پیش بینی زلزله با ابر زلزله

حامد تاج آبادی
کارشناس فيزيک دانشگاه صنعتی اميرکبير تهران
نقل از   ماهنامه راه و ساختمان شماره 15  

مقدمه 
اين سوال که آيا پيش بينی زمين   لرزه امکان پذير است يا خير به مدت بيش از يک قرن مورد بحث بوده است. گروهی به پاسخ   مثبت اين سوال خوشبين هستند و گروهی ديگر بدبين. برای پايان دادن به اين جدال طولانی، تنها دو راه وجود دارد. راه اول اينکه گروه بدبينان بتوانند اثبات کنند   پاسخ اين سوال منفی است. درست مثل اينکه در هندسه امکان تقسيم يک زاويه به سه قسمت   مساوی غير ممکن است و يا در فيزيک قوانين انرژی بقا دارند. در اين صورت هيچ يک از   افراد گروه خوش بينان ديگر تلاش نخواهد کرد که زلزله را پيش بينی کند و اين بحث با   صلح و دوستی خاتمه می يابد. رسانه ها، راديو و تلويزيون، نهادهای رسمی و همه مردم   کره زمين از اين پس يقين خواهند داشت که پيش بينی زلزله امکان ناپذير است و ديگر   بازار شايعه پراکنی و حدس و گمان هم خريداری نخواهد داشت .
اما راه دوم اين است   که گروه خوش بينان بتوانند نمونه ای واقعی از دستاورد خود را مثل ساخت نخستين هواپيما نشان دهند. در اين صورت گروه بدبينان کم کم ناپديد می شوند و ادعای خود را   مبنی بر غيرممکن بودن پيش بينی زلزله به فراموشی می سپارند .
در اين مقاله،   نويسنده تلاش می کند نشان دهد روش های نوينی وجود دارند که محققانی خوش بين و پرتلاش با آزمودن آنها و کسب نتايج درخشان در پيش بينی نسبتا موفق برخی از زلزله ها   توانسته اند نشان دهند که رويای پيش بينی زمين لرزه در آستانه محقق شدن می   باشد .

