۲روش پیش‌بینی زلزله در کشورهای پیشرفته
زلزله‌یی «مهیب» برای پایتخت در راه است. این هشداری است که سال‌هاست توسط کارشناسان داخلی و خارجی علم زلزله‌شناسی به مردم و مسوولان داده شده اما به نظر می‌رسد در عمل چندان جدی گرفته نشده است.
واقعیت این است که هر سال در سال روز زلزله‌های بزرگ کشور از جمله زلزله بم، رودبار و منجیل صحبت‌هایی در خصوص امکانات و نحوه برخورد با این پدیده طبیعی صورت می‌گیرد و مسوولان مختلف از اقدام‌های خود برای مواجهه با زلزله صحبت کرده و کارشناسان در این زمینه هشدار می‌دهند و بعد از مدتی دوباره همه‌چیز به فراموشی سپرده می‌شود. یکی از موضوعات مهم در بحث زمین لرزه پیش‌بینی زمان وقوع آن است و هر روز شایعات جدیدی در این زمینه به گوش می‌رسد. طی سال‌های گذشته نیز شاهد بودیم که شایعاتی در خصوص زلزله تهران در شبکه‌های مجازی پخش شد و دل نگرانی و ترس مردم شهر را فرا گرفت. اما اینکه علم بشر توانایی پیش‌بینی زمان وقوع زلزله را دارد یا خیر، سوالی است که از بهرام عکاشه پدر علم زلزله‌شناسی ایران پرسیدیم.
به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از تعادل ، عکاشه در پاسخ به این سوال که آیا راه علمی و تکنولوژیکی برای پیش‌بینی زمان وقوع زلزله وجود دارد یا خیر، اظهار کرد: بشر تا این لحظه قادر نبوده است زلزله را پیش‌بینی کند حتی اگر کانون زلزله دو کیلومتر زیرزمین باشد. زیرا پارامترهای متغیر داخل زمین بسیار زیاد است و کشورهایی که قادر به سرمایه‌گذاری در این زمینه هستند تمایل چندانی برای این کار ندارند.
عکاشه ادامه داد: این کشورها از جمله امریکایی‌ها بیشتر دنبال شناسایی مناطق زلزله‌خیز و پیدا کردن راهکارهایی برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها هستند. آنها معتقدند خانه‌یی که مقاوم باشد در اثر زلزله تخریب نمی‌شود و در صورت تخریب باعث کشتار نمی‌شود. بنابراین بیشتر دنبال این هستند تا زلزله را بشناسند. بشر هنوز زلزله را به خوبی نمی‌شناسد و تنها در چند دهه اخیر است که زمین‌شناسان به فکر پیش‌بینی زمان وقوع زلزله افتاده‌اند.
امکان پیش‌بینی بر اساس داده‌ها
به گفته عکاشه، امکان پیش‌بینی درازمدت با توجه به داده‌های قبلی وجود دارد. وی در این باره توضیح داد: بررسی زلزله‌های چند صدسال اخیر تهران نشان می‌دهد که باید منتظر وقوع زلزله مخرب در این شهر باشیم. در میان‌مدت و کوتاه‌مدت هم امکان پیش‌بینی وجود دارد. در کوتاه‌مدت برای 15سال و میان‌مدت برای 50سال آینده می‌توان وقوع زلزله را پیش‌بینی کرد. اما در مجموع علم بشر هنوز توانایی پیش‌بینی زمان دقیق وقوع زلزله را ندارد و هنوز رفتار لایه‌های زیرین زمین برای ما شناخته شده نیست.
به گفته وی، برخی زلزله‌ها در ژاپن به شکل موردی پیش‌بینی شده اما هنوز به شکل سیستماتیک این اتفاق نیفتاده است. البته به تازگی روشی اختراع شده که چند ثانیه قبل از وقوع زلزله متوجه می‌شوند، اما این روش به درد کشورهای جهان سوم نمی‌خورد بلکه بیشتر به کار کشورهای پیشرفته می‌آید.
