نور متصاعدشده هنگام وقوع زمین‌لرزه چیست؟/آیا زلزله قابل پیش‌بینی است؟

زلزله کرمانشاه و حوادث ناشی از آن بهانه‌ای شد تا به سراغ یکی از اعضای هیات علمی و دانشیار گروه زمین‌شناسی دانشگاه آزاد اسلامی شاهرود برویم و سؤالاتی را با وی مطرح کنیم و شایعات درباره زلزله را بیشتر مورد واکاوی قرار دهیم. دکتر عباس کنگی در گفت‌وگو با خبرنگار خبرگزاری آنا به سؤالات وی پاسخ می‌دهد.

علت وقوع زلزله ناشی از چیست؟

زمین‌لرزه به دلیل گسیختگی ناگهانی در گسل‌های فعال رخ می‌دهد. این پدیده وقتی اتفاق می‌افتد که دو بلوک زمین به‌صورت ناگهانی در مجاور یکدیگر لغزش کنند. در حقیقت استرس‌های حاکم بر پوسته زمین به واحدهای سنگی مجاور گسل‌ها فشار وارد کرده و در اثر لغزش ناگهانی صفحه‌های گسل، انرژی ذخیره‌شده به‌صورت زلزله آزاد می‌شود. همیشه شوک اصلی توسط پس‌لرزه‌ها تعقیب می‌شوند. غالبا پس‌لرزه‌ها هفته‌ها، ماه‌ها و حتی سال‌ها پس از زمین‌لرزه اصلی رخ می‌دهند.

در زلزله «ازگله کرمانشاه» برخی افراد مشاهده نور در زمان وقوع زلزله را گزارش کردند این موضوع چقدر قابل‌ قبول است؟

در برخی موارد به همراه زمین‌لرزه‌های بزرگ تابش نور سفید مایل به آبی برای چند ثانیه گزارش شده است. در زمین‌لرزه‌های «ماتسوشیرو» ژاپن (بین سال‌های 1965 و 1967 میلادی) لرزه شناسان نورهای حاصل از زلزله را تصدیق کردند. در زمین‌لرزه 1995 کوبه ژاپن نیز گزارش‌های متعددی از مشاهده نور در اثر زمین‌لرزه ارائه شده است. در این زلزله‌ها 23 نمونه تماشایی از تابش‌های نورانی زمین‌لرزه تا فاصله 50 کیلومتری کانون زلزله مشاهده شد. غالبا این تشعشعات نورانی سفید، آبی یا نارنجی روشن و تا ارتفاع 200 متری و به طول 1 تا 8 کیلومتری گزارش شده‌اند. بر اساس یک تئوری علمی در رویداد برخی زمین‌لرزه‌ها، تحت تأثیر فعل‌وانفعالات اتمسفر تابش‌های نورانی ایجاد می‌شود. البته این نظریه مورد تأیید همه لرزه شناسان نیست و مکانیسم دقیق این پدیده مشخص نشده است.

آیا از نظر علمی زلزله قابل پیش‌بینی است؟

پیش‌بینی یک زمین‌لرزه به مفهوم تعیین دقیق زمان، مکان و بزرگی رویداد یک زلزله است و هدف از پیش‌بینی زلزله، ایجاد آمادگی و واکنش مناسب افراد در زمان رویداد این پدیده مخرب است. بدین ترتیب با اعلام هشدارهای عمومی، قطع سرویس‌های خطرآفرین مانند گاز، برق و… خسارات جانی و مالی حاصل از لرزش زمین به حداقل ممکن می‌رسد. سال‌های اخیر برخی مراکز تحقیقاتی بین‌المللی از جمله USGS و NSF به‌صورت گسترده در حال مطالعه بر روی روش‌های پیش‌بینی زمین‌لرزه هستند. علی‌رغم تلاش‌های گسترده بین‌المللی، اکنون هیچ روش قابل‌اعتمادی برای پیش‌بینی دقیق یک زمین‌لرزه وجود ندارد.