ابرزلزله چيست و آيا ارتباطی بين يک ابرزلزله و زمين لرزه وجود   دارد؟

نظريه ابرهای زلزله يکی از نظريات جديد است که روشهای مشابه آنرا   نخستين بار محققين چينی و ايتاليايی حدود 300 سال پيش برای پيش بينی زلزله به کار   برده اند. اين روشهای قديمی با گذشت زمان و عدم وجود امکانات فنی برای توسعه بيشتر   به دست فراموشی سپرده شد تا اينکه در سال 1990 به طور جدی توسط يک محقق چينی به نام   ژونگائو شو  (Zhonghao Shou)  مورد توجه قرار گرفت .
مطابق اين نظريه، قبل از وقوع   زلزله در نقطه ای که گسل زلزله خيز وجود دارد، بخارات و گازهای گرمی از زمين خارج   می شوند که پس از سرد شدن به ابر تبديل می شوند. بر خلاف ابرهای معمولی که منشا آن فعل و انفعالات جوی است و علم هواشناسی به مطالعه رفتار آنها می پردازد، اين ابرها   منشا هواشناسی ندارند و تشکيل آنها نشاندهنده فعاليت های گسل موجود در نقطه خروج   گازهای گرم از زمين است. اين ابرها به طور ناگهانی و خطی شکل ايجاد می شوند و با   ابرهای جوی که تدريجا و توده ای ايجاد می شوند تفاوت دارند. در واقع علم هواشناسی   نمی تواند وجود چنين ابرهايی را توجيه کند .
شبيه سازی ابر زلزله بم با پشت سر هم   قرار دادن تصاويرماهواره ای از اين نقطه در زمان خروج گازهای گرم گسل زمين در اين   منطقه، به خوبی بيانگر حقيقت وجود ابرهای زلزله است .
با توجه به ويژگيهای اين   ابرها که ابرزلزله نام گرفته اند، اگر بتوانيم در مورد مکان، حجم و زمان خروج   گازهای گرم که با رسيدن به منطقه سرد به ابر بدل می شوند اطلاعات دقيقی بدست آوريم،   اين امکان وجود دارد که بتوانيم سه عامل مهم در پيش بينی زلزله يعنی به ترتيب محل   وقوع، شدت و زمان دقيق آنرا (با خطای علمی تعريف شده) تخمين بزنيم يا به بيان ديگر   احتمال وقوع زلزله را پيش بينی کنيم .
بنا براين در مطالعه ابرهای زلزله، مساله   اين نيست که خود گسل و فعاليت آن را از نزديک مطالعه کنيم بلکه هدف مطالعه اثر و   نتيجه اين فعاليت است که ممکن است به صورت گاز از چندين ساعت گرفته تا حدود 103 روز   قبل از وقوع زلزله رخ نمايی کند . طبيعی است اگر اطلاعات موثقی در اختيار داشته   باشيم که نشان دهد بين اين ابر و زلزله ارتباط دقيقی وجود دارد می توانيم با   پشتوانه علمی وقوع زلزله را پيش بينی کنيم و مثلا بگوئيم به احتمال 68% ممکن است   بين 10 روز آينده در منطقه ای مثلثی شکل به مرکز تهران و مساحت معين، زلزله ای با   قدرت حدود 7 ريشتر رخ دهد (يا دوزلزله با قدرت حدودی 5 ريشتر يا زلزله های خفيف تر   اما با تعداد بيشتر ).
اين پيش بينی می تواند کاملا علمی باشد و البته با جمله   کاملا صحيح " امکان پيش بينی دقيق (يعنی 100%) زلزله وجود ندارد" نيز در تضاد نيست .  تنها تفاوت در اين است که جمله اول ممکن است منجر به نجات جان مليونها نفرشود (با   جدی گرفتن احتمال خطر و تلاش برای کسب راههای مقابله با خطرات حين و بعد از زلزله )  اما جمله دوم هشداری در بر ندارد و حتی احتمال صحت جمله اول را نيز به طور غير   مستقيم نفی می کند !

نظريه ابرهای زلزله و علل شکل گيری آنها در طول 14 سال   گذشته توسط آقای شو که يک شيميدان بازنشسته می باشد مورد بررسی و مطالعات علمی جدی   قرار گرفته است. او مبتکر نظريه پسابش (Theory Dehydration)  است که علت ايجاد و   فوران گازهای گرم و بخارات شيميايی حاصل از فعاليت درونی گسل ها را توضيح می دهد .  وی زندگی خود را وقف تلاش برای بررسی ابرهای زلزله و شناسايی آنها به کمک تصاوير   ماهواره های هواشناسی نموده و در اين راه با موفقيت چشمگيری نيز مواجه شده است. او بدون حمايت جدی سازمان يا دولتی خاص به بررسی تصاوير ماهواره های هواشناسی از نقاط   مختلف زمين و تجزيه و تحليل ابرهای موجود در اين تصاوير می پردازد تا بتواند ابرهای   زلزله را از ابرهای معمولی ديگر تشخيص دهد. نتايج فعاليت های او به طور مرتب از   طريق سايت رسمی او منتشر می شود . 
پس از شناسايی ابر زلزله، وی با استناد به   تجربيات قبلی خود برای پيش بينی زلزله های ديگر و محاسبات علمی سعی می کند حدس بزند   به کمک اين نتايج آيا قادر است موقعيت مکانی، بازه زمانی احتمال وقوع زمين لرزه و   شدت حدودی آنرا پيش بينی کند يا خير. او يک دانشمند مستقل است و با گذشت 14 سال از فعاليت خود در اين زمينه توانسته است به دقتی در حدود 70 درصد در مورد پيش بينی   هايی که انجام می دهد دست يابد .
نخستين مشاهده ابر زلزله توسط او در تاريخ 20   ژوئيه سال 1990 رخ داد. وی توانست يک ابرطولانی و خطی شکل را در ناحیه شمالغربی شهر   محل سکونت خود در چين شناسايی کند. درست 18 ساعت بعد زلزله ای با قدرت 7.7 ريشتر در   مرکز رودبار به وقوع پيوست که 370 هزار کشته و مجروح بر جای گذاشت. از آنجايی که قريب به مدت 300 روز، از تاريخ 31 می 1990(21 روز قبل از زلزله رودبار) تا 28 آوريل   سال بعد، تنها زلزله ای که با قدرت بيش از 7 ريشتر و در جهت مذکور به قوع پيوسته   بود زلزله رودبار بود، شو به اين اعتقاد رسيد که احتمالا ارتباطی بسيار قوی بين آن   ابر زلزله و زمين لرزه رودبار وجود داشته است. سپس وی تلاش نمود تا به برسی بيشتر   نظريه ابرهای زلزله بپردازد و از آنجايی که اين نظريه منسوخ شده بود احساس کرد   وظيفه خود اوست که اين روش را توسعه دهد و مطالعات جدی تری را بر مبنای آن انجام   دهد .

