به مناسبت 21 آبان، دومین سالگرد رخداد زمینلرزه در كرمانشاه امكانپذیربودن پیشبینی علمی زلزله را بررسی میكنیم
چقدر تا پیشبینی زلــــزلــــه فاصله داریم؟
بامداد جمعه 17 آبان 98، بار دیگر زلزله بخشهایی از شمال غرب کشور را لرزاند. این بار و با فاصله فقط چهار روز تا دومین سالگرد وقوع زمینلرزه در سرپلذهاب واقع در استان کرمانشاه، وقوع این زلزله در آذربایجان شرقی و شهرستان میانه، بار دیگر بحثهای مربوط به امکانپذیر بودن یا نبودن پیشبینی علمی زمینلرزه را در محافل عمو می و رسانهها مطرح کرده است. امروزه مشخص شده است كه شناخت شاخصهای زمینشناختی و ژئوفیزیكی و تلاش برای شناخت حالتهای بحرانی (Critical Conditions) میتواند به پیشبینی احتمال رخداد زلزله و خطرهای طبیعی بینجامد. پیشبینی زلزله محصول فعالیتهایی است كه در تخصص زلزلهشناسی صورت میگیرد و هدف از آن پیشآگاهی و اطلاعرسانی از مكان، بزرگا و زمان (به صورت دقیق یا به احتمال) رخداد زلزله در آینده، همچنین پیشیابی احتمال رخداد خطر زلزله (شتاب، شدت، سرعت طیفی، شدت دستگاهی) در بازههای زمان كوتاه مدت است. هدف پیشبینی زلزله براساس اطلاعات كسب شده در مناطق مختلف لرزهخیز در جهان، برآورد قطعی رخداد (به ویژه در كشورهای شرقی نظیر چین و روسیه) یا برآورد احتمالی (در كشورهای غرب صنعتی) بوده است.
سرگذشت لرزهخیزی ایران را عموما میتوان به دو دوره پیش از اسلام و بعد از اسلام تقسیم كرد. مطالب چندانی درباره زلزلههای پیش از اسلام در دست نیست و مقدار اندك آن بر پایه شواهد باستانشناسی و گزارشهای تاریخی قدیمی استوار است. محل قدیمیترین رویداد را میتوان منطقه بوئین زهرا در هزاره سوم پیش از میلاد دانست. بسیاری از اطلاعات مربوط به زمینلرزهها در هزاره بعد بر پایه مكاتبات پادشاهان امپراتوری آشور استوار است و این اطلاعات اساسا مربوط به نواحی خارج از ناحیه ایران بوده یا درباره مكانهایی از آن امپراتوری كه ناشناخته مانده است.
نخستین زمینلرزه ایران باستان كه در تاریخ ثبت شده است، زمینلرزه سده چهارم پیش از میلاد است كه منطقه ری را ویران كرد و بسیاری از شهرها و روستاها در جریان آن ویران شد. از سده پنجم میلادی به بعد ذكر خبر زمینلرزهها فراوانتر میشود و در دوره بعد از اسلام مناطق وسیعی از ناحیه ایران زلزلههای ویرانگری به خود دیده است. از جمله این نواحی میتوان خراسان، اهواز، ری، تبریز، گرگان، طالقان، همدان، بوئینزهرا، نیشابور و ... اشاره کرد. اولین زلزله ثبت شده ایران با دستگاه لرزهنگار در ساعت 19 و 49 دقیقه دوازدهم مهر 1235 / چهارم اكتبر 1856 رخ داده است. این زلزله در آذربایجان با دستگاهی كه كنسول روس در پایگاه تبریز برپا كرده بود ثبت شد.
