پیشرفت در نحوه اندازه‌گیری حرکت صفحات و شناسایی مکان‌هایی که در آن لرزش ایجاد می‌شود، به زمین شناسان این امکان را می‌دهد تا مناطقی را که احتمال وقوع زلزله در آن‌ها زیاد است، تشخیص دهند.

آیا دانشمندان می‌توانند زلزله خاصی را پیش بینی کنند؟ نه علم هنوز راهی برای پیش بینی عملی زلزله پیدا نکرده است. یک پیش‌بینی مفید زمان، مکان و بزرگی را مشخص می‌کند و همه این‌ها باید نسبتا مشخص باشند.

برای مثال، اگر دانشمندی پیش‌بینی کند کالیفرنیا در سال ۲۰۲۳ زلزله‌ای خواهد داشت، مطمئنا محقق می‌شود، اما مفید نیست، زیرا کالیفرنیا هر روز زلزله‌های کوچک زیادی دارد. یا تصور کنید پیش‌بینی شود که زلزله‌ای با بزرگی ۸ ریشتر یا بیشتر در شمال غربی اقیانوس آرام رخ دهد. این تقریبا به طور قطع درست است، اما زمان آن را مشخص نمی‌کند، بنابراین اطلاعات جدید مفیدی نیست.

زمین لرزه‌ها به این دلیل اتفاق می‌افتند که حرکت آهسته و پیوسته صفحات تکتونیکی باعث ایجاد تنش در امتداد گسل‌های پوسته زمین می‌شود.

زمین لرزه در نقطه کوچکی از گسل شروع می‌شود که در آن تنش بر اصطکاک غلبه می‌کند. دو طرف از کنار هم می‌لغزند و پارگی با سرعت یک یا دو مایل در ثانیه گسترش می‌یابد. مانند امواج در حوضچه پس از انداختن سنگ، این امواج هستند که زمین را به لرزه در می‌آورند و باعث آسیب می‌شوند.

بیشتر زلزله‌ها بدون هشدار رخ می‌دهند، زیرا گسل‌ها گیر کرده‌اند، علی‌رغم فشار صفحات متحرک اطرافشان، قفل و ساکن هستند، بنابراین تا زمانی که این گسیختگی شروع شود، بی‌صدا هستند. زلزله شناسان هنوز هیچ سیگنال قابل اعتمادی برای اندازه گیری قبل از آن شکست اولیه نیافته‌اند.

 احتمال وقوع زلزله در یک منطقه 

لرزه شناسان می‌توانند با استفاده از فناوری GPS و ابزار‌های دیگر، حرکت صفحات را با دقت میلی متری اندازه گیری کنند و مکان‌هایی را که لرزه در آن‌ها ایجاد می‌شود، تشخیص دهند. دانشمندان در مورد تاریخچه ثبت شده زمین لرزه‌های گذشته می‌دانند و حتی می‌توانند با استفاده از روش‌های دیرینه لرزه شناسی، شواهد زمین شناسی حفظ شده از زمین لرزه‌های گذشته را استنباط کنند.

کنار هم قرار دادن همه این اطلاعات به ما امکان می‌دهد مناطقی را که شرایط برای زمین لرزه تشخیص دهیم. این پیش‌بینی‌ها به صورت احتمال وقوع زلزله‌ای با اندازه معین یا بزرگتر در یک منطقه در طول چند دهه آینده بیان می‌شوند. به عنوان مثال، سازمان زمین شناسی آمریکا تخمین می‌زند احتمال وقوع زلزله ۶.۷ ریشتری یا بیشتر در منطقه خلیج سانفرانسیسکو در ۳۰ سال آینده ۷۲ درصد است.

آیا احتمال پیش بینی وقوع زلزله وجود دارد؟

از هر ۲۰ زمین لرزه مخرب تنها ۱ مورد دارای پیش لرزه است؛ زمین لرزه‌های کوچکتری که قبل از زلزله بزرگتر در همان مکان اتفاق می‌افتد، با این حال طبق تعریف، آن‌ها پیش لرزه نیستند، تا زمانی که یک زلزله بزرگتر اتفاق بیفتد. ناتوانی در تشخیص اینکه آیا یک زلزله به تنهایی یک پیش لرزه است یا خیر، بخش بزرگی از این است که چرا پیش بینی مفید هنوز از ما دور است.

با این حال، در حدود یک دهه گذشته، تعدادی زمین لرزه بزرگ به بزرگی ۸ یا بیشتر رخ داده است، از جمله زلزله و سونامی توهوکو با بزرگی ۹.۰ در سال ۲۰۱۱ و سونامی در سال ۲۰۱۴ به بزرگی ۸.۱ ریشتر در شیلی. جالب اینجا است که به نظر می‌رسد بخش بزرگ‌تری از این زمین‌لرزه‌های بسیار بزرگ، رویداد‌های پیش‌آزمایی را به نمایش گذاشته‌اند، یا به شکل یکسری پیش لرزه‌های شناسایی شده توسط لرزه‌سنج‌ها یا حرکات سریع پوسته زمین توسط ایستگاه‌های GPS به نام «رویداد‌های لغزش آهسته» توسط دانشمندان زلزله شناسایی شده‌اند.