عکاشه در این باره توضیح داد: در وقوع زلزله دو موج دخیل‌اند. موج p (موج اولیه) و موج s (ثانویه) . ماهواره‌ها موج p را ردیابی کرده و اطلاع می‌دهند که موج s آن 30 ثانیه دیگر به کدام محل می‌رسد. در واقع از تفاضل موج اولیه و ثانویه که نهایتا یک دقیقه است تنها می‌توان کارهایی نظیر خاموش کردن راکتورهای هسته‌یی و قطع کردن شبکه گاز و برق را انجام داد یا چراغ‌های راهنمایی یک شهر را خاموش کرد. اما همان‌طور که گفتم این روش مربوط به کشورهای پیشرفته است و در کشور ما کاربرد ندارد.
وی ادامه داد: در موارد خاصی این کار انجام شده و توانسته‌اند زلزله را چند ثانیه قبل از وقوع آن پیش‌بینی کنند. موج p ارتعاشات به موازات انتشار است اما موج s ارتعاشات عمود بر انتشار است. در موج اولیه زمین بالا و پایین می‌شود که هیچ آسیبی به خانه‌ها نمی‌زند اما در موج ثانویه که ارتعاشات افقی است، تخریب به وجود می‌آید. اکنون مناطق امنیتی کشور به دستگاههای pو s یا شتاب‌نگارها مجهز شده‌اند.
بی اثری آتش‌فشان دماوند بر تهران
پدر علم زلزله‌شناسی کشور در پاسخ به اینکه آتش‌فشان دماوند در صورت فعال شدن می‌تواند بر گسل‌های تهران تاثیر بگذارد یا خیر، عنوان کرد: فعال شدن آتش‌فشان دماوند فقط بر گسل‌های دماوند تاثیرگذار است و نمی‌تواند تاثیر مستقیمی بر گسل‌های تهران داشته باشد و در صورت فعال شدن آتش‌فشان دماوند تنها خاکستر آن تهران را اذیت می‌کند.
گسل‌های شهر تهران
وی در خصوص گسل‌های شهر تهران نیز توضیحاتی ارائه کرد و با اشاره به اینکه گسل‌های شمال تهران قدرت ایجاد زلزله 7 ریشتری را دارند، بیان کرد: تهران دارای گسل‌های فراوانی است و از نظر علم زمین‌شناسی بیشتر آنها دوران بازگشتشان فرا رسیده است، البته اینکه می‌گوییم دوران بازگشت یک گسلی فرارسیده است، به معنای پیش‌بینی زلزله نیست. اما از نظر بین‌المللی گسل پیشوا سرمنشا زلزله‌های شهرری است و توان لرزه‌یی 7 ریشتر را دارد و به خاطر تراکم جمعیت و فرسودگی ساختمان‌ها در این منطقه به مراتب خسارات بیشتر خواهد بود و این گسل امروزه به دوران بازگشت خود رسیده است. وی ادامه داد: گسل شمال تهران با طول 75 کیلومتراز لشکرک و سوهانک شروع شده تا فرحزاد، حصارک و به سوی غرب امتداد می‌یابد. این گسل در مسیر خود، نیاوران، تجریش، زعفرانیه، الهیه و فرمانیه را در بر می‌گیرد. همچنین گسل جنوب تهران موسوم به گسل ری با 20کیلو متر از جاده خاوران شروع و با گذر از دولت‌آباد و حرکت روی جاده کمربندی تهران در حد نصاب کوره‌های آجرپزی چهار دانگه پایان می‌یابد.
گسل شرق نیز از شرق به تهران وارد شده و با گذر از اراضی سرخه حصار و حرکت روی بزرگراه شهید بابایی تا مجیدیه و سید خندان امتداد می‌یابد. در این میان تک گسل ملاصدرا نیز که از خیابان شریعتی تا شهرک غرب انتقال یافته، محلات ونک، میرداماد، سعادت‌آباد و شهرک غرب را در بر می‌گیرد. احداث برج میلاد نیز دقیقا در مجاورت این گسل صورت گرفته است.
به گفته وی، گسل مشا- فشم 400 کیلومترطول دارد که زلزله سال 958 میلادی با بزرگی 7/7ریشتر در50 کیلومتری تهران و زلزله سال 1830میلادی به فعالیت این گسل نسبت داده شده است. تلاقی آن با گسل شمال تهران در بالای سد لتیان است به این جهت فعالیت این گسل می‌تواند موجب فعال شدن گسل تهران شود. وی ادامه داد: گسل مشا، گسلی لرزه‌زاست که در راستای آن گستره بلند البرز از شمال روی دامنه‌های جنوبی آن رانده شده است. شیب گسل مشا همیشه به سمت شمال و بین 35 تا 70 درجه تغییر می‌کند. این گسل از جنوب غربی شاهرود و در شرق تا آبیک در غرب ادامه دارد.
