جزئیات سه مرتبه تغییر بزرگ در شتاب زمین

داده‌های دو حسگر فعل و انفعالات زمین، «دقایق قبل از زلزله ۱/ ۵ ریشتری تهران» را به تصویر کشید. اطلاعات به‌دست آمده از یک دستگاه لرزه‌ای نصب شده روی گسل مشاء -محدوده دماوند- نشان می‌دهد: حدود ۱۵ ثانیه قبل از وقوع زمین‌لرزه بامداد جمعه در شهر تهران، این دستگاه موج اولیه زلزله را از محل دریافت کرده بود. حلقه آخر کاربرد این دستگاه هنوز تشکیل نشده است. دستگاه ثبت تغییرات شتاب زمین -حسگر دوم که در حوالی میدان آزادی نصب است- نیز از عصر پنج‌شنبه تا لحظه زلزله سه نویز دریافت کرد.

کد خبر: ۴۳۸۰۹۲

۲۱ ارديبهشت ۱۳۹۹

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از دنیای اقتصاد، بررسی اطلاعات ثبت شده دو حسگر در حوزه لرزه‌ای پایتخت نشان می‌دهد: ۱۵ تا ۱۷ ثانیه قبل از حس شدن زلزله ۵ ریشتری بامداد جمعه، تحرکاتی در لایه‌های زیرین پایتخت احتمال وقوع آن را ثبت کرده است. زمین‌لرزه ۱/ ۵ ریشتری بامداد جمعه ۱۹ اردیبهشت در تهران با منشأ گسل مشاء، بخش عمده‌ای از مناطق پایتخت و پنج استان دیگر را لرزاند. این زمین‌لرزه علاوه‌بر استان تهران در استان‌های قم، قزوین، البرز، مرکزی و گیلان نیز احساس شد. این زمین‌لرزه به‌خصوص به شکلی شدید در شرق و غرب تهران بیش از سایر نقاط پایتخت از سوی شهروندان حس شد. اما یک روز پس از وقوع این زلزله که به لحاظ بزرگی و شدت، در گروه زمین‌لرزه‌های متوسط دسته‌بندی می‌شود، اطلاعات ثبت‌شده توسط دو حسگر «سامانه هشدار سریع زلزله» و «دستگاه ثقل‌سنج» حاکی از آن است که علائم اولیه بروز زلزله اصلی ۱۵ تا ۱۷ ثانیه قبل از وقوع در این دو دستگاه ردیابی و ثبت شده است.

سامانه هشدار سریع زلزله در زمان هشدار پیش از وقوع موج دوم زلزله کاربرد دارد. به این صورت که در سامانه هشدار سریع از طریق شتاب‌نگارهایی که اطراف شهر نصب می‌شوند امواج P (موج اولیه) و S (موج ثانویه) زلزله که با سرعت‌های متفاوتی از کانون زلزله به سمت سطح زمین حرکت می‌کنند، مشخص می‌شود. مطابق با کارکرد پیش‌بینی شده برای این سامانه، اگر بتوان موج زلزله را در خارج از تهران و در کانون وقوع آن ثبت و از طریق ابزاری به سرعت به مرکز مخابره کرد، در این صورت زمانی بین چند ثانیه تا چند ده ثانیه به مراکز دریافت‌کننده فرصت می‌دهد تا اقدامات لازم را انجام دهند.

از این رو به‌طور عادی امکان تست و عملیاتی کردن کارکرد اصلی این سامانه در زمان و موقعیتی غیر از لحظه وقوع زلزله وجود ندارد بنابراین می‌توان گفت وقوع زلزله بامداد جمعه ۱۹ اردیبهشت ماه امسال، اولین تست عملیاتی سامانه هشدار سریع زلزله انجام شد. کارکرد آزمایشی اطلاعات ثبت شده در سامانه مرکزی مدیریت، کنترل و پایش دستگاه هشدار سریع زلزله، نصب شده روی گسل مشاء در محدوده دماوند (محدوده اصلی کانون وقوع زلزله) نشان می‌دهد: این سامانه و تجهیزات مکمل آن که به ستاد مرکزی در پایتخت اطلاعات ثبت شده را ارسال می‌کند؛ ۱۵ ثانیه قبل از وقوع زلزله اصلی در ساعت ۱۲ و ۴۸ دقیقه و ۲۱ بامداد روز جمعه، موج اولیه زلزله را دریافت کرده است.

