساسية في مدينة نيويورك إذا وقع زلزال بقوة 6.1 درجة غرب مانهاتن مباشرةً؟" وعلى العكس من ذلك،يوفر النموذج الاحتمالي ملفًا شاملاً للمخاطر. فهو لا يعتمد على متغيرات ثابتة، بل ينظر إلى آلاف الأحداث المحتملة على مدى فترات تكرار طويلة. ويأخذ في الاعتبار أوجه عدم اليقين المتعلقة بموقع الزلزال وحجمه وتكراره لتقديم تقييم أكثر شمولاً. 

من خلال وضع نماذج لفترات تكرار مختلفة، يمكن للمدينة تقييم المخاطر بشكل أفضل عبر أطر زمنية ودرجات شدة متنوعة: 

• منخفضة الشدة:فترات تكرار تبلغ 100 عام و250 عامًا. 
• شدة متوسطة:فترات تكرار تبلغ 500 عام و750 عامًا و1000 عام. 
• شدة قصوى:فترات تكرار تبلغ 1500عام و2000 عام و2500 عام. 

تستند فترات التكرار المستخدمة في هذا التحليل الاحتمالي إلى نطاق يوازن بين التكرار والخطورة. وتمثل فترات التكرار ذات الشدة المنخفضة، مثل الأحداث التي تحدث كل 100 عام و250 عامًا، احتمالية عالية للوقوع ضمن أفق التخطيط المعتاد، لكنها تؤدي عمومًا إلى تأثير محدود فيما يتعلق بالأضرار الهيكلية والخسائر الاقتصادية. ومع زيادة فترة التكرار لتصل إلى نطاق 1500 عام إلى 2500 عام، تصبح الأحداث نادرة إحصائيًا، مما يمثل احتمالية منخفضة لحدوثها. ومع ذلك، تنطوي سيناريوهات الشدة القصوى هذه على اهتزازات أرضية أقوى بكثير، مما يؤدي إلى نتائج ذات تأثير كبير. 

تمثل هذه المحاكاة النموذجية صورة واقعية لتأثيرات الزلازل على المدينة في ظل فترات تكرار مختلفة. ولتحديد مدى فعالية استراتيجيات المرونة المحتملة، طورت إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) نماذج للتخفيف من آثار الزلازل تعمل على تعديل استراتيجيات التخفيف المختلفة بشكل منهجي ضمن إطار النموذج، مثل رفع مستوى التصميم المقاوم للزلازل في المباني القديمة، وتطبيق تعديلات هيكلية على البناء الحجري غير المسلحفي مبانٍ ومرافق أساسية محددة. 

وتشمل هذه المرافق الأساسية ما يلي: 

• المطارات 
• مرافق الحافلات 
• مرافق الرعاية 
• مرافق الاتصالات 
• منشآت الطاقة الكهربائية 
• مراكز عمليات الطوارئ 
• العبّارات 
• محطات الإطفاء 
• منشآت النفط 
• مراكز الشرطة 
• الموانئ 
• مرافق السكك الحديدية 
• المدارس 
• منشآت معالجة مياه الصرف الصحي 

من خلال مقارنة نتائج هذه السيناريوهات المُخففة بالنموذج الأساسي، يمكن لمركز إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) حساب الأضرار المختلفة التي تم تجنبها بفضل تعزيز المرافق الأساسية، ووضع استراتيجيات تخفيف محسّنة. 

أجرت NYCEM نماذج احتمالية للزلازل لفهم الآثار المترتبة على فترات تكرار مختلفة، تتراوح بين زلزال منخفض الشدة يتكرر كل 100 عام وصولاً إلى زلزال شديد الشدة يتكرر كل 2500 عام. 

تشير النماذج الأساسية إلى أن المخاطر التي تواجه مدينة نيويورك ترتبط في المقام الأول بالكثافة السكانية، وارتفاع قيمة العقارات، وعمر البنية التحتية. كما أن هناك عوامل أخرى، مثل تسييل التربة، يمكن أن تزيد من حدة المخاطر وتأثيراتها. وحتى في حالة فترات التكرار المعتدلة، يؤدي التركز الكبير للأصول إلى تعرض اقتصادي واجتماعي كبير. 

لفهم الكيفية التي يمكن بها لتدابير التخفيف المختلفة أن تقلل من الآثار المترتبة على المرافق الأساسية، طبقت إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) تدبيرين للتخفيف في هذا التحليل.  

• تحسينات مستوى التصميم المقاوم للزلازل:تهدف هذهالاستراتيجية إلى مواءمة مستوى التصميم المقاوم للزلازل للمباني القديمة التي تُعد منشآت حساسة، والتي شُيدت قبل عام 1996، مع المعايير الحديثة. ويستند هذا الحد الفاصل إلى اعتماد القانون المحلي رقم 17، الذي يمثل أول تحديث لقانون البناء في مدينة نيويورك ليشمل أحكامًا زلزالية محددة لحماية الهياكل من قوى الزلازل. وقبل هذا الإلزام، تم تشييد معظم المباني في المدينة دون متطلبات رسمية لمقاومة الزلازل.  
• التخفيف المستهدف لمخاطر المباني الحجرية غير المسلحة (URM): نظرًا لأنالمباني الحجرية غير المسلحة منخفضة ومتوسطة الارتفاع تتسبب في آثار اقتصادية واجتماعية كبيرة بشكل غير متناسب بسبب طبيعتها الهشة، فإن هذا السيناريو يحاكي تأثير عمليات التحديث الهيكلي المستهدفة للمباني الحجرية التي شُيدت قبل عام 1950 وتلك ذات الكثافة السكانية العالية. قبل عام 1950، كانت معظم المباني غير المسلحة تستخدم الخشب المرن، الذي من المرجح أن ينهار بشكل مسطح أثناء الزلزال. بعد عام 1950، كان هناك تحول من الأرضيات الخشبية إلى الخرسانة/الفولاذ، وتوحيد معايير قوة الملاط والطوب. وهذا يقلل من احتمالية الانهيار الكامل، حتى لو كان البناء لا يزال غير مسلح.  

