زلزله – چرا پیش‌بینی زمین‌لرزه تا این اندازه دشوار است؟
قسمت 1
در سال 132 پیش از میلاد، یک بحرالعلوم اهل چین به نام ژانگ هِنگ آخرین اختراع خود را در مورد زلزله به دربار هان ارائه داد.
او مدعی شد که این ظرف بزرگ می تواند زمان هر زلزله ای که قرارست در قلمروی پادشاهی رخ دهد، پیش بینی کند، همچنین جهتی را که باید کمکهای امدادی برایش ارسال کنند.
دربار تاحدود زیادی تردید داشت، بخصوص وقتی آن دستگاه در بعدازظهری ظاهراً آرام، ناگهان زنگ میخورد. اما زمانیکه پیغام‌رسان ها چند روز بعد برای کمک می رسیدند، تمام شک و تردیدهایشان تبدیل میشد به قدردانی.
شناسایی زلزله
امروزه، برای شناسایی رخدادهای مرتبط با ارتعاش زمین، دیگر برروی کوزه و گلدان تکیه نمی کنیم، اما زمین لرزه و زلزله همچنان چالشی برای ملتهایی باقی مانده که سعی می کنند ردش را بگیرند.
حالا چرا پیش بینی زمین لرزه تا این اندازه دشوار است؟ و چطور می توانیم در پیشگویی زمان چنین رویدادی پیشرفت کنیم؟
برای پاسخ به این، می بایست با برخی نظریه های علمی در مورد چگونگی رخداد زمین لرزه و زلزله آشنا شویم.
پوستۀ کره زمین از چندین تکۀ ناهموار و گسترده از صخره ها تشکیل شده که ورقه های زمین‌ساختی نامیده می شوند.
هر ورقه برروی یک لایه داغ و مذاب از گوشتۀ زمین سوار شده است.
همین باعث می شود که ورقه ها با سرعتی بسیار کند گسترش پیدا کنند، شاید حدود 1 تا 20 سانتیمتر در سال.
اما این حرکتهای ریز آنقدر نیرومند هستند که موجب شکافهای عمیقی در ورقه های مجاور یکدیگر می شوند.
در نواحی ناپایدار، تشدید فشارها شاید در نهایت ماشۀ یک زمین لرزه یا زلزله را بچکاند.
پایشِ همین جنبش های بسیار جزئی به اندازه کافی سخت هست، چه برسد به عوامل متنوع تری که جابجایی ها را به زلزله تبدیل می کنند.
گسل زلزله
گسلهای متفاوتی در مجاورت صخره های متفاوتی قرار گرفته اند، که بعضی از آنها زیر فشار سنگین تر یا ضعیف تر هستند.
صخره های مختلف همچنین در برابر سایش و دمای شدید، واکنشهای متفاوتی بروز می دهند.
بعضی ها تا قسمتی ذوب می شوند و سیالات روانکاری از جنس مواد معدنی داغ آزاد می کنند که میزان سایش خط گسل زلزله را کاهش می دهد.
ولی بعضی ها خشک باقی می مانند، و در معرض انباشت خطرناک فشارها قرار می گیرند.
تازه، همه این گسلها تحت تأثیر نیروهای گرانشی گوناگونی نیز قرار دارند، همینطور جریانهایی از سنگهای مذاب که در سرتاسر گوشتۀ زمین حرکت می کنند.
پس کدام یک از این متغیرها را باید تحلیل کنیم، و چقدر می توانند برای پیشرفتِ جعبه‌ابزار پیش‌بینی زلزله سودمند باشند؟
از آنجا که برخی از نیروهای زمین‌شناختی با ضرباهنگ های نسبتاً ثابتی رخ می دهند، رفتار ورقه ها تاحدودی بصورت دوره‌ای مشاهده می شود.
قسمت 2
امروزه، بسیاری از سرنخ های علمی معتبر از پیش بینی درازمدتی سرچشمه می گیرند که به زمان و مکان زلزله زمین لرزه های قبلی مرتبط می شوند.
در مقیاس چند هزار ساله، امکانی به ما می دهد تا در مورد احتمال رسیدن به زلزله ای سهمگین در گسلهای به شدت فعال، مانند گسل سن‌آندریاس، پیش بینی هایی صورت دهیم.
اما به خاطر متغیرهای بسیاری که دخیل هستند، این روش می تواند تنها در چارچوبهای زمانی نادقیق و بی‌قاعده پیش بینی کند.
پیشگویی زلزله
برای پیشگویی رخدادهای قریب‌الوقوع تر، پژوهشگران به مطالعه و بررسی لرزشهایی یرداخته اند که کرۀ زمین پیش از زلزله از خودش ایجاد می کند.
زمین‌شناسان از مدتها پیش به کمک دستگاه های لرزه نگار توانسته اند چنین جابجایی های ریز در پوسته سیاره را ردگیری و نقشه‌برداری کنند. امروزه هم تلفن های هوشمند قادرند امواج زمین لرزه و زلزله اصلی را ثبت کنند.
با وجود شبکه ای از تلفن های همراه سرتاسر جهان، دانشمندان بطور بالقوه می توانند سامانه هشدار فراگیر و غنی را جمع‌سپاری کنند تا زلزله های پیش‌رو را به مردم خبر دهد.
شوربختانه، تلفن ها شاید قادر نباشند اخطاریه های لازم را برای اجرای پروتکل های ایمنی فراهم کنند.
با این حال، بازخوانی چنین اطلاعات دقیقی می تواند برای ابزارهای پیش‌بینی زلزله مانند نرم‌افزار ناسا به نام Quakesim مفید باشد.
این ابزار می تواند انبوه عظیمی از داده های زمین‌شناختی را برای شناسایی مناطق پرخطر شناسایی کند.
علامت های زلزله
در هر حال، مطالعات اخیر نشان می دهد که بارزترین علامت های زلزله شاید برای تمام این حسگرها نامرئی باشد.
در سال 2011، درست پیش از آنکه زلزله ای ساحل شرقی ژاپن را تکان دهد، پژوهشگران نزدیک به حادثه در کمال شگفتی توانستند تجمع بزرگی از جفت ایزوتوپ های رادیواکتیو یعنی رادون و تورون را ثبت کنند.
قبل از وقوع زلزله، وقتی تنش در پوسته زمین افزایش می یابد، ریزساختارها می گذارند این گازها از لایه سطحی زمین فرار کنند.
این دانشمندان تصور می کنند که اگر شبکه وسیعی از آشکارسازهای رادون-تورون در نواحی مستعد زلزله نصب کنیم، یک سامانه هشداردهندۀ نویدبخش خواهیم داشت که بطور بالقوه زلزله ها را یک هفته زودتر پیشگویی می کند.
البته، هیچ کدام از این فناوری ها به اندازه نگاهی ساده به درون خود کره زمین سودمند نخواهد بود.
با نمای ژرف تری از این ساختار شاید قادر باشیم تغییرات زمین‌شناختیِ بزرگ‌مقیاس را در زمان جاری واقعی پیش‌بینی کنیم، و احتمالاً سالانه جان ده ها هزار نفر را از زلزله نجات دهیم.
اما در حال حاضر، این گونه فناوری ها می توانند به آماده سازی و واکنش سریع در نواحی نیازمند امداد به ما کمک کنند بدون آنکه مجبور باشیم جهت را از کوزه بپرسیم.
