چطور زلزله را پیش بینی می کنند

آیا می توان زمین لرزه ها را پیش بینی کرد؟

متخصصان زمین لرزه در داخل و خارج کشور برغیر قابل پیش بینی بودن زمان دقیق زلزله حداقل با دانش و امکانات کنونی بشر تاکید دارند ولی در عین حال معتقدند که نشانگرهایی پیش از وقوع زمین لرزه وجود دارند که می توان با مطالعه آنها به یافتن روشی قابل اطمینان برای پیش بینی زمین لرزه امیدوار بود.

با توجه به اهمیت این موضوع و ادعاهایی که اخیرا مبنی برپیش بینی قطعی زمان زلزله براساس برخی پیش نشانگرها مطرح شده است، مختصری درباره پیش نشانگرهای زمین لرزه و کارآیی آنها در پیش بینی زمان زلزله توضیح خواهیم داد.

آیا می توان زمین لرزه ها را پیش بینی کرد؟

 

زمین لرزه ها اغلب با یکسری نشانه ها پیش از رویداد همراهند که اصطلاحا به آنها پیش نشانگرهای زمین لرزه گفته می شود . با اینکه بخشی از این پیش نشانگرها ماهیتی بسیار پیچیده داشته و تنها با استفاده از تکنیکها و تجهیزات بسیار پیشرفته قابل شناسایی می باشند،

 گروه دیگری از آنها با روشهای ساده تر قابل اندازه گیری بوده و می توانند به عنوان هشداری برای آگاه کردن و نجات مردم نیز استفاده شوند. تاکنون دهها پیش نشانگر مختلف زمین لرزه شناسایی شده اند و با اینکه ارتباط بسیاری ازاین پیش نشانگرها با زلزله مشخص شده است ولی تکنیک های استفاده از آنها هنوز در مرحله تحقیقاتی است و نمی توان با استناد به وقوع یا عدم وقوع آنها در یک منطقه با قاطعیت درباره احتمال وقوع زلزله اظهار نظر کرد.

علی رغم پیشرفتهای صورت گرفته پیچیدگی پدیده های زمین ساختی به قدری گسترده است که بشر را در پیش بینی وقوع زلزله ناتوان کرده و باید گفت ماهیت پیش نشانگرهای زلزله به صورتی است که همه آنها در تمامی زمین لرزه ها وجود ندارند و لذا نمی توان با تمرکز بریک نشانگر، وقوع یا عدم وقوع زمین لرزه را در یک منطقه یا محدوده زمانی مشخص پیش بینی کرد. با این حال با توجه به اهمیت بحث پیش بینی زمین لرزه در کاهش مخاطرات آن به ویژه در کشورهای لرزه خیزی نظیر ایران نباید در برابر این مسأله منفعلانه برخورد کرده و از تحقیق درباره پیش نشانگرها غافل شد و چه بسا با مطالعه همزمان چند پیش نشانگر بتوان به تکنیک قابل قبولی برای پیش بینی زلزله دست یافت.

تاکنون دهها پیش نشانگر مختلف برای زمین لرزه شناسایی شده که مهمترین آنها پیش نشانگر های آبشناختی، لرزه شناختی، تغییرات مقاومت الکتریکی زمین، الگوی اتساع پذیری پوسته زمین، ابرهای یونی، پیش نشانگرهای نوری ، الکترومغناطیسی و بالاخره پیش نشانگرهای زیست شناختی می باشند.  یکی از پیش نشانگرهای آب شناختی، اندازه گیری گاز رادون در آبهای زیرزمینی است که منشاء این گاز، تخریب عنصر اورانیوم موجود در لایه های در معرض گسلش زمین است که به حالت بلوری در زمین محبوس شده و در اثر نفوذ آب و بازشدن منافذی در بین لایه ها به آبهای زیر زمینی وارد می شوند.