من خلال وضع نماذج لهذه التدابير التخفيفية، يمكن لمركز إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) حساب إجمالي الأضرار التي تم تجنبها في المرافق الأساسية. 

للاطلاع على التقرير الكامل، يمكنك تنزيله من هنا. 

بنية تحتية

في حال وقوع زلزال في مدينة نيويورك، هناك خطر من أن يؤدي تأثيره إلى إلحاق الضرر بالبنية التحتية، مثل شبكات النقل والمرافق العامة والكهرباء والمياه والصرف الصحي. وفي إطار التحسينات الرأسمالية الأخرى الجاري تنفيذها هنا، تم إجراء تعديلات جزئية على بعض الأصول الحيوية الحالية في مدينة نيويورك، مثل الجسور، بهدف تحسين أدائها في مواجهة الزلازل.  

ومع ذلك، لا يزال الضعف الزلزالي لشبكة البنية التحتية المعقدة والمترابطة في المدينة غير مفهوم جيدًا، ويشكل مصدر قلق بالغ، حتى في الوقت الذي تخضع فيه أجزاء من هذه البنية التحتية للتغيير والتحديث والتجديد. وتعتبر بعض أنظمة البنية التحتية الحيوية في مدينة نيويورك عرضة للخطر بسبب تقدمها في العمر، فضلاً عن التحديات التي تواجهها في مجالي الصيانة ودورة الحياة.  

أثناء وقوع زلزال، قد تتحول التربة الواقعة تحت منسوب المياه الجوفية إلى سائل، مما يؤدي إلى انخفاض قوتها أو فقدانها. وقد يؤدي ذلك إلى انهيار التربة على نطاق واسع، مما يتسبب في تلف الأرصفة وأساسات المباني، ويؤدي إلى تعطيل شديد في شبكات المرافق تحت الأرض. المناطق التي تحتوي على ردم اصطناعي معرضة للتسييل وتشمل سواحل لونغ آيلاند (وحول مطار جون كينيدي)، ومنطقة المعرض العالمي في فلاشينغ، كوينز، والطرف (باتري بارك) وحي الصينيين في مانهاتن. قد يتسبب زلزال قوي قريب من المدينة في غرق وتدني المباني المبنية فوق التربة المتسيلة. عادةً ما يحدث تلف البنية التحتية تحت الأرض في الأماكن التي لا تستطيع فيها الأنابيب وخطوط نقل المرافق الأخرى تحمل الحركات التفاضلية للتربة. وقد يؤدي تلف هذه الوصلات الحيوية إلى آثار ثانوية تشكل خطرًا أكبر على الجمهور — مثل تلوث المياه والحرائق والانفجارات المفاجئة والقوية.  

البيئة الطبيعية

يمكن أن تتسبب الزلازل في أضرار جسيمة بالبيئة الطبيعية، وتدمر الأشجار، وتخل بالتوازن الطبيعي للمناظر الطبيعية. 

يمكن أن يؤدي التنافس على المساحات إلى دفع عجلة التنمية في الأراضي التي كانت تُعتبر هامشية في السابق. ومع تزايد التوسع الحضري، فإن أي زلزال (مقترناً بآثار الظواهر الجوية المتطرفة) سيؤثر أيضاً على المناطق الأكثر كثافة سكانية. وما كان في الماضي حدثاً صغيراً ومحدوداً سيصبح الآن كارثة  

كما تشكل الزلازل مخاطر قد تلحق أضراراً جسيمة بالبيئة الطبيعية — مثل الحرائق الناجمة عن انفجارات أنابيب الغاز، والفيضانات وغيرها من الاضطرابات الناجمة عن انكسار أنابيب المياه، والتسربات العرضية للنفايات الخطرة ومياه الصرف الصحي، والانهيارات الأرضية المدمرة.  

مع تزايد حدوث الفيضانات المفاجئة والأعاصير والأمطار الغزيرة، قد يتزامن حدوث زلزال مع هذه المخاطر الناجمة عن تغير المناخ، مما قد يؤدي إلى زيادة المخاطر بشكل كبير.  

بيئة المستقبل

مع استبدال المخزون الكبير من المباني المعرضة لخطر الزلازل (التي شُيدت قبل تطبيق لوائح البناء المقاومة للزلازل) في مدينة نيويورك تدريجيًا بمباني جديدة تتوافق مع مواصفات لوائح البناء المقاومة للزلازل الأكثر صلابة، ستنخفض نسبة المباني المعرضة للخطر تدريجيًا. ومع ذلك، فإن هذا الأمر سيستغرق وقتًا طويلاً جدًّا. ومن المتوقع أن تنخفض القيمة المالية لمخاطر مدينة نيويورك أيضًا؛ ومع ذلك، إذا زادت قيمة وحجم الأصول العقارية في مدينة نيويورك بمرور الوقت، فقد تزداد المخاطر الاقتصادية الناجمة عن التعرض للزلازل. 

يمكن أن تؤدي المكونات القديمة للبنية التحتية لمدينة نيويورك إلى تضخيم الآثار الهيكلية للزلازل في المستقبل. وينبغي للاستثمارات، مثل تحسين الأداء الزلزالي للجسور القائمة، أن تقلل من مخاطر الزلازل في المستقبل. 

كيف تدير المخاطر؟

على الرغم من أن الزلازل تضرب دون سابق إنذار ولا يمكن منعها ، يمكن استخدام العديد من الاستراتيجيات لتقليل المخاطر المرتبطة بها. تستمر استراتيجيات تخفيف المخاطر في النمو بشكل أكثر نجاحا مع ابتكار علماء الزلازل والجيولوجيين والمهندسين والمهندسين المعماريين والمستجيبين للطوارئ وغيرهم من الخبراء لمبادرات جديدة للسلامة العامة في مجالات تخصصهم. 

