ما هو نظام الانذار المبكر بالزلازل؟
عندما يسمع معظم الناس عبارة “نظام الانذار المبكر بالزلازل” يتخيلون شبكة ضخمة من الأجهزة الأرضية الباهظة الثمن المنتشرة في الجبال والوديان لرصد النشاط الزلزالي.
لكن في عام 2020 قدمت جوجل فكرة مختلفة تمامًا.
بدلاً من الاعتماد فقط على محطات الرصد التقليدية، قررت الشركة استغلال شيء يمتلكه مليارات الأشخاص بالفعل: هواتف أندرويد.
فكل هاتف أندرويد يحتوي على مستشعرات دقيقة قادرة على اكتشاف الاهتزازات، وعند ربط ملايين الهواتف معًا عبر الإنترنت، يمكنها تكوين شبكة عالمية تساعد في رصد الزلازل وإرسال تحذيرات مبكرة للمستخدمين.
قد تبدو الفكرة بسيطة، لكنها تعتمد على تقنيات متقدمة في تحليل البيانات والذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية، وهو ما جعلها واحدة من أكثر الابتكارات التقنية إثارة للاهتمام خلال السنوات الأخيرة.
واليوم أصبح هذا نظام الانذار المبكر بالزلازل يعمل في عشرات الدول، ويغطي مئات الملايين من المستخدمين حول العالم، مع استمرار جوجل في توسيع نطاقه وتحسين دقته.
لماذا احتاجت جوجل إلى ابتكار هذا النظام؟
تُعد الزلازل من أخطر الكوارث الطبيعية لأنها تحدث دون سابق إنذار في معظم الحالات.
فحتى الزلزال الذي يستمر لعشرات الثواني فقط قد يتسبب في:
- انهيار المباني.
- انقطاع الكهرباء.
- توقف وسائل النقل.
- انهيار الجسور.
- خسائر بشرية كبيرة.
ورغم أن العلماء لا يستطيعون التنبؤ بموعد حدوث الزلزال قبل أيام أو ساعات، إلا أنهم يستطيعون اكتشافه بعد بدايته مباشرة، وهو ما يتيح إرسال تحذير قبل وصول الهزة القوية إلى المناطق البعيدة عن مركز الزلزال.
قد تبدو ثانيتان أو خمس ثوانٍ مدة قصيرة، لكنها كافية من أجل:
- الابتعاد عن النوافذ.
- الاختباء في مكان آمن.
- إيقاف المصاعد.
- إبطاء القطارات.
- إيقاف خطوط الإنتاج الصناعية.
- تنبيه المستشفيات والمدارس.
ولهذا السبب استثمرت العديد من الدول منذ سنوات في أنظمة الإنذار المبكر، إلا أن إنشاء هذه الأنظمة يتطلب ميزانيات ضخمة لا تستطيع جميع الدول توفيرها.
ومن هنا جاءت فكرة جوجل.
لماذا اختارت جوجل هواتف أندرويد تحديدًا؟
الإجابة بسيطة جدًا…
لأنها موجودة بالفعل.
بدلاً من تركيب ملايين أجهزة الاستشعار الجديدة، وجدت جوجل أن هناك أكثر من 3 مليارات هاتف أندرويد منتشر حول العالم، وكل واحد منها يحتوي على مستشعرات يمكن الاستفادة منها.
وهذا جعل تكلفة إنشاء شبكة عالمية أقل بكثير مقارنة بإنشاء بنية تحتية جديدة.
كما أن الهواتف تتميز بعدة مزايا:
- منتشرة في كل مكان.
- متصلة بالإنترنت باستمرار.
- تحتوي على GPS.
- تحتوي على مستشعر التسارع.
- تستطيع إرسال البيانات خلال أجزاء من الثانية.
وبفضل هذه الخصائص أصبح كل هاتف بمثابة محطة رصد صغيرة تساهم في مراقبة النشاط الزلزالي.
السر الحقيقي: مستشعر التسارع (Accelerometer)
قد لا يعلم كثير من المستخدمين أن هاتفهم يحتوي على مستشعر دقيق يسمى:
Accelerometer
هذا المستشعر هو المسؤول عن:
- تدوير الشاشة تلقائيًا.
- عدّ الخطوات.
- معرفة اتجاه الهاتف.
- تشغيل بعض الألعاب.
- اكتشاف الحركة.
لكن جوجل اكتشفت أنه يستطيع أيضًا تسجيل الاهتزازات الناتجة عن الزلازل.
