پیش بینی زلزله با ابر زلزله


حامد تاج آبادی
کارشناس فيزيک دانشگاه صنعتی اميرکبير تهران
نقل از ماهنامه راه و ساختمان شماره 15
مقدمه
اين سوال که آيا پيش بينی زمينلرزه امکان پذير است يا خير به مدت بيش از يک قرن مورد بحث بوده است. گروهی به پاسخمثبت اين سوال خوشبين هستند و گروهی ديگر بدبين. برای پايان دادن به اين جدالطولانی، تنها دو راه وجود دارد. راه اول اينکه گروه بدبينان بتوانند اثبات کنندپاسخ اين سوال منفی است. درست مثل اينکه در هندسه امکان تقسيم يک زاويه به سه قسمتمساوی غير ممکن است و يا در فيزيک قوانين انرژی بقا دارند. در اين صورت هيچ يک ازافراد گروه خوش بينان ديگر تلاش نخواهد کرد که زلزله را پيش بينی کند و اين بحث باصلح و دوستی خاتمه می يابد. رسانه ها، راديو و تلويزيون، نهادهای رسمی و همه مردمکره زمين از اين پس يقين خواهند داشت که پيش بينی زلزله امکان ناپذير است و ديگربازار شايعه پراکنی و حدس و گمان هم خريداری نخواهد داشت.
اما راه دوم اين استکه گروه خوش بينان بتوانند نمونه ای واقعی از دستاورد خود را مثل ساخت نخستينهواپيما نشان دهند. در اين صورت گروه بدبينان کم کم ناپديد می شوند و ادعای خود رامبنی بر غيرممکن بودن پيش بينی زلزله به فراموشی می سپارند.
در اين مقاله،نويسنده تلاش می کند نشان دهد روش های نوينی وجود دارند که محققانی خوش بين وپرتلاش با آزمودن آنها و کسب نتايج درخشان در پيش بينی نسبتا موفق برخی از زلزله هاتوانسته اند نشان دهند که رويای پيش بينی زمين لرزه در آستانه محقق شدن میباشد.