وتشمل الاستراتيجيات الأساسية وضع متطلبات أكثر صرامة في قوانين البناء المقاومة للزلازل، وتعزيز متطلبات التصميم المقاوم للزلازل، وبذل المزيد من الجهود لفحص البنية التحتية الحيوية وصيانتها، وتجديد المباني. 

حماية المباني: اللوائح، والإنفاذ، والاستراتيجيات الهندسية، والصيانة 

أدت الزلازل التي ضربت تركيا وسوريا في عام 2023 إلى إعادة تسليط الضوء على أهمية قوانين البناء والتطبيق السليم لها. وفي مدينة نيويورك، تقوم إدارة المباني (DOB) بوضع وتحديث قوانين البناء للحد من مخاطر الزلازل، كما تعمل على تطبيق هذه القوانين من خلال تدابير إدارية شاملة. وتواكب اللوائح المتعلقة بالزلازل التطورات والتحسينات التي تطرأ على المعايير الوطنية المتعلقة بالزلازل. 

منذ عام 1985، ترعى وكالة إدارة الطوارئ الفيدرالية (FEMA) الأبحاث الهندسية المتعلقة بالزلازل التي يجريها البرنامج الوطني للحد من مخاطر الزلازل (NEHRP). وأحدث "الأحكام الزلزالية الموصى بها من قبل NEHRP لعام 2020: أمثلة التصميم، ومواد التدريب، ومخططات تدفق التصميم" هي المصدر الرئيسي لمتطلبات التصميم الزلزالي الوطنية للمباني الجديدة والمنشآت الأخرى. ¹⁵البرنامج الوطني للحد من مخاطر الزلازل، "تأثير أنواع التربة والصخور"، منسقو شؤون الزلازل.

تعد لوائح البناء الحالية في مدينة نيويورك من أكثر اللوائح صرامةً في الولايات المتحدة، حيث إن احتمالية تعرض أي مبنى حديث ومتوافق مع اللوائح للفشل أو الانهيار هي نفسها الموجودة في كاليفورنيا. وتحدد هذه اللوائح شروط الإشغال العامة للزلازل الأقل شدة. كما يُشترط على أي مبنى قائم في مدينة نيويورك يخضع لتعديلات جوهرية الالتزام بهذه المعايير. 

تعزيز الاستعداد 

طورت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) نظام PAGER (التقييم الفوري للزلازل العالمية من أجل الاستجابة) لتقديم تقديرات سريعة للأضرار الناجمة عن الزلازل الكبيرة في جميع أنحاء العالم. وفي غضون حوالي 30 دقيقة، يقدم نظام PAGER تقييمات محدثة فور توفر بيانات جديدة. وتشمل هذه التقارير عدد الأشخاص والمدن المعرضة لمستويات متفاوتة من شدة الاهتزازات، إلى جانب التقديرات المتوقعة لعدد الضحايا والخسائر الاقتصادية. 

لمعرفة المزيد عن PAGER وكيفية الاشتراك في التنبيهات، تفضل بزيارة: PAGER. 

USGS ShakeCast– وهو اختصار لـ ShakeMap Broadcast – هو نظام برمجي آلي مصمم لتقديم منتجات ShakeMap المخصصة للمستخدمين ذوي الأهمية الحيوية وتفعيل بروتوكولات الاستجابة بعد وقوع الزلزال. تعمل هذه الأداة المجانية لتقييم الوضع على استرجاع بيانات اهتزازات الزلزال تلقائيًا من ShakeMap ومقارنة شدة حركة الأرض مع مرافق المستخدمين. وبناءً على هذا التحليل، يقوم ShakeCast بإنشاء تقييمات للأضرار وإشعارات بأولويات الفحص وخرائط ومنتجات عبر الإنترنت لمديري الطوارئ وغيرهم من أصحاب المصلحة الرئيسيين. 

تطور أحكام قانون البناء الزلزالي

تمت الموافقة على أول أحكام تتعلق بالزلازل في قانون البناء بمدينة نيويورك في عام 1995، ودخلت حيز التنفيذ في فبراير 1996. ¹⁶إدارة المباني في مدينة نيويورك، "قوانين مدينة نيويورك"، مدينة نيويورك.

كما تناولت إدارة المباني (DOB) مسألة الضعف الهيكلي للمدينة في مواجهة الزلازل في عام 2008، ثم في عامي 2014 و2022، عندما اعتمدت مجموعة قواعد المجلس الدولي للقواعد (ICC) كأساس لقواعد البناء في مدينة نيويورك. ومن المهم الإشارة إلى أنه على الرغم من أن قواعد البناء في مدينة نيويورك اعتمدت قواعد المجلس الدولي للقواعد (ICC)، إلا أنها أدخلت تعديلات على بعض أجزائها لتصبح أكثر صرامة من قواعد المجلس الدولي للقواعد (ICC). 

تهدف قوانين البناء لعام 2008 و2014 و2022 إلى جعل المباني أكثر متانة ومرونة وليونة — بحيث تكون قادرة على امتصاص الطاقة دون أن تنكسر بشكل هش. وتتضمن القوانين أقسامًا تتناول أنواع التربة وأساسات المباني. كما يُشترط توفير تفاصيل مقاومة الزلازل لضمان صمود مفاصل المبنى ووصلاته الهيكلية وأنابيبه أثناء وقوع الزلزال. 

بموجب قوانين البناء لعام 2008 و2014 و2022، يُشترط أن تُصمم المنشآت الحيوية، مثل محطات الإطفاء والمستشفيات، بحيث تصمد أمام الزلازل وتظل مفتوحة وقادرة على العمل بعدها. 

