هل من الممكن التنبؤ بالزلزال؟ تكرار الزلازل ذات القوة المختلفة في العالم سنويًا

لقد واجه الناس عنف سماء الأرض تقريبًا منذ الوقت الذي نزلوا فيه من الأشجار إلى هذه السماء. ويبدو أن المحاولات الأولى لتفسير طبيعة الزلازل تعود إلى بداية عصر الإنسان، حيث تظهر بكثرة الآلهة والشياطين تحت الأرض وغيرها من الأسماء المستعارة للحركات التكتونية. ومع حصول أسلافنا على مساكن دائمة مصحوبة بالحصون وأقفاص الدجاج، أصبح الضرر الناجم عن اهتزاز الأرض تحتها أكبر، وأصبحت الرغبة في استرضاء فولكان، أو على الأقل التنبؤ باستيائه، أقوى.

ومع ذلك، فقد اهتزت بلدان مختلفة في العصور القديمة من قبل كيانات مختلفة. تعطي النسخة اليابانية الدور الرئيسي لسمك السلور العملاق الذي يعيش تحت الأرض، والذي يتحرك أحيانًا. وفي مارس 2011، أدت أعمال شغب أخرى بسبب الأسماك إلى وقوع زلزال قوي وتسونامي.

مخطط انتشار تسونامي في المحيط الهادئ. تُظهر اللوحة بالألوان ارتفاع الأمواج المتباينة في اتجاهات مختلفة، الناتجة عن زلزال وقع بالقرب من اليابان. ولنتذكر أن زلزال 11 مارس/آذار تسبب في موجة تسونامي على سواحل اليابان، أدت إلى مقتل ما لا يقل عن 20 ألف شخص، ودمار واسع النطاق، وتحول كلمة "فوكوشيما" إلى مرادف لتشرنوبيل. إن الاستجابة لموجة تسونامي تتطلب سرعة كبيرة. وتقاس سرعة أمواج المحيط بالكيلومترات في الساعة، وتقاس الموجات الزلزالية بالكيلومترات في الثانية. ونتيجة لذلك، هناك احتياطي زمني من 10 إلى 15 دقيقة، من الضروري خلالها إخطار سكان المنطقة المهددة.

سماء غير مستقرة

القشرة الأرضية في حركة بطيئة للغاية ولكنها مستمرة. كتل ضخمة تضغط على بعضها البعض وتشوه. عندما تتجاوز الضغوط قوة الشد، يصبح التشوه غير مرن - تتكسر المواد الصلبة للأرض، وتتحرك الطبقات على طول الصدع مع الارتداد المرن. تم اقتراح هذه النظرية لأول مرة منذ ما يقرب من مائة عام من قبل الجيوفيزيائي الأمريكي هاري ريد، الذي درس زلزال عام 1906 الذي دمر مدينة سان فرانسيسكو بالكامل تقريبًا. ومنذ ذلك الحين، اقترح العلماء العديد من النظريات، التي تفصل مسار الأحداث بطرق مختلفة، لكن المبدأ الأساسي ظل كما هو على نطاق واسع.

عمق البحر متغير. غالبًا ما يسبق وصول التسونامي تراجع المياه عن الشاطئ. التشوهات المرنة لقشرة الأرض التي تسبق وقوع الزلزال تترك الماء في مكانه، لكن عمق القاع بالنسبة لمستوى سطح البحر يتغير غالبًا. تتم مراقبة عمق البحر من خلال شبكة من الأدوات الخاصة - أجهزة قياس المد والجزر المثبتة على الشاطئ وعلى مسافة من الشاطئ.

تنوع الإصدارات، للأسف، لا يزيد من حجم المعرفة. من المعروف أن المصدر (من الناحية العلمية مركز الزلزال) هو منطقة ممتدة يحدث فيها تدمير الصخور مع إطلاق الطاقة. ترتبط أحجامها ارتباطًا مباشرًا بحجم مركز الهيبوسنتر - فكلما زاد حجمه، كان الاهتزاز أقوى. وتمتد بؤر الزلازل المدمرة على مدى عشرات ومئات الكيلومترات. وهكذا، فإن مصدر زلزال كامتشاتكا عام 1952 كان طوله حوالي 500 كيلومتر، كما أن زلزال سومطرة، الذي تسبب في أسوأ تسونامي في التاريخ الحديث في ديسمبر/كانون الأول 2004، كان طوله لا يقل عن 1300 كيلومتر.

لا تعتمد أبعاد مركز الانفجار على الضغوط المتراكمة فيه فحسب، بل تعتمد أيضًا على القوة البدنية للصخور. يمكن لكل طبقة فردية تجد نفسها في منطقة التدمير أن تتصدع، مما يزيد من حجم الحدث، أو البقاء على قيد الحياة. وتبين أن النتيجة النهائية تعتمد في نهاية المطاف على عوامل كثيرة غير مرئية من السطح.

التكتونية في الصور. يؤدي اصطدام صفائح الغلاف الصخري إلى تشوهها وتراكم الضغط.

المناخ الزلزالي

إن تقسيم المنطقة إلى مناطق زلزالية يجعل من الممكن التنبؤ بقوة الهزات المحتملة في مكان معين، حتى بدون الإشارة إلى الموقع والوقت المحددين. يمكن مقارنة الخريطة الناتجة بخريطة المناخ، ولكن بدلا من المناخ الجوي، فإنها تعرض مناخا زلزاليا - وهو تقييم للقوة المحتملة للزلزال في مكان معين.

