زمینشناسان گسل ها را برای شناخت هرچه بیشتر منشا زلزلههای بزرگ در مناطق مختلف پوسته زمین مورد مطالعه قرار میدهند تا بتوانند به دانش پیشبینی لحظه گسیختگی و لرزش زمین در مقیاس های میکروسکوپی تا ماکروسکوپی پی ببرند و اثرات زلزله و گسلش را روی ساختمان و سازههای حیاتی مانند بیمارستان ها، نیروگاه ها، سدها و مدارس به صورت ژرف بینانه واکاوی کنند. صفحات پوسته قاره ای و اقیانوسی کره زمین به طور مداوم در حال حرکت هستند و در نتیجه یا به هم برخورد می کنند که به آنها صفحات همگرا می گویند یا از هم دور می شوند که به آنها صفحات واگرا می گویند یا صفحات در کنار هم می لغزند که آنها را گسل های ترادیسی می نامند.
یکی از خصوصیات کره زمین، پویابودن آن است و می توان گفت که هیچ چیز در جهان هستی ثابت نیست و همه چیز در حال حرکت است و زلزله نیز نتیجه برهمکنش قانونمند نیروها در جهان هستی است. به هنگام زمین لرزه های بزرگ، گسل های لرزه زا به صورت اصطکاکی قفل می شوند؛ به این ترتیب زمانی که دو صفحه پوسته قاره ای با یکدیگر برخورد می کنند و پوسته اقیانوسی در زیر پوسته قاره ای فرورانش می کند، در اثر برخورد دو پوسته و فشار تدریجی نیروهای محل برخورد، سنگ های اطراف گسل به تدریج دگرشکل می شوند. در این دگرشکلی در مقیاس نانو و میکروسکوپ الکترونیکی، فاصله اتم های شبکه بلوری کانی های تشکیل دهنده سنگ ها کمتر و کمتر می شود و مانند فشردن تدریجی فنر، انرژی را به صورت بالقوه در خود ذخیره می کنند. مجموعه عظیمی از تمام این خرد- انرژی های جمع شده، انرژی بالقوه قدرتمند ذخیره شده واتنش الاستیک را شکل می دهند. در زمانی که نیروی وارده بیش از توان مقاومت کانی ها و سنگ های دگرشکل شده باشد، گسل شروع به لغزش می کند و انرژی ذخیره شده بالقوه قدرتمند ناگهان به شکل های دیگری از انرژی تبدیل می شود. به همین ترتیب که لغزش گسل ادامه پیدا می کند، مقدار کمی از این انرژی در اثر اصطکاک دو صفحه گسل در حال لغزش به انرژی گرمایی تبدیل می شود و در زلزله های بزرگ، سبب ذوب قسمتی از سطح گسل می شود. مقدار قابل توجهی از این انرژی به صورت امواج لرزهای (انرژی کنیتیک یا انرژی جنبشی) آزاد می شود. تعدادی از زمینلرزهها بسیار کوچک هستند و مقدار انرژی بالقوه جنبشی آزادشده آنها به اندازه ای کم است که امواج به وجودآمده فقط با دستگاه های مخصوص لرزه نگاشت قابل تشخیص هستند و به وسیله انسان قابل تشخیص نیستند. در تعدادی از حرکت گسلها، میزان آزادشدن انرژی آن قدر زیاد و پرقدرت است که امواج لرزه ای به وجودآمده، سبب تخریب و ویرانی گسترده می شود. در بعضی از زمینلرزه ها، حرکت گسل و لغزش گسلی در زیر سطح زمین باقی میماند که به آن گسل کور می گویند، اما در بعضی از زلزلههای بزرگ، حرکت گسل و لغزش گسلی به سطح زمین میرسد که آن را گسل سربرآورده می نامند. این نمونه گسل ها به صورت خطی و با رنگ قرمز روی نقشه های زمین شناسی نشان داده می شوند. تعیین زمان و مکان و بزرگی زلزله در اثر لغزش لحظه ای گسل برای تدارک به حداقل رساندن خسارات وارده، دارای اهمیت بسیاری است.
