پیش بینی زلزله با روش علمی

مهدی زارع* یکی از موضوعات مهم در ارتباط با وقوع زمین لرزه امکان پیش بینی آن است که گرچه ممکن است بعضی کارشناسان و مدیرانی که مسئولیت سازمان ها و مراکز مرتبط با پیش بینی زلزله را به عهده دارند، اساساً با پیش بینی زلزله مخالف باشند و آن را غیرممکن بدانند، اما واقعیت این است که این کار اساس علمی دارد و پیش بینی، کاری علمی و دانشمندانه است. به عبارت دیگر در پیش بینی باید تلاش کرد با استفاده از روش علمی به نتایجی ملموس و قابل اندازه گیری در زلزله شناسی دست یافت. در علم همیشه با عدد و رقم و احتمالات سر و کار داریم و برای پیش بینی حوادثی مانند زمین لرزه یا حتی سیل و همچنین درباره پیش بینی وضع آب وهوا پارامترهای مشخصی را در یک محدوده خاص و با در نظر گرفتن یک عدم قطعیت مشخص برای یک بازه زمانی به منظور تعیین یک بازه اندازه احتمالی رخداد (بزرگا یا شدت) مدنظر قرار میدهند. امروزه در سطح امکان پیش بینی آب وهوا فراهم شده است. در پژوهشگاه زلزله وجود زمینه ای علمی برای در اختیار داشتن اطلاعات موردنیاز این کار با روش احتمالی موجب موفقیت بیشتری شده است. حتی در زمینه پیش بینی سیل تا حد زیادی این امکان فراهم شده چرا که در چنین پیش بینیهایی فرآیندها قابل مشاهده است و پارامترهایی که برای پیش بینی مورد توجه قرار میگیرد شناخته شده است. در عوض زلزله پدیده ای است که منشأ آن زیرزمین است. بنابراین فرآیندهایی که در وقوع زمین لرزه تأثیرگذار است، خیلی توسط انسان ها قابل رصد کردن نیست و محققان بر این باورند که بهیقین روزی میتوانند به امکان پیش بینی زمین لرزه دست یابند. مطالعات زلزله شناسی و ثبت زمین لرزه ها، بررسی آماری زمین لرزه ها و مطالعه و بررسی تغییراتی که در سطح زمین یا یونسفر زمین اتفاق میافتد، از زمینه های قابل رصد و تأثیرگذار در وقوع زمین لرزه است که محققان در این حوزه ها به موفقیت هایی دستیافته اند. برای پیش بینی زمین لرزه ها دو روش مشخص وجود دارد؛ یکی از این روش ها مبتنی بر داده های آماری و به عبارتی روش احتمالی است و روش دوم نیز بر پیش نشانگرهای زلزله مبتنی است. در پیش بینی زمین لرزه روش آماری از اطلاعاتی که مربوط به رخداد زمین لرزه ها یا رصد تغییرات ژئوفیزیک (مربوط به تغییر شکل سطح پوسته زمین) است، استفاده میشود تا سرانجام بر اساس روش های احتمالی به الگوهای مشابه پیش بینی وضع آب وهوا رسیده و شاید بتوان گفت در یک بازه زمانی که میتواند طولانیمدت (دو تا پنج سال) یا کوتاه مدت (چند ماه تا چند هفته) باشد با درجه مشخصی از احتمال مثلاً احتمال 50 درصد، درجه ای از رخداد مثلاً زمین لرزه ای با بزرگی 5 / 7، در محدوده ای از مکان مانند منطقه جنوب البرز به مرکزیت تهران به شعاع 100 تا 150 کیلومتر زمین لرزه ای اتفاق میافتد. در چنین پیش بینیهای محدوده زمانی، مکانی، بزرگی و احتمال و همچنین درصدی از عدم قطعیت مطرح است. برای چنین پیش بینیهایی میتوان از روش هایی چون M8، CN و PI استفاده کرد. در روش PI تغییرات الگوی رخداد زمین لرزه ها در یک منطقه بررسی و رصد میشود و بعد با همین روش احتمالی اتفاق بعدی پیش بینی میشود. هر یک از این روش ها بر اساس یک سازوکار