افرادی مدعی هستند قدرت پیش‌گویی زلزله را دارند این گزارش‌ها چقدر قابل‌ اعتماد است؟

برخی افراد معتقدند، به کمک قدرت روحی، الهامات و تجسم برخی صحنه‌ها که در بعضی مواقع برای آنان ایجاد می‌شود، قادر به غیب‌گوئی رویدادهای طبیعی هستند. در رابطه با ادعای این افراد هیچ‌گونه توضیح علمی وجود ندارد. در اکثر مواقع پس از این‌گونه پیشگویی‌ها هیچ‌گونه زمین‌لرزه‌ای رخ نمی‌دهد. بااین‌وجود، برخی از این افراد عقیده دارند که قادر به غیب‌گویی زمان و مکان تقریبی رویداد زمین‌لرزه‌های بزرگ هستند.

موسسه USGS آمریکا در یک پروژه تحقیقاتی در یک دوره 10 ساله اطلاعات پیش‌گویی افراد در رابطه با زلزله را در سطح جهان جمع‌آوری، ثبت و با زمین‌لرزه‌های روی داده مقایسه کرد. در نهایت نتیجه تحقیقات بر روی گزارش‌های افراد غیب‌گو در سطح جهان نشان داد در اکثر موارد هیچ زمین‌لرزه‌ای رخ نداده است.

در فرایند پیش‌بینی هر رویداد نرخ کامیابی پیش‌بینی یک پارامتر بسیار مهم است. اگر فردی از پیش‌بینی موفقیت‌آمیز یک زلزله خبر بدهد و پیش‌بینی‌های ناموفق خود را حذف کند، یک فریب‌کار بزرگ است. به‌عبارت‌دیگر ذکر نکردن نرخ کامیابی (success rate) امکان ارزیابی دقت پیشگویی را غیرممکن می‌سازد. حال این احتمال وجود دارد که این پیش‌بینی یکی از هزاران پیشگویی ناموفق باشد، بنابراین نرخ کامیابی پایین، پیش‌بینی را بی‌ارزش می‌کند. شما می‌توانید به‌سادگی برای هرروز سال رویداد زمین‌لرزه بزرگی را در یک منطقه فعال پیش‌بینی کنید. اگر یکی از آن زلزله‌ها رخ داد می‌توانید ادعا کنید آن زلزله را پیش‌بینی کرده‌اید. اما، بدون شک این یک فریب‌کاری بزرگ است. این روش پیش‌بینی زلزله، یک تهدید برای امنیت عمومی محسوب و سبب ایجاد وحشت در مردم می‌شود.

پیش‌بینی زلزله بر اساس روش‌های آماری چگونه انجام می‌شود؟

پیش‌بینی زمین‌لرزه بر اساس مدل‌سازی آماری و بر پایه تاریخچه زمین‌لرزه‌های منطقه صورت می‌گیرد. در این روش لیست کامل و دقیقی از زمین لرزهایی که طی چند هزار سال قبل در منطقه رخ داده تهیه شده و تحلیل‌های آماری بر روی آن‌ها انجام می‌شود. با توجه به کوتاه بودن دوره اطلاعات دستگاهی زمین‌لرزه (حدود صد سال) و دقت پایین اطلاعات تاریخی، نتایج حاصل از این نوع تجزیه تحلیل‌های آماری دارای کیفیت مناسبی نیست. عموما پیش‌بینی زمین‌لرزه بر اساس روش‌های آماری به گونه ایست که احتمال رویداد یک زمین‌لرزه با بزرگی مشخص در یک دوره زمانی طولانی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. بنابراین، واضح است، این‌گونه پیش‌بینی‌های فاقد اطلاعات دقیق در رابطه با بزرگی، مکان و زمان رویداد زمین‌لرزه است. بدون شک این‌گونه اطلاعات کلی نمی‌تواند برای ساکنین یک شهر مفید باشد.

اطلاعاتی که درباره دوره بازگشت زلزله‌ها منتشر می‌شود چقدر قابل‌ اعتماد است؟ به‌عنوان‌مثال وقوع زلزله بزرگ در هر 180 سال در شهر تهران!

