سلامت نیوز: وقوع زلزله یكی از مخرب‌ترین و هراس انگیزترین پدیده‌های طبیعی است كه از دیرباز دامنگیر بشر بوده است. تفكر و تعقل در باره كاهش خسارات و مرگ و میر ناشی از آن نیز همواره یكی از قدیمی ترین دغدغه‌های بشر بوده و هست. در این میان، مقوله پیش‌بینی زلزله بیش از هر موضوع دیگر توجه انسان را به خود جلب كرده است.

متخصصان و محققان در زمینه‌های مختلف بویژه پیش نشانگرها، مشغول تحقیق و تفحص هستند. نظرات متعدد و متناقض فراوانی در این حوزه مطرح است.

عده‌ای پیش‌بینی را غیرعملی و غیرواقع می‌دانند و در مقابل، عده‌ای دیگر ضمن تمركز بر یك یا چند پیش نشانگر، پیش‌بینی وقوع زلزله را شدنی می‌دانند و حتی عده‌ای دیگر با اتكا به این پیش نشانگرها، مدعی پیش‌بینی برخی زلزله‌های رخ داده شدند؛ از جمله پیش‌بینی زلزله آوریل سال جاری «آكوئیلا»ی ایتالیا توسط جیانپائولو جولیانی با اتكا بر پیش نشانگر گاز رادون یا ادعای پیش‌بینی زلزله بم توسط ژونگ هواشو، محقق چینی با اتكا بر مولفه ابرهای زلزله و... اما این‌كه بررسی این پیش نشانگر‌ها در پیش‌بینی زلزله تا چه حد دقیق عمل می‌كنند و قابل اتكا هستند، موضوعی است كه باید از لابه‌لای صفحات تحقیقات پژوهشگران یا از زبان متخصصان این رشته شنید.

پیش‌بینی زلزله

پیش‌بینی زلزله به معنای پیش‌بینی مكان، بزرگا و زمان وقوع زلزله است كه بر اساس پارامترهای متعدد و متفاوتی انجام می‌شود.

از لحاظ نظری كاملاً واضح است كه اگر پارامترهای موثر در تنش‌های پوسته زمین را بدانیم، باید بتوانیم زلزله‌ها را پیش‌بینی كنیم.

عقیده عمومی در دهه‌های 1960 و 1970 این بود كه با بررسی دقیق سابقه حركات گسل‌ها، الگوهایی قابل پیش‌بینی به دست خواهند آمد. علاوه بر این تصور می‌شد الگوهای غیرعادی كوتاه‌مدت رفتار حركات گسل‌ها پیش از زمین‌لرزه قابل پیش‌بینی هستند.

در نتیجه می‌توان ساعت‌ها و روزها پیش از وقوع زمین‌لرزه به مردم اطلاع داد تا نواحی خطرناك را تخلیه كنند اما امروز كاملاً روشن شده است كه پیش‌بینی وقوع زمین‌لرزه بسیار پیچیده‌تر از آن است كه ابتدا تصور می‌شد.

امروزه می‌دانیم زلزله‌ها چه از لحاظ زمانی و چه از لحاظ مكانی پراكنده هستند.
 امروز كاملاً روشن شده است كه پیش‌بینی وقوع زمین‌لرزه بسیار پیچیده‌تر از آن است كه ابتدا تصور می‌شد زیرا زلزله‌ها چه از لحاظ زمانی و چه از لحاظ مكانی پراكنده هستند.

به اعتقاد محمد یاسر رادان، دانشجوی دوره دكتری زلزله ‌شناسی پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، اساساً دو دیدگاه كلی در بحث پیش‌بینی زلزله وجود دارد: اول، روش‌های آماری مبتنی بر تاریخچه لرزه‌خیزی، مشخصات آماری زلزله‌ها و الگوهای آماری وقوع زمین‌لرزه و دوم، روش‌های پیش نشانگری مبتنی بر پایش تغییرات برخی پارامترهای ژئوفیزیكی در نواحی زلزله‌خیز و بعضی موارد دیگر مثل رفتار حیوانات منطقه.

به طور كلی تقسیم‌بندی‌های متفاوتی از منظر گوناگون برای زلزله متصور است كه از بعد مقیاس زمان می‌توان پیش‌بینی را به چهار گروه بلند مدت، میان مدت، كوتاه‌مدت و آنی طبقه‌بندی كرد.