برای شناخت هرچه بیشتر زلزله، ما باید بدانیم که گسل در چه قسمتی از کمربند کوه زایی قرار گرفته است. باید سوگیری نیروهای عمودی و مماسی وارده به گسل را شناسایی کنیم و توان لرزه زایی گسل را مورد ارزیابی قرار دهیم. دانستن دانش دست نیافتنی تر در زمان کنونی، مانند لحظه آزادشدن انرژی ذخیره شده واتنش الاستیک و لحظه گسست پیوند بین اتمهای فشرده شده تشکیل دهنده کانیها و سنگ های دگرشکل شده در لحظه گسلش در مقیاس نانو و محاسبه مقدار انرژی بالقوه ذخیره شده سبب می شود تا با توجه به تفسیر این اطلاعات به دست آمده به شناخت دقیقی برسیم تا در کنار گسلهای لرزه زا باشیم، ولی خطری ما را تهدید نکند. تاکنون هیچکدام از دانشمندان علم لرزه شناسی، زمینشناسی ساختاری و زمین شناسی ریزساختاری قادر نبوده اند و نیستند با توجه به عدم شناخت معادله چندمجهولی گفته شده لحظه گسلش وقوع یک زلزله بزرگ را پیش بینی کنند. ما نمی دانیم چگونه و در چه زمانی در آینده نزدیک زلزله ای بزرگ را پیش بینی کنیم.
پیش بینی زلزله باید سه اصل مهم را مدنظر قرار دهد. این سه اصل مهم عبارت اند از تاریخ و زمان، مکان و بزرگی زلزله. تعدادی از افراد ادعا می کنند که میتوانند زلزلهها را پیش بینی کنند، ولی استدلال آنها به دلایل زیر نادرست است و مبنای علمی ندارد:
۱- پیشبینی آنها براساس دلایل علمی نیست. زلزله قسمتی از روند سامان مند علمی است که باید تمام اجزای مجهول آن را شناخت، زیرا به وجود آمدن آن ارتباط مستقیمی با همرفت حرارتی و حرکت نوردپذیر سست کره در عمق ۱۵۰-۶۷۰ کیلومتری زمین دارد. این حرکت نوردپذیر سبب می شود که پوسته قاره ای و یا سنگ کره روی آن را به حرکت درآورد. برای مثال، زلزله هیچ ارتباطی با حرکت و تجمع ابرها ندارد، علاوه بر این زلزله هیچ ارتباطی با درد یا تیرکشیدن بدن انسان ندارد.
۲- پیشبینی آنها در چارچوب سه اصل گفته شده که عبارت اند از تاریخ و زمان، مکان و بزرگی زلزله نمی گنجد.
۳- پیشبینی آنها بسیار کلی است و همیشه وقوع یک زلزله در چارچوب ادعای آنها می گنجد؛ برای مثال زلزله ای با بزرگای چهار در ۳۰ روز آینده در جایی و در فلان کشور اتفاق میافتد یا زلزلهای با بزرگی دو در قسمتهای ساحلی، امروز رخ می دهد. اگر زلزلهای در منطقه دورافتادهای اتفاق بیفتد، کاملا با پیشگویی آنها سازگار است. آنها ادعای پیروزی میکنند. حتی اگر پیشبینی آنها با سه اصل تعریف شده شدیدا در تضاد باشد. پیشبینیهای غیرعلمی آنها هم زمان با مطالبی که در رسانههای اجتماعی به طور گسترده و به شکلی عامیانه از وقوع زلزله در آینده نزدیک خبر می دهد، شروع میشود. این به اصطلاح هشدار، معمولا عبارت است از افزایش تعداد زیادی از زلزلههای با قدرت کم، افزایش مقادیر گاز رادون در آبهای محلی، رفتار غیرعادی حیوانات مانند پارس کردن غیرطبیعی سگ ها، بی قراری اسب ها و قاطرها در اصطبل ها، فرار دسته جمعی موش ها از لانه، بیرون آمدن دسته جمعی مارها در زمستان و افزایش تدریجی بزرگای زلزلههای متوسط که به نظر می رسد نماینده پیشلرزه باشد. متاسفانه بیشتر پیشلرزه ها غالبا بدون همراهی با یک زلزله بزرگ شروع شده و در نتیجه پیشبینی واقعی را ناممکن می کند.