او تا کنون پيش بينی های متعددی را به طور رسمی در مرکز مطالعات زمين   شناسی ايالات متحده به ثبت رسانده است که حدود 70% اين پيش بينی ها درست بوده ا ند .  در بين پييش بينی های موفق او پيش بينی زمين لرزه های بزرگی در طول ساليان اخير  ( زلزله رودبار، ترکيه، افغانستان، پاکستان، چندين زلزله ژاپن و زمين لرزه بم که   دقيق ترين پيش بينی او تا کنون بوده است) نيز به چشم می خورد .

او معتقد است   گازهای گرم در منطقه گسل، در حدود 30 دقيقه طول می کشد تا از زمين خارج شود اما ماهواره های هواشناسی فعلی از يک منطقه خاص در بازه های زمانی 1 تا 6 ساعت و بيشتر،   تصوير برداری می کنند. لذا فرايند تعيين مرکز احتمالی وقوع زلزله با خطا همراه است .  بعلاوه در مواردی که گسل در ماههای سرد سال فعال شود تشکيل ابردر محل خروج بخارها   سريعتر بوده و امکان تعين کانون احتمالی زلزله با دقت بالاتری امکان پذير است. در   واقع به همين دليل بود که او در روز 25 دسامبر سال 2003 يعنی درست يکروز قبل از   وقوع زمين لرزه بم موفق به مشاهده ابر زلزله در آن منطقه و پيش بينی وقوع يک زمين لرزه قوی با شدت 6.5 ريشتر در سايت خود شده بود. اما در مواردی که گسل در منطقه ای   گرم فعال شده باشد امکان تشخيص ابر زلزله از روی تصاوير ماهواره ای تنها زمانی   امکان پذير می باشد که اين بخارات گرم به منطقه ای سرد برسند تا تشکيل   ابر   دهند .
در واقع عامل اصلی خطا در پيش بينی زلزله با روش تحليل ابر زلزله، ناکافی   بودن اطلاعات مورد نياز در تصاوير حاصل از ماهواره های هواشناسی فعلی است و اين خطا   در ماههای گرم سال بيشتر است .

در صورتی که شو موفق شود با حمايت دولتهای   بزرگ سيستم جديدی از عکسبرداری را در ماهواره های فعلی به کار گيرد که امکان تصوير   برداريهای دقيق تری از زمين را در بازه های زمانی کوتاه تر فراهم آورد (بازه 15   دقيقه ای)، می توان اميدوار بود که جنجال بر سر امکان پيش بينی زلزله به نفع گروه   خوش بينان و با پشتوانه دقيق علمی و خطای بسيار کم پايان پذيرد. در اين صورت بدون   شک حيات مليونها انسان در زمان حال و آينده مرهون تلاش و فداکاريهای او خواهد   بود .


بررسی مساله زمين لرزه در ايران و نتايج تحقيقات ژونگائو   شو

نتايج علمی بررسی های شو از تصاوير ماهواره ای شمال ايران در طول ماههای   گذشته که منجر به پيش بينی زمين لرزه بلده شده بود، اين ترديد را ايجاد می کند که   ممکن است به دنبال وقوع زمين لرزه در بلده، زمين لرزه ديگری نيز تا تاريخ 15 ژوئيه  (26  خرداد ماه) در محدوده ای مثلثی شکل در اطراف تهران رخ دهد. (ايشان در آخرين نظر   رسمی خود در زمان نگارش اين مقاله احتمال وقوع زمين لرزه ای به قدرت 6 ريشتر را در   منطقه ای که با علامت  X  نشان داده شده پيش بينی نموده است ).