عندما يكون الهاتف ثابتًا على طاولة أو مكتب أو بجانب السرير، يستطيع المستشعر رصد اهتزازات صغيرة جدًا.
وبالطبع قد تحدث اهتزازات لأسباب أخرى، مثل:
- سقوط الهاتف.
- اهتزاز سيارة.
- فتح باب بقوة.
- تشغيل غسالة الملابس.
لذلك لا يعتمد النظام على هاتف واحد.
وهنا تظهر عبقرية الفكرة.
كيف تتحول ملايين الهواتف إلى شبكة زلزالية؟
لو أرسل هاتف واحد إشارة بأنه شعر باهتزاز، فلن تعتبره جوجل زلزالًا.
أما إذا أرسلت مئات أو آلاف الهواتف الموجودة في نفس المنطقة الإشارة نفسها في اللحظة ذاتها تقريبًا، فإن خوادم جوجل تبدأ بتحليل هذه البيانات فورًا.
يقارن النظام بين:
- موقع كل هاتف.
- توقيت الاهتزاز.
- قوة الحركة.
- اتجاه الاهتزاز.
- سرعة انتشارها.
إذا تطابقت هذه البيانات مع الخصائص المعروفة للموجات الزلزالية، يتأكد النظام خلال ثوانٍ من وجود زلزال حقيقي.
بعد ذلك تبدأ المرحلة الأهم…
إرسال التحذيرات إلى المناطق التي لم تصلها الهزة القوية بعد.
لماذا ينجح هذا النظام رغم أن الهواتف ليست أجهزة علمية؟
قد يظن البعض أن هاتفًا ذكيًا لا يمكنه منافسة أجهزة رصد الزلازل الاحترافية.
وهذا صحيح جزئيًا.
فالهاتف الواحد ليس بديلًا عن محطة زلزالية متخصصة.
لكن عندما يجتمع مئات الآلاف أو ملايين الهواتف معًا، تتحول البيانات الجماعية إلى مصدر قوي للغاية.
وهذا ما يعرف في عالم التقنية باسم:
Crowdsourcing
أي الاعتماد على مساهمة عدد هائل من الأجهزة أو المستخدمين للحصول على نتائج دقيقة.
وبفضل الذكاء الاصطناعي والخوارزميات المتقدمة، تستطيع جوجل استبعاد الإشارات الخاطئة والتركيز فقط على البيانات التي تشير إلى وقوع زلزال حقيقي.
ولهذا السبب أثبت النظام كفاءة عالية في العديد من الدول، خاصة في المناطق التي لا تمتلك شبكات رصد زلزالي كثيفة.
هل يمكن الاعتماد عليه بنسبة 100٪؟
الإجابة هي: لا.
وجوجل نفسها توضح أن النظام مكمل لأنظمة الرصد الزلزالي التقليدية، وليس بديلًا عنها.
فقد تختلف سرعة وصول التحذير بحسب:
- جودة الاتصال بالإنترنت.
- كثافة هواتف أندرويد في المنطقة.
- قوة الزلزال.
- بعد المستخدم عن مركز الزلزال.
ومع ذلك، أثبتت الدراسات أن النظام يستطيع في كثير من الحالات إرسال التنبيه قبل وصول الهزة المدمرة بعدة ثوانٍ، وهي مدة قد تكون كافية لإنقاذ الأرواح.
كيف يرسل نظام الإنذار المبكر بالزلازل التحذير قبل وصول الهزة؟
قد يبدو الأمر مستحيلًا للوهلة الأولى…
إذا كان الزلزال قد وقع بالفعل، فكيف يستطيع الهاتف إرسال تحذير قبل أن يشعر به المستخدم؟
الإجابة تكمن في طبيعة الزلازل نفسها.
فالزلزال لا ينتقل كموجة واحدة، بل يولد عدة أنواع من الموجات، ولكل منها سرعة وتأثير مختلف.
وهنا تعتمد أنظمة نظام الانذار المبكر بالزلازل على استغلال الفرق في سرعة هذه الموجات لإرسال التنبيه قبل وصول الهزة الأقوى.
كيف يبدأ الزلزال؟
عندما تتحرك الصفائح التكتونية داخل القشرة الأرضية، تتحرر كمية هائلة من الطاقة في نقطة تسمى:
بؤرة الزلزال (Hypocenter)
ومن هذه النقطة تبدأ الموجات الزلزالية بالانتشار في جميع الاتجاهات، تمامًا كما تنتشر الدوائر عندما ترمي حجرًا في الماء.