یک زمین‌لرزه به‌وسیله 2 فرایند متقابل در یک شبکه گسل خلق می‌شود. نخست تجمع انرژی به‌صورت استرس در سطح گسل. دوم بالا رفتن بی‌ثباتی (اختلاف بین استرس و مقاومت در سطح گسل) در سطح گسل شلیک زلزله و رهاشدن انرژی را سبب می‌شود. این فرایند در شرایط بسیار پیچیده و بی‌نظم رخ می‌دهد بنابراین پیش‌بینی آن در اغلب موارد غیرممکن است.

ارتباط بین زلزله‌ها و رویداد مجدد آن‌ها می‌تواند دوره بازگشت زلزله‌ها را برای بزرگی‌های مختلف در یک منطقه ارائه کند. تجربه نشان داده به دلیل در دسترس نبودن اطلاعات کامل آمار زلزله‌های یک منطقه، نتایج این‌گونه تحقیقات فاقد دقت کافی است. به‌عبارت‌دیگر در اغلب موارد نتایج محاسبات با مشاهدات منطبق نیست. بنابراین هرچند این روش‌ها به‌عنوان مبنای مناسبی برای طراحی مهندسی سازه‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد، اما فاقد کاربرد به‌عنوان روش پیش‌بینی زلزله با رویکرد اطلاع‌رسانی برای مردم است.

آیا پیش‌بینی زلزله به کمک تغییر رفتار حیوانات پایه و اساس علمی دارد؟

تحقیقات علمی نشان داده که جانوران در اکثر موارد دارای دامنه ادراک حسی بسیار قوی‌تر از انسان هستند. خودداری حیوانات از رفتن به داخل آغل و خارج شدن آن‌ها از محیط‌های بسته، پرواز دسته‌جمعی پرندگان، اضطراب غیرعادی برخی ماهیان بخصوص گربه‌ماهی‌ها، خارج شدن مارها از حفره‌های زیر زمین، بهت‌زدگی موش‌ها و فرار نکردن از مقابل شکارچیان و تخلیه ناگهانی کندو توسط زنبورها ازجمله رفتارهای غیرعادی حیوانات قبل از رویداد زمین‌لرزه است. مطالعات زیست‌شناسی روی رفتار کبوتران ثابت کرد که بین ناحیه «تیبیا» و «فیبولا»ی پای کبوتران، حدود 100 واحد ریز عصبی وجود دارد. تمرکز بیش‌ازحد شبکه عصبی در پای پرندگان که سبب حساسیت زیاد آن‌ها در مقابل لرزش می‌شود، به پرندگان امکان می‌دهد قبل از رویداد زمین‌لرزه اصلی از وقوع آن مطلع شوند.

اما نکته مهم این است که رفتار حیوانات در مقابل زمین‌لرزه ثابت نیست و در بعضی مواقع بدون تغییر در رفتار حیوانات زلزله رخ می‌دهد. بعلاوه حیوانات ممکن است علاوه بر زمین‌لرزه تحت تأثیر عوامل دیگر نیز تغییر رفتار بدهند.

پیش‌بینی زلزله به کمک ابرها بر چه پایه و اساسی انجام می‌شود؟

چینی‌ها و رومیان باستان به مطالعه ابرهای خاصی می‌پرداختند و عقیده داشتند آن‌ها نشانه قریب‌الوقوع بودن زلزله است. در بخش Lon-De چین دست‌نوشته‌ای مربوط به 300 سال قبل وجود دارد و مضمون آن چنین است که در یک روز آفتابی و گرم با آسمانی صاف و آبی، ناگهان رگه‌هایی از ابرهای سیاه همانند یک مار دراز در آسمان شکل گرفت. این ابرها برای مدت طولانی در آسمان باقی ماندند، بنابراین زمین‌لرزه‌ای در شرف وقوع است.

این نوشته حکایت از آن دارد که چینی‌های باستان سعی می‌کردند به کمک وضعیت ابرها زمین‌لرزه‌ها را پیش‌گویی کنند. امروزه این روش قدیمی توسط گروهی از دانشمندان چینی و ژاپنی احیا شده است. بعلاوه «ژونگائوشو» یکی از دانشمندان چینی نیز مدعی شده برخی زلزله‌ها را به کمک ابرها پیش‌بینی کرده است.