علت اين ترديد   به تحليل وضعيت ابر زلزله منطقه شمالی ايران مربوط است که در24 فوريه (اوائل بهار )  ايجاد شده است .
در تاريخ 1 مارس (يک هفته پس از ايجاد ابر)، دکتر شو پيش بينی   نمود که دو زمين لرزه به قدرت 6 و 7 ريشتر ايران يا همسايگان آنرا در يک بازه 100   روزه خواهد لرزاند. در تاريخ 28 می، يعنی حدود 90 روز بعد، زمين لرزه ای به بزرگی  6.2  ريشتر در کانون بلده به وقوع پيوست .
آنچه از تصاوير ماهواره ای بدست می آيد   اين امکان را می دهد که از دو نقطه نزديک به هم، بخارات گرمی از زمين خارج شده اند   و به علت گرم بودن هوا و جريانات جوی، اين بخارات به منطقه ای سردتر حرکت کرده و دو   ابر را بوجود آورده اند . 
احتمال دوم اين است که کانون اصلی خروج گازها و بخارات   گرم يک نقطه بوده (بلده) و به علت وجود منطقه ای کوهستانی، اين ابر زلزله با عبور   از يک کوه مرتفع به دو بخش تقسيم شده است. با مراجعه به مستندات تصويری ماهواره ای   که در سايت وی موجود است، خود شما هم می توانيد هر دو احتمال فوق را بررسی و تائيد   کنيد .


شو موفق به کشف پديده ای موسوم به شکم گرمازمينی  (geothermal bulge)  شده است که نشان می دهد گرمای حاصل از يک گسل فعال باعث تغير در شکل ابرهای   سرد بالای گسل میشود. اين پديده به خوبی در گسل های منطقه ای مثلثی شکل به مرکزيت   تهران رخ داده است که شاهدی دقيق بر فعاليت اين گسل ها است. در حاليکه علم هواشناسی   قادر به توجيه اين پديده نيست، نظريه شو به خوبی آنرا توجيه می کند و نشان می دهد   که تغيرات ناگهانی يا موضعی در شکل ابرهای يک منطقه سرد حاکی از داغ بودن گسل های   آن منطقه می باشد .

در پايان شو اظهار می دارد بر خلاف داده ها و شواهد دقيق   زلزله بم، اطلاعات فعلی با قطعيت وقوع يک زمين لرزه در تهران را پيش بينی نمی کنند   اما با توجه به در نظر گرفتن شيوه های متعدد تحليل نتايج، اين امکان وجود دارد که   در طول 14 روز آينده از تاريخ 3 ژوئيه و به احتمال قوی تر 10 روز(يعنی تا حدود 28   خرداد ماه)، به احتمال 68% زلزله ای با شدت حدودی 7 ريشتر منطقه ای در شمال مرکزی   ايران (حوالی تهران) را بلرزاند و اين پيش بينی در صورتی است که فرض کنيم دو ابر   خطی شکل زلزله که در اواخر فوريه سال جاری در شمال ايران ايجاد شده اند از دو کانون   خارج شده باشند. (در غير اينصورت زلزله بلده نتيجه تنها ابر زلزله تلقی می   شود ).
لازم به ذکر است از تاريخ 8 خرداد که زمين لرزه شديدی در کانون بلده رخ   داده است، تا کنون بيش از 300 پس لرزه در اين شهرستان اتفاق افتاده و طی سه روز   اخيرنيززمين لرزه هايی به شدت 3، 1/4 (چهار مميز يک)، 4/4 ، 5/3 (سه مميز پنج) و  6/3 ( سه مميز شش) ريشتر به ترتيب در نواحی سمنان، نور و نوشهر ، چهاردانگه کياسر و   اراک رخ داده است که نشان از انرژی زياد درونی گسلها و فعال شدن آنها دارد