لكن ليست كل الموجات متساوية.
فهناك نوعان رئيسيان يلعبان الدور الأهم في أنظمة الإنذار المبكر.
الموجات الأولية (P-Waves)
تُعد الموجات الأولية (Primary Waves أو P-Waves) أسرع الموجات الزلزالية.
وتصل إلى المناطق المحيطة قبل أي موجة أخرى.
ومن خصائصها:
- سرعتها قد تتجاوز 6 إلى 8 كيلومترات في الثانية.
- تنتقل عبر الصخور والسوائل والغازات.
- غالبًا لا تسبب أضرارًا كبيرة.
- يشعر بها البعض على شكل اهتزاز خفيف أو طرقات بسيطة.
ورغم أنها ليست الموجة الأكثر خطورة، فإنها تحمل مفتاح نجاح نظام الإنذار المبكر.
الموجات الثانوية (S-Waves)
بعد وصول الموجات الأولية بقليل، تأتي الموجات الثانوية (Secondary Waves أو S-Waves).
وهذه هي الموجات التي تسبب معظم الدمار.
ومن خصائصها:
- أبطأ من الموجات الأولية.
- تسبب اهتزازًا جانبيًا قويًا.
- مسؤولة عن انهيار المباني في كثير من الزلازل.
- يشعر بها الجميع بوضوح.
وهنا تكمن الفكرة العبقرية.
بما أن الموجات الأولية تصل أولًا، تستطيع الأنظمة اكتشافها فورًا ثم إرسال التحذير قبل وصول الموجات الثانوية.
لماذا تصل الإشعارات قبل الهزة؟
لنفترض أن زلزالًا وقع على بعد 120 كيلومترًا منك.
قد تصل الموجات الأولية خلال ثوانٍ قليلة إلى أجهزة الرصد أو إلى هواتف أندرويد القريبة من مركز الزلزال.
بمجرد اكتشافها، ترسل هذه الأجهزة البيانات إلى خوادم جوجل.
وخلال أجزاء من الثانية تقوم الخوارزميات بما يلي:
- التأكد من أن الحدث زلزال حقيقي.
- حساب موقع مركز الزلزال.
- تقدير قوته.
- حساب اتجاه انتشار الموجات.
- تحديد المدن التي ستتأثر.
- إرسال التنبيهات إليها فورًا.
وبما أن إشعار الهاتف ينتقل عبر الإنترنت بسرعة تقارب سرعة الضوء، بينما تحتاج الموجات الزلزالية عدة ثوانٍ إضافية للوصول، فإن المستخدم قد يستلم التنبيه قبل وصول الهزة القوية.
كم ثانية يمنحك نظام الإنذار؟
لا توجد مدة ثابتة.
فالأمر يعتمد على عدة عوامل، منها:
- بعدك عن مركز الزلزال.
- قوة الزلزال.
- سرعة الإنترنت.
- سرعة معالجة البيانات.
- كثافة أجهزة الرصد في المنطقة.
وفي بعض الحالات قد لا يتجاوز التنبيه ثانية أو ثانيتين.
أما إذا كنت بعيدًا عن مركز الزلزال فقد تحصل على إنذار قبل:
- 5 ثوانٍ.
- 10 ثوانٍ.
- 20 ثانية.
- وقد يصل أحيانًا إلى أكثر من 30 ثانية.
ورغم أن هذه المدة تبدو قصيرة، فإنها قد تكون كافية لإنقاذ عدد كبير من الأرواح.
ماذا يحدث بعد اكتشاف الزلزال؟
بعد أن تتأكد جوجل من وقوع الزلزال، تبدأ مرحلة توزيع التنبيهات.
ويتم ذلك وفقًا لموقع كل مستخدم.
فالشخص الموجود بعيدًا عن مركز الزلزال يحصل على التنبيه.
أما المستخدم الموجود فوق مركز الزلزال تقريبًا، فقد يشعر بالهزة قبل وصول الإشعار، لأن المسافة قصيرة جدًا.
ولهذا السبب لا يتلقى الجميع التنبيه في الوقت نفسه.
انواع التنبيهات في هواتف أندرويد
تعتمد جوجل على نوعين من الإشعارات.
أولًا: Be Aware Alert
يظهر هذا التنبيه عندما يكون الزلزال خفيفًا أو عندما تكون شدة الاهتزاز المتوقعة منخفضة.
يعرض الهاتف إشعارًا مع بعض التعليمات، ويمكن للمستخدم تجاهله إذا كان يستخدم الهاتف.