جنوب تهران، آسیب‌پذیرترین منطقه
وی در پاسخ به اینکه در صورت وقوع زلزله کدام مناطق تهران بیشتر آسیب می‌بینند، اظهار کرد: قطعا جنوب تهران به دلیل داشتن بافت فرسوده و فشرده و نیز باریک بودن خیابان‌ها و معابر آسیب بیشتری متحمل می‌شود. در شمال تهران ساختمان‌ها از مقاومت بیشتری برخوردارند و خاک زمین سفت است. در حالی که خاک جنوب تهران نرم و سست است.
علاوه بر این مغارها و حفره‌هایی که زیر تهران وجود دارد بر ناپایداری ساختمان‌های جنوب شهر تهران می‌افزاید. چنانچه زلزله‌یی اتفاق بیفتد این مغارها و فضاهای خالی تخریب را شدت می‌بخشند.
ناتوانی در استفاده از شتاب‌نگار
عکاشه با اشاره به شبکه شتاب‌نگاری و تاثیر آن هنگام زلزله گفت: این شتاب زلزله است که شدت تخریب آن را تعیین می‌کند. دستگاههای شتاب‌نگار سال‌هاست که وارد کشور شده است. با استفاده از این دستگاه‌ها می‌توان شتاب زلزله را ثبت کرد اما متاسفانه در کشور ما ساماندهی، برنامه‌ریزی و هماهنگی در این زمینه آن‌قدر ضعیف است که نمی‌توانیم از اطلاعات آن به درستی استفاده کنیم. البته همان‌طور که گفتم در مناطق خاصی از تهران چند پایگاه شتاب‌نگاری نصب شده است تا زمان وقوع زلزله بتوانیم برخی افراد را حفظ کنیم. به گفته این استاد دانشگاه فاصله راکتور خیابان کارگاه شمالی تا گسل شمال تهران 9 کیلومتر بیشتر نیست و این در هنگام زلزله خطرساز است و باید درباره آن فکر اساسی کرد. این استاد دانشگاه با بیان اینکه اطلاع‌رسانی قبل از زلزله نیاز به تمهیدات خاصی دارد و ما در این زمینه بسیار ضعیف هستیم، گفت: متاسفانه در صورت وقوع زلزله نمی‌توان برای تهران کاری کرد و زلزله پایان غم‌انگیز تهران بزرگ خواهد بود.
شتاب‌نگار چیست؟
یکی از دستگاه‌هایی که به علم زلزله‌شناسی کمک می‌کند، دستگاههای شتاب‌نگار است. شتاب‌نگارها را می‌توان این‌گونه تعریف کرد؛ نوعی از لرزه‌نگارها که برای تعیین حرکت شدید زمین به‌کار می‌روند شتاب‌نگار یا شتاب‌سنج نام دارند. هدف از استفاده از شتاب‌نگار ثبت حرکات شدید و دستیابی به نحوه پاسخ زمین در ناحیه‌یی است که طراحی دینامیکی سازه‌ها مورد نظر است. این دستگاه سه مولفه شتاب مطلق زمین را برای مدت زمانی از 0.1 تا 3 یا 4 و حتی 10 ثانیه ثبت می‌کند. شتاب‌نگارها به‌طور دایم کار نمی‌کنند بلکه به گونه‌یی طراحی شده‌اند که پس از آنکه تحت تاثیر یک حرکت افقی کوچک قرار گرفتند آغاز به کار کنند. محل استقرار اغلب شتاب‌نگارها، سطح زمین (و نه الزاما سنگ بستر) است. از این رو تعیین رابطه بین داده‌های مربوط به محل‌های مختلف مشکل است، مگر آنکه شرایط سطحی در هر محل شناخته شده باشد. شتاب‌نگاشت‌ها شتاب زمین را ثبت می‌کنند. در کشور ما شتاب‌نگارهایی در محل سدها و سازه‌هایی پراهمیت دیگر نصب شده است. این شتاب‌نگارها عمدتا توسط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن وزارت مسکن و شهرسازی نصب و قرائت می‌شوند. همچنین سازمان انرژی اتمی ایران و چند موسسه دیگر نیز شتاب‌نگارهایی را در برخی نقاط مورد نظر نصب کرده‌اند. تحت پوشش قرار دادن یک ناحیه به‌طور کامل مستلزم نصب شبکه‌یی از شتاب‌نگارها در نقاط با شرایط زمین‌شناسی متفاوت است. این دستگاه‌ها معمولا تا شعاع 50 کیلومتری مرکز یک زمین لرزه حساسیت خود را حفظ می‌کنند.
