زلزله چیست؟ علایم و بررسی زمین لرزه

هنگام ملاحظه مصائب، آسیب ها و تلفات بسیاری که زلزله ها باعث شده اند، بسیار طبیعی است که از خود بپرسیم آیا می توان از این وقایع اجتناب کرد و طبیعتاً اگر بتوانیم پیش از وقوع چنین فجایعی در مورد آنها هشدار بدهیم، زندگی های بسیاری نجات خواهند یافت… اما آیا می توان زمین لرزه ها را پیش بینی کرد؟از لحاظ نظری کاملاً واضح است که اگر پارامترهای دخیل در تنش های پوسته زمین را بدانیم باید بتوانیم زلزله ها را پیش بینی کنیم. عقیده عمومی در دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ این بود که با بررسی دقیق سابقه حرکات گسل ها، الگوهایی قابل پیش بینی به دست خواهند آمد. علاوه بر این تصور می شد که الگوهای غیرعادی کوتاه مدت رفتار حرکات گسل ها پیش از زمین لرزه قابل پیش بینی هستند و لذا می توان ساعت ها و روزها پیش از وقوع زمین لرزه به مردم اطلاع داد تا نواحی خطرنک را تخلیه کنند. اما امروز کاملاً روشن شده است که پیش بینی وقوع زمین لرزه بسیار پیچیده تر از آن است که در ابتدا تصور می شد. امروزه می دانیم که زلزله ها چه از لحاظ زمانی و چه از لحاظ مکانی گه گاهی و پرکنده هستند. به جای تلاش کردن برای پیش بینی اینکه چه هنگامی شهرهای ما ویران خواهند شد، باید بر اطمینان یافتن از سالم ماندن آنها هنگام بروز زلزله متمرکز شد.یکی از موانع عمده در پیش بینی دقیق زلزله این است که گسل ها جدا از هم عمل نمی کنند. هنگامی که در یک گسل شکست رخ می دهد، تنش حاصل می تواند به گسل دیگری منتقل شود و این امر ادامه می یابد. تغییر کشش درون پوسته زمین الگوهایی با تغییر تدریجی دارد که دانشمندان اطلاع دقیقی از آن ندارند.با این حال تلاش ها برای پیش بینی زلزله ها همچنان از راه های مختلف ادامه پیدا کرده است. این تلاش ها در ۲۰ سال گذشته عمدتاً در سه حوزه زیر متمرکز بوده است:

 ۱- فرضیه پیش بینی درازمدت

در این حوزه دانشمندان از روش ها و رویکردهایی استفاده می کنند تا زمان تقریبی وقوع زمین لرزه ها را در آینده درازمدت تخمین بزنند. هیچ کدام از این روش ها نمی توانند لحظه دقیق زمانی یا شدت دقیق زلزله را معین کنند، اما می توانند تقریبی از آنها به دست دهند. بنابراین اطلاعات مفیدی در اختیار خواهد بود که احتیاط های لازم در مواردی مانند مقاوم سازی ساختار بناها انجام شود. برای مثال اگر به مهندسان گفته شود که ساختمان یا پلی را که طراحی می کنند باید بتواند ضربه ای حدکثر ۵/۰ گرم در ۵۰ سال آینده تحمل کند، آنها ساختمان را طوری طراحی می کنند که این خصوصیت را دارا باشد. در پیش بینی درازمدت زلزله چند مسئله مورد بررسی قرار می گیرد.

 الف_ فاصله بازگشت:

این فاصله به ما می گوید زلزله ها با چه تناوبی در یک گسل معین رخ می دهند، و حدکثر حرکات زمین که احتمال دارد در یک ناحیه معین و در یک دوره معین زمانی ایجاد کنند چقدر است. این فاصله با کسب کردن اطلاعات از چند منبع متفاوت به دست می آید: سوابق تاریخی زلزله ها، شواهد زمین شناختی (اثراتی که زلزله ها به جای می گذارند) و شواهد زمین سنجی (میزان کششی که در صخره ها به وجود می آید). براساس این فرضیه که زلزله های بزرگ در فواصل دوره های مشابه زمانی رخ می دهند، داده های حاصل از منابع بالا می توانند احتمال زلزله های آینده را پیش بینی کنند. با این حال دقت این پیش بینی درازمدت براساس فواصل بازگشت کاملاً محدود است زیرا وقایع درون یک گسل ممکن است به خاطر به وجود آمدن نیروهای جدید از دوره ای به دوره ای دیگر تفاوت کند.

