هر وقت طوفان شد، منتظر زلزله باشیم؟
دانشگاه فارسی: در عرصه علوم زمین و هواشناسی، یکی از دیرینه ترین باورهای بشری که ریشه در اساطیر و مشاهدات غیرسیستمی دارد، فرضیه ارتباط میان وضعیت آب وهوا و وقوع زمین لرزه است. این مفهوم که در ادبیات علمی تحت عنوان «آب وهوای زلزله» (Earthquake Weather) شناخته می شود، قرن هاست که ذهن عامه مردم و حتی برخی اندیشمندان پیشین را به خود مشغول کرده است.
تینا مزدکی - با ظهور دانش مدرن لرزه شناسی (Seismology) و توسعه ابزارهای دقیق اندازه گیری تنش های پوسته، تفکیک میان همبستگی های تصادفی و روابط علّی به ضرورتی بنیادین برای مدیریت بحران و پیشرفت سواد علمی جامعه تبدیل گشته است.
ریشه های اعتقاد به ارتباط باد و زلزله را میتوان در فلسفه طبیعی یونان باستان جستجو کرد. ارسطو، فیلسوف برجسته قرن چهارم قبل از میلاد، در رساله هواشناسی خود، زمین لرزه ها را به بادهای محبوس شده در حفره ها و غارهای زیرزمینی نسبت می داد. بر طبق این نظریه، لرزه های خفیف ناشی از فشار هوا به سقف این غارها و لرزه های بزرگ نتیجه گسیختگی سطح زمین و خروج ناگهانی این توده های هوا بودند. ارسطو استدلال می کرد که چون مقدار عظیمی از هوا در زیر زمین محبوس شده است، وضعیت جوی در سطح زمین قبل از وقوع زلزله باید بطور غیرعادی گرم، ساکن و بدون باد باشد. این پارادوکس تاریخی—که از سویی باد را عامل زلزله می دانست و از طرفی نبودِ باد در سطح را نشانه تجمع آن در زیر زمین—بنیان خیلی از شایعاتی شد که تا به امروز هم در جوامع مختلف بازنشر می شوند.
گذار به دانش مدرن در قرون وسطی، این اندیشه ها بوسیله ترجمه های عربی به جهان اسلام راه پیدا کرد. ابن سینا و فخرالدین رازی در آثار خود به بررسی این جریانات زیرزمینی (پنوما) پرداختند. ابن سینا با نگاهی تحلیلی، معتقد بود که بخارات و بادهای درونی زمین در صورت عدم یافتن راه خروج، سبب لرزش پوسته می شوند. او حتی پدیده هایی مانند تیره شدن خورشید یا ظاهر شدن ابرهای خاص را بعنوان نشانه های پیش درآمدی زلزله درنظر می گرفت که نشان دهنده تأثیر عمیق نظریات ارسطویی بر تفکر علمی آن دوران است.
با این وجود، تکامل دانش زمین ساخت صفحه ای (Plate Tectonics) در قرن بیستم، بطور کامل این پارادایم را تغییر داد. امروزه می دانیم که زمین لرزه ها نه ناشی از هوای محبوس، بلکه نتیجه رهاسازی ناگهانی انرژی انباشته شده در امتداد گسل ها به سبب حرکت صفحات تکتونیکی هستند.
فیزیک پوسته و عمق کانون های لرزه ای برای درک عدم ارتباط مستقیم باد با زلزله، باید به تفاوت مقیاس های فیزیکی این دو پدیده توجه کرد. اتمسفر زمین توده ای گازی و بسیار رقیق است که تغییرات آن در لایه های فوقانی و سطح سیاره رخ می دهد. در مقابل، زمین لرزه ها پدیده هایی هستند که در اعماق لیتوسفر (سنگ کره) به وقوع می پیوندند.
بیشتر زمین لرزه های مخرب که توسط انسان حس می شوند، در قسمت کم عمق (Shallow) رخ می دهند که طبق تعریف سیزمولوژیک، بازه ای بین ۰ تا ۷۰ کیلومتر را شامل می شود. در مناطقی مانند کالیفرنیا یا فلات ایران، خیلی از گسل های فعال در عمق ۱۰ تا ۲۰ کیلومتری گرفتار شکستگی می شوند. فشار ناشی از وزش شدیدترین بادها در سطح زمین بسختی می تواند بر لایه های خاکی و سنگی در حد چند متر اثر بگذارد. از لحاظ فیزیکی، انتقال تنش از هوا به سنگ در عمق ۱۰ کیلومتری، در صورتیکه لایه های فوقانی تحت فشار عظیم سنگ های سربار (Lithostatic Pressure) قرار دارند، ناممکن است.