وجود بیش از هزار شتاب‌نگار در کشور
اسماعیل فرزانگان رییس شبکه ملی شتاب‌نگاری کشور در خصوص شبکه شتاب‌نگاری کشور توضیحاتی ارائه کرد و گفت: پایه علم زلزله، مهندسی است. مهندسان و طراحان سازه به اعدادی نیاز دارندکه به درد کار مهندسی بخورد که مهم‌ترین آنها شتاب است. نیرویی که به هرجسمی وارد می‌شود نسبت مستقیمی با جرم و شتاب وارده به آن جسم دارد. هر چه شتاب وارده بالاتر باشد نیروی بیشتری بر جسم وارد می‌شود. بنابراین داده‌های شبکه شتاب‌نگاری بر پایه علم مهندسی زلزله است و این داده‌ها نقش مهمی درتدوین استانداردهای ضد زمین لرزه و تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی دارد.
وی با بیان اینکه شبکه شتاب‌نگاری در ایران از سال 1352 تشکیل شد، تصریح کرد: در سال 52 بعد از زلزله در استان فارس دستگاههای شتاب نگار وارد کشور شد و بعد از پیروزی انقلاب تعداد دستگاه‌ها به مرز 300 دستگاه رسیده بود. تا اینکه در سال 69 بعد از زلزله مخرب رودبار و منجیل با کمک بانک جهانی این شبکه توسعه یافت و هزار و 238 دستگاه شتاب‌نگار خریداری و در عرض 5 سال در کشور نصب و تعدادی هم جایگزین دستگاههای قبلی شدند.
فرزانگان با اشاره به اینکه در حال حاضر هزار و 74 دستگاه شتاب‌نگار در کشور وجود دارد، تصریح کرد: از این تعداد هزار و 19دستگاه قدیمی است و بدنه اصلی شبکه شتاب‌نگاری در کشور ما بیش از بیست سال عمر دارند. این مجموعه تاکنون 11 هزار زمین لرزه رخ داده در کشور را ثبت کرده که شامل زمین لرزه‌های بزرگ، کوچک و متوسط بوده است. تا زمان زمین لرزه رودبار از دستگاههای شتاب‌نگار قدیمی (آنالوگ) استفاده می‌شد، اما پس از زمین لرزه سال 1372 در گلباف استفاده از دستگاههای دیجیتال در کشور آغاز شد. رییس شبکه ملی شتاب‌نگاری کشور تاکید کرد: رکورد شتاب‌نگاری مربوط به زلزله ورزقان نیز یکی از دقیق‌ترین رکوردهایی بود که توسط دستگاههای شتاب‌نگار ثبت شد. 57 ایستگاه شتاب‌نگار زلزله در آذربایجان غربی وجود دارد که توانسته‌اند رکوردی خوب و بدون اختلالی از زمین لرزه ورزقان ثبت کنند. به گفته وی، در حال حاضر در بیش از 60 شهر کشور دستگاه شتاب‌نگار نصب شده است و ما در حال ضبط نتایج حاصل از این دستگاه‌ها هستیم و امیدواریم از این اطلاعات برای پیش‌بینی احتمال وقوع زلزله در این شهرها استفاده کنیم.
شبکه شتاب‌نگاری کشور فرسوده است
رییس شبکه ملی شتاب‌نگاری کشور در خصوص مشکلات مربوط به تعمیر و نگهداری دستگاههای شتاب‌نگاری زلزله در ایران گفت: متاسفانه هر یک از شرکت‌‌های شتاب‌نگاری در ایران دستگاه خود را از کمپانی‌های مختلف خریداری کرده‌اند و به دلیل آنکه کشورهای سازنده آنها متفاوت است در بحث تعمیر و نگهداری آنها دچار مشکل می‌شویم.
