برداشت بی‌‌رویه آب‌های زیرزمینی می‌تواند عامل اصلی‌ فعال شدن گسل‌ها در زرند باشد

به گزارش صدای زرند، دکتر حسام یزدانی، دانش‌آموخته دانشگاه اوکلاهاما و استاد ژئوتکنیک دانشگاه هوارد آمریکا، در گفتگوی اختصاصی با «کرمان امروز» گفت: زلزله های اخیر زرند می تواند به دلیل برداشت بی رویه آب های زیرزمینی باشد

اشاره:

دکتر حسام یزدانی، دانش‌آموخته دانشگاه اوکلاهاما و استاد ژئوتکنیک دانشگاه هوارد است. وی متولد زرند می‌باشد که بعد از فراغت از مقاطع لیسانس و فوق لیسانس در رشته مهندسی عمران دانشگاه شهید باهنر کرمان، دوره دکترا را در سال ۱۳۹۰ در دانشگاه اوکلاهمای آمریکا در رشته مهندسی ژئوتکنیک و ژئومکانیک آغاز کرد.

یزدانی در آذرماه سال گذشته از این دانشگاه فارغ‌التحصیل شد و از بهمن ماه همان سال، بعد از گذر از چندین مرحله مصاحبه علمی‌ به عنوان استاد بخش مهندسی عمران دانشگاه هوارد در واشنگتن، پایتخت آمریکا مشغول به کار شده است. تخصص ایشان مهندسی ژئوتکنیک و ژئومکانیک است که یکی از گرایش های مهندسی عمران است، از آنجا که ایشان هم متولد زرند می‌باشد و هم اینکه در این زمینه می‌تواند نظری کارشناسی ارائه کند، در هیات تحریریه «کرمان امروز» تصمیم بر این شد که در این ایام که اندکی دلواپسی در زرند حاکم است با ایشان گفتگویی داشته باشیم. یزدانی اکنون ساکن کشور آمریکا می‌باشد و طی تماسی مجازی با ایشان گفتگویی که از نظر می‌گذارنید، تهیه شده است.

سلام و درود بر شما آقای دکتر یزدانی عزیز، بسیار متشکریم از اینکه مهربانانه دعوت ما را برای این گفتگو پذیرفتید و وقت با ارزش خود را در اختیار ما و خوانندگان روزنامه «کرمان امروز» قرار می‌دهید.

با عرض سلام و خسته نباشید، بنده نیز از اینکه این فرصت را به من دادید که نظر خود را با مردم شریف استان کرمان به خصوص مردم عزیز و مهربان زرند در میان بگذارم از شما تشکر می‌کنم. در ابتدای این گفتگو لازم می‌دانم، تاکید کنم که تخصص بنده مهندسی ژئوتکنیک و ژئومکانیک که از زیرشاخه‌های مهندسی عمران است، می‌باشد. بر خودم لازم می‌دانم که با کسب اجازه از اساتید محترم لرزه‌شناسی‌ و زمین‌شناسی‌ فقط در حیطه‌ تخصص و تجربه و مطالعات خودم صحبت کنم.

آقای یزدانی! در سال ۱۳۸۲ در شهرستان بم قبل از آن زلزله‌ی عظیم، به همین گونه که امروز در زرند شاهد هستیم زلزله‌های خفیفی احساس شده بود. آیا می‌توان با توجه به آن اتفاق، برای شهرستان زرند نیز زلزله‌ای شدید را پیش‌بینی کرد؟

قبل از اینکه جواب سوال شما را بدهم لازم می‌دانم که به طور مختصر و در حد امکان به زبان غیرتخصصی مطالبی را در مورد تفاوت پیشگویی و پیش‌بینی‌ اتفاقات طبیعی مطرح کنم. گرچه پیشگویی و پیش‌بینی‌ در لغت‌نامه‌ها ممکن است به عنوان هم معنی‌ استفاده شوند، اما در متون علمی‌ تفاوت اساسی‌ بین آنها وجود دارد. بنا به تعریف، پیش‌بینی‌ (forecast) زلزله تعیین احتمال (تخمین) وقوع یک زلزله با شدت مشخص در یک حوزه مکانی مشخص و در یک بازه زمانی مشخص است. به عنوان مثال می‌گوییم که احتمال وقوع زلزله با شدت ۶ ریشتر در این منطقه تا ۱۰ سال آینده، پنج درصد است. در مقابل، پیشگویی (prediction) تعیین دقیق وقوع یا عدم وقوع یک زلزله با شدت مشخص در یک مکان مشخص و در یک زمان مشخص است. مثلا می‌گوییم یقیناً زلزله‌ای با شدت ۶ ریشتر فردا در این منطقه رخ می‌دهد.