این مشاهدات نشان می‌دهد شاید واقعا سیگنال‌های اولیه حداقل برای برخی زمین‌لرزه‌های بزرگ وجود داشته باشد. شاید اندازه عظیم زمین لرزه بعدی تغییرات غیرمحسوسی را در ناحیه گسل قبل از رویداد اصلی قابل تشخیص‌تر کرده باشد. هنوز نمی‌دانیم، زیرا تعداد کمی از این زلزله‌های بزرگتر از ۸ ریشتر اتفاق می‌افتد.

سیستم‌های هشدار اولیه چگونه کار می‌کنند؟

یکی از پیشرفت‌های واقعی امروز این است که دانشمندان سیستم‌های هشدار اولیه زلزله مانند USGS ShakeAlert را توسعه داده‌اند که اکنون در کالیفرنیا، اورگان و ایالت واشنگتن فعال است. این سیستم‌ها می‌توانند هشداری را به دستگاه‌های تلفن همراه ساکنان و اپراتور‌های ماشین‌آلات حیاتی از جمله تاسیسات، بیمارستان‌ها، قطار‌ها و ... ارسال کنند و هشداری را از چند ثانیه تا بیش از یک دقیقه قبل از شروع لرزش ارائه دهند.

این شبیه پیش بینی زلزله به نظر می‌رسد، اما اینطور نیست. هشدار زودهنگام زلزله متکی به شبکه‌های لرزه‌سنج است که همان ابتدای زلزله را روی یک گسل تشخیص می‌دهند و قبل از اینکه امواج آسیب‌رسان به دورتر گسترش یابند، به طور خودکار مکان و بزرگی آن را محاسبه می‌کنند. سنجش، محاسبه و انتقال داده‌ها همگی نزدیک به سرعت نور اتفاق می‌افتد، در حالی که امواج لرزه‌ای آهسته‌تر حرکت می‌کنند. این تفاوت زمانی است که امکان هشدار اولیه را فراهم می‌کند.

برای مثال، اگر زمین لرزه‌ای در سواحل ایالت واشنگتن در زیر اقیانوس شروع شود، ایستگاه‌های ساحلی می‌توانند آن را شناسایی کنند و شهر‌هایی مانند پورتلند و سیاتل می‌توانند ده‌ها ثانیه زمان هشدار دریافت کنند. افراد ممکن است زمان کافی برای انجام یک اقدام ایمنی زندگی مانند «سقوط، پوشاندن و نگه داشتن» را داشته باشند، تا زمانی که به اندازه کافی از خود مرکز زلزله دور باشند.

پیش بینی چه عوارضی به همراه خواهد داشت؟

در حالی که پیش‌بینی زلزله اغلب به عنوان جام مقدس زلزله‌شناسی نامیده می‌شود، در واقع در صورت توسعه برخی معضلات واقعی را نیز به همراه خواهد داشت.

اول از همه، زلزله‌ها آنقدر نادر هستند که هر روش اولیه به طور اجتناب ناپذیری از دقت نامشخصی برخوردار است. در مواجهه با این ابهام، چه کسی خواستار انجام یک اقدام بزرگ، مانند تخلیه کل یک شهر یا منطقه خواهد شد؟ اگر زلزله رخ ندهد مردم چقدر باید دور بمانند؟ چند بار قبل از این وضعیت، به دستورات توجه نکنند؟ مقامات چگونه خطرات شناخته شده ناشی از هرج و مرج تخلیه جمعی را در مقابل خطر ناشی از خود لرزش متعادل می‌کنند؟ این ایده که فناوری پیش بینی کاملا شکل گرفته و قابل اعتماد ظاهر می‌شود یک سراب است.

اغلب در زمینه زلزله شناسی گفته می‌شود زلزله انسان را نمی‌کشد، ساختمان‌ها می‌کشند. امروزه دانشمندان در پیش بینی خطرات زلزله به اندازه کافی خوب هستند که بهترین اقدام این است که تلاش‌های مضاعف برای ساخت یا مقاوم سازی ساختمان‌ها، پل‌ها و سایر زیرساخت‌ها را افزایش دهند تا در صورت لرزش زمین در هر منطقه‌ای که شناخته شده است ایمن و انعطاف پذیر باشند. خطر زلزله‌های بزرگ آینده این اقدامات احتیاطی در زندگی و اموال صرفه جویی شده بسیار بیشتر از ابزار‌های مورد انتظار برای پیش بینی زلزله، حداقل برای آینده قابل پیش بینی، نتیجه خواهد داد.

منبع: scientificamerican