 ب_ پیگیری تغییر شکل های زمین:

یک راه دیگر پیش بینی زلزله ها اندازه گیری میزان جابه جایی زمین در طول یک گسل است. براساس همین روش «هری اف راید»، یک زلزله شناس کالیفرنیایی توانست پیش بینی کند که شوک بعدی در گسل سنت آندریاس در کالیفرنیا حدود یکصد سال پس از زلزله بزرگ حاصل از این گسل در سال ۱۹۰۶ به وجود می آید. اندازه گیری هایی که پیش از این زلزله انجام شده بود نشان داده بود که زمین به طور متوسط 65/0متر در هر ده سال تحت کشش و جابه جایی قرار می گیرد. راید خاطرنشان کرد از آنجا که حدکثر جابه جایی در طول این گسل در زلزله ۱۹۰۶، 5/۶ متر بوده است بنابراین احتمالاً نتیجه یک قرن تجمع کشش در زمین است، زلزله ای با شدت مشابه زلزله ۱۹۰۶ در این گسل حدوداً ۱۰۰ سال بعد رخ می دهد.
امروزه ماهواره ها می توانند با فراهم آوری اطلاعات موقعیت دقیق (GPS) به زلزله شناسان امکان دهند میزان دقیق تغییر شکل پوسته زمین و محل دقیق آن را تعیین کنند. اندازه گیری های مکرر می تواند نشان دهد که آیا گسل در حال لغزش هست یا نه. بنابراین سرعت جابه جایی و میزان کشش در هر ناحیه گسل را می توان شناسایی کرد و پیش بینی های بهتری را انجام داد.

 ج _ فرضیه شکاف لرزه ای:

فرض اصلی در این مورد این است که زلزله های بزرگ گرایش دارند که هر بار در مکان مشابهی رخ دهند، اگر نمودار همه زلزله های بزرگ روی حد مرزهای صفحات زمین را داشته باشید، متوجه می شوید که آنها قطعات جداگانه مجاوری از یک حد مرز پر می کنند. شکاف لرزه ای (Seisemic gap) قطعه ای است که در آن برای مدتی طولانی زلزله ای رخ نداده است اما سابقه تاریخی یک زمین لرزه در آن ناحیه در گذشته وجود دارد.

 ۲ _ یافتن گسل های جدید:

یافتن گسل های جدید علاوه بر گسل های از قبل فعال، می تواند به دانشمندان در پیش بینی بروز بالقوه زلزله ها در مکان های غیر منتظره کمک کند. شواهد متعددی در یک منطقه می تواند به وجود گسل هایی دلالت کند که برای مدت های بسیاری در زمان های اخیر حرکت نکرده اند از جمله:

این گسل ها در چشم انداز منطقه برجستگی های مستقیم طولانی ای تشکیل می دهند که می توانند توپوگرافی محلی و زهکشی طبیعی را تغییر دهند. بنابراین آنها زمین هایی اعوجاج یافته و دریاچه و حوضچه هایی تشکیل شده از انحنای زمین به سمت پایین به جای می گذارند. آنها می توانند محل ظهور چشمه ها باشند و به خاطر زهکشی طبیعی اغلب در طول مسیرشان از پوشش گیاهی انبوهی پوشیده شده اند.

گسل ها را می توان به وسیله بررسی های انعکاس امواج شناسایی کرد، که از طریق ثبت امواج انعکاس یافته که یک شوک انفجاری از حد مرزهای لایه های پوسته زمین انجام می شود.

صخره های موجود در طول خطوط گسل گاه به گاه به علت زلزله ها متلاشی می شوند. همه یخچال ها و نهرها در طول شکاف های حاصل به راه می افتند و ممکن است دره های بزرگی در طول یک گسل پوسته زمین به وجود آید.

 ۳- علائم زلزله قریب الوقوع:

انواع بسیار متفاوتی از فعالیت های کوتاه مدت، که طول آنها از چند روز تا چندسال تغییر می کند، قبل از زلزله های بزرگ ذکر شده اند. زلزله شناسان به دنبال الگوهای منظم در چنین پیش درآمدهای کوتاه مدتی هستند.از یک طرف امواج ضربه ای پیشینی (foreshocks)، مجموعه ای از لرزه های خفیف یا دوره های بدون لرزه پیش از زلزله های بزرگ گزارش شده اند، گرچه آنها لزوماً همیشه رخ نمی دهند. رفتارهای غیرعادی حیوانات نیز که به عنوان پیش بینی کننده زلزله  ذکر شده است همیشگی نیست.از طرف دیگر تنش فوق العاده صخره ها که درشرف جابه جایی هستند باعث گرم شدن، تغییر شکل و انبساط آنها پیش از زلزله می شود و بنابراین شماری از تغییرات در پوسته زمین پیش از زلزله رخ می دهد و دانشمندان از وسایل گوناگونی برای اندازه گیری و ثبت این تغییرات استفاده می کنند؛ هر چند که هیچ کدام از این موارد نیز پیش بینی کننده قطعی و دقیق زلزله نیستند. از جمله این تغییرات اینها هستند:

• گاهی زمین ممکن است در حد چند میلی متر یا سانتی متر پیش از زلزله انحنا پیدا کند. انحنا سنج هایی (Tilt meter) که در سوراخ های عمیق و با دقت حفر شده قرار داشته باشند، می توانند این پدیده را کشف کنند.