در حقیقت، در پیش‌بینی‌ با توجه به عدم قطعیت‌های موجود در طبیعت، دانشمندان از یک مدل ریاضی‌ استفاده کرده و احتمال وقوع یک رخداد را تعیین می‌کنند. این احتمال تخمین قابل قبولی از وقوع یک رخداد مثل زلزله را به ما می‌دهد و مهم‌تر اینکه به ما این قابلیت را می‌دهد که برای این رخداد آماده باشیم. هر چقدر که تعداد و دقت داده‌هایی که برای پیش‌بینی‌ استفاده شده است، بالاتر باشد پیش‌بینی‌ دقیق‌تر خواهد بود. این داده‌ها از موارد مشابه در سراسر دنیا به صورت لحظه‌ای قابل دریافت است. این مدل‌ها که در مجلات معتبر علمی دنیا و بعد از بررسی‌های دقیق منتشر می‌شود، می‌توانند در تعیین وقوع یک زلزله در گذشته نیز مورد استفاده قرار بگیرد. ما به طور روزانه از مدل‌های مشابه برای پیش‌بینی هوا استفاده می‌کنیم و در پیش‌بینی‌ها به طور مرتب با کلمه احتمال مواجه می‌شویم.

بر اساس تأیید موسسه زمین‌شناسی آمریکا (USGS) که مهمترین و معتبرترین نهاد زمین‌شناسی دنیاست، پیشگویی زلزله به ‌‌رغم برخی‌ تلاش‌های انجام شده در حال حاضر با علم امروز بشر قابل انجام نیست. شایعاتی که اخیرا در مورد وقوع زلزله بسیار بزرگ در زرند پخش شده در دسته پیشگویی قرار می‌گیرد و بنابراین مبنای علمی‌ ندارد و به هیچ وجه قابل استناد نمی‌باشد.

با این مقدمه و با توجه به تعداد مقالات متعددی که در مجلات معتبر دنیا چاپ شده است، زلزله‌ای در زرند بر اساس تحرکات اخیر و لرزه‌های ثبت شده قابل پیش‌بینی‌ است. به عنوان مثال، زلزله سال ۲۰۰۹ ایتالیا با قدرت ۶.۳ ریشتر با پیش‌لرزه‌های متناوب همراه بود که از حدود دو تا سه پیش لرزه در روز طی‌ شش ماه منتهی‌ به زلزله شروع و به تعداد حدود ۲۲ پیش‌لرزه در روز در ده روز منتهی‌ به زلزله اصلی‌ ختم شد. بنابراین می‌توان افزایش تحرکات اخیر زمین در زرند را نشانی برای یک زلزله بزرگتر قلمداد کرد. ولی‌ همانطور که اشاره شد این لزوماً به معنی وقوع حتمی زلزله نمی‌باشد.

نکته دیگر پخش امواج زلزله در زمین است. کره زمین از یک پوسته سنگی‌ با ضخامت متغیر (معمولا بین ۳۰ تا ۵۰ کیلومتر) تشکیل شده است. این پوسته به نوبه خود از حجم‌های عظیم سنگی‌ شبیه یک پازل تشکیل شده است که قطعات این پازل به دلایل مختلف از هم دور یا به هم نزدیک می‌شوند و طی‌ میلیون‌ها سال موجب به اصطلاح، چروکیدگی سطح زمین شده‌اند که ما امروز آن‌ها را به صورت کوه می‌بینیم. لغزش ناگهانی این صفحه‌های عظیم نسبت به یکدیگر در امتداد یک گسل باعث زلزله می‌شود. بعد از وقوع زلزله امواج مختلفی‌ در زمین پخش می‌شود که در همه جهات و همچنین به سمت سطح زمین حرکت می‌کنند. ولی‌ نوع خاصی‌ از این امواج که به امواج ثانویه مشهورند موجب خرابی‌ در سطح زمین می‌شوند. این امواج سرعت کمتری نسبت به امواج اولیه‌ دارند و بنابراین با نصب گیرنده‌هایی برای ثبت امواج اولیه‌ در مناطق مختلف یک محدوده می‌توان بین ۵ تا ۱۰ ثانیه زودتر از رسیدن امواج ثانویه آگاه شد و سیستم‌های هشدار را به کار انداخت که به مردم اجازه ترک ساختمان‌ها یا پناه گرفتن را داده و آمار تلفات را به شدت کاهش می‌دهد. در حال حاضر سیستم لرزه‌نگاری کشوری به صورت آنلاین و یکپارچه فعالیت می‌کند.