في عام 2014، قامت إدارة المباني (DOB) بمراجعة قوانين البناء واتجهت نحو مفهوم جديد — وهو النهج القائم على المخاطر، متبعةً نموذج معيار الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين (ASCE) 7-2010 لتصميم وبناء الهياكل المقاومة للزلازل. وبطريقة مماثلة، يتبع قانون 2022 نموذج ASCE 7-2016. تتطلب هذه القوانين المحسّنة أن تُصمم المباني الجديدة في مدينة نيويورك بحيث تقل احتمالية انهيارها أو تعرضها لأضرار جسيمة أثناء الزلزال. 

كما يعزز القانون المعدل متطلبات التصميم الخاصة بالوقاية من تسييل التربة، ويأخذ في الاعتبار الظروف الجيولوجية الفريدة للمدينة. ويجب أن تراعي تصاميم المباني ظروف التربة الخاصة بالموقع وأساسات المباني، وأن تضمن مرونة الوصلات والربط الهيكلي. كما تم تحديد تفاصيل خاصة بالأنظمة الكهربائية والميكانيكية، ومحتويات المباني، والمكونات المعمارية. 

ويجري الآن عمل لجنة الكودات من أجل المراجعة التالية لقوانين البناء. كما تعمل وزارة البناء أيضًا على مسودة قانون المباني القائمة في مدينة نيويورك، والتي تتضمن فصلًا هيكليًا يهدف إلى معالجة القضايا المتعلقة بالأحمال الزلزالية في المباني القائمة، من بين شواغل أخرى، من خلال إحالة المستخدم إلى المتطلبات الهيكلية لقانون البناء في مدينة نيويورك. تهدف هذه المبادرة إلى تحسين السلامة أو التخفيف من المخاطر في المباني التي تم تشييدها قبل سن المتطلبات الزلزالية. 

تطبيق القانون

لضمان تشييد المباني وفقًا للمعايير القانونية، لا يمكن البدء في أعمال البناء الجديدة أو عمليات التجديد الكبرى إلا بعد أن تقوم إدارة المباني (DOB) بمراجعة المخططات وإصدار تصاريح العمل. وتخضع معظم التفاصيل التي يتطلبها التصميم المقاوم للزلازل لعمليات تفتيش خاصة يجريها مهندسون خاصون مؤهلون يتولون مسؤولية إبلاغ إدارة المباني (DOB) بنتائج هذه العمليات. 

الاستراتيجيات الهندسية لتحديث المباني القائمة

لتلبية المعايير الزلزالية ، يستخدم المهندسون المعماريون والمهندسون عدة طرق لتصميم وهندسة التعديل التحديثي للمباني القديمة - تقوية الروابط بين عناصر المبنى ، وزيادة مرونة الهيكل ، وتقليل كتلة المبنى لتقليل تأثير القوى الزلزالية ، وتعزيز الأساسات الموضوعة في التربة الفقيرة لضمان الاستقرار. 

بالنسبة للمباني الحجرية غير المسلحة القائمة، يتم تعزيز الوصلات بين العناصر الإنشائية عن طريق تثبيت الجدران بالسقف، والجدران بالأساسات، والطوابق الفردية داخل المبنى، مما يزيد من قدرة الهيكل على نقل الأحمال أثناء الزلزال. وهناك نهج آخر يتمثل في إضافة هياكل فولاذية إلى الجدران الطوبية غير المسلحة لزيادة مقاومتها للقوى الخارجة عن المستوى.¹⁷دان ب. إ. إيشيناسي، "حالات فشل الجدران المبنية من الطوب غير المسلح بسبب الأحمال خارج المستوى".

غالبا ما تكون الحواجز هي العنصر الأكثر تضررا في المباني غير المسلحة. يمكن تقليل المخاطر الزلزالية عن طريق تثبيت الحواجز بدعامات فولاذية قطرية وإصلاح الملاط الخاص بها. بدلا من ذلك ، يمكن استبدال حواجز البناء غير المقواة بحواجز البناء المثبتة على المبنى. 

غالبًا ما تكون الحلول البسيطة والعقلانية كافية لتحسين الأداء الزلزالي للهيكل وتقليل المخاطر الزلزالية. على سبيل المثال، يؤدي تثبيت الأثاث بالجدار أو ربطه بمسامير إلى تقليل مخاطر الإصابات الناجمة عن سقوط الأشياء، فضلاً عن تقليل الأضرار التي قد تلحق بمحتويات المبنى. ويعد تثبيت خزانات المياه في المباني المكونة من ستة طوابق أو أكثر طريقة أخرى لتقليل مخاطر انقلاب البرج، مما قد يؤدي إلى إصابة المارة. كما أن تثبيت سخانات المياه في المنازل والشقق يمنع تلف المباني، وبالتالي يوفر إمدادات مياه طارئة لساكني المبنى في حالة تعطل نظام المياه. 

تتناول المبادئ التوجيهية التي وُضعت لحماية المباني الساحلية من الفيضانات والعواصف الساحلية أيضًا مسائل السلامة الزلزالية، ولا سيما نقاط الضعف في المباني المرتفعة. ولحماية المباني ذات الطوابق السفلية غير المقواة، تركز الحلول على تخفيف الحمل الزائد عن طريق إضافة دعامات أو جدران مقاومة للقص، أو توسيع الأعمدة والأساسات أو تقويتها. 

الصيانة الروتينية

الصيانة الروتينية لجميع المباني في مدينة نيويورك ضرورية لتقليل المخاطر المرتبطة بالزلازل. يتضمن ذلك الحفاظ على الأسطح آمنة وفي حالة جيدة ، وتأمين الأفاريز وألواح الألمنيوم ، وإعادة توجيه الملاط بانتظام (خاصة على الحواجز والمداخن) ، وإصلاح جميع الشقوق. 

