نشریه شماره   188   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

پیش بینی زلـزلـه با روش علمي

مهدی زارع*

يکي از موضوعات مهم در ارتباط با وقوع زمینلرزه امکان پیشبینی آن است که گرچه ممکن است بعضي کارشناسان و مديراني که مسئوليت سازمانها و مراکز مرتبط با پیشبینی زلزله را به عهده دارند، اساساً با پیشبینی زلزله مخالف باشند و آن را غيرممکن بدانند، اما واقعيت اين است که اين کار اساس علمي دارد و پیشبینی، کاری علمي و دانشمندانه است.

بهعبارتدیگر در پیشبینی بايد تلاش کرد با استفاده از روش علمي به نتايجي ملموس و قابلاندازهگیری در زلزلهشناسی دست يافت. در علم هميشه با عدد و رقم و احتمالات سر و کار داريم و براي پیشبینی حوادثي مانند زمینلرزه يا حتي سيل و همچنين درباره پیشبینی وضع آبوهوا پارامترهاي مشخصي را در يک محدوده خاص و با در نظر گرفتن يک عدم قطعيت مشخص براي يک بازه زماني بهمنظور تعيين يک بازه  اندازه احتمالي رخداد (بزرگا يا شدت) مدنظر قرار میدهند. امروزه در سطح امکان پیشبینی آبوهوا فراهمشده است.

در پژوهشگاه زلزله وجود زمینهای علمي براي در اختیار داشتن اطلاعات موردنیاز اين کار با روش احتمالي  موجب موفقيت بيشتري شده است. حتي در زمينه پیشبینی سيل تا حد زيادي اين امکان فراهمشده چرا که در چنين پیشبینیهایی فرآيندها قابلمشاهده است و پارامترهايي که براي پیشبینی مورد توجه قرار میگیرد شناختهشده است. در عوض زلزله پدیدهای است که منشأ آن زیرزمین است. بنابراين فرآيندهايي که در وقوع زمینلرزه تأثیرگذار است، خيلي توسط انسانها قابل رصد کردن نيست و محققان بر اين باورند که بهیقین روزي میتوانند به امکان پیشبینی زمینلرزه دست يابند.

مطالعات زلزلهشناسی و ثبت زمینلرزهها، بررسي آماري زمینلرزهها و مطالعه و بررسي تغييراتي که در سطح زمين يا يونسفر زمين اتفاق میافتد، از زمینههای قابل رصد و تأثیرگذار در وقوع زمینلرزه است که محققان در اين حوزهها به موفقیتهایی دستیافتهاند. براي پیشبینی زمینلرزهها دو روش مشخص وجود دارد؛ يکي از اين روشها مبتني بر دادههای آماري و به عبارتي روش احتمالي است و روش دوم نيز بر پیشنشانگرهای زلزله مبتني است.

در پیشبینی زمینلرزه روش آماري از اطلاعاتي که مربوط به رخداد زمینلرزهها يا رصد تغييرات ژئوفيزيک (مربوط به تغيير شکل سطح پوسته زمين) است، استفاده میشود تا سرانجام بر اساس روشهای احتمالي به الگوهاي مشابه پیشبینی وضع آبوهوا رسيده و شاید بتوان گفت در يک بازه زماني که میتواند طولانیمدت (دو تا پنج سال) يا کوتاهمدت (چند ماه تا چند هفته) باشد با درجه مشخصي از احتمال مثلاً احتمال 50 درصد، درجهای از رخداد مثلاً زمینلرزهای با بزرگي 5 / 7، در محدودهای از مکان مانند منطقه جنوب البرز به مرکزيت تهران به شعاع 100 تا 150 کيلومتر زمینلرزهای اتفاق میافتد. در چنين پیشبینیهای محدوده زماني، مکاني، بزرگي و احتمال و همچنين درصدي از عدم قطعيت مطرح است. براي چنين پیشبینیهایی میتوان از روشهایی چون MCN و PI استفاده کرد.