یکی از مسئولان کرمانی ادعا کرده است که گسلی جدید در کرمان فعال شده، آیا چنین چیزی ممکن است؟ اگر امکان دارد توضیح دهید که چرا و چگونه!

بله، گسل‌ها می‌توانند تا چندین کیلومتر عمق و طول داشته باشند ولی‌ نشانه‌ای از خود بروز ندهند. وجود یک گسل از یک سری علائم از جمله زلزله ثبت شده در گذشته و یا برجستگی‌های سطح زمین مشخص می‌شود و امکان دارد که یک گسل تا زمان تولید یک زلزله ناشناخته بماند.

در اینجا می‌خواهم نظر شما را به یک مساله جدی جلب کنم. در اینکه در حال حاضر تناوب زمین‌لرزه‌ها در زرند افزایش پیدا کرده، شکی‌ نیست. اما اینکه چه عاملی باعث این افزایش شده است جای بررسی دقیق علمی‌ دارد. تصور من بر اساس مطالعاتی که در مناطقی با وضعیت آب و هوایی‌ و لرزه‌خیزی مشابه در دنیا انجام شده، این است که برداشت بی‌‌رویه آب‌های زیرزمینی در سال‌های اخیر می‌تواند عامل اصلی‌ فعال شدن گسل‌ها در این منطقه باشد. بر اثر برداشت آب، سنگینی‌ آب زیرزمینی که موجب فشار بیشتر دو حجم عظیم سنگی (قطعه پازل) دو طرف یک گسل و در نتیجه پایداری گسل می‌شده است، کاهش یافته و موجب لغزش گسل می‌شود. یا در یک مکانیزم دیگر، شبیه گذاشتن و برداشتن یک تکه آجر روی ورقه چوبی نازک، خروج آب زیرزمینی باعث برگشت، تغییر شکل و انحنای پوسته زیرین شده و باعث زلزله می‌شود. این دست از زلزله‌ها به زلزله‌های القایی که از فعالیت‌های بشر در روی زمین به وجود می‌آیند، معروف هستند.

مثال دیگر ساخت یک سد و ایجاد دریاچه عظیم پشت آن یا تخلیه حجم عظیمی‌ از منابع یک معدن است که باعث تغییر نیروهای درون زمین شده و می‌تواند در صورت وجود گسل به زلزله منجر شود. به عنوان مثال، مقالاتی در معتبر‌ترین مجله‌های علمی دنیا، زلزله چند سال قبل دشت سن هواکین (San Joaquin Valley) در ایالت کالیفرنیای آمریکا (Nature 509, 483–۴۸۶) و زلزله ۵.۱ ریشتری سال ۲۰۱۱ در لورکای اسپانیا (Nature Geoscience 5, 821–۸۲۵) را به برداشت زیاد آب زیرزمینی مرتبط دانسته‌اند. این مشاهدات نشان از در هم آمیختگی پیچیده مساله گرمایش زمین، افزایش مصرف آب، افزایش جمعیت، نشست زمین و بروز زلزله در مناطق خشک و نیمه خشکی مانند کرمان دارد. من خواهش می‌کنم که این مساله با جدیت تمام بررسی شود و ابعاد گوناگون مساله از کشاورزی و اقتصادی گرفته تا محیط زیستی‌ و اجتماعی و (با اوصافی که ذکر شد) لرزه‌ خیزی در نظر گرفته شود.

توصیه شما به مردم و مسئولان با توجه به شرایط فعلی که اندکی اضطراب در منطقه حاکم است، چیست؟

توصیه من به مردم عزیز زرند این است که ضمن حفظ آرامش به مواردی که در مورد ایمنی در برابر و آمادگی برای زلزله از سوی مسئولان مطرح می‌شود، توجه کنند. مواردی مانند اطمینان از استحکام اتصالات گاز و قفسه‌ها، قرار دادن اشیای سنگین در طبقات پایین قفسه‌ها، تهیه و نگهداری غذای فاسد نشدنی‌ و آب برای ۷ تا ۱۰ روز، در دسترس داشتن جعبه کمک‌های اولیه‌ و چراغ قوه و شارژر همراه (پاور بانک) و تمرین نحوه پناه‌گیری با فرزندان و اعضای خانواده.