یکی دیگر از پیش نشانگرهای آبشناختی زمین لرزه، تغییر سطح آبهای زیر زمینی است که ممکن است در اثر فشار لایه های زمین در آستانه زلزله ایجاد شود. البته مهمترین پیش نشانگر لرزه ای زلزله پیش لرزه هایی هستند که گاهی اوقات پیش از زمین لرزه های بزرگ به وقوع می پیوندند و تغییر تعداد و بزرگی آنها می توانند نشانه ای برای رخداد زمین لرزه ای در آینده نزدیک باشد. این نشانگرها نیز همانند سایر پیش نشانگرها قطعی نبوده و در موارد بسیار زمین لرزه های متعددی در یک منطقه و دوره زمانی خاص روی داده اند که پیش لرزه زمین لرزه بزرگتری نبوده اند و از طرف دیگر زلزله های شدید بسیاری بدون هیچ گونه پیش لرزه قابل توجه به وقوع پیوسته اند.

در تبیین پیش نشانگرهای زمین شناختی تغییر مقاومت الکتریکی زمین به دنبال افزایش رسانایی سنگها در اثر حرکت محلولهای یونی در خلال ترک ها و خلل و فرج ایجاد شده در اثر فعالیت گسل ها و همچنین تغییر میزان استحکام پوسته زمین قابل توجه است و باید دانست تجمع انرژی در زیر زمین سبب افزایش حجم در سنگهای پوسته شده و هنگامی که تنش محیط به نصف میزان مورد نیاز برای شکسته شدن سنگ برسد با دستگاه های خاص که نسبت به کج شدگی حساسند قابل تشخیص می باشد.

مورددیگر تشکیل ابرهای یونی می باشد. براساس برخی نظریه ها این ابرها در اثر واکنش گازهای جوی با یونهایی که همراه با گاز رادون در اثر فشار وارده به سنگهای محلی آزاد شده و به سطح زمین می آیند، تشکیل می شوند.

از طرفی پروبال زدن شدید پرندگان، خروج کرم های خاکی، زوزه سگها و ... به عنوان برخی از پیش نشانگرهای جانوری زلزله می باشد اما پیش نشانگرهای جانوری و سایر پیش نشانگرها قطعیت نداشته و نبود آنها دلیل عدم وقوع زلزله یا وقوعشان دلیل قطعی بر وقوع زلزله نیست ولی به هر حال می توان با ضریب بندی و مطالعه آنها برای دستیابی روشهای پیش بینی زلزله تلاش کرد.

یکی دیگر از پیش نشانگرها تغییر در میدان مغناطیسی زمین است که تهران در آینده ای نزدیک به پنج ایستگاه پیش نشانگر از این نوع مجهز خواهد شد. به دنبال ساخت اولین ایستگاه پیش بینی زلزله در شمال تهران، دومین ایستگاه نیز در غربی ترین منطقه پایتخت در دست احداث است.

اولین ایستگاه تابستان سال گذشته در ارتفاع ۲ هزار متری از سطح و در فاصله ایستگاه های ۱ و۲ توچال در حفره ای به عمق ۳۰ متری داخل زمین نصب شده است . به گفته کارشناسان یکی از دلایل انتخاب مکان نصب این هشدار دهنده در منطقه توچال، محل تلاقی دوگسل فعال یعنی گسل شمال تهران و گسل امام زاده داوود است.

این دستگاه که دومین نمونه آن به زودی در منطقه پونک تهران نصب می شود به لحاظ شناسایی رفتار درونی زمین یکی از عملی ترین شیوه برای پیش بینی زلزله بوده و قادر است تغییرات بسیار کوچک میدان مغناطیسی زمین را شناسایی و اعلام کند. کارشناسان زلزله معتقدند، چنانچه تعداد این دستگاه در مناطق مختلف تهران به عدد ۵ برسد، پایتخت ایران اولین شهر بزرگ دنیا خواهد بود که در آن از این سیستم جهت پیش بینی زمین لرزه استفاده می شود . طرز کار این دستگاه به این صورت است که شدت میدان الکترومغناطیسی زمین را لحظه به لحظه توسط یک فرستنده به اتاق گروه لرزه زمین ساخت سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور ارسال می کند و کارشناسان با استفاده از منحنی های دریافتی از دستگاه به حرکات غیرعادی زمین پی برده و امیدوارند بتوانند در آینده نزدیک وقوع زلزله را به شهروندان تهرانی هشدار دهند.