سامانه هشدارسریع زلزله تهران این امکان را دارد که از فاصله زمانی بین دو موج زلزله که حدودا ۱۰ ثانیه است- موج p که موج پیشرو محسوب می‌شود و خطر آنچنانی ندارد و موج S که موج مخرب و اصلی به حساب می‌آید- استفاده کرده و با شناسایی موج اول، اخطار آمدن موج دوم را اعلام کند. نکته مهم در فاصله زمانی به وجود آمده میان موج اول و دوم، تفاوت میان سرعت آنها است. موج نخست(P) با سرعت ۲ تا ۳ کیلومتر بر ثانیه و موج دوم (S) با سرعت ۶ تا ۷ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند. از آنجا که یک اختلاف حدودا سه ثانیه‌ای بین سرعت دو موج وجود دارد و این سامانه در فاصله ۵۰ کیلومتری شهر تهران نصب شده، بنابراین موج اولیه، ۱۵ ثانیه قبل از وقوع موج اصلی و ثانویه در محدوده پایتخت حس شده است. مرور اطلاعات ثبت شده در سامانه هشدار سریع زلزله دقایقی پس از وقوع زمین‌لرزه اصلی نشان می‌دهد: علائم ثبت شده دقیقا در همین وضعیت قرار دارد. به‌طوری‌که در ساعت ۱۲ و ۴۸ دقیقه و ۵ ثانیه، دستگاه از طریق سامانه به ستاد مرکزی، سیگنال موج اولیه بروز زلزله را ارسال می‌کند. از این لحاظ با اولین تست سامانه در زلزله بامداد روز جمعه مشخص می‌شود فعلا تا این لحظه این سامانه عملیاتی شده است.

پیش از وقوع این زلزله و تست کارکرد آن در زمان بروز موج اول و دوم، این سوال از سوی بسیاری از شهروندان درخصوص چرایی نصب این دستگاه در فاصله ۵۰ کیلومتری شهر تهران مطرح بود. دو علت اصلی درخصوص چرایی انتخاب موقعیت جغرافیایی در خارج از محدوده شهر تهران برای نصب وجود دارد. اول آنکه، باتوجه به اینکه گسل‌های اصلی شهر تهران، در خارج از محدوده پایتخت واقع شده‌اند بنابراین این دستگاه‌ها حوالی گسل‌های اصلی نصب شده‌اند. عامل دوم به نحوه کارکرد این دستگاه بازمی‌گردد. از آنجاکه موج اولیه زلزله توسط گسل‌های اصلی شهر تهران اغلب از بیرون شهر شکل می‌گیرد، کارکرد این سامانه به نحوی است که در فاصله بروز موج اولیه و ثانویه، هشدار بروز موج ثانویه را می‌دهد و داخل شهر تهران فرصت برای انجام برخی اقدامات در کوتاه‌مدت پیش از آمدن موج دوم(که منجر به تخریب اصلی در هنگام وقوع زلزله می‌شود) به وجود می‌آید. در نتیجه این سامانه در جوار گسل‌های اصلی در خارج از محدوده شهر تهران نصب می‌شود و پس از وقوع موج اولیه، هشدار سریع را پیش از وقوع موج ثانویه در محدوده اصلی شهر اعلام می‌کند. بنابراین اگر محدوده گسل‌های اصلی دورتر از شهر باشد و دستگاه هشدار سریع زلزله در فاصله دورتری از شهر قرار گیرد، فاصله بین موج اول و دوم بیشتر و در نتیجه زمان بیشتری برای اعلام هشدار وجود دارد.

اگرچه یکی از کارکردهای اصلی و نهایی این سامانه، اعلام عمومی هشدار وقوع زلزله از یکسو به تیم‌های مدیریت بحران و امداد و نجات و از سوی دیگر به‌صورت عمومی به شهروندان است اما مطابق با اطلاعات به دست آمده در مرحله تست اولیه در زمان وقوع زلزله ۱۹ اردیبهشت ماه، هیچ یک از این دو گروه هشداری را دریافت نکرده‌اند.