به این ترتیب اگر پیش‌بینی زلزله حداكثر تا یك دهه انجام شود، پیش‌بینی بلندمدت تلقی می‌شود، اگر پیش‌بینی برای بازه زمانی چند هفته تا یك سال انجام گیرد، میان‌مدت و اگر برای بازه زمانی چند ساعت تا كمتر از یك ماه باشد، كوتاه‌مدت محسوب می‌شود.

پیش‌بینی‌های بلندمدت و میان‌مدت زلزله با استفاده از روش‌های آماری و پیش‌بینی زلزله‌های كوتاه مدت و آنی با استفاده از روش‌های پیش نشانگری صورت می‌گیرد.

فرضیه پیش‌بینی درازمدت

در این حوزه دانشمندان از روش‌ها و رویكردهایی استفاده می‌كنند تا زمان تقریبی وقوع (حداكثر تا یك دهه) زمین‌لرزه‌ها را در آینده درازمدت تخمین بزنند.

هیچ كدام از این روش‌ها نمی‌توانند لحظه دقیق زمانی یا بزرگای دقیق زلزله را معین كنند، اما می‌توانند تقریبی از آنها به دست دهند بنابراین اطلاعات مفیدی در اختیار خواهد بود كه احتیاطات لازم در مواردی مانند مقاوم‌سازی ساختار بناها انجام شود.

به طور كلی، هدف از پیش‌بینی بلندمدت ارائه مدل بلندمدت رخ دادن زمین‌لرزه‌های بزرگ بر مبنای داده‌های زلزله‌شناسی، زمین‌شناسی و ژئودزی است.

كاربرد این دسته از پیش‌بینی‌ها علاوه بر مقاوم‌سازی سازه‌ها، به انتشار آیین‌نامه‌های جدید ساختمانی برای سازه‌های آینده، تنظیم طرح‌های امداد و كمك‌رسانی، ملاحظات سیاسی، اجتماعی و اقتصادی در برنامه‌های توسعه كشوری و شناسایی مناطق دارای خطرپذیری زیاد به منظور احداث ایستگاه‌های پایش پیش‌نشانگرهای زلزله كمك چشمگیری می‌‌كند.

یافتن گسل‌های جدید

یافتن گسل‌های جدید علاوه بر گسل‌های از قبل فعال می‌تواند به دانشمندان در پیش‌بینی بروز بالقوه زلزله‌ها در مكان‌های غیرمنتظره كمك كند.

شواهد متعددی در یك منطقه می‌تواند به وجود گسل‌هایی دلالت كند كه برای مدت‌های بسیاری در زمان‌های اخیر حركت نكرده‌اند.

ازجمله این گسل‌ها در چشم‌انداز منطقه برجستگی‌های مستقیم طولانی‌ای تشكیل می‌دهند كه می‌توانند توپوگرافی محلی و زهكشی طبیعی را تغییر دهند بنابراین آنها زمین‌هایی اعوجاج یافته و دریاچه و حوضچه‌هایی تشكیل شده از انحنای زمین به سمت پایین به جای می‌گذارند.

آنها می‌توانند محل ظهور چشمه‌ها باشند و به خاطر زهكشی طبیعی اغلب در طول مسیرشان از پوشش گیاهی انبوهی پوشیده شده‌اند.

گسل‌ها را می‌توان به وسیله بررسی‌های انعكاس امواج شناسایی كرد كه از طریق ثبت امواج انعكاس یافته كه یك شوك انفجاری از حد مرزهای لایه‌های پوسته زمین انجام می‌شود.

صخره‌های موجود در طول خطوط گسل گاهی به علت زلزله‌ها متلاشی می‌شوند. همه یخچال‌ها و نهرها در طول شكاف‌های حاصل به راه می‌افتند و ممكن است دره‌های بزرگی در طول یك گسل پوسته زمین به وجود آید.

علائم زلزله قریب‌الوقوع

انواع بسیار متفاوتی از فعالیت‌های كوتاه‌مدت كه طول آنها از چند روز تا چند سال تغییر می‌كند، قبل از زلزله‌های بزرگ ذكر شده‌اند. زلزله‌شناسان به دنبال الگوهای منظم در چنین پیش‌درآمدهای كوتاه مدتی هستند.

به طور كلی هر پارامتری كه قبل از وقوع زمین‌لرزه تغییراتی در آن پدید آید، به گونه‌ای كه بتوان با بررسی دقیق این تغییرات، زمین‌لرزه را پیش‌بینی كرد پیش‌نشانگر گفته می‌شود.