حماية البنية التحتية: المبادئ التوجيهية الحكومية وعمليات التفتيش والاستراتيجيات الهندسية

يمكن أن تتسبب الزلازل في أضرار جسيمة للبنية التحتية التي لم تكن مصممة في الأصل لتحمل تأثيرات الزلازل - الجسور والأنفاق والمجاري وأنظمة إمدادات المياه ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي القديمة. تعمل مدينة نيويورك على فرض تصميم البنية التحتية الجديدة لتلبية متطلبات التحميل الزلزالي الأكثر قوة، وتعديل البنية التحتية القديمة لتلبية تلك المعايير. تلعب جميع الوكالات الحكومية الفيدرالية والولائية والمحلية أدوارًا في وضع المعايير والإشراف على تنفيذ تحسينات السلامة الزلزالية للبنية التحتية. 

تحكم المبادئ التوجيهية الزلزالية للبنية التحتية إجراءات مدينة نيويورك في إعادة تجهيز الجسور القديمة والأنفاق والمرافق الحيوية الأخرى لتحمل مخاطر الزلازل ، وتصميم بنية تحتية جديدة وفقا لمعايير أكثر أمانا. 

حماية الجسور

بعد زلزال لوما بريتا عام 1989 ، الذي تسبب في أضرار جسيمة للعديد من الجسور في شمال كاليفورنيا ، بدأت العديد من الولايات الوسطى والشمالية الشرقية في اعتماد أحكام زلزالية جديدة لجسور الطرق السريعة. 

في نيويورك، استعان مالكو الجسور بخبراء الزلازل لتقييم مخاطر هذا الخطر في المنطقة. وتدير الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة عمليات تعزيز مقاومة الجسور للزلازل من خلال السلطات المحلية، وذلك في إطار برنامج للتفتيش وإعادة التأهيل صدر عام 1991 بتكليف من الكونغرس. وفي عام 1998، وضعت إدارة النقل بمدينة نيويورك (DOT) مبادئ توجيهية للمعايير الزلزالية، وتقومبتحديثها مع ظهور أحدث الأبحاث العلمية والحلول.¹⁸ إدارة الطرق السريعة الفيدرالية، دليل التعديلات المقاومة للزلازل للهياكل الطرقية: الجزء 1 — الجسور (المنشور رقم FHWA-HRT-06-032)، مركز تيرنر-فيربانك لأبحاث الطرق السريعة، وزارة النقل الأمريكية، يناير 2006.

بدأت مدينة نيويورك في عام 1998 بأعمال تعزيز مقاومة الزلازل للجسور الحيوية والضرورية. وقد قامت هيئات النقل التي تخدم منطقة مدينة نيويورك بتعزيز مقاومة الزلازل للجسور التي تديرها، أو هي بصدد القيام بذلك. 

العزل الزلزالي

يُعد العزل الزلزالي إحدى الطرق الأكثر شيوعًا للحماية من الزلازل في الجسور والمنشآت. في مدينة نيويورك، يستخدم نظام السكك الحديدية الخفيفة JFK هذه الطريقة. تحمي هذه الطريقة الجسور أو الهياكل من خلال عزل حركة الزلزال عن الأساسات. يتم تركيب العوازل (محامل مطاطية وفولاذية) بين سطح الجسر وأرصفته، أو بين المبنى وأساساته. تهدف العوازل إلى امتصاص طاقة الزلزال وتقليل الطاقة المنقولة إلى الهيكل. 

تقوم وزارة النقل (DOT) حالياً بتحديث جسر بروكلين ليتوافق مع متطلبات الأداء الزلزالي الحالية المنصوص عليها في قوانين البنية التحتية. وبموجب العقد رقم 7، الذي بدأ في سبتمبر 2019 واستمر حتى عام 2023، عملت وزارة النقل على تحسين قدرة تحمل الأحمال في كتل القوس، وتقوية الأبراج الحجرية، والتركيز على إصلاح المكونات التاريخية المصنوعة من الطوب والجرانيت. ¹⁹وزارة النقل في مدينة نيويورك، "البنية التحتية: جسر بروكلين"، مدينة نيويورك. تشمل عملية التحديث هذه استبدال الأساسات الخشبية الأصلية بأساسات هيكلية أقوى وتعزيز العناصر الحجرية للجسر. تم استبدال جسور أخرى عندما تم تقييم الأداء الزلزالي على أنه غير كافٍ.

يتطلب التقييم الزلزالي للجسور في منطقة مدينة نيويورك تقييم كل جسر وفقًا لمعايير الأداء بناءً على ما إذا كان الجسر مصنفًا على أنه حرج أو أساسي أو غير ذلك. وينبغي أن تتضمن عمليات تحديث الجسور القديمة أو تصميمات الجسور الجديدة عناصر تصميمية تتناسب مع مستوى الأضرار المتوقعة من الزلزال المتوقع، وتسمح بإجراء الإصلاحات اللازمة بعد وقوع الزلزال.²⁰Weidlinger Associates، دراسة المخاطر الزلزالية في مدينة نيويورك وتطبيقاتها الهندسية: التقرير النهائي (أعدته Weidlinger Associates لصالح إدارة النقل في مدينة نيويورك، 1998). تعمل إدارة النقل في مدينة نيويورك، التي تمتلك وتصون 799 جسراً، على تنفيذ عمليات تحديث زلزالية لجميع جسورها الحرجة والضرورية وغيرها. ²¹إدارة النقل في مدينة نيويورك، التقرير السنوي لحالة الجسور والأنفاق لعام 2020، مدينة نيويورك.

حماية البنية التحتية الأخرى

تقوم إدارة حماية البيئة في مدينة نيويورك (DEP) حاليًا بتنفيذ عدة مشاريع لتعزيز الحماية من الزلازل لنظام معالجة مياه الصرف الصحي. تقوم إدارة حماية البيئة بتحديث مرافق معالجة مياه الصرف الصحي وأنظمة تخزين غاز الميثان لمقاومة الزلازل، لأن معظمها تم تصميمه وبناؤه قبل تطبيق المعايير الزلزالية الحالية الأكثر صرامة. وللحد من المخاطر المرتبطة بالنشاط الزلزالي على نظام الصرف الصحي في مدينة نيويورك، تقوم إدارة مكافحة المخدرات بفحص وإصلاح أوجه القصور الهيكلية في بعض المجاري الرئيسية. 