منطقه لرزه ای بازه عمق (کیلومتر) خصوصیت های فیزیکی و اتمسفری کانون های خیلی کم عمق ۰ - ۱۰ تحت الشعاع فرسایش سطحی؛ تأثیر ناچیز باد کانون های کم عمق (مخرب) ۱۰ - ۷۰ محل اصلی گسل های فعال؛ ایزوله از تغییرات دمای جو کانون های میان ژرف ۷۰ - ۳۰۰ در نواحی فرورانش؛ کاملا مستقل از فرآیندهای اتمسفری کانون های عمیق ۳۰۰ - ۷۰۰ در گوشته بالایی؛ بدون هیچ ارتباطی با سطح زمین سازمان زمین شناسی ایالات متحده تأکید می کند که توزیع آماری زمین لرزه ها در وضعیت آب وهوایی مختلف (سرد، گرم، بارانی یا طوفانی) حدودا برابر است و هیچ الگوی معناداری که نشان دهنده ترجیح زلزله برای یک وضعیت جوی خاص باشد، وجود ندارد.
باد بعنوان نویز لرزه ای و تداخل در داده برداری یکی از دلایلی که ممکنست در ایستگاههای لرزه نگاری، همبستگی ظاهری میان باد و فعالیتهای زمینی دیده شود، پدیده نویز لرزه ای ناشی از باد (Wind-induced Seismic Noise) است. بادهای شدید با برخورد به عوارض زمین، ساختمان ها و درختان، ارتعاشات ضعیفی ایجاد می کنند که به زمین منتقل شده و توسط لرزه سنج های بسیار حساس ثبت می شوند.
تحقیقات نشان داده است که باد سبب ایجاد نویز در پهنای باند وسیعی می شود که می تواند سیگنال های حقیقی ناشی از زمین لرزه های کوچک را بپوشاند. این نویز خصوصاً در فرکانس های بالا و روی مولفه های افقی دستگاه های لرزه نگار مشهود است. مطالعه ای که بر روی حسگرهای پهن باند انجام شده، نشان میدهد که افزایش سرعت باد بطور مستقیم سبب افزایش سطح نویز در دوره های زمانی بالاتر از ۵ ثانیه می شود. بنابراین، باد نه فقط سبب زلزله نمی گردد، بلکه بعنوان یک عامل مخل، مانع از ثبت دقیق و پیشبینی های احتمالی لرزه های بسیار خفیف توسط دانشمندان می گردد.
فشار اتمسفر و زلزله های کند باآنکه وزش باد به تنهایی عامل زلزله نیست، اما تغییرات کلان در فشار اتمسفر که معمولا با طوفان های عظیم (مانند تایفون ها و هوریکان ها) همراه می باشد، مبحث تحقیقات پیشرفته ای در دهه های اخیر بوده است. علم مدرن در اینجا مرز باریکی میان "عدم ارتباط" و "تحریک احتمالی" ترسیم می کند.
یکی از معتبرترین مطالعات دراین خصوص که در نشریه Nature انتشار یافته، به بررسی تأثیر تایفون ها بر لرزه خیزی شرق تایوان پرداخته است. محققان دریافتند که در طول تایفون های شدید، فشار جوی بر روی زمین به شدت کاسته می شود. در گسل های مورب که تحت استرس بالایی هستند، این کاهش فشار سطحی می تواند مانند برداشتن یک وزنه عمل کرده و سبب شود گسل از حالت فشردگی بیرون برود (Unclamp). این پدیده منجر به وقوع زلزله های کند (Slow Earthquakes) می شود که انرژی خویش را بجای چند ثانیه، در طول چندین ساعت یا روز آزاد می کنند.
نکته مهم اینست که این زلزله های کند معمولا مخرب نیستند. در حقیقت، برخی دانشمندان گمان می کنند که این طوفان ها با تحریک لغزش های آرام، سبب تخلیه تدریجی تنش گسل ها شده و ممکنست از وقوع زمین لرزه های بسیار بزرگ و ویرانگر جلوگیری نمایند. با این وجود، سازمان USGS خاطرنشان می کند که این موارد بسیار نادر بوده و از نظر آماری در مقیاس جهانی، برای زمین لرزه های مخرب و ناگهانی معنادار نیستند.
برهم کنش های اتمسفر و هیدروسفر: نقش بارش و برف در بررسی ارتباط باد با زلزله، اغلب طوفان های همراه با بارش شدید مورد توجه قرار می گیرند. در اینجا، عامل محرک نه خودِ باد، بلکه وزن آب و نفوذ سیالات به اعماق زمین است. دانشمندان می دانند که زلزله ها می توانند توسط تغییر در مقدار استرس روی یک گسل تحریک یا مهار شوند. بزرگ ترین متغیر اقلیمی که می تواند بار استرس گسل را تغییر دهد، آب های سطحی به صورت برف و باران است. نفوذ آب به شکاف های زیرزمینی سبب افزایش فشار منفذی (Pore Pressure) می شود. این افزایش فشار، سنگ ها را از هم دور کرده و اصطکاک گسل را می کاهد که نتیجه آن تسهیل لغزش و وقوع زمین لرزه است.
مطالعات در رشته کوه هیمالیا نشان داده است که در فصل مونوسون، وزن عظیم آب باران در دشت های مجاور سبب فشرده شدن پوسته و در واقع کاهش موقت فعالیتهای لرزه ای می شود. اما با پایان فصل بارش و تخلیه این وزن، پوسته به حالت قبل بازگشته و تعداد میکرولرزه ها افزایش خواهد یافت. این نشان میدهد که اتمسفر بوسیله چرخه آب، تاثیرات پیچیده تری نسبت به وزش ساده باد بر لرزه خیزی دارد، اما این تاثیرات به طور عمده محدود به زمین لرزه های بسیار کوچک (میکروسیزمیسیتی) است که توسط انسان حس نمی شوند.