تاكنون بیش از 30 پیش نشانگر شناخته شده است كه اهم آنها عبارتند از: تغییر شكل پوسته زمین، تغییر در تراز دریا، كج‌شدگی، تنجیدگی و تنجش‌های پوسته‌ای، پیش‌نشانگرهای زمین مغناطیسی و ژئوالكتریكی، تغییر در میدان گرانشی، پیش‌لرزه‌ها، انتشار گاز رادن، تغییر در دبی و ارتفاع آب‌های زیرزمینی، رفتار حیوانات و... .

مقدمه‌ای برای وقوع یك زمین‌لرزه

محمدیاسر رادان، پیش‌نشانگر را پدیده‌ای به عنوان مقدمه وقوع یك زمین‌لرزه می‌داند و از مشاهدات GPS InSAR و تغییر پارامترهای فیزیكی پوسته در كانون زمین‌لرزه (شامل تغییرات سرعت امواج لرزه‌ای، تغییرات ناهمسانگردی امواج لرزه‌ای، تغییرات میزان تضعیف امواج لرزه‌ای و تغییرات ساز و كار چشمه) را به عنوان پیش‌نشانگرهای بلند و میان‌مدت در پیش‌بینی زلزله یاد می‌كند.

وی همچنین پیش‌لرزه‌ها، پیش‌نشانگرهای زمین آبی (میزان خروج گاز رادون از پوسته، میزان خروج و انتشار گازهای غیررادون از پوسته، تغییر در دبی چشمه‌ها و سطح آب‌های زیرزمینی، تغییر در تركیب شیمیایی و دمای آب‌های زیرزمینی)، پیش‌نشانگرهای ژئوفیزیكی (ژئومغناطیسی، ژئوالكتریكی، تشعشعات الكترومغناطیسی و اغتشاشات یونسفری و TEC)‌، پیش‌نشانگرهای بیولوژیكی (نظیر تغییر رفتار حیوانات، تغییر رنگ و ریزش برگ درختان و تغییر رفتار تك‌سلولی‌ها) و نیز پیش‌نشانگرهای ژئودتیكی (میزان خزش، میزان لغزش، میزان كرنش و میزان كج‌شدگی) را ازجمله پیش‌نشانگرهای كوتاه‌مدت در پیش‌بینی زلزله می‌داند.

البته بنا بر ارزیابی IASPEI، انجمن بین‌المللی زلزله‌شناسی و فیزیك درونی زمین، از بین پیش‌نشانگرهای مذكور ، پنج پیش‌نشانگر پیش‌لرزه، سكون لرزه‌ای، لرزش‌های قبلی، افزایش غلظت گاز رادن و كاهش دمای آب‌های زیرزمینی و نیز تعیین سطح آب‌های زیرزمینی بر اثر تغییر شكل پوسته دارای شرایط لازم برای صحت عملكرد هستند.

در این میان، استفاده از پیش‌نشانگرها در پیش‌بینی زلزله دارای نواقص و كاستی‌هایی است.

به عنوان مثال از یك طرف امواج ضربه‌ای پیشینی (foreshocks)‌، مجموعه‌ای از لرزه‌های خفیف یا دوره‌های بدون لرزه پیش از زلزله‌های بزرگ گزارش شده‌اند، در حالی كه آنها لزوما همیشه رخ نمی‌دهند.

رفتارهای غیرعادی حیوانات نیز كه به عنوان پیش‌بینی‌كننده زلزله ذكر شده است، همیشگی نیست.

از طرف دیگر، تنش بسیار زیاد صخره‌ها كه در شرف جابه‌جایی هستند، باعث گرم شدن، تغییر شكل و انبساط آنها پیش از زلزله می‌شود، بنابراین شماری از تغییرات در پوسته زمین پیش از زلزله رخ می‌دهد و دانشمندان از وسایل گوناگونی برای اندازه‌گیری و ثبت این تغییرات استفاده می‌كنند؛ هرچند هیچ كدام از این موارد نیز پیش‌بینی‌كننده قطعی و دقیق زلزله نیستند.

گاهی زمین ممكن است در حد چند میلی‌متر یا سانتی‌متر پیش از زلزله انحنا پیدا كند. انحناسنج‌هایی (Tiltmeter)‌ كه در سوراخ‌های عمیق و با دقت حفر شده قرار داشته باشند، می‌توانند این پدیده را كشف كنند.