اما اینجا جا دارد که بر اهمیت بهبود مقاومت و تاب‌آوری شهر‌های لرزه خیز کشور تاکید کنم. این مساله در حال حاضر در دنیا بسیار اهمیت پیدا کرده و ما باید با جدیت و سرعت به سمت بهبود ایمنی‌ عمومی از زلزله حرکت کنیم که شامل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌ها و زیرساخت‌های شهرها و بهبود برگشت‌پذیری شهر‌ها به حالت عادی بعد از اتفاقاتی نظیر زلزله است. ما متخصصان کرمانی با تجربه و جوانی داریم که بسیار می‌توانند به پیشبرد این هدف در استان کرمان کمک کنند. من خواهش می‌کنم که این متخصصین به کار گرفته شوند تا هر چه زودتر به این مهم دست پیدا کنیم.

آیا راهی وجود دارد که برخی از ساختمان‌هایی که در قدیم ساخته شده‌اند را مورد بررسی و آزمایش قرار دهیم و از تحمل آنها در هنگام زلزله آگاه شویم؟

بله! روش‌های متعددی برای تخمین سریع آسیب‌پذیری لرزه‌ای یک ساختمان بر اساس شکل هندسی و وضعیت سازه‌ای آن از جمله نوع، اندازه و موقعیت ساختمان، محل بازشوها، نوع سقف و غیره وجود دارد که می‌تواند به اولویت‌بندی بهسازی ساختمان‌ها به خصوص اماکن عمومی یا ضروری مانند مدارس، بیمارستان‌ها، نیروگاه‌ها، مراکز آتش‌نشانی و پلیس و ادارات آب و برق و تلفن و گاز و غیره کمک کند.

در آخر اگر صحبتی تکمیلی مانده است در خدمت شما خواهیم بود!

من ضمن تشکر مجدد از شما و تلاش‌های شما برای پوشش رخدادهای اخیر‌ زرند و توجه و تلاش دانشگاهیان و صاحب‌نظران عزیز، این نکته را مطرح کنم که مساله افزایش ایمنی در برابر زلزله در کشورهای در حال توسعه همچون کشور ما با چالش‌های بسیار زیادی از جمله تأمین منابع مالی، آمادگی اذهان عمومی برای پذیرش هزینه‌های عمرانی در این زمینه و اجرایی کردن طرح‌ها داشته و نیازمند کار مستمر و جدی می‌باشد. به عنوان نمونه می‌توانید به نتایج بسیار جالب نظرسنجی‌های صورت گرفته بعد از زلزله سال گذشته در «نپال» مراجعه کنید.

همچنین، به مردم عزیزمان توصیه می‌کنم که توجه و حساسیت خاصی‌ به طراحی و اجرای ساختمان‌های خود داشته باشند و از مهندسین مجرب و خوشنام و آگاه در این زمینه استفاده کنند. در جریان بازسازی زرند بعد از زلزله سال ۸۳ زرند، متاسفانه بار‌ها به شخصه از افراد مختلف شنیدم که آرزوی عاقبت بخیری برای مهندس ناظری می‌کردند که بعد از دریافت مطالبات خود برای نظارت بر روند اجرا سرکشی نکرده و بدین ترتیب به مالک اجازه دخل و تصرف در طراحی و اجرا داده‌ بود و ایشان هم ساختمان را مطابق میل خودش تغییر داده‌ بود، اما دیدیم که نتیجه چه شد! این مساله نیاز به فرهنگ‌سازی دارد و مستلزم تلاش برای افزایش آگاهی عمومی در مناطق زلزله‌خیز است. در حقیقت، دلیل مطرح کردن مبانی علمی زلزله از سوی اینجانب به زبان ساده در این مصاحبه نیز آغازی برای یک حرکت سازمان‌یافته و علمی‌ به سمت افزایش آگاهی عمومی نسبت به زلزله و مخاطرات آن است. امیدوارم که مردم و مسئولان به این نکات توجه کنند.

گفتگو از محمد فتح نجات