علمی اختصاصی انجام میشود و در نهایت در همه خروجیها در یک بازه زمانی، مکانی، اندازه و عدم قطعیت احتمال چنین رخدادی پیش بینی میشود. آنچه در علم زلزله شناسی به عنوان پیش بینی زلزله معمولاً مطرح است پیش بینی کوتاه مدت و آنیاست. پیش بینی کوتاه مدت در حد ساعت و روز و یک تا دو هفته است و پیش بینی آنی در حد ثانیه و دقیقه ، قبل از رخداد. یکی از بزرگ ترین موفقیت ها در زمینه پیش بینی زلزله، زمین لرزه ای بود که در 4 فوریه 1975 با بزرگای 7.3 در هایچنگ چین اتفاق افتاد. این زلزله پیش بینی شد و شهر پیش از وقوع زمین لرزه تخلیه گردید. این زلزله اتفاق افتاد و تلفاتی در حد 1300 نفرهم داشت اما اگر شهر تخلیه نمیشد تلفات بیشتری (در حد 200 هزار نفر!) میداشت. زلزله هایچنگ معروف ترین زلزله پیش بینیشده در سطح دنیاست. در 17 ژانویه 1995 در کوبه ژاپن زلزله ای با بزرگای 6.8 اتفاق افتاد که پس ازآن قابل پیش بینی بودن این زلزله موردبررسی قرار گرفت و نشان داده شد. در علم این روال وجود دارد که بعد از وقوع پدیده های طبیعی قابل پیش بینی بودن آن مورد بررسی قرار میگیرد. صورت مسئله این است که آیا با وجود شواهد و نشانه ها چنین پدیده هایی را میتوان پیش بینی کرد؟ زلزله کوبه ژاپن پیش بینینشده بود، اما قابلیت پیش بینی آن تائید شد. یک فیزیکدان ایتالیایی بر اساس نتایج به دست آمده از سنجش گاز رادون، زلزله 2009 لاکوئیلا ایتالیا را از حدود یک هفته قبل پیش بینی کرده بود، اما مکان دقیق رخداد را حدود 50 کیلومتر اشتباه کرده بود.. لاکوئیلا این زمین لرزه را تجربه کرد. وقتی این زلزله اتفاق افتاد این فیزیکدان اعلام کرد این همان زلزله ای است که من پیش بینی کرده بودم. پیش بینی آنی و هشدار پیش هنگام زلزله موضوعی است که از گذشته های دور موردتوجه بوده است. ژاپن از کشورهایی است که بیش از دیگر کشورها به این موضوع توجه داشته است. وقتی موج P زلزله دریافت میشود به دنبال آن موج s نیز دریافت خواهد شد. این موج ثانویه در حقیقت همان موج مخرب است. سامانه هایی طراحیشده که میتواند رسیدن موج ثانویه یا موج مخرب را هشدار دهد. این سامانه هشدار پیش هنگام است. بنابراین اگر بخواهیم موفقیت پیش بینی را در زمینه پیش بینیهای آنی موردبررسی قرار دهیم، میتوانیم بگوییم سامانه های هشدار سریع در ژاپن و آمریکا که از آنها برای هشدار پیش هنگام استفاده میشود، موفقیت در پیش بینی آنی محسوب میشود که میتواند نسبت به موج مخرب دریافتی هشدار دهد. علاوه بر این پدیده های وابسته به رخداد زمین لرزه مانند سونامی وجود دارد که خوشبختانه با توجه به اینکه کانون اصلی این پدیده وسط دریاست، مدت زمانی طول میکشد تا امواج لرزه ای از وسط دریا به شهر یا ساحل برسد (در زلزله 2011 ژاپن حدود 20 دقیقه طول کشید) وجود این فاصله زمانی موجب شده تا حد زیادی در پدیده های وابسته به زمین لرزه امکان پیش بینی و هشدار سریع وجود داشته باشد.این امکان عمدتاً بعد از جنگ دوم جهانی فراهم شده است. بعد از زلزله 2004 اندونزی در اقیانوس هند، جنوب آسیا نیز به تجهیزات هشدار سونامی مجهز و به این ترتیب پیش بینی پدیده های وابسته به زمین لرزه به مراتب آسان تر شده است. *دانشیار پژوهشگاه زلزله