او معتقد است ابرهای زلزله تحت تأثیر فرایندهای فیزیکی داخل زمین شکل می‌گیرند. این فعالیت‌ها ممکن است تحت تأثیر نیروی اصطکاک ناشی از حرکت صفحه‌های گسل سبب افزایش حرارت و تبخیر آب‌های زیرزمینی شود. بنابراین بخار حاصل از تبخیر آب‌های زیرسطحی به‌صورت یک ابر خطی در آسمان شکل می‌گیرند. این روش با توجه به عوامل زیادی که در ایجاد فرم‌های مختلف ابرها دخالت دارند، در شرایط کنونی روشی غیرقابل‌اعتماد و از طرف مجامع علمی رد شده است.

پیش‌نشانگرهای زلزله چه چیزهایی هستند؟

پیش‌بینی‌های مختلف از جمله نظریه‌های ابرهای زلزله، تشعشعات مادون‌قرمز و سایر روش‌های دیگری که اکنون در جهان مطرح ‌شده‌اند (مانند روش استفاده از سیگنال‌های الکتریکی زمین یا VAN Method) همگی بخشی از پیش‌نشانگرهایی هستند که ممکن است قبل از وقوع زلزله و جهت پیش‌بینی کوتاه‌مدت (از چند ساعت تا چند روز قبل زلزله) بکار روند و لزوما در مورد تمامی زمین‌لرزه‌ها نمی‌توان انتظار ثبت تمامی این پیش‌نشانگرها را داشت (با توجه به اصل ناهمگن بودن زمین).بنابراین پرداختن به تنها یک یا دو پیش‌نشانگر و انتظار جواب دقیق داشتن از آن به نظر غیرمعقول می‌آید.

پارامتری که قبل از وقوع زمین‌لرزه تغییراتی در آن پدید آید، به‌گونه‌ای که بتوان با بررسی دقیق این تغییرات زمین‌لرزه را پیش‌بینی کرد، پیش‌نشانگر گفته می­ شود. تاکنون پیش‌نشانگرهای متعددی که تعداد آن‌ها به بیش از 30 مورد می ­رسد شناخته‌شده است. این پیش‌نشانگرها عبارت‌اند از: تغییر شکل پوسته زمین، تغییر در تراز دریا، کج شدگی، تنجیدگی و تنجش‌های پوسته­ ای، پیش‌نشانگرهای زمین‌مغناطیسی و ژئوالکتریکی، تغییر در میدان گرانشی، پیش‌لرزه‌ها، انتشار گاز «رادن»، تغییر در دبی و ارتفاع آب‌های زیرزمینی، رفتار حیوانات و ... مشکل اصلی در استفاده از پیش‌نشانگرها، نیاز به ثبت مداوم و مستمر آن‌ها و بررسی تغییرات حاصله است. برای مثال سطح آب‌های زیرزمینی به‌صورت طبیعی در فصل‌های مختلف نوسان دارد، ولی با ثبت مداوم و چندین ساله این نوسان‌ها، میزان میانگین سطح آب زیرزمینی در فصلی مشخص، به دست می­آید که در صورت تغییر غیرعادی در آن قابل‌تشخیص است. از طرف دیگر، به دلیل دخیل بودن عوامل دیگر در پارامترهای موجود، لازم است تا چند عامل پیش‌نشانگر به‌صورت همزمان مورد بررسی قرار بگیرد. رویه‌ای که هم‌اکنون در کشورهای لرزه‌خیز ازجمله آمریکا، روسیه، چین و ژاپن اتخاذ کرده‌اند این است که با تشکیل سازمانی تمامی پیش‌نشانگرهای زلزله‌ها (بیش از 30 مورد) را جمع‌آوری می‌کنند و سپس با بررسی تمامی این پیش‌نشانگرها در مورد احتمال رخداد زمین‌لرزه در منطقه‌ای مشخص و در زمان معلوم و با بزرگی خاص (منطبق بر تعریف یک پیش‌بینی زمین‌لرزه) تصمیم می‌گیرند. اعلام اشتباه پیش‌بینی یک زمین‌لرزه نیز می‌تواند تبعات مالی و روانی بسیاری برای جامعه در برداشته باشد.

گفت‌وگو از سید امیررضا حسینی‌نژاد