المعلومات الأولية هي بيانات عن النشاط الزلزالي في الماضي. لسوء الحظ، يعود تاريخ الملاحظات الآلية للعمليات الزلزالية إلى ما يزيد قليلاً عن مائة عام، وفي العديد من المناطق أقل من ذلك. يمكن تقديم بعض المساعدة من خلال جمع البيانات من المصادر التاريخية: الأوصاف حتى من قبل المؤلفين القدامى عادة ما تكون كافية لتحديد شدة الزلزال، حيث أن المقاييس المقابلة مبنية على أساس العواقب اليومية - تدمير المباني، وردود أفعال الناس، وما إلى ذلك. لكن هذا بالطبع لا يكفي - فالإنسانية لا تزال صغيرة جدًا. فقط لأنه لم يكن هناك زلزال بقوة 10 درجات في منطقة معينة على مدى الألفي سنة الماضية، فهذا لا يعني أنه لن يحدث هناك في العام المقبل. طالما أننا نتحدث عن البناء العادي منخفض الارتفاع، فمن الممكن التسامح مع خطر هذا المستوى، ولكن من الواضح أن وضع محطات الطاقة النووية وخطوط أنابيب النفط وغيرها من الأشياء التي يحتمل أن تكون خطرة يتطلب دقة أكبر.

وتبين أن المشكلة قابلة للحل إذا انتقلنا من الزلازل الفردية إلى النظر في تدفق الأحداث الزلزالية، التي تتميز بأنماط معينة، بما في ذلك الكثافة والتكرار. في هذه الحالة، من الممكن إثبات اعتماد تواتر الزلازل على قوتها. كلما كانت الزلازل أضعف كلما زاد عددها. يمكن تحليل هذا الاعتماد باستخدام الأساليب الرياضية، وبعد تحديده لفترة زمنية معينة، وإن كانت صغيرة، ولكنها مدعومة بملاحظات مفيدة، فمن الممكن استقراء مسار الأحداث بموثوقية كافية بعد مئات وحتى آلاف السنين. يتيح النهج الاحتمالي فرض قيود مقبولة على الدقة على نطاق الكوارث المستقبلية.

خريطة تقسيم المناطق الزلزالية OSR-97D. تشير الألوان إلى القوة التدميرية القصوى للزلازل مع فترة تكرار تبلغ حوالي 10000 عام. تُستخدم هذه الخريطة في بناء محطات الطاقة النووية وغيرها من المرافق الحيوية. ومن مظاهر النشاط الأرضي البراكين. تكون ثوراناتها ملونة ومدمرة في بعض الأحيان، لكن الصدمات الزلزالية التي تولدها عادة ما تكون ضعيفة ولا تشكل تهديدا مستقلا.

وكمثال على كيفية القيام بذلك، يمكننا الاستشهاد بمجموعة خرائط تقسيم المناطق الزلزالية OSR-97 المستخدمة حاليًا في روسيا. عند تجميعه، تم تحديد الأخطاء بناءً على البيانات الجيولوجية - المصادر المحتملة للزلازل. تم تصميم نشاطهم الزلزالي باستخدام رياضيات معقدة للغاية. ثم تم فحص التدفقات الافتراضية للأحداث الزلزالية ومقارنتها بالواقع. ويمكن استقراء التبعيات الناتجة بثقة نسبية في المستقبل. وكانت النتيجة سلسلة من الخرائط التي توضح الحد الأقصى من الأحداث التي يمكن تكرارها في منطقة معينة بفترة زمنية تتراوح من 100 إلى 10000 عام.

نذير المتاعب

إن تقسيم المناطق الزلزالية يجعل من الممكن فهم مكان "وضع القشة". ولكن من أجل تقليل الضرر، سيكون من الجيد معرفة الوقت والمكان الدقيقين للحدث - بالإضافة إلى تقييم "المناخ"، لديك أيضًا توقعات "للطقس".

تم تقديم توقعات الزلازل القصيرة المدى الأكثر إثارة للإعجاب في عام 1975 في مدينة هايشن الصينية. أطلق العلماء الذين كانوا يراقبون النشاط الزلزالي لعدة سنوات ناقوس الخطر في 4 فبراير في حوالي الساعة 2 ظهرًا. ونزل السكان إلى الشوارع وأغلقت المحلات التجارية والمؤسسات الصناعية. وقع زلزال بقوة 7.3 درجة على مقياس ريختر الساعة 19:36، مما تسبب في أضرار جسيمة للمدينة، ولكن كان هناك عدد قليل من الضحايا. وللأسف، يظل هذا المثال واحدًا من الأمثلة القليلة جدًا حتى الآن.

تؤدي الضغوط المتراكمة في سمك الأرض إلى تغيرات في خصائصها، وفي معظم الحالات يمكن "القبض عليها" بواسطة الأدوات. والمئات من هذه التغيرات ـ التي يسميها علماء الزلازل إرهاصات ـ معروفة اليوم، ولائحتها تتزايد عاما بعد عام. تؤدي زيادة ضغوط الأرض إلى تغيير سرعة الموجات المرنة فيها، والتوصيل الكهربائي، ومستوى المياه الجوفية، وما إلى ذلك.

واحدة من العواقب النموذجية لزلزال مدمر. ويقدر الخبراء شدة الاهتزاز بحوالي 10 نقاط (على مقياس مكون من 12 نقطة).

المشكلة هي أن النذير متقلبة. إنهم يتصرفون بشكل مختلف في مناطق مختلفة، ويظهرون للباحثين في مجموعات مختلفة، وغريبة في بعض الأحيان. من أجل تجميع "الفسيفساء" بثقة، تحتاج إلى معرفة القواعد الخاصة بتكوينها، لكن ليس لدينا معلومات كاملة وليس حقيقة أنه سيكون هناك واحدة في يوم من الأيام.

أظهرت الدراسات التي أجريت في الخمسينيات والسبعينيات من القرن الماضي وجود علاقة بين محتوى غاز الرادون في المياه الجوفية في منطقة طشقند والنشاط الزلزالي. تغير محتوى الرادون قبل وقوع الزلازل في نطاق يصل إلى 100 كيلومتر قبل 7 إلى 9 أيام من الصدمة، حيث زاد أولاً إلى الحد الأقصى (خمسة أيام)، ثم انخفض. لكن دراسات مماثلة في قيرغيزستان وتيان شان لم تظهر وجود علاقة مستقرة.