ابرزلزله چيست و آيا ارتباطی بين يک ابرزلزله و زمين لرزه وجوددارد؟

نظريه ابرهای زلزله يکی از نظريات جديد است که روشهای مشابه آنرانخستين بار محققين چينی و ايتاليايی حدود 300 سال پيش برای پيش بينی زلزله به کاربرده اند. اين روشهای قديمی با گذشت زمان و عدم وجود امکانات فنی برای توسعه بيشتربه دست فراموشی سپرده شد تا اينکه در سال 1990 به طور جدی توسط يک محقق چينی به نامژونگائو شو (Zhonghao Shou) مورد توجه قرار گرفت.
مطابق اين نظريه، قبل از وقوعزلزله در نقطه ای که گسل زلزله خيز وجود دارد، بخارات و گازهای گرمی از زمين خارجمی شوند که پس از سرد شدن به ابر تبديل می شوند. بر خلاف ابرهای معمولی که منشا آنفعل و انفعالات جوی است و علم هواشناسی به مطالعه رفتار آنها می پردازد، اين ابرهامنشا هواشناسی ندارند و تشکيل آنها نشاندهنده فعاليت های گسل موجود در نقطه خروجگازهای گرم از زمين است. اين ابرها به طور ناگهانی و خطی شکل ايجاد می شوند و باابرهای جوی که تدريجا و توده ای ايجاد می شوند تفاوت دارند. در واقع علم هواشناسینمی تواند وجود چنين ابرهايی را توجيه کند.
شبيه سازی ابر زلزله بم با پشت سر همقرار دادن تصاويرماهواره ای از اين نقطه در زمان خروج گازهای گرم گسل زمين در اينمنطقه، به خوبی بيانگر حقيقت وجود ابرهای زلزله است.
با توجه به ويژگيهای اينابرها که ابرزلزله نام گرفته اند، اگر بتوانيم در مورد مکان، حجم و زمان خروجگازهای گرم که با رسيدن به منطقه سرد به ابر بدل می شوند اطلاعات دقيقی بدست آوريم،اين امکان وجود دارد که بتوانيم سه عامل مهم در پيش بينی زلزله يعنی به ترتيب محلوقوع، شدت و زمان دقيق آنرا (با خطای علمی تعريف شده) تخمين بزنيم يا به بيان ديگراحتمال وقوع زلزله را پيش بينی کنيم.
بنا براين در مطالعه ابرهای زلزله، مسالهاين نيست که خود گسل و فعاليت آن را از نزديک مطالعه کنيم بلکه هدف مطالعه اثر ونتيجه اين فعاليت است که ممکن است به صورت گاز از چندين ساعت گرفته تا حدود 103 روزقبل از وقوع زلزله رخ نمايی کند . طبيعی است اگر اطلاعات موثقی در اختيار داشتهباشيم که نشان دهد بين اين ابر و زلزله ارتباط دقيقی وجود دارد می توانيم باپشتوانه علمی وقوع زلزله را پيش بينی کنيم و مثلا بگوئيم به احتمال 68% ممکن استبين 10 روز آينده در منطقه ای مثلثی شکل به مرکز تهران و مساحت معين، زلزله ای باقدرت حدود 7 ريشتر رخ دهد (يا دوزلزله با قدرت حدودی 5 ريشتر يا زلزله های خفيف تراما با تعداد بيشتر).
اين پيش بينی می تواند کاملا علمی باشد و البته با جملهکاملا صحيح " امکان پيش بينی دقيق (يعنی 100%) زلزله وجود ندارد" نيز در تضاد نيست. تنها تفاوت در اين است که جمله اول ممکن است منجر به نجات جان مليونها نفرشود (باجدی گرفتن احتمال خطر و تلاش برای کسب راههای مقابله با خطرات حين و بعد از زلزله) اما جمله دوم هشداری در بر ندارد و حتی احتمال صحت جمله اول را نيز به طور غيرمستقيم نفی می کند!

نظريه ابرهای زلزله و علل شکل گيری آنها در طول 14 سالگذشته توسط آقای شو که يک شيميدان بازنشسته می باشد مورد بررسی و مطالعات علمی جدیقرار گرفته است. او مبتکر نظريه پسابش (Theory Dehydration) است که علت ايجاد وفوران گازهای گرم و بخارات شيميايی حاصل از فعاليت درونی گسل ها را توضيح می دهد. وی زندگی خود را وقف تلاش برای بررسی ابرهای زلزله و شناسايی آنها به کمک تصاويرماهواره های هواشناسی نموده و در اين راه با موفقيت چشمگيری نيز مواجه شده است. اوبدون حمايت جدی سازمان يا دولتی خاص به بررسی تصاوير ماهواره های هواشناسی از نقاطمختلف زمين و تجزيه و تحليل ابرهای موجود در اين تصاوير می پردازد تا بتواند ابرهایزلزله را از ابرهای معمولی ديگر تشخيص دهد. نتايج فعاليت های او به طور مرتب ازطريق سايت رسمی او منتشر می شود.
پس از شناسايی ابر زلزله، وی با استناد بهتجربيات قبلی خود برای پيش بينی زلزله های ديگر و محاسبات علمی سعی می کند حدس بزندبه کمک اين نتايج آيا قادر است موقعيت مکانی، بازه زمانی احتمال وقوع زمين لرزه وشدت حدودی آنرا پيش بينی کند يا خير. او يک دانشمند مستقل است و با گذشت 14 سال ازفعاليت خود در اين زمينه توانسته است به دقتی در حدود 70 درصد در مورد پيش بينیهايی که انجام می دهد دست يابد.
نخستين مشاهده ابر زلزله توسط او در تاريخ 20ژوئيه سال 1990 رخ داد. وی توانست يک ابرطولانی و خطی شکل را در ناحیه شمالغربی شهرمحل سکونت خود در چين شناسايی کند. درست 18 ساعت بعد زلزله ای با قدرت 7.7 ريشتر درمرکز رودبار به وقوع پيوست که 370 هزار کشته و مجروح بر جای گذاشت. از آنجايی کهقريب به مدت 300 روز، از تاريخ 31 می 1990(21 روز قبل از زلزله رودبار) تا 28 آوريلسال بعد، تنها زلزله ای که با قدرت بيش از 7 ريشتر و در جهت مذکور به قوع پيوستهبود زلزله رودبار بود، شو به اين اعتقاد رسيد که احتمالا ارتباطی بسيار قوی بين آنابر زلزله و زمين لرزه رودبار وجود داشته است. سپس وی تلاش نمود تا به برسی بيشترنظريه ابرهای زلزله بپردازد و از آنجايی که اين نظريه منسوخ شده بود احساس کردوظيفه خود اوست که اين روش را توسعه دهد و مطالعات جدی تری را بر مبنای آن انجامدهد.

