یک مدل جدید برای پیش بینی زلزله توسط دانشگاه نورث وسترن آمریکا ایجاد شده است که تاریخچه کامل زمین لرزه های یک گسل را برای پیش بینی بهتر وقوع زلزله بعدی در نظر می گیرد.
به گزارش تکناک، محققان دانشگاه نورث وسترن مقاله ای را منتشر کردهاند که میتواند به حل یکی از چالشهای اصلی زلزلهشناسی یعنی پیش بینی زمان وقوع زلزله بزرگ بعدی روی یک گسل کمک کند.
لرزه شناسان به طور سنتی معتقد بودند که وقوع زمین لرزه های بزرگ روی گسل ها از یک الگوی منظم پیروی می کنند و پس از مدت زمانی مشابه بین دو زلزله قبلی رخ می دهند. با این حال، زمین همیشه مطابق با آن الگو عمل نمی کند، زیرا گاهی اوقات زمین لرزه ها دیر یا زودتر از حد انتظار رخ می دهند. تاکنون زلزله شناسان راهی برای توضیح وقوع زلزله های پیش بینی نشده نداشتند.
تیم تحقیقاتی نورث وسترن متشکل از زلزله شناسان و آمارشناسان یک مدل پیش بینی احتمال زلزله را توسعه داده اند که جامع تر و واقعی تر از مدل فعلی است. مدل جدید به جای استفاده از میانگین زمان بین زمین لرزه های رخ داده برای پیش بینی زلزله بعدی، ترتیب و زمان خاص زلزله های قبلی را در نظر می گیرد. این به توضیح این واقعیت گیجکننده کمک میکند که زلزلهها گاهی اوقات به صورت خوشهای رخ میدهند ( زلزله هایی با زمانهای نسبتاً کوتاه بین آنها، و زمانهای طولانیتر بدون وقوع زلزله.)
ست استین، استاد زمین شناسی و علوم سیاره ای در کالج هنر و علوم واینبرگ گفت: در نظر گرفتن تاریخچه کامل زلزله های رخ داده در یک گسل ، به جای در نظر گرفتن میانگین زمان وقوع زلزله ها و زمان وقوع آخرین زلزله، به ما در پیش بینی زمان وقوع زلزله های آینده کمک زیادی می کند. وقتی میخواهید شانس یک تیم را برای برنده شدن در یک بازی با توپ دریابید، نمیخواهید فقط به آخرین بازی و میانگین بلندمدت نگاه کنید. نگاهی به بازی های اخیر دیگر نیز می تواند مفید باشد.”
نیلی یکی دیگر از اعضای تیم تحقیق این مطالعه گفت: زلزله ها مانند یک اتوبوس غیرقابل اعتماد رفتار میکنند. ممکن است قرار باشد اتوبوس هر 30 دقیقه یکبار به یک ایستگاه بیاید، اما با این وجود ممکن است اتوبوس ها گاهی اوقات خیلی دیر و بعضی اوقات خیلی زودتر به ایستگاه برسند. زلزله شناسان فرض کرده اند که حتی زمانی که زلزله طبق الگوی زمانی دیر رخ می دهد، احتمال وقوع زلزله زودتر بعدی وجود ندارد. در عوض، در مدل ما، اگر زلزله دیرتر از زمان احتمالی پیش بینی شده رخ دهد ، اکنون به احتمال زیاد زلزله زودتر از زمانی که پیش بینی شده است رخ می دهد. با توجه به مثال اتوبوس هر چه اتوبوس دیرتر برسد، اتوبوس بعدی زودتر به دنبال آن خواهد آمد.
مدل سنتی و مدل جدید
مدل سنتی، که از زمان زلزلهای بزرگ در سال 1906 که سانفرانسیسکو را ویران کرد، استفاده شد، فرض میکند که حرکات آهسته در سراسر گسل باعث ایجاد فشار میشود، که همگی به صورت یک زلزله بزرگ آزاد میشوند. به عبارت دیگر، یک گسل فقط حافظه کوتاه مدت دارد یعنی فقط آخرین زمین لرزه را “به خاطر می آورد” و تمام زلزله های قبلی را “فراموش می کند”. این فرض به پیشبینی زمان وقوع زمینلرزههای آینده و سپس به ترسیم نقشههای خطر میپردازد که سطح لرزش ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله را پیشبینی میکنند.
با این حال، نیلی گفت: زلزله های بزرگ دقیقا در زمان پیش بینی شده رخ نمی دهند. گاهی اوقات می بینیم که چندین زلزله بزرگ در بازه های زمانی نسبتاً کوتاه رخ می دهند و سپس در دوره های طولانی زمانی هیچ اتفاقی نمی افتد. مدلهای سنتی نمیتوانند این مدل رفتاری گسل را توجیه کند.
در مقابل، مدل جدید فرض میکند که گسلهای زلزله باهوشتر هستند و نسبت به تصور زلزلهشناسان حافظه بلندمدتتری دارند . حافظه طولانی مدت گسل از این واقعیت ناشی می شود که گاهی اوقات یک زلزله تمام فشاری را که در طول زمان بر روی گسل ایجاد می شود آزاد نمی کند، بنابراین برخی از آنها پس از یک زلزله بزرگ باقی می مانند و می توانند باعث ایجاد زلزله های بزرگ دیگری شوند. این امر زمین لرزه هایی را توضیح می دهد که گاهی اوقات به صورت خوشه ای رخ می دهند.
سالدیچ یکی دیگر از اعضای تیم تحقیق که اکنون در سازمان زمین شناسی ایالات متحده کار می کند، گفت: خوشه های زلزله نشان می دهد که گسل ها حافظه بلندمدت دارند. اگر زمان زیادی از یک زلزله بزرگ گذشته باشد، حتی پس از وقوع دیگری، گاهی اوقات «حافظه» گسل توسط زلزله پاک نمیشود و فشار در صفحات گسل باقیمانده و افزایش احتمال وقوع زلزله دیگری باقی میماند. مدل جدید ما احتمال زلزله را به این ترتیب محاسبه می کند.
به عنوان مثال، اگرچه زمین لرزه های بزرگ در بخش موهاوی گسل سن آندریاس به طور متوسط هر 135 سال رخ می دهد، آخرین زلزله در این بخش در سال 1857 تنها 45 سال پس از وقوع زلزله در سال 1812 رخ داده است. با استفاده از مدل سنتی وقوع چنین زلزله ای انتظاری نمی رفت. اما مدل جدید نشان می دهد که چون زلزله 1812 پس از یک فاصله 304 ساله از زمین لرزه قبلی در سال 1508 رخ داده است، فشار باقی مانده در صفحات گسل باعث زلزله زودتر از موعد پیش بینی با مدل قبلی در سال 1857 شد.
اسپنسر، استاد آمار، گفت: منطقی است که ترتیب و زمان خاص زلزلههای گذشته مهم باشد. رفتار بسیاری از سیستم ها به تاریخچه آنها در طولانی مدت بستگی دارد. برای مثال، خطر پیچ خوردگی مچ پا نه تنها به آخرین پیچ خوردگی که داشتید، بلکه به موارد قبلی نیز بستگی دارد.
