کشف ترمزهای پنهان در طبیعت برای جلوگیری از زلزله‌های بزرگ

به گزارش خبرآنلاین، دانشمندان مدت‌هاست که به دنبال راهی برای پیش‌بینی زمین‌لرزه‌های ویرانگر و جلوگیری از وقوع آنها هستند.

به نقل از ایسنا، در اعماق قسمت شرقی اقیانوس آرام و تقریباً ۱۰۰۰ مایلی غرب اکوادور، یک گسل بستر دریا حداقل به مدت ۳۰ سال است که زمین‌لرزه‌هایی با بزرگی ۶ ریشتر را با نظمی قابل توجه ایجاد می‌کند. این زمین‌لرزه‌ها تقریباً هر پنج تا ۶ سال رخ می‌دهند و بخش‌های تقریباً یکسانی از گسل را به طور مکرر دچار گسیختگی می‌کنند و به بزرگی‌های تقریباً یکسانی می‌رسند. چنین ثباتی در علم زمین‌لرزه‌ بسیار نادر است و پژوهشگران مدت‌هاست که برای توضیح دادن چگونگی تداوم قابل اعتماد این الگو تلاش می‌کنند.

اکنون دانشمندان می‌گویند که سرانجام دلیل آن را شناسایی کرده‌اند. یک پژوهش جدید نشان می‌دهد مناطق خاصی درون خود گسل به عنوان سیستم‌های ترمز طبیعی عمل می‌کنند که جلوی بزرگتر شدن زمین‌لرزه‌ها را می‌گیرند.

«جیانهوا گونگ»(Jianhua Gong)، لرزه‌شناس و دانشیار علوم زمین و جو در «دانشگاه ایندیانا بلومینگتون»(Indiana University Bloomington) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما مدت‌هاست که می‌دانیم این موانع وجود دارند، اما پرسش همیشه این بوده است که آنها از چه چیزی ساخته شده‌اند و چرا به طور منظم و قابل اعتماد جلوی زمین‌لرزه‌ها را می‌گیرند.

گونگ و گروهی از پژوهشگران دانشگاه‌ها و موسسات علمی دیگر با هم روی گسل ترادیسی «گوفار»(Gofar) واقع در امتداد بخش شرقی اقیانوس آرام در سواحل غربی اکوادور تمرکز کردند تا معمایی به قدمت چند دهه‌ را پیرامون این لرزه‌های تکرارشونده حل کنند.

چیزی که این گسل را غیرمعمول می‌کند، این است که لرزه‌های بزرگتر آن تقریباً در مکان‌های یکسانی آغاز و متوقف می‌شوند. بین بخش‌هایی که زلزله‌های بزرگ در آنها رخ می‌دهد، بخش‌های آرام‌تری از گسل وجود دارد که به نظر می‌رسد بدون ایجاد ترک‌های بزرگ، تنش را جذب می‌کنند. دانشمندان از این مناطق به عنوان «سد» یاد می‌کنند، اما نقش دقیق آنها تاکنون مشخص نبود.

پژوهشگران برای بررسی گسل گوفار، از اطلاعات جمع‌آوری‌شده در طول دو آزمایش بزرگ کف دریا استفاده کردند که یکی در سال ۲۰۰۸ و دیگری بین سال‌های ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۲ انجام شده بود. دانشمندان در طول آن دو آزمایش، لرزه‌سنج‌های کف اقیانوس را که برای تشخیص لرزه طراحی شده‌ بودند، در امتداد دو بخش از گسل گوفار قرار دادند.

این لرزه‌سنج‌ها، ده‌ها هزار لرزه کوچک را که پیش و پس از دو لرزه بزرگ ۶ ریشتری رخ داده بودند، ثبت کردند. این کار، یک نگاه فوق‌العاده دقیق را به نحوه رفتار گسل پیش، حین و پس از گسیختگی‌های بزرگ امکان‌پذیر کرد.

پژوهشگران الگوی بسیار مشابهی را در هر دو منطقه سد کشف کردند. در روزها و هفته‌های پیش از یک لرزه بزرگ، مناطق سد شاهد فعالیت‌های لرزه‌ای کوچک بودند. بلافاصله پس از وقوع لرزه بزرگتر، همان مناطق تقریباً به طور کامل آرام شدند.

این رفتار در دو بخش جداگانه گسل که با فاصله ۱۲ سال مورد بررسی قرار گرفته بودند، ظاهر شد و به همین دلیل، پژوهشگران نتیجه گرفتند که فرآیند فیزیکی یکسانی در هر دو مورد مسئول بوده است.

براساس داده‌های این پژوهش، این موانع بخش‌های غیرفعال سنگ نیستند. این موانع، مناطق بسیار پیچیده‌ای هستند که در آنها گسل به چندین رشته تقسیم می‌شود. جابه‌جایی‌های جانبی کوچک بین این رشته‌ها، دهانه‌های موضعی را از ۱۰۰ تا ۴۰۰ متر در ساختار گسل ایجاد می‌کنند که شبیه به شکاف‌های کوچک درون یک ترک هستند.

در طول یک لرزه بزرگ، حرکت ناگهانی در امتداد گسل باعث می‌شود فشار داخل سنگ پر از سیال به سرعت کاهش یابد. با وقوع این اتفاق، سنگ متخلخل به طور موقت قفل می‌شود و پیش از این که گسیختگی بتواند گسترش یابد و بزرگتر شود، آن را کند یا متوقف می‌کند. در واقع، مناطق حائل مانند ترمزهای داخلی درون گسل عمل می‌کنند.

پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند که مناطق حائل مانند آنچه در گوفار یافت می‌شود، ممکن است در سراسر بستر اقیانوس رایج باشند. در این صورت، آنها می‌توانند به عنوان یک سیستم گسترده از ترمزهای طبیعی لرزه عمل کنند که جلوی تبدیل برخی از گسیختگی‌ها به رویدادهای بزرگتر را می‌گیرد.

پژوهشگران می‌گویند این کشف می‌تواند به بهبود مدل‌های پیش‌بینی زمین‌لرزه کمک کند که برای تخمین خطرات لرزه‌ در امتداد گسل‌های زیر آب در سراسر جهان از جمله مناطق نزدیک به سواحل بزرگ طراحی می‌شوند.