تؤدي التشوهات المرنة في القشرة الأرضية إلى تغير سريع نسبيًا (أشهر وسنوات) في ارتفاع المنطقة. لقد تم "اكتشاف" هذه التغييرات لفترة طويلة وبشكل موثوق. في أوائل السبعينيات، حدد الخبراء الأمريكيون ارتفاعًا سطحيًا بالقرب من مدينة بالمديل في كاليفورنيا، يقف مباشرة على صدع سان أندرياس، والذي تدين له الولاية بسمعتها كمكان مضطرب زلزاليًا. تم إنفاق جهد كبير وأموال ومعدات لمحاولة تتبع تطور الأحداث والتحذير في الوقت المناسب. وبحلول منتصف السبعينيات، ارتفع ارتفاع السطح إلى 35 سم، كما لوحظ انخفاض في سرعة الموجات المرنة في سمك الأرض. استمرت ملاحظات النذير لسنوات عديدة، وكلفت الكثير من الدولارات، ولكن... لم تحدث كارثة، وعادت حالة المنطقة تدريجياً إلى وضعها الطبيعي.

وفي السنوات الأخيرة، ظهرت أساليب جديدة للتنبؤ فيما يتعلق بدراسة النشاط الزلزالي على المستوى العالمي. وعلى وجه الخصوص، أفاد علماء الزلازل في كامتشاتكا، الذين يعتبرون تقليديا "في طليعة" العلوم، عن نجاحات تنبؤية. لكن الموقف تجاه التنبؤ بالعالم العلمي ككل سيظل من الأصح وصفه بأنه شك حذر.

تنتمي 20٪ من أراضي روسيا إلى مناطق نشطة زلزاليًا (بما في ذلك 5٪ من الأراضي معرضة لزلازل خطيرة للغاية بقوة 8-10 درجات).

خلال ربع القرن الماضي، وقع في روسيا حوالي 30 زلزالا كبيرا، أي بقوة أكثر من سبعة على مقياس ريختر. يعيش 20 مليون شخص في مناطق الزلازل المدمرة المحتملة في روسيا.

يعاني سكان منطقة الشرق الأقصى من روسيا أكثر من غيرهم من الزلازل والتسونامي. يقع ساحل المحيط الهادئ لروسيا في واحدة من أكثر المناطق "سخونة" في "حلقة النار". هنا، في منطقة الانتقال من القارة الآسيوية إلى المحيط الهادئ وتقاطع الأقواس البركانية لجزيرة كوريل كامتشاتكا وجزيرة ألوشيان، يحدث أكثر من ثلث الزلازل في روسيا، وهناك 30 بركانًا نشطًا، بما في ذلك البراكين العملاقة مثل كليوتشيفسكايا سوبكا وشيفيلوتش. لديها أعلى كثافة لتوزيع البراكين النشطة على الأرض: لكل 20 كيلومترًا من الخط الساحلي يوجد بركان واحد. تحدث الزلازل هنا في كثير من الأحيان لا تقل عن اليابان أو تشيلي. عادةً ما يحصي علماء الزلازل ما لا يقل عن 300 زلزال كبير سنويًا. على خريطة تقسيم المناطق الزلزالية في روسيا، تنتمي مناطق كامتشاتكا وسخالين وجزر الكوريل إلى ما يسمى بمنطقة الثماني والتسع نقاط. وهذا يعني أن شدة الاهتزاز في هذه المناطق يمكن أن تصل إلى 8 وحتى 9 نقاط. وقد يؤدي الدمار أيضًا. وقع الزلزال الأكثر تدميرا بقوة 9.0 درجة على مقياس ريختر في جزيرة سخالين في 27 مايو 1995. توفي حوالي 3 آلاف شخص، ودمرت مدينة نفتيجورسك، الواقعة على بعد 30 كيلومترًا من مركز الزلزال، بالكامل تقريبًا.

وتشمل المناطق النشطة زلزاليا في روسيا أيضا شرق سيبيريا، حيث تتميز مناطق 7-9 نقاط في منطقة بايكال ومنطقة إيركوتسك وجمهورية بوريات.

ياقوتيا، التي تمر عبرها حدود الصفائح الأوروبية الآسيوية وأمريكا الشمالية، لا تعتبر منطقة نشطة زلزاليًا فحسب، بل هي أيضًا حاملة للأرقام القياسية: غالبًا ما تحدث هنا زلازل بمراكز مركزها شمال 70 درجة شمالًا. كما يعلم علماء الزلازل، فإن الجزء الأكبر من الزلازل على الأرض يحدث بالقرب من خط الاستواء وفي خطوط العرض الوسطى، وفي خطوط العرض العليا يتم تسجيل مثل هذه الأحداث نادرًا للغاية. على سبيل المثال، في شبه جزيرة كولا، تم اكتشاف العديد من الآثار المختلفة للزلازل عالية الطاقة - معظمها قديم جدًا. تتشابه أشكال التضاريس الزلزالية المكتشفة في شبه جزيرة كولا مع تلك التي لوحظت في مناطق الزلازل بقوة 9-10 نقاط.

تشمل المناطق النشطة زلزاليًا الأخرى في روسيا منطقة القوقاز، ونتوءات جبال الكاربات، وسواحل البحر الأسود وبحر قزوين. وتشهد هذه المناطق زلازل بقوة 4-5 درجات. ومع ذلك، خلال الفترة التاريخية، تم تسجيل الزلازل الكارثية هنا أيضًا بقوة تزيد عن 8.0 درجة. كما تم العثور على آثار تسونامي على ساحل البحر الأسود.