اسماعیل فرزانگان ادامه داد: آخرین دستگاههای شتاب‌نگاری که موفق به خرید آنها شدیم 4 سنسور درون چاهی بود و از سال 85 تا امروز به دلیل محدودیت‌های مالی نتوانستیم دستگاه تازه‌یی بخریم.
به گفته رییس شبکه ملی شتاب‌نگاری تعداد دستگاههای شتاب‌نگار کشور زیاد است اما با توجه به توسعه تکنولوژی دستگاههای شتاب‌نگار باید نوسازی دستگاههای فعلی را در دستور کار قرار دهیم تا بتوانیم از روش‌های جدید ارتباطی برای دسترسی به اطلاعات داده‌های لرزه‌نگاری استفاده کنیم. این دستگاه‌ها متعلق به اوایل دهه 90 میلادی است و از آن زمان تاکنون اتفاقات بسیاری در حوزه تکنولوژی رخ داد، بنابراین می‌توان حدس زد که این دستگاه‌ها چقدر قدیمی است. علاوه بر این عمر طولانی دستگاه‌ها نیز منجر به از رده خارج شدن برخی دستگاه‌ها شده است.
فرزانگان با اشاره به اینکه اکنون در کشور اقدام‌هایی برای خریداری و نوسازی دستگاههای شتاب‌نگار صورت گرفته است، تصریح کرد: در این خصوص مکاتباتی با مسوولان کشور از جمله وزیر راه و شهرسازی، معاون رییس‌جمهور و حتی خود آقای روحانی داشته‌ایم و قول همکاری از آنها دریافت کرده‌ایم اما به دلیل کمبود بودجه هنوز موفق به تجهیز شبکه نشده‌ایم. البته به تازگی خبرهایی مبنی بر اینکه قرار است بودجه لازم تخصیص شود شنیده شده و امیدواریم با تخصیص این بودجه به زودی شبکه ملی شتاب نگاری کشور را به‌روز کنیم.
شریان‌های حیاتی به شتاب‌نگار مجهز شوند
رییس شبکه ملی شتاب‌نگاری در پاسخ به اینکه کشور چه تعداد شتاب‌نگار جدید نیاز دارد، اظهار کرد: نمی‌توان برای نیاز به دستگاههای شتاب‌نگاری سقفی را در نظر گرفت زیرا یک شبکه شتاب‌نگاری کامل در چند بعد عمل می‌کند. برای مثال در کشورهای پیشرفته تمام ساختمان‌های بلند مجهز به این دستگاه هستند. در واقع تمام سیستم‌های حیاتی که هنگام زلزله می‌توانند خسارات سنگین به بار آورند به دستگاههای شتاب‌نگار مجهز شده‌اند مانند نیروگاه‌ها، پل‌ها و سایر شریان‌های حیاتی.
به گفته وی، قانون برنامه پنجم توسعه به این موضوع اشاره دارد که باید در ازای هر 25هزار نفر یک دستگاه شتاب‌نگار وجود داشته باشد و یک ضرب و تقسیم ساده نشان می‌دهد، تعداد دستگاههای موردنیاز کشور حدود 3 هزار دستگاه است. فرزانگان در این باره ادامه داد: من معتقدم کشور ما این ظرفیت را دارد که تعداد دستگاههای شتاب‌نگار را تا سال آینده به 5 هزار دستگاه ارتقا دهیم. در واقع این نیاز احساس می‌شود تا بخشی از این دستگاه‌ها برای رفتار نگاری سازه‌های بلند، بخشی برای رفتار نگاری شریان‌های حیاتی نظیر پل‌ها، تاسیسات شیمیایی و پالایشگاه‌ها و بخشی برای پوشش مناطقی که در حال حاضر دستگاه ندارد، نصب شوند تا شهرهای بزرگ و پرجمعیت هم به سیستم‌های هشدار و پاسخ سریع زمین مجهز شود.