این در حالی است که در حال حاضر بخش عمده کشورهای توسعه‌یافته اگرچه به این سامانه مجهز هستند اما فقط در ژاپن، استفاده از این سامانه به‌صورت اعلام عمومی امکان‌پذیر شده است، چراکه در این کشور، تمامی آموزش‌های لازم برای ایجاد آمادگی در شهروندان انجام شده است. از این رو لازم است این آمادگی در مردم وجود داشته باشد تا از بروز واکنش‌های نا‌بهنجار و زیان‌بار جلوگیری شود. به گفته کارشناسان، ممکن است این اطلاع حتی اگر تکان خفیف هم باشد منجر به ترس و حتی تلفاتی بیشتر از زلزله اصلی شود. بنابراین باید کار فرهنگی بلندمدت در این زمینه صورت بگیرد و ارتقای سطح آگاهی‌های مردم در دستور کار قرار گیرد. همچنین باید زیرساخت لازم در صداوسیما و وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات فراهم شود تا در سریع‌ترین زمان پیغام هشدار در اختیار مخاطبان قرار گیرد. به موازات زیرساخت‌های مربوط به امکان اطلاع‌رسانی و هشدار از طریق تابلوهای ترافیکی یا تلویزیون‌های شهری یا آژیر، فراهم شود.

در حال حاضر چهار دستگاه از مجموعه سامانه هشدار سریع در حوالی شرق استان تهران(محدوده گسل مشاء، جاده هراز، سد لار و...) نصب شده است. در عین حال، ۲۲ دستگاه هشدار سریع دیگر نیز از کشورهای سوئیس و انگلیس خریداری شده و به زودی تا پایان سال جاری در نقاط جنوبی، شمالی و غرب خارج از محدوده شهر تهران نصب می‌شود.

نصب ۲۲ دستگاه روی گسل‌های اصلی شهر تهران به معنی آن نیست که هر گسل اصلی فقط به یک دستگاه برای سنجش موج‌های احتمالی وقوع زلزله نیاز دارد بلکه به گفته کارشناسان، بهترین الگوی نصب این دستگاه‌ها به این صورت است که در طول چند ۱۰ کیلومتری هر گسل، به فاصله هر چند کیلومتر، یک دستگاه نصب شود.

در عین حال یکی از مهم‌ترین مزایای استفاده از این سامانه، اتصال این سامانه به مراکز حیاتی عرضه خدمات به شهر همچون گاز است که وقتی شدت موج زلزله از حدی گذشت که می‌تواند برای آن تاسیسات مخرب باشد، دستور قطع را صادر می‌کند که این روند می‌تواند به‌صورت اتوماتیک انجام شود. اما به‌دلیل آنکه زلزله بامداد جمعه گذشته به لحاظ بزرگی در دسته‌بندی زمین‌لرزه‌های متوسط قرار می‌گیرد (زمین لرزه‌های متوسط بزرگی به اندازه ۴ تا ۶ ریشتر دارند و مطابق با اطلاعات ثبت شده بزرگی زمین لرزه بامداد ۱۹ اردیبهشت معادل ۱/ ۵ ریشتر بود) با وجود دریافت سیگنال وقوع زلزله، قطع‌کن اتوماتیک گاز شهری در دستور کار قرار نگرفته است.

اما دومین حسگر ثبت تحرکات لایه‌های زیرین زمین در ساعاتی پیش از وقوع زلزله ۱/ ۵ ریشتری بامداد جمعه، از طریق دستگاه ثقل‌سنجش در سازمان نقشه‌برداری کشور بوده است. این دستگاه که در محدوده میدان آزادی شهر تهران نصب شده، مسوولیت ثبت لحظه‌ای شتاب زمین را بر عهده دارد. بررسی نموداری که از تغییرات شتاب زمین در این دستگاه که در طول ساعت پنج‌شنبه و بامداد جمعه به ثبت رسیده، مشخص می‌کند: در ساعت ۱۲ و ۴۷ دقیقه و ۲۱ ثانیه بامداد جمعه یعنی دقیقا یک دقیقه قبل از وقوع زلزله اصلی، نویز قوی لرزه‌ای توسط این دستگاه دریافت شده است. اطلاعات این دستگاه نشان می‌دهد: مطابق با نویز لرزه‌ای ثبت شده، یک دقیقه قبل از وقوع زمین‌لرزه، شتاب زمین تغییر کرده و به حداکثر رسیده است. البته حدود یک ساعت و ۲۰ دقیقه قبل از وقوع زمین لرزه اصلی نیز یک نویز قابل توجه در دستگاه ثبت شده که نسبت به تغییرات شتاب زمین در یک دقیقه قبل از وقوع زلزله اصلی، کمتر بوده است. جالب آنکه اطلاعات نمودار منتشر شده حاکی از آن است که اولین نویز لرزه‌ای ثبت شده توسط این دستگاه در ساعت ۱۷ و ۵۲ دقیقه عصر پنج‌شنبه بوده است. به این ترتیب، تغییرات شتاب زمین در عصر پنج‌شنبه و بامداد جمعه به گونه‌ای بوده که هرچه به زمان بروز زلزله نزدیک‌تر شده، نویز‌های لرزه‌ای یا به عبارتی تغییرات شتاب زمین شدیدتر شده است. البته نکته قابل توجه آنکه این تغییرات در سطح یک‌هزارم سانتی‌متر بر مجذور ثانیه بوده است. نکته قابل توجه آنکه نویزهای لرزه‌ای ثبت شده کاملا براساس تغییرات طبیعی شتاب زمین بوده و عوامل انسانی دخیل در آن(همچون عبور ماشین‌های سنگین و...) که ممکن است بر شتاب لایه‌های زیرین زمین تاثیرگذارد از آن حذف و کاملا مطابق با انفعالات درونی زمین بوده است.