تجري إدارة حماية البيئة (DEP) دراسة لتقييم مدى مقاومة نظام إمدادات المياه لدينا للزلازل (أنفاق المياه، والأنابيب، ومحطات ضخ المياه النظيفة، والسدود، والآبار، والخزانات) ولتحديد معايير التصميم الزلزالية المناسبة. وستحدد نتائج الدراسة أولويات المناطق في نظام توزيع المياه التي تتطلب إجراء تعديلات لتلبية المعايير الزلزالية الحالية. وقد تم تصميم نفق المياه رقم 3 بالمدينة (الموصوف فيبيئة المخاطر بمدينة نيويورك) حاليًا وفقًا لمعايير زلزالية صارمة. 

بتطبيق المبادئ التوجيهية الزلزالية للمدينة، تقوم هيئة النقل الحضري (MTA)، التي تديرها ولاية نيويورك، حاليًا بدمج المتطلبات الزلزالية في مشاريع ترميم الجسور والأنفاق داخل مدينة نيويورك. 

البحث والتعليم المهني

يتطلب إدارة مخاطر الزلازل التعاون بين علماء الزلازل والجيولوجيين والمهندسين والمهندسين المعماريين والسياسيين ومديري الطوارئ. ومن شأن إجراء مزيد من الأبحاث حول الآثار المحتملة للزلازل على مدينة نيويورك أن يوسع نطاق المعرفة حول هذا الخطر ويعزز الوعي العام به. وقد تشمل هذه الأبحاث نمذجة تأثيرات الزلازل على البيئة العمرانية الفريدة لمدينة نيويورك لتقدير الخسائر المادية والاقتصادية المحتملة، مع الأخذ في الاعتبار المخزون الكبير من المباني القديمة في المدينة، وظروف التربة، والخصائص الجيولوجية الفريدة. وفيما يلي أمثلة على مشاريع الأبحاث. 

في عام 2023، أصدرت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) نسخة جديدة من «النموذج الوطني لمخاطر الزلازل» الذي يتنبأ بمخاطر الزلازل في الولايات المتحدة الناجمة عن الزلازل الطبيعية والزلازل المستحثة.²²هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "نماذج النشاط الزلزالي المستحث قصير المدى"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 24 أكتوبر 2019.

وبالمثل، كان مشروع «الجيل الجديد من نماذج تخفيف حركة الأرض» مجهودًا بحثيًا متعدد التخصصات انتهى في عام 2008. وقد ركزت هذه المبادرة، التي تضمنت تعاونًا بين الأوساط الأكاديمية والقطاع الصناعي والجهات الحكومية، على التوصل إلى توافق في الآراء بشأن نماذج حركة الأرض الجديدة (GMMs)، وتقييمات المخاطر، واستجابات المواقع في منطقة وسط وشرق أمريكا الشمالية. وقد شكل هذا المشروع تقدمًا كبيرًا في فهمنا وتوقعنا لحركات الأرض الزلزالية، خاصة في غرب الولايات المتحدة. وقد حل محل النماذج السابقة التي تعود إلى التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين، موفرًا تقديرًا أكثر قوة وموثوقية لحركات الأرض. ²³مركز أبحاث هندسة الزلازل في المحيط الهادئ (PEER)، خارطة طريق لنماذج التخفيف من الجيل التالي لمنطقة وسط وشرق أمريكا الشمالية (NGA-East) (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، أبريل 2008).

أنشأ معهد أبحاث هندسة الزلازل فرعاً له في منطقة شمال شرق نيويورك بهدف تعزيز الوعي بمخاطر الزلازل وتوفير موارد تثقيفية حول سبل الحد من هذه المخاطر على جميع المستويات. وتعتمد المنظمة على خبرات متعددة التخصصات، مستعينة بمجالات الهندسة وعلوم الأرض والهندسة المعمارية والتخطيط والعلوم الاجتماعية. 

أطلق المركز متعدد التخصصات لهندسة الزلازل (MCEER)، بالتعاون مع جمعية الهندسة الإنشائية في نيويورك، دراسات تهدف إلى فهم أفضل لنقاط الضعف في المباني المبنية من الحجارة غير المسلحة في مدينة نيويورك. وبالتعاون مع جامعة ولاية نيويورك في بوفالو، أكمل المركز اختبارات على طاولة الاهتزاز لنماذج أولية لهياكل حجرية غير مسلحة. وكان هذا مقدمة لبرنامج واسع النطاق يهدف إلى ابتكار حلول هندسية لمخزون المباني القديمة في مدينة نيويورك. ²⁴M. Tantala و G. Nordenson، وآخرون، مخاطر الزلازل والتخفيف من آثارها في منطقة نيويورك | نيوجيرسي | كونيتيكت، التقرير الموجز النهائي لاتحاد منطقة مدينة نيويورك للتخفيف من خسائر الزلازل (NYCEM). MCEER-03-SP02. (المركز متعدد التخصصات لأبحاث هندسة الزلازل، جامعة بوفالو، 2003).

باحثون يحاكون زلزالا يهز مباني مدينة نيويورك

المصدر: جامعة ولاية نيويورك بافالو

التثقيف العام والتوعية

لا يدرك الكثير من سكان نيويورك أن مجتمعاتهم معرضة لمخاطر الزلازل. ونظرًا لأن الزلازل تضرب دون سابق إنذار، فمن الضروري زيادة الوعي وتشجيع الاستعداد لها. ويشبه الاستعداد للطوارئ في حالة الزلازل إلى حد كبير الاستعداد للأعاصير والعواصف أو الكوارث الأخرى، ويمكن أن يساعدك على أن تكون مستعدًا لأي حالة طارئة. 