ومع ذلك، يمكن أن تحدث الزلازل أيضًا في المناطق التي لا يمكن وصفها بأنها نشطة زلزاليًا. في 21 سبتمبر 2004، تم تسجيل سلسلتين من الهزات بقوة 4-5 نقاط في كالينينغراد. وكان مركز الزلزال على بعد 40 كيلومترا جنوب شرق كالينينجراد بالقرب من الحدود الروسية البولندية. وفقا لخرائط التقسيم الزلزالي العام للأراضي الروسية، تنتمي منطقة كالينينغراد إلى منطقة آمنة من الزلازل. وهنا يبلغ احتمال تجاوز شدة هذه الهزات حوالي 1٪ خلال 50 عامًا.

حتى سكان موسكو وسانت بطرسبرغ والمدن الأخرى الواقعة على المنصة الروسية لديهم سبب للقلق. على أراضي موسكو ومنطقة موسكو، حدثت آخر هذه الأحداث الزلزالية بقوة 3-4 درجات في 4 مارس 1977، في ليالي 30-31 أغسطس 1986 و5 مايو 1990. وقد لوحظت أقوى الهزات الزلزالية المعروفة في موسكو، بقوة تزيد عن 4 نقاط، في 4 أكتوبر 1802 و10 نوفمبر 1940. كانت هذه "أصداء" زلازل أكبر في منطقة الكاربات الشرقية.

أهلاً بكم! مرحبًا بكم في صفحات مدونتي الخاصة بالأمن. اسمي فلاديمير رايتشيف واليوم قررت أن أخبركم ما هي نذير الزلازل الموجودة. وأتساءل لماذا يقع الكثير من الناس ضحايا للزلازل؟ ألا يمكن التنبؤ بها؟

لقد سألني طلابي مؤخرًا هذا السؤال. السؤال، بالطبع، ليس سؤالًا خاملًا؛ فأنا شخصيًا أجده مثيرًا للاهتمام. قرأت في كتاب مدرسي عن سلامة الحياة أن هناك عدة أنواع من التنبؤ بالزلازل:

1. طويل الأمد. إحصائيات بسيطة، إذا قمت بتحليل الزلازل على الأحزمة الزلزالية، يمكنك التعرف على نمط معين في حدوث الزلازل. مع وجود خطأ لعدة مئات من السنين، ولكن هل سيساعدنا هذا حقًا؟
2. مصطلح متوسط. تتم دراسة تكوين التربة (أثناء الزلازل يتغير) ومع وجود خطأ لعدة عقود يمكن افتراض حدوث زلزال. هل أصبح الأمر أسهل؟ أنا لا أعتقد ذلك.
3. قصير. يتضمن هذا النوع من التنبؤات تتبع النشاط الزلزالي ويسمح لك بالتقاط الاهتزازات الأولية لسطح الأرض. هل تعتقد أن هذه التوقعات سوف تساعدنا؟

ومع ذلك، فإن تطوير هذه المشكلة أمر صعب للغاية. ربما لا يواجه أي علم مثل هذه الصعوبات التي يواجهها علم الزلازل. إذا تمكن خبراء الأرصاد الجوية، عند التنبؤ بالطقس، من مراقبة حالة الكتل الهوائية بشكل مباشر: درجة الحرارة والرطوبة وسرعة الرياح، فإن أحشاء الأرض لا يمكن الوصول إليها للملاحظات المباشرة إلا من خلال الآبار.

وأعمق الآبار لا يصل حتى إلى 10 كيلومترات، بينما تحدث الزلازل على عمق 700 كيلومتر. يمكن للعمليات المرتبطة بحدوث الزلازل أن تصل إلى أعماق أكبر.

تغيير موقع الخط الساحلي كعلامة على وقوع زلزال وشيك

ومع ذلك، فإن محاولات تحديد العوامل التي تسبق الزلازل، على الرغم من بطئها، لا تزال تؤدي إلى نتائج إيجابية. يبدو أن التغيير في موقع الخط الساحلي بالنسبة لمستوى المحيط يمكن أن يكون بمثابة نذير للزلازل.

ومع ذلك، في العديد من البلدان، في ظل نفس الظروف، لم يتم ملاحظة الزلازل، والعكس صحيح - عندما كان موقف الساحل مستقرا، حدثت الزلازل. ويبدو أن هذا يرجع إلى الاختلاف في التركيب الجيولوجي للأرض.

وبالتالي، لا يمكن أن تكون هذه الميزة عالمية للتنبؤ بالزلازل. ولكن تجدر الإشارة إلى أن التغير في ارتفاع الخط الساحلي كان بمثابة الدافع لإجراء ملاحظات خاصة لتشوهات القشرة الأرضية باستخدام المسوحات الجيوديسية والأدوات الخاصة.

تعد التغيرات في التوصيل الكهربائي للصخور مؤشرًا آخر على حدوث زلزال وشيك

يمكن استخدام التغيرات في سرعة انتشار الاهتزازات المرنة والمقاومة الكهربائية والخواص المغناطيسية لقشرة الأرض كسلائف للزلازل. وهكذا، ففي مناطق آسيا الوسطى، عند دراسة التوصيل الكهربائي للصخور، اكتشف أن بعض الزلازل يسبقها تغير في التوصيل الكهربائي.

أثناء الزلازل القوية، يتم إطلاق طاقة هائلة من أعماق الأرض. من الصعب الاعتراف بأن عملية تراكم الطاقة الهائلة قبل تمزق القشرة الأرضية، أي الزلزال، تتم بمهارة. ربما، مع مرور الوقت، بمساعدة المعدات الجيوفيزيائية الأكثر تقدما، فإن ملاحظات هذه العمليات ستجعل من الممكن التنبؤ بدقة بالزلازل.