ثانيًا: Take Action Alert
هذا هو التنبيه الأهم.
عند توقع اهتزاز قوي، يظهر التنبيه على كامل الشاشة حتى لو كان الهاتف في وضع عدم الإزعاج.
كما يصدر الهاتف صوتًا مرتفعًا مع اهتزاز قوي لجذب انتباه المستخدم.
ويحتوي التنبيه على تعليمات سريعة مثل:
- انبطح.
- احتمِ.
- تمسك بشيء ثابت.
وهي الإجراءات المعروفة عالميًا للتعامل مع الزلازل.
لماذا تعتمد جوجل على الذكاء الاصطناعي؟
لو اعتمد النظام على قراءة الاهتزازات فقط، لكان يرسل آلاف الإنذارات الكاذبة يوميًا.
فالهاتف قد يهتز بسبب:
- مرور شاحنة.
- أعمال البناء.
- سقوط الهاتف.
- تشغيل الغسالة.
- القفز على الأرض.
- الألعاب الرياضية.
لكن خوارزميات الذكاء الاصطناعي تستطيع التمييز بين الاهتزازات الطبيعية والزلزالية من خلال تحليل ملايين الإشارات في الوقت نفسه.
كما تراقب:
- شكل الموجة.
- توقيتها.
- سرعة انتشارها.
- عدد الأجهزة التي سجلتها.
- موقع كل جهاز.
وهذا يقلل بشكل كبير من احتمالية الإنذارات الخاطئة.
هل يعمل النظام بدون إنترنت؟
للأسف لا.
حتى يتمكن الهاتف من إرسال بيانات الاهتزاز واستقبال التحذيرات، يحتاج إلى اتصال بالإنترنت عبر:
- Wi-Fi.
- أو بيانات الهاتف.
لكن بعد وصول التنبيه، لا يحتاج المستخدم إلى القيام بأي إجراء، إذ يظهر التحذير تلقائيًا على الشاشة.
هل تستهلك هذه التقنية البطارية؟
من أكثر الأسئلة التي يطرحها المستخدمون.
والإجابة هي: لا بشكل ملحوظ.
فالهاتف لا يرسل بياناته باستمرار.
بل يعتمد على مستشعر الحركة الموجود أصلًا في النظام، ولا يبدأ بإرسال البيانات إلا عند اكتشاف نمط اهتزاز غير طبيعي.
لذلك فإن تأثير الميزة على البطارية واستهلاك الإنترنت يُعد محدودًا جدًا بالنسبة لمعظم المستخدمين.
جدول: مقارنة بين النظام التقليدي ونظام جوجل
| العنصر | أنظمة الرصد التقليدية | نظام جوجل عبر أندرويد |
|---|---|---|
| أجهزة الرصد | محطات زلزالية متخصصة | ملايين هواتف أندرويد |
| تكلفة الإنشاء | مرتفعة جدًا | منخفضة نسبيًا |
| سرعة الانتشار | محدودة | عالمية تقريبًا |
| سهولة التوسع | بطيئة | سريعة جدًا |
| الحاجة لبنية تحتية جديدة | نعم | لا |
أين يعمل نظام الإنذار المبكر بالزلازل؟ وهل أثبت فعاليته؟
كيف تنشر جوجل نظام الإنذار المبكر بالزلازل؟
- معدل النشاط الزلزالي.
- عدد مستخدمي هواتف أندرويد.
- جودة تغطية الإنترنت.
- توفر بيانات جيولوجية دقيقة.
- التعاون مع هيئات رصد الزلازل المحلية.
الدول التي يعمل بها النظام
- الولايات المتحدة الأمريكية.
- اليابان.
- اليونان.
- تركيا.
- إندونيسيا.
- الفلبين.
- المكسيك.
- تشيلي.
- بيرو.
- دول أخرى تشهد نشاطًا زلزاليًا مستمرًا.
لماذا لا يتوفر النظام في جميع الدول؟
هل يستطيع النظام اكتشاف جميع الزلازل؟
- قوة الزلزال.
- عمق بؤرة الزلزال.
- عدد الهواتف القريبة.
- سرعة انتقال البيانات.
- جودة الاتصال بالإنترنت.
ما مدى دقة نظام جوجل؟
- عدد الأجهزة التي سجلت الاهتزاز.
- توقيت الاهتزاز.
- الموقع الجغرافي.
- اتجاه انتشار الموجة.
- قوة الإشارة.