تشجعحملة «Ready New York»التي أطلقتها إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) سكان نيويورك على الاستعداد لجميع أنواع حالات الطوارئ، ووضع خطة شخصية لمواجهة الكوارث، والبقاء على اطلاع على مجموعة المخاطر الكاملة التي قد تؤثر على المدينة. إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) "Ready New York: الاستعداد لحالات الطوارئ في مدينة نيويورك" ما يجب فعله عند وقوع زلزال والخطوات التي يجب اتخاذها فور حدوثه. 

يتضمن دليل NYCEM's Ready New York Reduce Your Risk Guide استراتيجيات طويلة الأجل لأصحاب المنازل والمقيمين لتقليل الأضرار المحتملة التي يمكن أن يسببها الزلزال. 

بالإضافة إلى ذلك، يقدمبرنامج «تعزيز المجتمعات المحلية» التابع لمركز إدارة الطوارئ في مدينة نيويورك (NYCEM) منحًا للشبكات المجتمعية من أجل وضع خطط الاستعداد للطوارئ ودعم الموارد المجتمعية المحلية. ويركز البرنامج التدريبي على خمسة مجالات/نتائج رئيسية لوضع خطة طوارئ مخصصة لكل مجتمع محلي، وهي: إجراء تقييم للاحتياجات؛ وتصميم خرائط مجتمعية للمنطقة التي تُقدم فيها الخدمات؛ وإنشاء دليل للموارد؛ وإعداد استراتيجية للاتصال؛ ووضع خطط لإدارة التبرعات والمتطوعين. يقدم موظفو NYCEM التدريب وجلسات التوجيه والأدوات التي ترشد الشبكات المشاركة خلال البرنامج. 

يمكن أن تسبب الزلازل أضرارًا نفسية بالإضافة إلى الأضرار الجسدية، لذا من الضروري التخطيط لتوفير خدمات الصحة النفسية كجزء من أي جهود استجابة وإعادة إعمار مستقبلية. ويهدف برنامج التوعية «الإسعافات الأولية للصحة النفسية» التابع لإدارة الصحة والصحة النفسية بمدينة نيويورك (DOHMH) إلى توعية الجمهور بمجموعة من المشكلات النفسية المحتملة، وكيفية التعرف على العلامات التحذيرية، وكيفية ظهور هذه المشكلات، وأنواع العلاجات المتاحة بشكل عام. 

تنظم الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ واتحاد الطوارئ في الولايات الشمالية الشرقية تدريبات سنوية على هزة الشمال الشرقي الكبرى لتشجيع المنظمات والأسر والوكالات على ممارسة السلامة أثناء وقوع زلزال. هذه التدريبات هي فرصة للمجموعات لتحديث خطط التأهب الخاصة بهم ، وإعادة تخزين الإمدادات ، وتأمين العناصر في منازلهم وأماكن عملهم لمنع الأضرار والإصابات في حالة وقوع كارثة. 

ما بعد التحول في تصميم الكود 

يتمثل الهدف الأساسي لقوانين البناء الحالية في «سلامة الأرواح» استنادًا إلى «فئة المخاطر» التي تتناول حدثًا زلزاليًا يُعطي المباني الجديدة مخاطر انهيار موحدة بنسبة 1٪ على مدى 50 عامًا. ويضمن ذلك عدم وقوع خسائر في الأرواح أثناء الزلزال وبعده مباشرةً، لكنه لا يتناول المدة اللازمة لإعادة شغل المبنى أو البنية التحتية الحيوية واستخدامها من جديد، أو استبدالها في حالة تعرضها لأضرار لا يمكن إصلاحها. يُقدر وقت التعافي لمبنى مكتبي نموذجي في سان فرانسيسكو بـ 6-12 شهرًا لزلزال على مستوى التصميم وحوالي عامين للزلزال الأقصى الذي يأخذه القانون في الاعتبار. يعتمد وقت التعافي على مخاطر المبنى وتصميمه. في كرايستشيرش، نيوزيلندا، خلال زلزال، تعرضت المباني لأضرار بالغة بحيث تعذر إصلاحها بعد الزلزال، مما أدى إلى هدمها وإعادة بنائها، الأمر الذي أدى إلى إطالة فترة التعافي. قد يتطلب زلزال كبير في مدينة نيويورك إعادة بناء مماثلة، مما يطيل العملية حتى لو لم تنهار المباني. 

أدى الاهتمام المتزايد من جانب الجمهور والمتخصصين بتعزيز القدرة على الصمود والتعافي بعد وقوع الكوارث إلى تجديد تفويض «البرنامج الوطني للحد من مخاطر الزلازل» في عام 2018، حيث كلف الكونغرس «المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا» و«وكالة إدارة الطوارئ الفيدرالية» بقيادة جهود تهدف إلى تحديد الاحتياجات اللازمة لتسريع عودة الجمهور إلى منازلهم واستئناف أنشطتهم بعد وقوع زلزال.  

في عام 2021، نشرت الوكالتان "الخيارات الموصى بها لتحسين البيئة العمرانية من أجل إعادة الإشغال بعد الزلزال وتقليل وقت الاستعادة الوظيفية". يتم تقديم مفهوم الاستعادة الوظيفية (بالإضافة إلى سلامة الأرواح) كحالة أداء بعد الزلزال يتم فيها صيانة أو ترميم مبنى أو نظام بنية تحتية، من أجل دعم الوظائف الأساسية المقصودة لاستخدام أو شغل المبنى قبل الزلزال، أو مستوى خدمة نظام خطوط الحياة، بشكل آمن ومناسب. قد يختلف الوقت المقبول للاستعادة الوظيفية بعد الحدث باختلاف استخدامات المبنى وخدمات خطوط الحياة.  