إن تطور التكنولوجيا الحديثة، التي تتيح الآن استخدام أشعة الليزر لإجراء قياسات جيوديسية أكثر دقة، وتكنولوجيا الكمبيوتر الإلكترونية لمعالجة المعلومات من عمليات رصد الزلازل، والأدوات الحديثة فائقة الحساسية، تفتح آفاقًا كبيرة لعلم الزلازل.

يعد إطلاق الرادون وسلوك الحيوانات من العلامات التحذيرية للهزات القادمة

اكتشف العلماء أنه قبل الهزات الأرضية، يتغير محتوى غاز الرادون في القشرة الأرضية. ويبدو أن هذا يحدث بسبب ضغط صخور الأرض مما يؤدي إلى نزوح الغاز من أعماق كبيرة. وقد لوحظت هذه الظاهرة خلال الصدمات الزلزالية المتكررة.

من الواضح أن ضغط الصخور الأرضية يمكن أن يفسر ظاهرة أخرى، على عكس تلك المذكورة، أدت إلى ظهور العديد من الأساطير. في اليابان، لوحظ أن الأسماك الصغيرة من نوع معين تنتقل إلى سطح المحيط قبل وقوع الزلزال.

ويعتقد أن الحيوانات في بعض الحالات تستشعر اقتراب الزلازل. ومع ذلك، فمن الصعب عمليا استخدام هذه الظواهر كنذير، لأن مقارنة سلوك الحيوان في المواقف الطبيعية وقبل أن يبدأ الزلزال عندما يكون قد حدث بالفعل. يؤدي هذا أحيانًا إلى إصدار أحكام مختلفة لا أساس لها من الصحة.

يتم تنفيذ العمل المتعلق بالبحث عن نذير الزلازل في اتجاهات مختلفة. ولوحظ أن إنشاء خزانات كبيرة في محطات الطاقة الكهرومائية في بعض المناطق النشطة زلزاليا في الولايات المتحدة الأمريكية وإسبانيا يساهم في زيادة الزلازل.

اقترحت لجنة دولية تم إنشاؤها خصيصًا لدراسة تأثير الخزانات الكبيرة على النشاط الزلزالي أن تغلغل المياه في الصخور يقلل من قوتها، مما قد يسبب زلزالًا.

لقد أظهرت التجربة أن العمل على البحث عن نذير الزلازل يتطلب تعاونًا أوثق بين العلماء. لقد دخل تطور مشكلة التنبؤ بالزلازل مرحلة جديدة من الأبحاث الأساسية التي تعتمد على الوسائل التقنية الحديثة، وهناك كل الأسباب التي تجعلنا نأمل في حل هذه المشكلة.

أنصحك بقراءة مقالاتي عن الزلازل، على سبيل المثال، حول زلزال ميسينا في إيطاليا، أو أقوى الزلازل في تاريخ البشرية.

كما ترون أيها الأصدقاء، فإن التنبؤ بحدوث زلزال هو مهمة صعبة للغاية وليس من الممكن دائمًا إنجازها. وبهذا أقول لك وداعا. لا تنس الاشتراك في مدونة الأخبار لتكون من أول من يعلم متى يتم إصدار المقالات الجديدة. شارك المقال مع أصدقائك على شبكات التواصل الاجتماعي، فهو شيء صغير بالنسبة لك، لكنه لطيف بالنسبة لي. أتمنى لك كل التوفيق، وداعا.

هل من الممكن التنبؤ بالزلزال؟ على مدى القرون الماضية، تم اقتراح العديد من طرق التنبؤ - من مراعاة الظروف الجوية النموذجية للزلازل، إلى مراقبة موقع الأجرام السماوية والشذوذات في سلوك الحيوانات. معظم المحاولات للتنبؤ بالزلازل باءت بالفشل.

منذ أوائل الستينيات، اتخذت الأبحاث العلمية حول التنبؤ بالزلازل نطاقًا غير مسبوق، خاصة في اليابان والاتحاد السوفييتي والصين والولايات المتحدة الأمريكية. هدفهم هو جعل التنبؤ بالزلازل موثوقًا على الأقل مثل التنبؤ بالطقس. وأشهرها التنبؤ بزمان ومكان حدوث الزلزال المدمر، وخاصة التنبؤات قصيرة المدى. ومع ذلك، هناك نوع آخر من توقعات الزلازل: وهو تقييم شدة الهزات الزلزالية المتوقعة في كل منطقة على حدة. يلعب هذا العامل دورًا رئيسيًا في اختيار المواقع لبناء الهياكل المهمة مثل السدود والمستشفيات والمفاعلات النووية، وفي النهاية، هو الأهم في تقليل المخاطر الزلزالية.

إن دراسة طبيعة النشاط الزلزالي على الأرض خلال فترة زمنية تاريخية مكنت من التنبؤ بتلك الأماكن التي قد تحدث فيها زلازل مدمرة في المستقبل. ومع ذلك، فإن تاريخ الزلازل الماضية لا يسمح بالتنبؤ بالوقت الدقيق للكارثة التالية. وحتى في الصين، حيث وقع ما بين 500 إلى 1000 زلزال مدمر على مدى 2700 عام الماضية، لم يكشف التحليل الإحصائي عن دورية واضحة لوقوع أكبر الزلازل، ولكنه أظهر أن الكوارث الكبرى يمكن فصلها بفترات طويلة من الصمت الزلزالي.