برای بهره برداری بهینه از این سیستم در تهران نیاز به ۵ ایستگاه ثبت تغییرات میدان الکترومغناطیسی زمین است. بنابراین پروژه فعلا مرحله آزمایشی و مطالعاتی را پشت سر می گذارد که دومین ایستگاه آن در منطقه بالاتر از دانشگاه آزاد واحد تحقیقات حصارک ، در مسیر جاده امامزاده داوود ، به زودی راه اندازی خواهد شد. در این دستگاه که تحت عنوان دستگاه ثبت کننده الکترومغناطیسی معرفی شده، سه عدد سنسور با ابعاد دومتر در هشتاد سانتی متر وجود دارد که علت ابعاد بزرگ این سنسورها بالابردن حساسیت آن نسبت به تغییرات میدان مغناطیسی زمین است.

این سنسورها در سه جهت شرق به غرب و شمال به جنوب و در راستای قائم نصب می شود که اغتشاشات الکترومغناطیسی را در سه جهت ثبت کرده و به طور همزمان توسط آنتن های نصب شده به سازمان زمین شناسی کشور جهت مطالعه و بررسی انتقال می یابد. در تهیه این دستگاه که کلیه مراحل طراحی و ساخت آن در داخل سازمان انجام شده است،ابتکارات جالب توجهی صورت گرفته بدین ترتیب که دستگاه نسبت به مغناطیس سنج های موجود برتری قابل توجهی دارد و به لحاظ عمق یکصد متری که دستگاه در آن نصب می شود ، و ابعاد منحصر به فرد آن بالطبع اطلاعات دقیق تری نیز می توان از آن دریافت کرد.
 