يتمحور المفهوم الجديد لـ«الاستعادة الوظيفية» حول الإنسان، ويتطلب تفكيراً يتجاوز مجرد البرمجة، في إطار فلسفة تجمع بين المعرفة التقنية والتنفيذ والاستعادة. وقد أظهرت الدراسات الأولية التي استخدمت أطر عمل «الاستعادة الوظيفية» لدعم اتخاذ القرار — والتي تأخذ في الاعتبار المخاطر والخسائر الناجمة عن الأضرار، فضلاً عن الوقت اللازم للعودة إلى الخدمة — زيادة كبيرة في الفوائد المترتبة على الاستثمار في المرونة. ²⁵المنشور الخاص لـ NIST-FEMA NIST SP-1254/FEMA P-2090، https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications/NIST.SP.1254.pdf

• 1
  هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "ما هو الزلزال وما أسباب حدوثه؟"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.
• 2
  هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "حجم الزلزال، وانطلاق الطاقة، وشدة الاهتزاز،" هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.
• 3
  هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "برنامج مخاطر الزلازل"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.
• 4
  بوب غروفز، "نيوجيرسي ليست محصنة ضد الزلازل"، ذا ريكورد، مقاطعة بيرغن، 2 مارس 2001.
• 5
  مدينة لوس أنجلوس، "تذكر زلزال نورثريدج"، مدينة لوس أنجلوس، 16 يناير/كانون الثاني 2020.
• 6
  Mark D. Petersen, Morgan P. Moschetti, Peter M. Powers, Charles S. Mueller, Kathleen M. Haller, Arthur D. Frankel, Yuehua Zeng, et al., Documentation for the 2014 Update of the United States National Seismic Hazard Maps (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 5 أغسطس/آب 2014).
• 7
  S. نيكولاو، "الجيولوجيا المحلية لمدينة نيويورك وأثرها على الحركات الأرضية الزلزالية"، وقائع المؤتمر الدولي الخامس لتاريخ الحالات في الهندسة الجيوتقنية، نيويورك، نيويورك، نيويورك، 13-17 نيسان/أبريل 2004.
• 8
  مايكل كيميلمان، "عندما كانت مانهاتن مانهاتن: نزهة عبر القرون"، نيويورك تايمز، 13 مايو 2020.
• 9
  جاغتار س. خيندا، "المبادئ التوجيهية لمعايير التصميم الزلزالي الجديدة لمدينة نيويورك للألفية الجديدة وتحديث بشأن التعديل التحديثي الزلزالي لجسور مدينة نيويورك"، وقائع المؤتمر الدولي للجسور، بيتسبرغ، بنسلفانيا، 14-16 يونيو 1999.
• 10
  هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "الزلازل التاريخية في العالم"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.
• 11
  الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ الفيدرالية، الحد من مخاطر الأضرار الناجمة عن الزلازل غير الهيكلية - دليل عملي، الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ الفيدرالية، ديسمبر 2012.
• 12
  أوسكين، ب. (25 فبراير 2013). انهيار منازل "براونستون" في نيويورك خلال اختبار محاكاة الزلزال. NBC News. https://www.nbcnews.com
• 13
  FEMA, FEMA, المباني المبنية غير المقواة بالبناء والزلازل: تطوير برامج ناجحة للحد من المخاطر، FEMA P-774، أكتوبر 2009.
• 14
  Dan P. E. Eschenasy، "حالات فشل جدران من الطوب غير المقوى بسبب أحمال خارج المستوى"، مجلة الطب الشرعي الإنشائي، مايو 2011.
• 15
  البرنامج الوطني للحد من مخاطر الزلازل، "تأثير أنواع التربة والصخور"، منسقو الزلازل.
• 16
  إدارة المباني في مدينة نيويورك، "رموز مدينة نيويورك"، مدينة نيويورك.
• 17
  دان ب. إ. إ. إشناسي، "حالات فشل الجدران الطوبية غير المسلحة بسبب الأحمال الخارجة عن المستوى".
• 18
  الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة، دليل التعديل التحديثي الزلزالي لهياكل الطرق السريعة: الجزء 1 - الجسور (المنشور رقم FHWA-HRT-06-032)، مركز تيرنر-فيربانك لأبحاث الطرق السريعة، وزارة النقل الأمريكية، يناير 2006.
• 19
  إدارة النقل بمدينة نيويورك، "البنية التحتية: جسر بروكلين"، مدينة نيويورك.
• 20
  Weidlinger Associates، دراسة المخاطر الزلزالية في مدينة نيويورك وتطبيقاتها الهندسية: التقرير النهائي (Weidlinger Associates (Weidlinger Associates مُعد لصالح إدارة النقل في مدينة نيويورك، 1998).
• 21
  إدارة النقل في مدينة نيويورك، تقرير الحالة السنوي للجسور والأنفاق لعام 2020 الصادر عن وزارة النقل في مدينة نيويورك، مدينة نيويورك.
• 22
  هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، "نماذج الزلازل المستحثة قصيرة الأجل"، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 24 أكتوبر/تشرين الأول 2019.
• 23
  مركز بحوث هندسة الزلازل في المحيط الهادئ (PEER)، خارطة طريق لنماذج الجيل التالي من نماذج التخفيف لوسط وشرق أمريكا الشمالية (NGA-East ) (هيئة المساحة الجيولوجية الأمريكية، أبريل/نيسان 2008).
• 24
  M. Tantala و G. Nordenson وآخرون، مخاطر الزلازل والتخفيف من حدتها في منطقة نيويورك | نيوجيرسي | كونيتيكت، اتحاد منطقة مدينة نيويورك للتخفيف من خسائر الزلازل (NYCEM) التقرير الموجز النهائي. MCEER-03-SP02. (المركز متعدد التخصصات لأبحاث هندسة الزلازل، جامعة بوفالو، 2003).
• 25
  منشور NIST-FEMA الخاص NIST SP-1254/PEMA P-2090، https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications/NIST.SP.1254.pdf