كيف يميز النظام بين الزلزال والاهتزازات العادية؟
- مرور شاحنة ثقيلة.
- أعمال الحفر.
- سقوط الهاتف.
- اهتزاز الغسالة.
- حركة القطار.
- الألعاب الرياضية.
هل ساعد النظام في إنقاذ الأرواح؟
- الابتعاد عن النوافذ.
- إيقاف المركبات.
- إخلاء بعض المناطق الخطرة.
- الاحتماء أسفل الطاولات.
- إيقاف بعض العمليات الصناعية.
- تقليل الإصابات الناتجة عن المفاجأة.
هل يهدد النظام خصوصية المستخدمين؟
- موقع الجهاز التقريبي.
- وقت الاهتزاز.
- قوة الحركة المسجلة بواسطة مستشعر التسارع.
مميزات نظام جوجل مقارنة بالأنظمة التقليدية
أبرز مميزات نظام الإنذار المبكر بالزلازل
- يعمل تلقائيًا دون الحاجة إلى تثبيت تطبيق إضافي.
- يعتمد على ملايين الهواتف المنتشرة حول العالم.
- يستخدم الذكاء الاصطناعي لتقليل الإنذارات الخاطئة.
- يرسل التنبيه خلال ثوانٍ قليلة.
- يتم تحديثه باستمرار عبر خدمات Google.
- مجاني لمعظم مستخدمي أندرويد.
هل سيصبح هذا النظام أكثر تطورًا مستقبلًا؟
- نماذج ذكاء اصطناعي أكثر تقدمًا.
- بيانات أكبر من أجهزة الاستشعار.
- تحسين سرعة معالجة البيانات.
- دمج معلومات الأقمار الصناعية.
- التعاون مع هيئات الزلازل العالمية.
الأسئلة الشائعة حول نظام الإنذار المبكر بالزلازل
هل يستطيع نظام الإنذار المبكر التنبؤ بالزلازل قبل وقوعها؟
كم ثانية يمنحني النظام قبل وصول الزلزال؟
- المسافة بينك وبين مركز الزلزال.
- قوة الزلزال.
- سرعة اتصال الإنترنت.
- سرعة معالجة البيانات.
- كثافة هواتف أندرويد في المنطقة.
هل يحتاج النظام إلى تطبيق منفصل؟
هل يعمل النظام على جميع هواتف أندرويد؟
- إصدار نظام أندرويد.
- تحديث خدمات Google Play.
- الدولة التي يوجد فيها المستخدم.
- توافق الهاتف مع الخدمة.
هل يستهلك بطارية الهاتف؟
هل يمكن الاعتماد على النظام وحده؟
ماذا يجب أن تفعل عند استلام تحذير الزلزال؟
- انبطح على الأرض إذا شعرت بالاهتزاز.
- احتمِ أسفل طاولة أو مكتب متين.
- ابتعد عن النوافذ والزجاج.
- لا تستخدم المصاعد.
- إذا كنت خارج المنزل، ابتعد عن المباني وأعمدة الكهرباء.
- إذا كنت تقود السيارة، توقف في مكان آمن بعيدًا عن الجسور والأنفاق.
مستقبل أنظمة الإنذار المبكر بالزلازل
- الذكاء الاصطناعي التنبئي لتحسين سرعة تحليل البيانات.
- دمج بيانات الأقمار الصناعية مع أجهزة الاستشعار الأرضية.
- زيادة عدد أجهزة الرصد حول العالم.
- تحسين دقة تحديد مركز الزلزال وقوته.
- تقليل زمن إرسال التنبيهات.
- توسيع الخدمة لتشمل المزيد من الدول.
أهم النقاط التي يجب تذكرها
- لا يستطيع أي نظام التنبؤ بالزلازل قبل وقوعها.
- يعتمد نظام جوجل على ملايين هواتف أندرويد لرصد الاهتزازات.
- يستخدم مستشعر التسارع والذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات.
- يكتشف الموجات الأولية (P-Waves) ويرسل التحذير قبل وصول الموجات الثانوية (S-Waves).
- قد يمنح المستخدم من ثوانٍ قليلة إلى عشرات الثواني للاستعداد.
- يعمل في العديد من الدول ويستمر في التوسع.
- لا يتطلب تطبيقًا إضافيًا في معظم الهواتف الحديثة.
خاتمة
مصادر و روابط خارجية موثوقة
- Google Android Earthquake Alerts
- United States Geological Survey (USGS)
- Google AI Blog
- California Institute of Technology (Caltech)