او تا کنون پيش بينی های متعددی را به طور رسمی در مرکز مطالعات زمينشناسی ايالات متحده به ثبت رسانده است که حدود 70% اين پيش بينی ها درست بوده ا ند. در بين پييش بينی های موفق او پيش بينی زمين لرزه های بزرگی در طول ساليان اخير (زلزله رودبار، ترکيه، افغانستان، پاکستان، چندين زلزله ژاپن و زمين لرزه بم کهدقيق ترين پيش بينی او تا کنون بوده است) نيز به چشم می خورد.

او معتقد استگازهای گرم در منطقه گسل، در حدود 30 دقيقه طول می کشد تا از زمين خارج شود اماماهواره های هواشناسی فعلی از يک منطقه خاص در بازه های زمانی 1 تا 6 ساعت و بيشتر،تصوير برداری می کنند. لذا فرايند تعيين مرکز احتمالی وقوع زلزله با خطا همراه است. بعلاوه در مواردی که گسل در ماههای سرد سال فعال شود تشکيل ابردر محل خروج بخارهاسريعتر بوده و امکان تعين کانون احتمالی زلزله با دقت بالاتری امکان پذير است. درواقع به همين دليل بود که او در روز 25 دسامبر سال 2003 يعنی درست يکروز قبل ازوقوع زمين لرزه بم موفق به مشاهده ابر زلزله در آن منطقه و پيش بينی وقوع يک زمينلرزه قوی با شدت 6.5 ريشتر در سايت خود شده بود. اما در مواردی که گسل در منطقه ایگرم فعال شده باشد امکان تشخيص ابر زلزله از روی تصاوير ماهواره ای تنها زمانیامکان پذير می باشد که اين بخارات گرم به منطقه ای سرد برسند تا تشکيلابردهند.
در واقع عامل اصلی خطا در پيش بينی زلزله با روش تحليل ابر زلزله، ناکافیبودن اطلاعات مورد نياز در تصاوير حاصل از ماهواره های هواشناسی فعلی است و اين خطادر ماههای گرم سال بيشتر است.

در صورتی که شو موفق شود با حمايت دولتهایبزرگ سيستم جديدی از عکسبرداری را در ماهواره های فعلی به کار گيرد که امکان تصويربرداريهای دقيق تری از زمين را در بازه های زمانی کوتاه تر فراهم آورد (بازه 15دقيقه ای)، می توان اميدوار بود که جنجال بر سر امکان پيش بينی زلزله به نفع گروهخوش بينان و با پشتوانه دقيق علمی و خطای بسيار کم پايان پذيرد. در اين صورت بدونشک حيات مليونها انسان در زمان حال و آينده مرهون تلاش و فداکاريهای او خواهدبود.

بررسی مساله زمين لرزه در ايران و نتايج تحقيقات ژونگائوشو
نتايج علمی بررسی های شو از تصاوير ماهواره ای شمال ايران در طول ماههایگذشته که منجر به پيش بينی زمين لرزه بلده شده بود، اين ترديد را ايجاد می کند کهممکن است به دنبال وقوع زمين لرزه در بلده، زمين لرزه ديگری نيز تا تاريخ 15 ژوئيه (26 خرداد ماه) در محدوده ای مثلثی شکل در اطراف تهران رخ دهد. (ايشان در آخرين نظررسمی خود در زمان نگارش اين مقاله احتمال وقوع زمين لرزه ای به قدرت 6 ريشتر را درمنطقه ای که با علامت X نشان داده شده پيش بينی نموده است).