وفي اليابان، التي لديها أيضًا تاريخ طويل من الزلازل، تم إجراء أبحاث مكثفة حول التنبؤ بالزلازل منذ عام 1962، لكنها لم تحقق أي نجاح حتى الآن. أدى البرنامج الياباني، الذي يجمع جهود المئات من علماء الزلازل والجيوفيزياء والمساحين، إلى تلقي كمية هائلة من المعلومات المتنوعة وجعل من الممكن تحديد العديد من علامات وقوع زلزال وشيك. واحدة من أبرز سلائف الزلازل التي تمت دراستها حتى الآن هي الظواهر التي لوحظت على الساحل الغربي لجزيرة هونشو اليابانية. أظهرت القياسات الجيوديسية التي أجريت هناك أنه في محيط مدينة نيغاتا كان هناك ارتفاع وانخفاض مستمر في الخط الساحلي لمدة 60 عامًا تقريبًا. وفي أواخر الخمسينيات، انخفض معدل هذه العملية؛ ثم أثناء الزلزال. نيغاتا في 16 يونيو 1964، في الجزء الشمالي من هذه المنطقة (بالقرب من مركز الزلزال)، لوحظ هبوط حاد يزيد عن 20 سم. ولم يتم توضيح طبيعة توزيع الحركات العمودية الموضحة في الرسوم البيانية إلا بعد وقوع الزلزال. ولكن في حالة حدوث مثل هذه التغييرات الكبيرة في الارتفاع مرة أخرى، فإن هذا سيكون بلا شك بمثابة بعض الحذر. وفي وقت لاحق في اليابان، تم إجراء دراسة خاصة لدورات الزلازل التاريخية في محيط طوكيو، كما تم إجراء قياسات محلية لتشوه القشرة الأرضية الحديثة وتكرار الزلازل. وقد دفعت النتائج بعض علماء الزلازل اليابانيين إلى اقتراح أنه من غير المتوقع حاليًا تكرار زلزال كانتو الكبير (1923)، ولكن لا يمكن استبعاد حدوث زلازل في المناطق المجاورة.

منذ بداية هذا القرن، إن لم يكن قبل ذلك، تم وضع افتراضات حول أنواع مختلفة من "آليات الزناد" القادرة على التسبب في الحركة الأولية لمصدر الزلزال. ومن بين الافتراضات الأكثر خطورة دور الظروف الجوية القاسية، والانفجارات البركانية، وجاذبية القمر والشمس والكواكب. وقد تم تحليل العديد من كتالوجات الزلازل، بما في ذلك قوائم شاملة جدًا لكاليفورنيا، للعثور على مثل هذه التأثيرات، ولكن لم يتم الحصول على نتائج نهائية. على سبيل المثال، يُقترح أنه بما أن الكواكب تجد نفسها كل 179 عامًا تقريبًا في خط واحد تقريبًا، فإن الجذب الإضافي الناتج يسبب زيادة حادة في النشاط الزلزالي. لم ينتج صدع سان أندرياس في جنوب كاليفورنيا صدمات زلزالية مدمرة منذ زلزال فورت تيجون في عام 1857، لذا فإن تأثير هذا الزناد "الكواكبي" على الصدع المذكور في عام 1982 يعتبر محتملًا بشكل خاص. ومن حسن حظ كاليفورنيا أن هذه الحجة معيبة إلى حد خطير. أولاً، تُظهر كتالوجات الزلازل العالمية أنه في الحلقات السابقة لمثل هذا الترتيب للكواكب: في الأعوام 1803 و1624 و1445، لم تتم ملاحظة أي زيادة في النشاط الزلزالي. ثانيًا، الجذب الإضافي للكواكب الصغيرة أو البعيدة نسبيًا لا يكاد يذكر مقارنة بالتفاعل بين الأرض والشمس. وهذا يعني أنه بالإضافة إلى فترة الـ 179 عامًا، يجب علينا أيضًا النظر في إمكانية وجود العديد من الدوريات الأخرى المرتبطة بالعمل المشترك لأكبر الأجرام السماوية.

لتوفير توقعات موثوقة، مثل التنبؤ بمراحل القمر أو نتيجة التفاعل الكيميائي، عادة ما يكون من الضروري وجود أساس نظري قوي. لسوء الحظ، في الوقت الحاضر لا توجد نظرية محددة بدقة لأصل الزلازل. ومع ذلك، استنادًا إلى معرفتنا الحالية، وإن كانت محدودة، بمكان ووقت حدوث الهزات الزلزالية، يمكننا إجراء تنبؤات تقريبية حول الموعد المتوقع لأكبر زلزال تالي على أي خطأ معروف. في الواقع، بعد زلزال عام 1906، ذكر جي إف ريد، باستخدام نظرية الارتداد المرن، أن الزلزال الكبير التالي في منطقة سان فرانسيسكو سيحدث خلال حوالي مائة عام.

حاليا، يتم تنفيذ الكثير من العمل التجريبي. تتم دراسة ظواهر مختلفة قد تكون نذيرًا أو "أعراضًا" لزلزال وشيك. ورغم أن المحاولات الرامية إلى إيجاد حل شامل للمشكلة تبدو مثيرة للإعجاب، فإنها لا توفر سبباً يذكر للتفاؤل: فمن غير المرجح أن يتم تنفيذ نظام التنبؤ عملياً في أغلب أنحاء العالم في المستقبل القريب. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأساليب التي تبدو الآن أكثر واعدة تتطلب معدات معقدة للغاية وجهدًا كبيرًا من العلماء. إن إنشاء شبكات من محطات التنبؤ في جميع المناطق ذات المخاطر الزلزالية العالية سيكون مكلفاً للغاية.

بالإضافة إلى ذلك، هناك معضلة كبرى ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتنبؤ بالزلازل. لنفترض أن بيانات قياس الزلازل تشير إلى حدوث زلزال بقوة معينة في منطقة معينة خلال فترة زمنية معينة. ويجب الافتراض أن هذه المنطقة كانت تعتبر في السابق منطقة زلزالية، وإلا لما أجريت عليها مثل هذه الدراسات. ويترتب على ذلك أنه إذا حدث زلزال بالفعل خلال الفترة المحددة، فقد يتبين أنه مجرد صدفة ولن يكون دليلاً قوياً على صحة الأساليب المستخدمة للتنبؤ ولن تؤدي إلى أخطاء في المستقبل. وبالطبع، إذا قمت بتنبؤ محدد ولم يحدث شيء، فسيتم اعتبار ذلك دليلاً على أن الطريقة غير موثوقة.