•  تغییراتی در سرعت امواج لرزه ای در صخره های تحت تنش قرار گرفته نزدیک به گسل یافت شده است. شکاف های ذره بینی در صخره تحت تنش قرار گرفته نسبت به جهتی که تنش بر آنها وارد می شود به هم می پیوندند و این امر می تواند بر چگونگی عبور لرزه های خفیف از میان آنها تاثیر بگذارد.

• گاز رادون ممکن است از این شکاف های ریز تازه به وجود آمده در یک صخره تحت فشار ساطع شود. آبی که به درون صخره نفوذ می کند مواد شیمیایی از جمله رادون را از صخره جذب می کند و در نتیجه محتوای شیمیایی چنین موادی در آب چاه های منطقه افزایش می یابد.

• جریان یافتن آب های زیرزمینی به درون شکاف های صخره ها ممکن است باعث کاهش سطح سفره آب زیرزمینی منطقه شود.

• دربعضی از صخره های نزدیک به نقطه جابه جایی گسل ممکن است تغییر رسانایی الکتریکی ثبت شود.
•  دماى آب چشمه ها و قنوات و چاهها کاهش و یا افزایش ناگهانى پیدا مى کند و از نظر طعم و مزه دچار تغییراتى محسوس مى گردد، همچنین در حجم و مقدار هم افزایش و یا کاهش را خواهیم داشت.
• پیش از وقوع زلزله ادوارى شکافهایى در سنگها و پوسته زمین به وجود مى اید که همگى در جهت خاصى هستند و بعد از وقوع شکافهاى حاصل از زمین لرزه دقیقاً در امتداد شکافهاى قبل از وقوع آن امتداد مى یابد.

درخصوص علائم غیرطبیعى همچون مشاهده شدن اشیاى نورانى در شبهاى قبل از زلزله نیز گزارشات زیادى دریافت شده این اشیاء در جهت جنوب حرکت کرده و به ناگهان به سمت شرق تغییر مسیر مى دهند.
حیوانات نیز در برابر زلزله از خود رفتارهاى خاصى بروز مى دهند این رفتارها در حیوانات اهلى همچون خر و الاغ و خرگوش فرار به سوى سربالایى مى باشد. آنان هیچ گاه به سمت سراشیبى حرکت نمى کنند و در ماهى ها مرگ گروهى و بى دلیل و در پرندگان اهلى همچون اردک و غاز که در مسیر تابش امواج ماوراء صوت قرارگرفته اند سوختگى در امحا و احشاى داخلى و مرگ گزارش شده است.
حیواناتى که در منزل نگهدارى مى شوند همچون سگها، به شدت پارس مى کنند و مضطرب مى گردند و گربه هاى خانگى با جمع کردن بدن به صورت گلوله و یا انداختن خود در داخل ظرفهاى گود همچون سطل آشغال رفلکس نشان مى دهند.

 علائم متصل و منتهى به آغاز زلزله:

شاهدان زیادى پس از زلزله گفته اند که با صدایى عجیب روبرو شده اند، بله درست است. در ابتدا معمولاً صدایى نامتعارف شنیده مى گردد. در زلزله هاى بزرگ ابتدا صداى عجیبى همچون باد و حرکت درختان و برگها و سپس صداى ضعیف شیشه هاى منزل شنیده مى شود و به سرعت لرزش هاى اولیه که معمولاً با شدت بالا نیستند آغاز مى گردد و پس از آن موج اصلى با مدت زمان چندثانیه اى و پس از آن پس لرزه هایى با شدت پایین و سپس اتمام زلزله!
عزیزان من گاهى این چند لحظه، چند دقیقه و حتى همچون بم چند ساعت است. به صورتى که خود پیش لرزه ها را ما با زلزله اصلى اشتباه مى گیریم. بم در ساعات پایانى شب دوبار لرزیده بود اما عزیزان ما یا با بى توجهى به آن در منازل خود خوابیدند و یا چند ساعتى را که سرماى بیرون به آنها تحمل داده بود را در حیاط ها ماندند و به داخل بازگشته، خوابیدند!…
پس اول از همه اگر زلزله کوچکى را تجربه کردید فراموش نکنید که ممکن است موج اصلى در راه باشد مکان هاى امن خانه را که برایتان توضیح خواهم داد را براى استراحت در نظر بگیرید حتماً با هوشیارى بخوابید اگر امکان خوابیدن در حیاط را دارید به عنوان یک تفریح هم شده شبى را با عزیزانتان در حیاط بیدار بمانید البته توجه کنید که از آوار دیوارهاى حیاط و خود ساختمان ایمن باشید.
در بم جوانى آواره که چشمان قرمز او نشانه از دست دادن عزیزانش بود می گفت: تا صبح در ماشین خوابیدیم سردمان که شد به منزل بازگشتیم چون خوابم به هم خورده بود براى نماز صبح به حیاط رفتم تا وضو بگیرم که زلزله همه را با خود برد و من ماندم با وضو….!