چندین دهه پیش، در ۱۹۷۵ دانشمندان چینی زلزله ای با بزرگای ۷.۳ را پیش بینی کردند. گرچه این پیش بینی به صورت تصادفی موفقیت آمیز بود و سبب نجات جان هزاران نفر شد، اما دانشمندان چینی در پیش بینی زلزله های بعدی موفق نبودند و درنتیجه نتوانستند زلزله های بزرگ دیگر را پیش بینی کنند. در زلزله پیش بینی شده، اگرچه حدود نیمی از ساختمان های هایچنگ در چین ویران شد، اما با تخلیه موفق تعداد زیادی از خانه های ناامن، حدود ۹ هزار نفر از مردم آن منطقه از مرگ نجات پیدا کردند. پیش بینی دانشمندان چینی براساس مجموعه ای از پیش لرزه ها بود که به صورت پیش رونده ای قدرت آنها بزرگ تر می شد. این پیش لرزه ها در حدود چهار روز قبل از زلزله اصلی ویرانگر اتفاق افتادند. متاسفانه در زلزله های بزرگ دیگر در چین، پیش لرزه ای اتفاق نیفتاد و روشی نیز برای تشخیص پیش لرزه از زلزله های دیگر وجود نداشت. در سال ۱۹۷۶، یکی از مرگبارترین زلزله های تاریخ با بزرگی ۷.۵ در شهر معدنی تانک شان چین به وقوع پیوست و سبب مرگ حدود ۲۴۰ هزار نفر شد.
یکی از دلایل اصلی که زلزله سبب تخریب گسترده و گرفتن جان انسان ها می شود، ضربه زدن بدون اخطار است. به همین دلیل تحقیقات گسترده ای در زمینه پیش بینی زلزله ازسوی محققان کشورهای مختلف در حال انجام است. تنها چیزی که ما میتوانیم درحال حاضر برای پیشبینی زلزله انجام دهیم، آن است که بر پایه روشهای آمار و احتمالات میزان خطرپذیری را در یک منطقه تعیین کنیم. پیش بینی با استفاده از روشهای آمار و احتمالات میگوید که زلزله ای با بزرگی و شدت معین، به احتمال زیاد در یک منطقه مشخص یا قطعهای از یک یا چند گسل فعال در محدوده زمانی چندین سال یا چندین دهه اتفاق میافتد. همین روشهای آمار و احتمالات نیز ممکن است درست جواب ندهد؛ برای مثال در ایران، دو شهر بم و منجیل با استفاده از روشهای آماری در نقشه ارائه شده با عنوان «خطر لرزه ای ایران» در رابطه با خطرپذیری مناطق مختلف ایران، جز مناطق با خطر لرزهای پایین و متوسط برآورده شده اند. اما دیدیم که زلزله بم با بزرگای ۶.۵ و زلزله منجیل با بزرگای ۷.۵ باعث خرابی این مناطق و کشته شدن تعداد زیادی از هم وطنا نمان شدند. به هرحال، پیشبینی های درازمدت کمکی به ساکنان یک منطقه فعال لرزه زا به منظور پیش بینی و تدارک برای یک زلزله مشخص را نمی کند. یک پیشبینی واقعی با مشخص کردن مکان و بزرگی زلزله، گرچه مفید است، ولی قادر به اعلام تاریخ و زمان وقوع زلزله نیست.