عکس العمل حیوانات قبل از وقوع زلزله

- مارها از خواب زمستانی بیدار شدند و از سوراخ ها و لانه های خود خارج شده و بیرون امده اند.
- موش ها و خرگوش ها از سوراخ ها خارج شده و از انسان فرار نمی کنند.
- گربه ها که حیوانات اهلی هستند از خانه و انسان فرار میکنند.
- غازها و مرغابی ها در یک حالت وحشت زده پر پر میزنند .
- کلاغ ها زیاد غار غار میکنند. - سگها حتی آنهائیکه به طور عادی ساکت هستند بدون وقفه پارس می کنند.
- مرغها که شبها چرت می زنند، بیدار و هوشیار جفت دو پا را بر زمین میخکوب می کنند و و حشت زده به نظر می رسند.
- پرندگان زندانی در قفس مخصوصاً پرندگان آواز خوان رفتاری دگرگونه پیدا می کنند.
- اسبها و خوکها با وضع ناآرام وجنون آمیزی پا به زمین می کوبند و دور خود می گردند.
- اسب ها از طویله خارج شده و به انسان حمله میکنند.
- مورچه ها نیز به صورت بی هدف در تعدادی از لانه های خود خارج می شوند.
- گربه ماهی ها وحشی وار شنا می کنند.
- زنبورها لانه خود را ترک می کنند.
- حتی جوجه های داخل تخم خروج خود را متوقف می کنند.
- گوزن از حیوانات باهوش است که نسبت به درک خطر بسیار حساس است .این حیوان از شامه بسیار قوی برخوردار است که زلزله را خیلی دقیق تر تشخیص میدهد.
- (قابل توجه دوستان گرامی که در ایران نیز قبل از وقوع زلزله 1369 رودبار زنجان، هزاران ماهی در امیر اباد لنگرود نیمه جان در سطح اب شناور شده اند که نظریات کارشناسی این موضوع را به اثبات رسانید.) این گزارشها حاکی از آن بود که زلزله به زودی رخ خواهد داد. ستاد مرکزی، دستور تخلیه شهرها و دهات را صادر کرد. این دستور ساعت 11 صبح فوریه 1975 صادر شد و زلزله چندین ساعت بعد رخ داد که تلفاتی در اثر تخلیه شهر نداشت. این واقعه باعث شد که دانشمندان به طور جدی به این موضوع بپردازند. در این راه سوالات زیادی برای آنها مطرح شد آنها در این فکر بودند که آیا حیوانات صدای شکستن طبقات زیرین را با گوش های خود میشنوند و حس میکنند؟ یا امواج زلزله زا احساس میکنند؟ اما مطالعات روی حیوانات نشان داد که قدرت شنوایی تمام حیوانات یکسان نیست. بطور مثال شامه و بویایی سگ ها فوق العاده قوی است. اما مرغ ها شامه قوی ندارند. موش ها امواج ماورا صوت را میشنوند، اما پرندگان حس شنوایی ضعیفی دارند. پس صدا نمیتوانست روی حیوانات این تاثیر یکسان داشته باشد. بعضی از دانشمندان اعتقاد داشتند که حیوانات تحت تاثیر ارتعاشات ناشی از امواج زلزله قرار میگیرند اما بعضی از دانشمندان این موضوع را رد میکنند و میگویند که اگر این موضوع درست باشد چرا حیوانات به صاعقه و رعد و برق احساسات نشان نمیدهند؟ یکی از دانشمندان ایتالیایی میگوید با چشمان خود دیدم سگ ها و گاو ها قصد دارند با یک حالت عصبی افسار خود را پاره کنند. گربه ها از خانه فرار میکنند. گوسفندان از ترس میلرزند. او با تجربیاتی که داشت موضوع را به ایستگاه زمین شناسی اطلاع داد و خواست که موضوع را به مردم بگویند تا از خانه های خود خارج شوند اما متاسفانه کسی به گفته های این دانشمند اعتنایی نکرد و زلزله در سال 1976 خسارات جانی و مالی زیادی به بار آورد. به طور کلی علت واکنش حیوانات قبل و مقارن وقوع زلزله از نظر علمی دقیقاً معلوم نیست شاید حیوانات ارتعاشات و امواجی را حس می کنند که آدمی قادر به احساس آن نمی باشد. حیوانات می توانند صداهائی را بشنوند که از امواج درونی زمین بر می خیزد و بوی گاز رادون را که حاکی از وقوع زلزله است حس می کنند یا تغییرات در حوزه الکتریکی که برای انسانها نامحسوس است برای حیوان قابل شناخت است. امروزه تقریباً محرز شده است که صدا می تواند یکی از مؤثرترین عوامل در ناراحتی حیوانات باشد. با توجه به انتشار امواج با فرکانسهای مختلف از مرکز زلزله در جهات مختلف و مشاهده آنها در لرزه نگار به وجود امواج مافوق صوت و مادون صوت پی برده شده است. این دو مورد از امواج برای ا نسان قابل شنیدن نبوده ولی بسیاری از حیوانات قادر به شنیدن آن هستن. اصولی ترین و مطمئن ترین عامل به عنوان پیش آگهی یک زلزله تلقی شود تغییراتی است که قبل از وقوع زلزله در تغییر شکل نسبی زمین ایجاد می شود. اکثر زلزله های بزرگ در اثر شکستن ناگهانی بخشی از پوسته جامد زمین که مانع از حرکت آزاد صفحات تشکیل دهنده پوسته شده اند به وقوع می پیوندد.

براساس این فرضیه نقاط مشخص در روی زمین به طور طبیعی نسبت به یکدیگر تغییر مکان نسبی می دهند و هر چه به زمان شکستن سنگهای داخلی نزدیکتر می شود در وضعیت این تغییر مکانها دگرگونی هایی رخ می دهد با اندازه گیری دقیق این تغییرات که به کمک دستگاهای موجود با دقت یک دهم میلی متر قابل اندزه گیری هستند می توان وضعیتهای غیر عادی را که در انتظار یک زلزله احتمالی هستند تشخیص داد.
در اکثر مواقع این تغییرات همراه با دگرگونی هایی در میدان مغناطیسی می باشند که با اندزاه گیری منظم و مرتب تغییرات آنها می توان نزدیک بودن زمان زلزله را تشخیص داد.

●●سخن آخر
پژوهش برای دستیابی به راه حل مفید وعلمی برای پیش بینی و جلوگیری از کاهش اثرات مخرب زلزله قبل از وقوع آن، همچنان ادامه دارد. در کنار این اقدامات و شاید مهمتر از آن آموزش عمومی و برنامه های آمادگی در برابر بلایای طبیعی به ویژه زمین لرزه، احتیاط لازم در بهره وری از زمین در مناطق حفاظت شده و ایجاد سازه های مقاوم، در کاهش خسارتهای جانی و مالی موثر است.