  در روش PI تغييرات الگوي رخداد زمینلرزهها در یک منطقه بررسي و رصد میشود و بعد با همين روش احتمالي اتفاق بعدي پیشبینی میشود. هر يک از اين روشها بر اساس يک سازوکار علمي اختصاصي انجام میشود و در نهايت در همه خروجیها در يک بازه زماني، مکاني، اندازه و عدم قطعيت احتمال چنين رخدادي پیشبینی میشود. آنچه در علم زلزلهشناسی بهعنوان " پیشبینی زلزله" معمولاً  مطرح است پیشبینی "کوتاهمدت و آني"است. پیشبینی کوتاهمدت در حد ساعت و روز و يک تا دو هفته است و پیشبینی آني در حد ثانيه و دقيقه ، قبل از رخداد.

يکي از بزرگترین موفقیتها در زمينه پیشبینی زلزله، زمینلرزهای بود که در ٤ فوريه ١٩٧٥ با بزرگاي ٧.٣ در هايچنگ چين اتفاق افتاد. اين زلزله پیشبینی شد و شهر پيش از وقوع زمینلرزه تخليه گردید. اين زلزله اتفاق افتاد و تلفاتي در حد ١٣٠٠ نفرهم داشت اما اگر شهر تخليه نمیشد تلفات بيشتري (در حد ٢٠٠ هزار نفر!) میداشت. زلزله هايچنگ معروفترین زلزله پیشبینیشده در سطح دنياست. در ١٧ ژانويه ١٩٩٥ در کوبه ژاپن زلزلهای با بزرگاي ٦.٨ اتفاق افتاد که پسازآن قابل پیشبینی بودن اين زلزله موردبررسی قرار گرفت و نشان داده شد. در علم اين روال وجود دارد که بعد از وقوع پدیدههای طبيعي قابل پیشبینی بودن آن مورد بررسي قرار میگیرد. صورتمسئله اين است که آيا با وجود شواهد و نشانهها چنين پدیدههایی را میتوان پیشبینی کرد؟ زلزله کوبه ژاپن پیشبینینشده بود، اما قابليت پیشبینی آن تائيد شد. يک فيزيکدان ايتاليايي بر اساس نتايج بهدستآمده از سنجش گاز رادون، زلزله ٢٠٠٩ لاکوئيلا ايتاليا را از حدود يک هفته قبل پیشبینی کرده بود، اما مکان دقيق رخداد را حدود ٥٠ كيلومتر اشتباه كرده بود.. لاکوئيلا اين زمینلرزه را تجربه کرد. وقتي اين زلزله اتفاق افتاد اين فيزيکدان اعلام کرد اين همان زلزلهای است که من پیشبینی كرده بودم.

پیشبینی آني و هشدار پیشهنگام زلزله موضوعي است که از گذشتههای دور موردتوجه بوده است. ژاپن از کشورهايي است که بيش از ديگر کشورها به اين موضوع توجه داشته است. وقتي موج P زلزله دريافت میشود به دنبال آن موج s نيز دريافت خواهد شد. اين موج ثانويه در حقيقت همان موج مخرب است.

 سامانههایی طراحیشده که میتواند رسيدن موج ثانويه يا موج مخرب را هشدار دهد. اين سامانه هشدار پیشهنگام است. بنابراين اگر بخواهيم موفقيت پیشبینی را در زمينه پیشبینیهای آني موردبررسی قرار دهيم، میتوانیم بگوييم سامانههای هشدار سريع در ژاپن و آمريکا که از آنها براي هشدار پیشهنگام استفاده میشود، موفقيت در پیشبینی آني محسوب میشود که میتواند نسبت به موج مخرب دريافتي هشدار دهد. علاوه بر اين پدیدههای وابسته به رخداد زمینلرزه مانند سونامي وجود دارد که خوشبختانه با توجه به اينکه کانون اصلي اين پديده وسط درياست، مدتزمانی طول میکشد تا امواج لرزهای از وسط دريا به شهر يا ساحل برسد (در زلزله ٢٠١١ ژاپن حدود ٢٠ دقيقه طول كشيد) وجود اين فاصله زماني موجب شده تا حد زيادي در پدیدههای وابسته به زمینلرزه امکان پیشبینی و هشدار سريع وجود داشته باشد.اين امکان عمدتاً بعد از جنگ دوم جهاني  فراهمشده است. بعد از زلزله 2004 اندونزي در اقيانوس هند، جنوب آسيا نيز به تجهيزات هشدار سونامي مجهز و بهاینترتیب پیشبینی پدیدههای وابسته به زمینلرزه بهمراتب آسانتر شده است.

*دانشیار پژوهشگاه زلزله