جدیدترین نوآوری دانشمندان در پیش بینی خطر زلزله، طراحی دستگاه «سامانه هشدار اولیه زلزله» است که در کشورهای مکزیک، ژاپن، ترکیه، رومانی و چین نصب شده و به صورت سریع وقوع زلزله را اطلاع می دهد. هشدار این دستگاه از نظر زمانی بسیار کوتاه است. می توان گفت با توجه به فاصله ژرف مرکز زلزله نسبت به حسگرهای دریافت کننده، در حد چند ثانیه و چند دقیقه است. به عبارتی دیگر، این فاصله زمانی اختلاف زمانی بین رسیدن موج –P و موج –S به حسگرهای دریافت کننده این امواج است. روش کار این دستگاه هشداردهنده به این صورت است که در زمان گسلش و زلزله، بر اثر آزادشدن انرژی ذخیره شده واتنش الاستیک از ژرف مرکز زلزله، امواج مختلفی به تمام جهات کره زمین فرستاده می شود. موج –P اولین موج و سریع ترین موجی است که با سرعت شش کیلومتر در ثانیه از طریق حسگرهایی که با فاصله ۱۰ تا ۲۰ کیلومتری در اطراف شهر مدنظر نصب شده اند، دریافت می شود. موج –S و موج –سطحی که دارای سرعت کمتری هستند و در واقع تخریب را انجام می دهند، در فاصله زمانی طولانی تری به حسگرها می رسند. حسگرها اطلاعات را بلافاصله به «سامانه هشدار اولیه زلزله» انتقال می دهند و سامانه نیز بزرگی و مکان زلزله را محاسبه می کند. پیام، بلافاصله به روز شده و شدت و زمان لرزش مکانی را از طریق کامپیوتر شخصی و تلفن همراه به مردم اطلاع و هشدار می دهد تا در زمانی بسیار کوتاه، به حفظ جان و دارایی های خود اقدام کنند.
گرچه نوآوری دستگاه «سامانه هشدار اولیه زلزله» بسیار ارزشمند است، ولی نمی تواند جای «برنامه کاهش خطر زلزله» را بگیرد. سازمان زمینشناسی آمریکا، دانشگاهها و دانشمندان، برنامه ای را تحت عنوان «برنامه کاهش خطر زلزله» تدوین کرده اند که همه کشورها با استفاده بهینه از این برنامه و اجرای آن می توانند امیدوار باشند که میزان خطر زمین لرزه را به حداقل برسانند. هدفهای عمده این برنامه عبارت اند از:
– توسعه فهم منشا زلزله: برای رسیدن به این هدف، نیاز است اطلاعاتی درباره خصوصیات فیزیکی و رفتار مکانیکی گسل به همراه توسعه مدلهای کمی روندهای فیزیکی کره زمین به دست آید.
– مشخص کردن خطر بالقوه زلزله: برای این منظور باید مناطق فعال لرزه زا و میزان بیشینه زمینلرزهخیزی این مناطق مشخص شود. علاوه بر این، باید گسلهای فعال و میزان دگرشکلی پوسته زمین در این مناطق نیز مشخص شود. گردآوری این اطلاعات برای محاسبه آماری و توسعه روشهای بهینه پیشبینی زلزلههای کوتاه مدت و متوسط ضروری است.
– پیش بینی اثرات زمینلرزه: برای رسیدن به این هدف، پیشبینی گسیختگی و لرزش زمین و اثرات زلزله بر روی ساختمان و سازههای دیگر مورد نیاز است. این اطلاعات برای ارزیابی ضایعات و تلفات وابسته به خطر زلزله مورد استفاده قرار می گیرد.
– به کار بستن تحقیقات: این برنامه عموم افراد و ملت را درباره خطرات زلزله تعلیم می دهد. این هدف به برنامهریزیهای بهتر برای مواجهه با زلزله و راههای کم کردن تلفات انسانی و جلوگیری از تخریب ساختمان نیاز دارد.
- نویسنده : دکتر خلیل سرکاری نژاد
- منبع خبر : شرق
Saturday, 25 March , 2023