با بررسی روند صعودی نویز‌های لرزه‌ای ثبت شده در دستگاه ثقل‌سنج ممکن است این ابهام وجود داشته باشد که چرا سازمان نقشه‌برداری این اطلاعات را به‌عنوان عوامل غیرعادی و نشانه احتمالی وقوع زلزله به متولی مدیریت بحران در پایتخت اعلام نکرده است. کارشناسان در پاسخ به این ابهام پاسخ می‌دهند: هر نویز لرزه‌ای ثبت شده از طریق این دستگاه به معنای در پیش‌بودن زلزله نیست هرچند که نویزها در برخی مواقع می‌توانند به‌عنوان یک حسگر یا پیش‌نشانگر زلزله باشند. علی بیت‌اللهی رئیس بخش زلزله مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی معتقد است ارتباط مستقیم میان نویز‌های ثبت شده از طریق دستگاه ثقل‌سنج و وقوع زلزله وجود ندارد به این معناکه ثبت هر نویز لرزه‌ای نمی‌تواند به‌طور قطعی نشانگر وقوع زلزله باشد.

بررسی اطلاعات ثبت شده در این دو حسگر حاکی از آن است که این دستگاه‌ها چند ثانیه قبل از وقوع زلزله اصلی، سیگنال‌های اولیه را ثبت کرده‌اند. جالب آنکه علاوه بر این دو دستگاه، تعداد زیادی از دستگاه‌های پیش‌نشانگر وقوع و پایش زلزله در سایر سازمان‌ها و دستگاه‌ها وجود دارد اما به‌دلیل آنکه ارتباط موثر و یکپارچه‌ای میان سازمان‌های متولی آنها وجود ندارد بنابراین عملکرد سامانه‌های پیش‌نشانگر به‌صورت جزیره‌ای و بدون هماهنگی با یکدیگر است.

به تعبیری دیگر اگرچه ظرفیت «آگاهی ثانیه‌ای» از در پیش‌ بودن زلزله در شهر تهران وجود دارد؛ اما چون این ظرفیت بین دستگاه‌های مختلف دولتی به بدترین شکل توزیع شده و تجمیع میان آنها شکل نگرفته، این ظرفیت در تهران و سایر شهرهای کشور در برابر زلزله بزرگ احتمالی به لحاظ کارکردی مردود و غیر قابل استفاده به‌طور کامل است. در واقع این دستگاه‌ها به لحاظ واکنش در برابر احتمال وقوع زلزله، آسیب‌پذیر هستند.

کارشناسان حوزه مدیریت بحران عنوان می‌کنند: در کشورهای پیشرو استفاده از شتاب‌نگارها را در قالب یکسری سامانه‌ها و سیستم‌ها در دو حوزه تعریف کرده اند؛ اولا تجهیزات شتاب‌نگار را ارتقا داده به نحوی که قابلیت ارسال برخط اطلاعات را داشته باشد و نیز زمان واقعی را در نظر بگیرد یعنی به محض رخداد حادثه در کسری از ثانیه اطلاعات به مرکز منتقل می‌شود. دوم اینکه نقش فرد و کارشناس در زمان وقوع حادثه یا پیش از آن را کم کرده و سیستم‌ها دیگر با فرد کار نمی‌کند، بلکه در قالب سامانه قرار گرفته است. مانند سامانه تخمین خسارات زلزله، سامانه هشدار سریع و سامانه‌های دیگری که در این حوزه وجود دارد. خروجی سیستم به‌صورت اتوماتیک و در همان دقایق اولیه به مدیران بحرانی که از قبل تعریف شده است، ارسال می‌شود.