تغییراتی در سرعت امواج لرزه‌ای در صخره‌های تحت تنش قرار گرفته نزدیك به گسل یافت شده است. شكاف‌های ذره‌بینی در صخره تحت تنش قرار گرفته نسبت به جهتی كه تنش بر آنها وارد می‌شود، به هم می‌پیوندند و این امر می‌تواند بر چگونگی عبور لرزه‌های خفیف از میان آنها تاثیر بگذارد.

گاز رادون ممكن است از این شكاف‌های ریز تازه به وجود آمده در یك صخره تحت فشار ساطع شود. آبی كه به درون صخره نفوذ می‌كند، مواد شیمیایی ازجمله رادون را از صخره جذب می‌كند و در نتیجه محتوای شیمیایی چنین موادی در آب چاه‌های منطقه افزایش می‌یابد.

جریان یافتن آب‌های زیرزمینی به درون شكاف‌های صخره‌ها ممكن است باعث كاهش سطح سفره آب زیرزمینی منطقه شود. در بعضی صخره‌های نزدیك به نقطه جابه‌جایی گسل ممكن است تغییر رسانایی الكتریكی ثبت شود.

دكتر مهدی زارع، معاون پژوهشی و رئیس مركز ملی پیش‌بینی زلزله پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، درباره پیش‌بینی وقوع زلزله در آكویلای ایتالیا توسط جولیانی به استناد مولفه گاز رادون گفت: تغییرات گاز رادون در منطقه وی را از وقوع زلزله آگاه كرده بود، اما مكان و زمان دقیق آن را نتوانست بخوبی پیش‌بینی كند.

به اعتقاد رئیس مركز ملی پیش‌بینی زلزله تصاعد این گازها نشان می‌دهد با استفاده از اطلاعات و داده‌های طبیعی می‌توان وقوع این پدیده را پیش‌بینی كرد كه به طور یقین در نسل‌های آتی با ساخت دستگاه‌های پیشرفته امكان‌پذیر خواهد بود.

اگرچه در برخی مناطق این گاز با توجه به شرایط زمین منطقه زیاد است و در برخی مناطق اصلا وجود ندارد، ولی اندازه‌گیری آن باید در شرایط خاص و با تجهیزات ویژه انجام شود و نمی‌توان در تمام نقاط یك شهر آن را انجام داد.

نمونه‌ای از پیش نشانه‌های طبیعی

اندازه‌گیری گازها زمانی امكانپذیر است كه از لایه‌های درونی به سطح زمین متصاعد شود.

به گفته دكتر زارع، در زلزله اخیر در آكویلا در مركز ایتالیا، جیانپائولو جولیانی اواسط ماه ژانویه 2009 براساس رصد تغییرات گاز رادون در آزمایشگاه ملی فیزیك برآورد كرد كه زمین لرزه‌ای احتمالا شدید در منطقه عمومی سولمونا (واقع در 50 كیلومتری آكویلا) حدود 30 ماه مارس (هشت روز قبل از وقوع) رخ خواهد داد.

البته در روز یاد شده اتفاق مهمی در سولمونا رخ نمی‌دهد، اما هشت روز بعد زمین‌لرزه اتفاق می‌افتد كه بلافاصله پس از آن جولیانی ادعا می‌كند این زمین‌لرزه همان پیش‌بینی اوست كه با تاخیر رخ داده است. پس از اعلان این خبر در سطح منطقه، بررسی‌هایی از سوی كمیته ریسك ایتالیا انجام شد، اما كارشناسان اعلام كردند این میزان تغییرات گاز رادون در مناطق لرزه‌خیز معمول است و الزاما نشانه رخداد زلزله‌ای شدید نیست.

به دنبال این خبر، دولت ایتالیا از جولیانی خواست به گفتن چنین هشدارهایی خاتمه دهد، اما پس از رخداد زلزله آكویلا، مطبوعات و رسانه‌های خبری توجه بیشتری به پیش‌بینی جولیانی كردند، اما موضع دولت و موسسه ژئوفیزیك رم این بود كه اساسا پیش‌بینی درستی از سوی جولیانی صورت نگرفته است.

زمین‌لرزه 6.3 ریشتری روز دوشنبه 17 اردیبهشت در آكویلای ایتالیا اتفاق افتاد كه بر اثر آن حدود 250 نفر كشته و بیش از 17 هزار تن بی‌خانمان شده‌اند.