علت اين ترديدبه تحليل وضعيت ابر زلزله منطقه شمالی ايران مربوط است که در24 فوريه (اوائل بهار) ايجاد شده است
.
در تاريخ 1 مارس (يک هفته پس از ايجاد ابر)، دکتر شو پيش بينینمود که دو زمين لرزه به قدرت 6 و 7 ريشتر ايران يا همسايگان آنرا در يک بازه 100روزه خواهد لرزاند. در تاريخ 28 می، يعنی حدود 90 روز بعد، زمين لرزه ای به بزرگی 6.2 ريشتر در کانون بلده به وقوع پيوست.
آنچه از تصاوير ماهواره ای بدست می آيداين امکان را می دهد که از دو نقطه نزديک به هم، بخارات گرمی از زمين خارج شده اندو به علت گرم بودن هوا و جريانات جوی، اين بخارات به منطقه ای سردتر حرکت کرده و دوابر را بوجود آورده اند.
احتمال دوم اين است که کانون اصلی خروج گازها و بخاراتگرم يک نقطه بوده (بلده) و به علت وجود منطقه ای کوهستانی، اين ابر زلزله با عبوراز يک کوه مرتفع به دو بخش تقسيم شده است. با مراجعه به مستندات تصويری ماهواره ایکه در سايت وی موجود است، خود شما هم می توانيد هر دو احتمال فوق را بررسی و تائيدکنيد.


شو موفق به کشف پديده ای موسوم به شکم گرمازمينی (geothermal bulge) شده است که نشان می دهد گرمای حاصل از يک گسل فعال باعث تغير در شکل ابرهایسرد بالای گسل میشود. اين پديده به خوبی در گسل های منطقه ای مثلثی شکل به مرکزيتتهران رخ داده است که شاهدی دقيق بر فعاليت اين گسل ها است. در حاليکه علم هواشناسیقادر به توجيه اين پديده نيست، نظريه شو به خوبی آنرا توجيه می کند و نشان می دهدکه تغيرات ناگهانی يا موضعی در شکل ابرهای يک منطقه سرد حاکی از داغ بودن گسل هایآن منطقه می باشد.

در پايان شو اظهار می دارد بر خلاف داده ها و شواهد دقيقزلزله بم، اطلاعات فعلی با قطعيت وقوع يک زمين لرزه در تهران را پيش بينی نمی کننداما با توجه به در نظر گرفتن شيوه های متعدد تحليل نتايج، اين امکان وجود دارد کهدر طول 14 روز آينده از تاريخ 3 ژوئيه و به احتمال قوی تر 10 روز(يعنی تا حدود 28خرداد ماه)، به احتمال 68% زلزله ای با شدت حدودی 7 ريشتر منطقه ای در شمال مرکزیايران (حوالی تهران) را بلرزاند و اين پيش بينی در صورتی است که فرض کنيم دو ابرخطی شکل زلزله که در اواخر فوريه سال جاری در شمال ايران ايجاد شده اند از دو کانونخارج شده باشند. (در غير اينصورت زلزله بلده نتيجه تنها ابر زلزله تلقی میشود)
.
لازم به ذکر است از تاريخ 8 خرداد که زمين لرزه شديدی در کانون بلده رخداده است، تا کنون بيش از 300 پس لرزه در اين شهرستان اتفاق افتاده و طی سه روزاخيرنيززمين لرزه هايی به شدت 3، 1/4 (چهار مميز يک)، 4/4 ، 5/3 (سه مميز پنج) و 6/3 (سه مميز شش) ريشتر به ترتيب در نواحی سمنان، نور و نوشهر ، چهاردانگه کياسر واراک رخ داده است که نشان از انرژی زياد درونی گسلها و فعال شدن آنها دارد.

منبع