في الآونة الأخيرة، حدثت زيادة كبيرة في نشاط التنبؤ بالزلازل في كاليفورنيا؛ ونتيجة لذلك، في عام 1975، تم تشكيل مجلس علمي مهمته تقييم موثوقية التنبؤات لوكالة الاستجابة للطوارئ الحكومية.

تقرر أن تتضمن كل توقعات يتم أخذها في الاعتبار أربعة عناصر رئيسية: 1) الوقت الذي سيحدث فيه الحدث، 2) الموقع الذي سيحدث فيه، 3) حدود الحجم، 4) تقدير احتمال حدوثه. صدفة عشوائية، أي. أن الزلزال سيحدث دون أن يكون له علاقة بظواهر خضعت لدراسة خاصة.

ولا تكمن أهمية مثل هذا المجلس في أنه ينفذ مهمة السلطات المسؤولة عن ضمان الحد الأدنى من الخسائر أثناء الزلزال فحسب، بل تكمن أيضًا في أن الحذر الذي يمارسه مثل هذا المجلس مفيد للعلماء الذين يقومون بالتنبؤات، لأنه يوفر التحقق المستقل. على نطاق اجتماعي أوسع، تساعد هيئة المحلفين العلمية هذه في التخلص من التنبؤات التي لا أساس لها من الصحة لجميع أنواع العرافين، وأحيانًا الأشخاص عديمي الضمير الذين يسعون إلى الشهرة.

تخضع العواقب الاجتماعية والاقتصادية للتنبؤ بالزلزال لتفسيرات متضاربة. مع تقدم أبحاث الزلازل في مختلف البلدان، من المحتمل أن يتم إجراء العديد من التنبؤات حول الزلازل التي من المتوقع أن تحدث في مناطق المصدر المحتملة.

في الدول الغربية، تمت دراسة النتائج السلبية والإيجابية للتشخيص. على سبيل المثال، إذا كان من الممكن في مكان ما التنبؤ بثقة بوقت وقوع زلزال مدمر كبير قبل حوالي عام من التاريخ المتوقع ومن ثم تحسينه باستمرار، فإن عدد الضحايا وحتى حجم الأضرار المادية الناجمة عن هذا الزلزال سيكون ستنخفض بشكل كبير، ولكن العلاقات العامة في المنطقة سوف تتعطل وينهار الاقتصاد المحلي.

المثال الوحيد للزلزال الذي تم التنبؤ به بنجاح حتى الآن هو زلزال هايتشنغ عام 1975 في مقاطعة لياونينغ في الصين. في تلك السنوات، قبل وقت طويل من وقوع الزلزال، تم تنظيم شبكة من عمليات الرصد الجيولوجية والجيوفيزيائية وغيرها في الصين لرصد التغيرات في الحالة الفيزيائية لباطن الأرض، والمنحدرات السطحية، والنشاط الزلزالي، ومستويات المياه الجوفية ومحتوى الغازات المختلفة فيها. . وبناء على كافة المعطيات الواردة، تقرر إخلاء سكان المدينة. وبعد ساعات قليلة وجد نفسه تحت الأنقاض، لكن لم تقع إصابات تقريبًا.

وبالعودة إلى المهمة المعقدة للغاية المتمثلة في التنبؤ بالزلازل، نلاحظ أن العلماء في العديد من البلدان يواصلون البحث عن نذير الزلازل. اليوم يتم تقسيمهم إلى عدة مجموعات.

بادئ ذي بدء، هذه هي السلائف الزلزالية - زيادة في عدد الصدمات لزلزال كبير.

تشمل العلامات الجيوفيزيائية انخفاضًا في المقاومة الكهربائية للصخور، وتقلبات في معامل ناقل المجال المغناطيسي الإجمالي، وما إلى ذلك.

من بين السلائف الهيدروجيولوجية للزلزال انخفاض، ثم زيادة حادة في مستوى المياه الجوفية في الآبار والآبار، والتغير في درجة حرارة الماء، وزيادة محتوى الرادون وثاني أكسيد الكربون وبخار الزئبق.

وبالطبع سلوك الحيوان غير الطبيعي

كتاب عن الزلازل والظواهر الطبيعية المرتبطة بها. يتحدث عن سبب حدوث الزلازل. يتم توفير معلومات غير معروفة حول الكوارث الزلزالية في الماضي والحاضر. حول إنجازات علم الزلازل والدور الذي لعبته وتلعبه الزلازل في تاريخ البشرية.

* * *

الجزء التمهيدي المحدد من الكتاب الكوارث في الطبيعة: الزلازل (ب. س. كارييف)مقدمة من شريكنا في الكتاب - شركة لتر.

هل من الممكن التنبؤ بالزلازل؟

أنا لا أحب هذا الاهتمام المرضي بالتكهن. إنه يصرفنا عن الخطر المعروف بالفعل وعن التدابير المعروفة بالفعل التي ينبغي اتخاذها للقضاء على هذا الخطر. نحن نعرف أين تقع المناطق المعرضة للخطر وما هي الهياكل غير الآمنة في تلك المناطق.

تشارلز ريختر، 1960

لا يستطيع الشخص تجنب التهديد إلا إذا كان لديه معلومات عنه. تتيح لك المعرفة تجنب الأخطاء، لكن غيابها أو عدم الرغبة في تطبيقها يؤدي دائما إلى المآسي. في النهاية، كل الكوارث هي نتيجة لتصرفات معينة أو عدمها. وبهذا المعنى، فإن افتراض البراءة من الزلازل يبدو كما يلي: من الضروري البناء على أفضل وجه ممكن حيث لا توجد بيانات موثوقة لتقييم المخاطر الزلزالية.