این جمله اشتباه كه از اساس زلزله قابل پیش‌بینی نیست. معمولا برای كم كردن هراس و هیجان مردم در مواقع بحرانی این جمله بیان می‌شود.

البته به نظر می‌رسد وی دقت زیادی در پیش‌بینی محل كانون زلزله نداشته است. اما آنچه باید در این رخداد مورد توجه خاص قرار گیرد، آن كه این زلزله با بزرگای بیش از شش ریشتر در رده‌بندی‌های زلزله‌شناختی زلزله‌ای شدید تلقی می‌شود و مهم‌تر این است كه پیش‌نشانگری طبیعی در منطقه عمومی زلزله آكویلا (تغییرات گاز رادون) از حدود سه ماه قبل احتمالا نمایانگر فعالیت و جنبایی زمین ساختی این ناحیه بوده است و نشان از موثر بودن رصد چنین پیش‌نشانگری حداقل در مواردی خاص از زمین‌لرزه‌ها دارد.

به اعتقاد دكتر زارع، زلزله ‌اخیر در ایتالیا نمایانگر آن است كه شواهد پیش‌نشانگر زمین‌لرزه‌ها حتی اگر با دقت در حال حاضر قابل رصد نباشد، ولی وجود دارد و واقعیتی است كه امكان مطالعه دقیق آن باید مورد بررسی بیشتر قرار گیرد.

سنجش دائمی تغییرات گاز رادون با استفاده از فیلم‌های رادیولوژی در نقاط متعدد در داخل و نزدیك شهرها و پیش‌بینی زلزله كار بزرگی است كه حتی موفقیت نسبی در آن ارزش پرداختن به موضوع را دارد. با توجه به این‌كه این گاز در همه مناطق وجود ندارد، نمی‌توان گفت وجود آن نشانه‌ای حتمی از وقوع زلزله است.

به گفته دكتر غلام جوان دولوئی، این گاز با توجه به نوع سنگ و خواص آتشفشانی سنگ‌های هر منطقه با مناطق دیگر متفاوت است. این گاز، حاصل از نوعی مواد مذاب آتشفشانی است.

رییس پژوهشكده زلزله‌شناسی پژوهشگاه زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله می‌افزاید: پیش‌بینی دانشمند ایتالیایی از وقوع زلزله اخیر و هشدارهای وی در حوالی آكویلای ایتالیا از یك هفته قبل از وقوع فاجعه را نمی‌توان نادیده گرفت.

در واقع تا زمان آزادسازی انرژی برخی شواهد قابل مشاهده خواهد بود كه با اندازه‌گیری گازهای متصاعد شده در منطقه با تجهیزات ویژه می‌توان از وقوع زلزله آگاه شد اما این نكته حائز اهمیت است كه باید در مناطق زلزله خیز تجهیزات اندازه‌گیری و آزمایشگاهی برای بررسی‌های اولیه وجود داشته باشد.

سال‌ها پیش در كوبه ژاپن نیز زلزله‌ای قوی رخ داد و قبل از این حادثه از وجود گازهای رادون به میزان زیاد خبر داده شده بود، اما شاید سیستم مدیریت كشور به گونه‌ای بوده كه نخواسته با اعلام این خبر نظم عمومی و امنیت اجتماعی برهم زده شود.

موانع اصلی در پیش‌بینی زلزله

متخصصان معتقدند یكی از موانع عمده در پیش‌بینی دقیق زلزله این است كه گسل‌ها جدا از هم عمل نمی‌كنند. وقتی در یك گسل شكستی ایجاد می‌شود، تنش حاصل می‌تواند به گسل دیگری منتقل شود و این مساله ادامه می‌یابد.

تغییر كشش درون پوسته زمین الگوهایی با تغییر تدریجی دارد كه دانشمندان اطلاع دقیقی از آن ندارند.

همچنین مشكل اصلی در استفاده از پیش نشانگرها، نیاز به ثبت مداوم و مستمر آنها و بررسی تغییرات حاصل است.

از طرف دیگر، به دلیل دخیل بودن عوامل دیگر در پارامترهای موجود، پیش‌بینی دقیق دچار اخلال می‌شود و لازم است تا چند عامل پیش نشانگر به صورت همزمان مورد بررسی قرار گیرد.

با این حال تلاش‌ها برای پیش‌بینی زلزله‌ها همچنان از راه‌های مختلف ادامه پیدا كرده است. این تلاش‌ها در دو دهه گذشته عمدتا در سه حوزه متمركز بوده است.

منبع: جام جم