از كنار هم گذاشتن زمینلرزههای تاریخی و سده بیستم در مییابیم كه شمار چشمگیری از زمینلرزههای سده اخیر در همان مكان زمینلرزههای قدیمی روی داده است. خلاهای لرزهای در دوره تاریخی ایران در نواحی لوت غربی و جنوب شرقی ایران است. البته خلا به معنی نبود زلزله در لوت غربی و جنوبشرقی ایران نیست. بلكه به این معنی است كه لرزههای بزرگ روی نداده است. چون این نواحی جزو نواحی كویری و كم چگالی جمعیتی است، مستند تاریخی برای آن وجود ندارد.
مواد لازم برای پیشبینی زلزله
«پیشبینی زلزله اگر چه مشكل است، اما غیرممكن نیست.» این را نوپوف (Knopoff) زلزلهشناس معروف اهل روسیه میگوید. برای موفقیت پیشبینی زلزله، احتمال برآورد رخداد مكان و زمان كوتاه زلزله حتی برای زلزلههای كوچك باید فراهم شود. زمان كوتاه برای یك كشور در حال توسعه در این بحث در حد روز مطرح است. زیرا حتی زلزلههای متوسط و كوچك میتواند موجب خرابی و احتمال بحران شود. چون آسیبپذیری این گونه كشورها بالاتر است. ولی برای كشورهای پیشرفته و توسعه یافته این بازه زمانی میتواند به سال و چند سال هم برسد؛ چرا كه زیرساختهای مقاومی در این كشورها ایجاد شده است. از سوی دیگر پیشبینی موفق تلقی میشود كه زلزلههای بزرگتر (و احتمالاً مخرب) را بتواند پیشبینی كند. زیرا در محدودههایی كه زلزلهها فراوان رخ دهند (نظیر منطقه زاگرس ایران)، پیشبینی رخداد زلزلههای كوچك تقریباً در هر محل، كار مشكلی نخواهد بود.
از سوی دیگر برای پیشبینی زلزله به زیرساخت ابزاری نیاز داریم؛ ابزارهایی مثل دستگاههای برداشت لرزهنگاری و ژئودزی دقیق، برداشتهای گرانیسنجی و مغناطیسسنجی دقیق و امكانات مخابراتی مناسب برای انتقال اطلاعات برداشت شده. برای توسعه پیشبینی زمینلرزه در ایران لازم است تا سرمایهگذاری مناسب در این زمینه جذب شود. استفاده از فناوری نوین (نظیر فناوری نانو) در زمینه پیشبینی زلزله همانگونه كه سایر عرصههای علم و فناوری میدان وسیعی برای حضور پژوهشگران كشورهای در حال توسعه در این زمینه ایجاد میكند، ظرفیت فراوانی برای كمك به پیشبینی زلزله در ایران دارد. در این زمینه پژوهشهای اولیه برای بهرهگیری از «نانودادههای لرزهای» آغاز شده است.
فعلا پیشبینی علمی در چه حد
ممكن است؟
مشاهده پیش نشانگرهای مختلف و گزارششدن برخی از آنها از جانب مردم (مانند تغییر رنگ آب رودخانهها، تغییر رفتار پرندگان و سایر حیوانات، تغییرات آبوهواشناختی و...) و سپس رخداد زلزلههای بزرگ نشانگر آن است كه به هر روی میتوان در این راه تلاش كرد و انتظار دستیابی به نتایج قابل توجه، حتی در كوتاهمدت داشت. البته پژوهشهای علمی نشان میدهد پیشبینی زلزله الزاما ممكن است از طریق مشاهده مستقیم تغییرات در طبیعت انجام نشود، بلكه پایش تغییرات در محیط به همراه ثبت و تحلیل زمینلرزهها بهصورت مستمر به این موضوع كمك میكند.
متأسفانه به علت جوسازی برخی رسانهها و همچنین برمبنای تصور عامه مردم از پیشبینی زلزله، همواره نگاه غالب به مسأله (انتظار معمول از این موضوع) ارائه زمان و مكان و بزرگای زلزله به صورت قطعی است؛ به نحوی كه بتوان دركوتاه زمان قبل از واقعه با پیشآگاهی نسبت به موضوع نسبت به تخلیه مكان مورد نظر اقدام كرد. البته این ایدهآلترین وضع ممكن است و كمترین احتمال برای دستیابی به چنین وضعی حداقل در كوتاهمدت وجود دارد.