مقایسه توان تخریبی اتمسفر و لیتوسفر برای درک بهتر تفاوت مقیاس، میتوان میزان انرژی آزاد شده در یک طوفان شدید را با یک زمین لرزه بزرگ مقایسه کرد. باآنکه هر دو پدیده بسیار قدرتمند هستند، اما نحوه توزیع و منشا انرژی آنها متفاوت می باشد.
یک طوفان حاره ای معمولی در طول چرخه زندگی خود می تواند انرژی معادل ۱۰، ۰۰۰ بمب اتمی آزاد کند. با این وجود، این انرژی در سطح بسیار وسیعی (صدها کیلومتر مربع) و در طول چندین روز پخش می شود. در مقابل، یک زمین لرزه ۷ ریشتری انرژی مشابهی را در عرض چند ثانیه و در یک نقطه متمرکز آزاد می کند.
در مهندسی سازه، ساختمان ها باید هم در مقابل بار باد و هم بار زلزله مقاوم باشند، اما رفتار سازه در مقابل این دو کاملا متفاوت می باشد. بار باد به سطح خارجی ساختمان فشار وارد می کند، در صورتیکه بار زلزله ناشی از شتاب پایه و جرم خودِ ساختمان است. این تفاوت ماهوی در طراحی مهندسی، خود گواهی بر اینست که این دو نیرو از دو منشا فیزیکی کاملا مجزا سرچشمه می گیرند.
چرا شایعات زنده می مانند؟ خیلی از دانشمندان اعتقاد دارند که بقای افسانه ارتباط باد و زلزله بالاتر از آن که ریشه در زمین شناسی داشته باشد، در روان شناسی انسان نهفته است. دبلیو. جی. هامفریز در تحقیقات خود به این نتیجه رسید که شرایط جوی خاص (مانند گرمای شدید و نبود باد قبل از طوفان) سبب ایجاد نوعی حالت تحریک پذیری و حساسیت در سیستم عصبی انسان می شود.
در این حالت، افراد نسبت به کوچک ترین لرزش ها یا صداهای محیطی حساس تر شده و در صورت وقوع یک لرزه اتفاقی، آنرا به شدت به حافظه می سپارند و با وضعیت جوی پیوند می دهند. این پدیده که در روان شناسی به آن سوگیری تایید (Confirmation Bias) گفته می شود، سبب می شود انسان ها هزاران مورد را که در آن باد شدید آمده و زلزله نشده فراموش کنند، اما آن یک موردی را که همزمانی تصادفی رخداده، بعنوان یک قانون علمی قبول کنند.
همچنین، در زمان های بروز بلایای طبیعی، سطح اضطراب جامعه بالا می رود و پذیرش اخبار منفی و شایعات هیجان انگیز به شدت افزایش خواهد یافت. در چنین فضایی، پیوند دادن یک پدیده دیداری (طوفان سیاه یا باد شدید) به یک پدیده نادیدنی و فجیع (زلزله زیرزمینی)، به ذهن انسان کمک می نماید تا برای پدیده های غیرقابل پیشبینی، الگوهای کاذب بسازد و احساس کنترل کاذب بر محیط پیدا کند.
بنابراین؛ هیچ الگوی جهانی یا منطقه ای ثابتی وجود ندارد که نشان دهد زمین لرزه های بزرگ و مخرب با وزش باد، طوفان یا نوع خاصی از آب وهوا همبستگی داشته باشند. کانون زمین لرزه ها در اعماقی رخ می دهد که اتمسفر زمین توان تاثیرگذاری بر استرس های تکتونیکی آنرا ندارد. تنها در موارد خاص، کاهش شدید فشار اتمسفر در طوفان های بزرگ می تواند سبب تحریک زلزله های کند یا میکرولرزه ها در گسل های آماده شکست شود که این موارد فاقد قدرت تخریبی هستند. حتی وزش باد شدید در واقع مانعی برای پایش دقیق زمین است و با تشکیل نویز محیطی، کار لرزه نگاران را دشوارتر می کند.
بالاخره، بهترین شیوه رویارویی با این دست شایعات، پیشرفت آمادگی فیزیکی (مقاوم سازی سازه ها) و آگاهی از رفتارهای صحیح در زمان وقوع زلزله است. پیشبینی زلزله از روی جهت یا سرعت باد، اکنون در قلمرو شبه علم قرار دارد و هیچ منبع موثق علمی در جهان چنین رابطه ای را برای پیش اخطار زلزله تایید نکرده است. در نهایت جامعه علمی باید با تأکید بر داده های شبکه های لرزه نگاری ملی و بین المللی، به پایش مستمر گسل ها بپردازد و اطلاعات دقیق را از مبادی رسمی به اطلاع عموم برساند.
منبع: unifarsi.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب