راز زمین لرزه جالب ونزوئلا؛ دو زمین لرزه بود یا یک زمین لرزه 7.6 ریشتری؟ - استاد پژوهشگاه بین المللی زمین لرزه شناسی پاسخ می دهد

به گزارش سرویس اجتماعی خبر ناب به نقل از خبرآنلاین - مهدی زارع، استاد پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، با اشاره به این رخداد می گوید: «توالی لرزه ای دو زلزله ۷.۲ و ۷.۵ به فاصله ۳۹ ثانیه، بحث داغی را در میان زلزله شناسان ایجاد کرده است. در حالی که گزارش های اولیه این رخداد را به عنوان یک دوگانه کلاسیک طبقه بندی کردند، فاصله زمانی بسیار کوتاه میان دو شوک باعث شده برخی پژوهشگران این پرسش را مطرح کنند که آیا بهتر نیست این اتفاق را به عنوان یک گسیختگی آبشاری واحد توصیف کنیم؟»

او ادامه می دهد: «در یک نگاه، توالی ۷.۲ و ۷.۵ را می توان در قالب فرضیه دوگانه تحریک شده یا همان اثر دومینو توضیح داد. در این حالت، دو رویداد مجزا با بزرگای نزدیک به هم، به صورت متوالی در یک سامانه گسلی شامل مجموعه ای از قطعات گسل رخ داده اند.»

زارع توضیح می دهد که در این سناریو، گسیختگی نخست با بزرگای ۷.۲ در عمق تقریبی ۲۰ کیلومتری اتفاق افتاده است. این شکست ناگهانی باعث انتقال تنش استاتیک به بخش مجاور و به شدت قفل شده سامانه امتدادلغز شده؛ سامانه ای که با سرعت حدود ۲ سانتی متر در سال در مرز ورقه های کارائیب و آمریکای جنوبی جابه جا می شود.

این زلزله شناس می گوید: «همراه با انتشار تنش دینامیکی ناشی از شوک ۷.۲، یک بخش کم ژرفای همسایه در عمق حدود ۱۰ کیلومتری، به سرعت از آستانه شکست اصطکاکی خود عبور کرده و ۳۹ ثانیه بعد، رویداد بزرگ تر ۷.۵ را آغاز کرده است.»

اما به گفته زارع، تفسیر دیگری نیز وجود دارد که این فاصله زمانی کوتاه را نشانه ای از یک رخداد پیوسته می داند.

او با اشاره به فرضیه گسیختگی آبشاری واحد ادامه می دهد: «بر اساس این دیدگاه، فاصله ۳۹ ثانیه ای تقریباً برای آنکه بتوان دو زلزله مستقل و تحریک شده را از هم جدا دانست، بسیار کوتاه است. بنابراین ممکن است آنچه رخ داده، یک گسیختگی آبشاری واحد و چندمرحله ای باشد.»

زارع توضیح می دهد: «یک زمین لرزه با بزرگای ۷.۲ تقریباً به ۲۰ تا ۳۰ ثانیه زمان نیاز دارد تا فرآیند گسیختگی خود را کامل کند. از آنجا که رویداد ۷.۵ تنها ۳۹ ثانیه پس از آغاز گسیختگی نخست شروع شده، بسیار محتمل است که هیچ مکث ساختاری واقعی میان این دو مرحله وجود نداشته باشد.»

او ادامه می دهد: «در این حالت، جبهه گسیختگی ممکن است از یک مانع هندسی یا خمیدگی در گسل عبور کرده و بلافاصله به سمت شمال شرق، یعنی بخش بعدی گسل، گسترش یافته باشد. بنابراین با یک رویداد واحد، پیوسته و بسیار پیچیده روبه رو هستیم که شامل دو زیررویداد اصلی یا همان ناهمواری هایی است که پشت سر هم شکسته اند.»

تفاوت دو برداشت از یک زلزله

زارع تأکید می کند که این اختلاف نظر تنها یک بحث نام گذاری نیست، بلکه پیامدهای مهمی برای مدل سازی خطر زلزله دارد.

او می گوید: «اینکه این رخداد را یک گسیختگی دوتایی کلاسیک یا یک گسیختگی آبشاری واحد بدانیم، نحوه مدل سازی انتقال تنش استاتیک کولمب بر روی بخش های باقی مانده سیستم گسل در شرق و غرب را تغییر می دهد.»

به گفته این استاد پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی، فارغ از اینکه چه عنوانی برای این رخداد انتخاب شود، پنجره زمانی بسیار کوتاه ۳۹ ثانیه ای، شرایطی بسیار سخت ایجاد کرده است.

او توضیح می دهد: «انرژی دینامیکی مستقیماً به سمت شرق، یعنی به سوی مناطق کاراکاس و لاگوایرا هدایت شد. در چنین شرایطی، شوک نخست می تواند شکل پذیری سازه های بتنی را تنها چند ثانیه پیش از رسیدن موج شدیدتر ناشی از زمین لرزه ۷.۵ کاهش دهد.»

زارع با اشاره به مجموع انرژی آزادشده در این دو رخداد می گوید: «کل گشتاور لرزه ای آزادشده توسط این دو زمین لرزه، در مجموع معادل یک زمین لرزه با بزرگای ۷.۶ است. بنابراین چه این انرژی در قالب دو شوک مجزا با فاصله ۳۹ ثانیه آزاد شده باشد و چه آن را معادل یک رویداد مگاتراست ـ ابرراندگی با بزرگای ۷.۶ در نظر بگیریم، نحوه انتشار پارگی دینامیکی، شتاب سطحی و اثر تخریبی بر زیرساخت ها تفاوت قابل توجهی خواهد داشت.»

او ادامه می دهد: «یک زمین لرزه ۷.۶ ریشتری به طور اساسی بزرگ تر و مخرب تر از توالی واقعی احساس می شود، حتی اگر بودجه انرژی آزادشده در هر دو حالت یکسان باشد. دلیل آن این است که نحوه آزادسازی انرژی، زمان وقوع و تمرکز نیروهای لرزه ای نقش مهمی در شدت حرکت زمین دارد.»

این زلزله شناس توضیح می دهد که در توالی واقعی ونزوئلا، زمین ابتدا یک رخداد با بزرگای ۷.۲ را تجربه کرده و سپس تنها ۳۹ ثانیه بعد با زمین لرزه شدیدتر ۷.۵ مواجه شده است.

او می گوید: «اگر همین مقدار انرژی در قالب یک زمین لرزه واحد با بزرگای ۷.۶ آزاد می شد، حداکثر لغزش روی صفحه گسل به شکل قابل توجهی افزایش پیدا می کرد. این موضوع می توانست باعث ایجاد بیشینه شتاب زمین یا PGA بسیار بالاتر و همچنین افزایش انرژی گسیختگی با فرکانس بالاتر هنگام رسیدن موج اصلی شود.»

به گفته زارع، چنین شرایطی می توانست پیامدهای متفاوتی برای سازه ها داشته باشد.

او ادامه می دهد: «در چنین حالتی، به جای آسیب دیدگی تدریجی، احتمال فروپاشی سریع تر و شدیدتر سازه های آسیب پذیر افزایش پیدا می کرد، زیرا بخش بزرگ تری از انرژی در یک بازه زمانی کوتاه تر آزاد می شد.»

جهت پذیری لرزه ای؛ عاملی که شدت تخریب را تغییر می دهد

زارع با اشاره به یکی دیگر از ویژگی های مهم گسیختگی های بزرگ، یعنی اثر جهت پذیری لرزه ای، می گوید: «وقتی یک گسل به صورت پیوسته و در قالب یک رویداد بزرگ دچار گسیختگی می شود، می تواند پدیده ای به نام جهت پذیری لرزه ای رو به جلو ایجاد کند. در این حالت، تکان های شدیدتر زمین عمود بر راستای انتشار جبهه موج ایجاد می شود.»

او توضیح می دهد: «اگر گسیختگی در امتداد گسل با سرعتی نزدیک به سرعت امواج برشی حرکت کند، انرژی لرزه ای در جلوی جبهه گسیختگی جمع می شود و یک پالس واحد، عظیم و هماهنگ از حرکت زمین ایجاد می کند؛ همان چیزی که به عنوان پالس سرعت بزرگ شناخته می شود.»

به گفته این زلزله شناس، این پالس می تواند در امتداد گسل و با حرکت های بزرگ عمود بر راستای آن، انرژی بیشتری به سطح منتقل کند.

زارع ادامه می دهد: «اما در یک رخداد دوگانه با فاصله زمانی ۳۹ ثانیه، این هماهنگی از بین می رود، زیرا جبهه گسیختگی عملاً متوقف شده و دوباره شروع می شود. در نتیجه، جبهه موج به دو پالس جداگانه و کوچک تر تقسیم می شود.»

چرا زلزله ۷.۶ واحدی رخ نداد؟

زارع با اشاره به هندسه سامانه گسلی ونزوئلا می گوید: «برای ایجاد یک زمین لرزه واحد با بزرگای ۷.۶، لازم است یک قطعه بسیار بزرگ و پیوسته از گسل، احتمالاً با طول بیش از ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلومتر، در یک حرکت شکسته شود.»

او توضیح می دهد که بسیاری از سامانه های گسلی در جهان دارای پیچیدگی های هندسی هستند که مانع از ادامه یافتن یک گسیختگی بزرگ می شوند.

این استاد پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی می گوید: «پله ها، خمیدگی ها و ناهمواری های ساختاری در گسل ها مانند ترمزهای طبیعی عمل می کنند. زمانی که یک توالی لرزه ای به جای یک رخداد واحد، به دو زمین لرزه تقسیم می شود، معمولاً یکی از دلایل اصلی آن همین پیچیدگی های هندسی است که باعث توقف موقت یا تغییر مسیر گسیختگی می شود.»

او ادامه می دهد: «اگر این رخداد یک زمین لرزه واحد با بزرگای ۷.۶ بود، به این معنا بود که افت تنش زمین ساختی در سراسر این موانع به اندازه ای زیاد بوده که می توانسته تمام مرزهای هندسی موجود در گسل را در یک مرحله بشکند.»

آزاد شدن انرژی در دو مرحله چه تفاوتی ایجاد می کند؟

زارع با اشاره به مفهوم «توان» در فرایند لرزه ای می گوید: «توان، انرژی تقسیم بر زمان است. وقتی انرژی در یک بازه زمانی طولانی تر، یعنی حدود ۴۰ ثانیه تا یک دقیقه و در قالب دو رویداد آزاد می شود، سامانه گسل عملاً حداکثر توان تحویلی به سطح زمین را در هر لحظه کاهش می دهد.»

او اضافه می کند: «اما اگر همین انرژی عظیم در قالب یک زمین لرزه واحد ۷.۶ آزاد شود، تمام این انرژی در یک بازه زمانی کوتاه تر و انفجاری تر آزاد خواهد شد و شدت های اوج لرزش به شکل قابل توجهی افزایش خواهد یافت.»

زارع در پایان با اشاره به مجموعه شواهد موجود درباره این رخداد می گوید: «بر پایه شواهد فعلی، به نظر می رسد این رخداد را باید در عمل یک توالی دو زمین لرزه پی درپی در نظر گرفت، نه یک زمین لرزه واحد و طولانی. البته بحث درباره جزئیات مکانیزم این رخداد همچنان از نظر علمی ادامه خواهد داشت، زیرا چنین توالی هایی اطلاعات ارزشمندی درباره رفتار سامانه های گسلی و نحوه انتقال تنش در زمین در اختیار پژوهشگران قرار می دهد.»

این خبر توسط سایت خبرآنلاین منتشر شده و خبر ناب صرفا آن را به اشتراک گذاشته است.

منبع : خبرآنلاین