چرا برخی زلزلهها مانند ساعت عمل میکنند؟
برای بیش از سه دهه، متخصصان تلاش کردهاند تا معمای این موضوع را حل کنند که چرا نوع خاصی از گسلهای زیردریایی، زلزلهها را بسیار قابلپیشبینیتر از سایرین ایجاد میکند. در واقع این زلزلهها تقریباً مانند یک ساعت دقیق رخ داده و تقریباً همیشه هماندازه هستند.
به گزارش سیناپرس، بر خلاف زلزلههای معمول که غیر قبل پیش بینی هستند، برخی از انواع زلزله ها در صفحات دریایی دارای الگوی کاملا منظم بوده و دقیقا مانند ساعت عمل می کنند. این گسلهای تبدیل اقیانوسی یا به بیان دیگر، شکستگیهایی در پوسته زمین که صفحات تکتونیکی در کنار هم لغزش افقی دارند، توسط ساختارهای طبیعی خاصی احاطه شدهاند. تیمی از پژوهشگران ایالات متحده و کانادا نشان دادهاند که این مناطق به عنوان ترمزهای طبیعی برای فعالیتهای زلزله عمل میکنند.
بررسی های انجام شده نشان می دهد؛ در این گسل ها فرآیندی وجود دارد که منجر به تقویت برافزایش حجم می شود. پدیدهای که در آن نفوذ آب به سنگ باعث تغییر فشار و سفتشدن ساختار سنگ شده و زمانی رخ میدهد که آب دریا به عمق سنگ نفوذ کند. در حقیقت این موضوع کلید نوع خاص زلزله های فوق بوده و عاملی است که این بخشهای گسلی را از خشونت زلزلههای بزرگ محافظت میکند.
محققان معتقدند؛ با فاش شدن رازهای این گسلهای معمولاً قابلپیشبینی، مدلهای زلزله بتوانند به طور کلی ارتقا یابند.
دکتر جیان هوا گونگ، متخصص زلزله از دانشگاه ایندیانا بلومینگتون در ایالات متحده در این رابطه می گوید: ما مدتی است میدانستیم که این موانع وجود دارند، اما سوال همیشگی این بود که این موانع از چه چیزی ساخته شدهاند و چرا در هر چرخه، جلوی زلزله را میگیرند؟
در این مطالعات، پژوهشگران دادهها را از دو بخش در امتداد گسل گوافر، بررسی کردند؛ این گسل یک شیار زیردریایی کشیده شده است که مرز بین صفحات تکتونیکی اقیانوس آرام و صفحه ناسکا را مشخص کرده و در غرب اکوادور و در اعماق اقیانوس آرام قرار دارد.
این صفحات سالانه با سرعت نسبتاً بالا و حدود ۱۴۰ میلیمتر از کنار هم میلغزند و این گسل از زمانی که ثبت کامل آمار آغاز شد (سال ۱۹۹۵)، هر پنج یا شش سال یکبار زلزلهای با بزرگی شش ریشتر ایجاد کرده است.
در دو آزمایش مجزا که در سالهای ۲۰۰۸ و ۲۰۱۹-۲۰۲۲ انجام شد، دستگاههای لرزهنگار کف اقیانوس مستقیماً روی بستر دریا قرار داده شدند تا حرکت را ردیابی کنند. این ابزارها جزئیات دهها هزار زلزله کوچک را در اطراف دو زلزله اصلی ثبت کردند.
تحلیل دادهها نشان داد که دو قطعه گسل گوافر، که هر کدام دارای منطقه مانع هستند، به شیوهای مشابه لرزیدند. اندازهگیریها نشان داد که مناطق مانع در واقع شبکههای پیچیدهای از گسلهای کوچک هستند که شوکهای متعدد و خفیف پیشزمینی را جذب میکنند.
وقتی زلزلههای اصلی رخ میدهند، سنگهای حاوی سیال در اطراف این مناطق که انرژی لرزهای را جذب یا تعدیل میکنند، جابهجا و منبسط میشوند و آب بیشتری به داخل شکافها هجوم میآورد. این امر تغییراتی در فشار ایجاد میکند که باعث میشود سنگها در یکدیگر قفل شده و از لغزش بیشتر جلوگیری و به طور موثر مانع از شدیدتر شدن زلزله گردند.
دکتر گونگ در این رابطه می گوید: این موانع بخشهای فعال و پویایی از سیستم گسلی هستند و درک نحوه عملکرد آنها، نگاه ما به محدودیتهای زلزله در این گسلها را تغییر میدهد.
گفتنی است زمین شناسان سناریوهای مشابهی را در گسلهای تبدیل اقیانوسی در سراسر جهان مشاهده کردهاند و مشخص شد زلزلههای این گسلها با توجه به فشارهای زمینشناختی و چیدمان آنها، کوچکتر از حد انتظار هستند.
اگرچه تاکنون تنها یک گسل خاص در این مطالعه مورد تحلیل قرار گرفته است، اما مناطق مانعی مانند آنچه در اطراف گسل گوافر دیده میشود، ممکن است گسلهای دیگری را نیز در چنگ داشته باشند. این امر نیازمند همان نوع شکستگی پیچیده و نفوذ آب دریا است که در این مطالعه مشاهده شد.
در این میان باید توجه داشت که یافته های این مطالعه نشان می دهد چرخههای زمین لرزه ای در این گسل ها معمولا قابلپیشبینی بوده و مناطق گسست محدود از نظر مکانی که توسط آزمایشهای OBS سالهای ۲۰۰۸ و ۲۰۲۰ مستند شدهاند، نشان میدهند که استقرار هدفمند و چندساله برای ثبت جزئیات فعالیتهای لرزهای مرتبط با زلزلههای بزرگ گسلهای تبدیل اقیانوسی و حل مکانیسمهای زیربنایی آنها ضروری است. به این ترتیب می توان ساعت عملکرد زلزله های ناشی از حرکت صفحات فوق را درک کرده و زمان وقوع این زلزله ها را پیش بینی کرد. این مساله در مجموع منجر به شناخت بهتر عملکرد صفحات زمین شده و امیدها برای پیش بینی زلزله های عادی را افزایش می دهد.
شرح کامل این پژوهش در آخرین شماره مجله تخصصیساینس (Science) منتشر شده است.
گزارش: فاطمه کردی