از سوی دیگر میتوان با استفاده از انجام پژوهشهای كاربردی در مركز پیشبینی زلزله، در زمینههای ذیل به پیشرفتها و دستیابی به نتایج كاربردی و قابل استفاده در كوتاه و میان مدت دست یافت. انجام فعالیت در مركز ملی پیشبینی زلزله با كمبود بودجه و امكانات و كمتوجهی علمی در پنجساله اخیر بهتدریج مورد بیمهری قرار گرفته، گرچه پژوهشگرانی كه در این زمینه فعالیت میكنند همچنان مشغول بهروزرسانی دادهها و آزمودن مدلهای پیشبینی احتمالی زمینلرزه هستند.
تلاش در مسیر پیشیابی زمینلرزه
اكنون رهیافت غالب در ایالات متحده و آنچه در سازمان زمینشناسی ایالات متحده و همچنین در پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله در ایران دنبال میشود، پیشبینی احتمالی یا پیشیابی زمینلرزه (Earthquake forecast) است. در این رهیافت براساس شناخت چشمههای لرزهزا و برداشت لرزهای از زلزلههای كوچك (با شبكههای بسته محلی و منطقهای)
به برآورد احتمالی خطر (شتاب یا شدت) رخداد زلزله در بازه زمانی كوتاه میپردازند. این نتایج روی نقشههایی ارائه میشود كه قابلیت نمایش مقادیر مختلف (كم تا زیاد) خطر احتمالی (به درصد) در بازه زمانی مورد نظر را با رنگهای مختلف دارد. از این لحاظ با ارائه نقشههای پیشیابی و روزآمدكردن آنها روی اینترنت، امكان استفاده سریع و آسان از آنها توسط مدیران بحران و علاقهمندان به موضوع وجود دارد. بنابراین با چنین رهیافتی، زمان، مكان و بزرگای خاص بهطور قطعی ذكر نشده، بلكه مقدارهای مختلف خطر محتمل نظیر نقشههای پهنهبندی خطر
(كه در پیوست آییننامه 2800 نیز آمده است) به صورت رقومی و روی اینترنت ارائه میشود. این نقشههای احتمالی، قابلیت ارائه سطح خطر بر اساس بهروزرسانی هفتگی را نیز دارند.
برای پهنهبندی و تهیه چنین نقشههایی به شبكههای بسته و با تعداد زیاد دستگاههای لرزهنگاری نیاز داریم. زیرا به كار انداختن چنین سامانهای نیازمند یك پایگاه دادههای قوی از زلزلههای رخداده در هر پهنه است.
چنین موضوعی در حال حاضر برای منطقه تهران در قالب یك پایاننامه دكتری دنبال میشود و با نصب شبكه نسبتا پرتعداد ایستگاههای لرزهنگاری در پیرامون شهر تهران و همچنین امید به دریافت منظم دادهها با حضور مثبت مؤسسات فراهمكننده دادههای زلزله شناختی امكان تهیه چنین نقشههایی حداقل در منطقه تهران باید ایجاد شود.
شبیهسازی كاتالوگهای زلزله برای مناطق با نبود لرزه و آرامش موقتی از برنامههای دیگر در جهت پیشبینی زمینلرزه است. از سوی دیگر با استفاده از فناوری و بهرهگیری از مدل «نانودادهها» در حال تلاش برای بهرهگیری از دادههای زلزلههای ثبت شده (بهویژه زلزلههای كوچك) به منظور پیشیابی خطر زلزله هستیم. البته این طرح نانو زمینلرزهها هنوز حامی مالی برای اجرا (پس از حدود
12 سال پیگیری) نیافته است! این چنین كاری نیازمند نصب شبكه لرزهنگاری باكیفیت بالا و ثبت لرزهها با حداقل نویز ممكن است.