نیاز تهران به 150 شتاب‌نگار
وی بابیان اینکه در استان تهران حدود 89 دستگاه شتاب‌نگار وجود دارد، تصریح کرد: از این تعداد 49 دستگاه در خود شهر تهران مستقر است و از این تعداد نیز حدود 20دستگاه اطلاعات خود را به شکل بر خط ارسال می‌کنند. همچنین 12دستگاه اطراف شهر تهران نیز به صورت برخط و آنلاین اطلاعات خودرا به مرکز کنترل شتاب نگاری ارسال می‌کنند.
وی ادامه داد: اگر در شهر تهران دنبال راه‌اندازی سامانه‌های هشدار و پاسخ سریع زمین‌لرزه باشیم که هم‌اکنون در شهرهای بزرگ دنیا وجود دارد، حداقل به 150 ایستگاه شتاب‌نگاری نیاز است.
رییس شبکه ملی شتاب‌نگاری کشور با بیان اینکه بودجه درخواستی مورد نیاز ما برای خرید هزار دستگاه جدید شتاب نگار رقمی معادل 20 تا 30میلیارد تومان است، گفت: این مبلغ الزامی است، اما نیاز کلی که در برنامه پنجم توسعه آورده شده مبلغ 100میلیارد تومان است. الزامات ما نیز روتین است و همان‌طور که گفتم با وزارتخانه‌ها و نهاد‌های مختلف که متولی تخصیص بودجه هستند، نامه‌نگاری کرده‌ایم.
ترکیه پیشرو در منطقه
فرزانگان با اشاره به اینکه در منطقه خاورمیانه فقط کشور ترکیه در این زمینه پیشروست، عنوان کرد: از آنجا که این کشور توانسته از طریق مراوداتی که با اتحادیه اروپا دارد در این زمینه به تکنولوژی‌های نوین دست یابد، بنابراین با آنها همکاری کرده و تاکنون همایش‌هایی را با این کشور برگزار کرده‌ایم.
همچنین با سازمان مهندسی زلزله ktc در دانشگاه کالیفرنیا تفاهمنامه‌یی در زمینه تبادل اطلاعات امضا کرده‌ایم. علاوه بر این با یک مرکز زلزله‌شناسی اروپایی که یک مرکز غیر انتفاعی لرزه‌شناسی است همکاری داریم.
اطلاعاتی که تاکنون ما ثبت کرده‌ایم اطلاعات بسیار خوبی است و این سازمان‌ها از تبادل اطلاعات استقبال می‌کنند. ما نیز از اطلاعات آنها در پردازش اطلاعات شبکه شتاب‌نگاری استفاده می‌کنیم.
وی در پاسخ به سوالی در خصوص امکان پیش‌بینی زمان وقوع زلزله گفت: بحث پیش‌بینی زمان وقوع زلزله از دیرباز مورد توجه زمین شناسان و مهندسان زلزله بوده است. اکنون هم شاید جذاب‌ترین بحث مربوط به زلزله پیش‌بینی وقوع آن است. اما باید گفت، پیش‌بینی وقوع زلزله زمین‌لرزه تاکنون انجام نشده است.
وی افزود: البته کشورهای پیشرفته مطالعات مهمی در این زمینه انجام داده‌اند، اما هنوز موفق نشده‌اند زمان ومکان دقیق وقوع زلزله را شناسایی کنند. اینکه گفته می‌شود تهران در آینده شاهد زمین لرزه‌یی مهیب خواهد بود چندان علمی نیست زیرا ممکن است همین الان این اتفاق بیفتد یا 100سال دیگر اما نکته مهم این است که هر چه می‌گذرد، زمان وقوع آن نزدیک‌تر می‌شود. هر چند ادعاهایی در این زمینه وجود دارد و شاهد ادعاهای محققان چینی در این زمینه بوده‌ایم اما تاکنون هیچ کشوری موفق به انجام این کار نشده است. وی ادامه داد: اکنون نیز با گسترش شبکه‌های اجتماعی هر چند وقت یک بار به خصوص در سالگرد زمین لرزه‌های بزرگ شایعاتی در فضای مجازی رونق می‌گیرد اما تاکنون چنین امکانی در هیچ جای دنیا به وجود نیامده است. به گفته وی، خطر وقوع زلزله همیشه وجود دارد و چنانچه آمادگی لازم را داشته باشیم خسارات آن کاهش می‌یابد، در غیر این صورت زلزله می‌تواند به فاجعه تبدیل شود.