أتاحت الملاحظات الآلية والأساليب الإحصائية والتحليل الزماني المكاني للنشاط الزلزالي إمكانية تجميع خرائط تنبؤية للمخاطر الزلزالية في جميع أنحاء العالم بحلول نهاية القرن العشرين. وهي تسلط الضوء على المناطق التي تختلف في درجة الخطر الزلزالي.

يتم إنشاء الخرائط باستخدام أساليب مختلفة، ولكنها في جوهرها تسعى إلى نفس الهدف - وهو التنبؤ بالتأثيرات الزلزالية في مكان معين مع بعض الاحتمالات. يتم تنظيم هذه المعلومات من خلال معايير البناء المقاومة للزلازل في العديد من البلدان. وهو ضروري لتصميم الهياكل الهندسية، والتخطيط لوضع المرافق الحيوية، والتخطيط الحضري، وما إلى ذلك. وقد تم إجراء التنبؤات الزلزالية لسنوات عديدة، مما أدى إلى إنقاذ آلاف الأرواح والحفاظ على أصول مادية كبيرة.

في الواقع، هذه توقعات مبنية على بيانات البحث العلمي. إنه مشابه للطرق المألوفة بالفعل لحماية الأشخاص في المواقف القصوى - من قوارب النجاة على متن السفن إلى الوسائد الهوائية في السيارات. إنها ليست حقيقة أنه ستكون هناك حاجة إليها على الإطلاق، لكن احتمالية المواقف المتطرفة لا تكون صفرًا أبدًا.

إن العواقب التي تصم الآذان للكوارث الزلزالية غير مقبولة نفسيا للبشرية الحديثة. لذلك، وفي أغلب الأحيان بعد الزلازل المدمرة، يتم طرح السؤال - لماذا من المستحيل التحذير من الزلازل القوية مقدما، على غرار كيفية إجراء التنبؤات الجوية؟

لقد أدت مجموعة متنوعة من التقارير حول نذير الزلازل منذ فترة طويلة إلى فكرة أنه من الممكن تمامًا التنبؤ بلحظة حدوث صدمة تحت الأرض قبل سنوات وأشهر وأيام وحتى ساعات. في الواقع، لهذا فمن الضروري حل العديد من المشاكل.

فهم آلية حدوث الزلازل، وتحديد العديد من السلائف الموثوقة، وإنشاء نظام لمراقبة منطقة الخطر وإنشاء خدمة لتنبيه السكان بشأن "الطقس الزلزالي". ومع ذلك، فقد مرت سنوات عديدة منذ طرح هذه المشكلة، ولكن لا توجد تقنية للتنبؤ بالزلازل، كما لا توجد تقنيات ناجحة، أي التنبؤ بالزلازل. تنبؤات دقيقة مكنت من إنقاذ الأرواح.

حماسة الخمسينيات من القرن الماضي، عندما بدا أنه يكفي فقط تحديد بعض المعلمات لمراقبة حالة منطقة التركيز وسيتم حل مشكلة التنبؤ في الوقت المناسب، تم استبدالها بالوعي بالواقع الحالي . النقطة هنا، بالطبع، ليست إحجام العلماء أو عدم قدرتهم على الحصول على نتائج محددة، ولكن الطبيعة المتعددة العوامل لظاهرة مثل الزلزال.

حتى من قائمة واحدة فقط من النذر المعروفة للضربات السرية، من الواضح أنه من الصعب جدًا "دمجها" في ضربة واحدة، لكن النتيجة الإلزامية مبكرة، أي. توقعات ساعات أو أيام. وفي الوقت نفسه، فإن أي محاولة للتنبؤ تكون مفيدة، لأنها تقرب النقطة الزمنية التي ستتخلص منها البشرية بطريقة أو بأخرى من التهديد الزلزالي.

ويعتقد أن لحظة حدوث الزلزال تسبقها مرحلة من التصدع الشديد في منطقة مصدره. وفي الوقت نفسه، تزداد شدة الضوضاء الزلزالية ويزداد عدد الزلازل الدقيقة. خارج منطقة التحضير لزلزال قوي، يكاد يكون من المستحيل اكتشاف هذه العلامات وتظهر حلقة مفرغة - يمكن العثور على نذير حيث ستحدث صدمة تحت الأرض، ولكن للقيام بذلك عليك أن تعرف أين سيحدث ذلك. وفي هذا الصدد، يؤدي البحث عن مؤشرات الزلازل إلى عدة مفارقات.

المفارقة الأولى. من المستحيل الحديث عن هذه الظاهرة كنذير، حيث لا يمكن تسميتها إلا بعد حدوث زلزال.

في الواقع، حتى التغييرات الحادة في المعلمة المرصودة قد لا تكون مرتبطة بعملية إعداد تأثير تحت الأرض، ولكنها تنشأ بسبب عوامل لا يمكن السيطرة عليها من قبل المراقب. فقط التكرار المنهجي لظاهرة أو أخرى ذات طبيعة أصل مفهومة يمكن أن يسمى نذير الزلزال.

المفارقة الثانية. بالنسبة للغالبية العظمى من الزلازل، لا توجد تقارير عن حدوثها، لكن هذا لا يعني أنها لم تحدث على الإطلاق.

ويمكن القول أن المعلومات المتعلقة بالسلائف متاحة فقط لجزء صغير جدًا من الزلازل التي حدثت على الكوكب. لكن هذا يعني شيئًا واحدًا فقط - تتوفر المعلومات حول النذير حيث توجد أنظمة مراقبة أو حيث ينتبه الناس إليها.

كقاعدة عامة، لا توجد أنظمة خاصة لتسجيل السلائف. ما لدينا اليوم يأتي من أنظمة المراقبة المصممة لأغراض أخرى. يمكن أن تكون هذه أجهزة استشعار لقياس مستويات المياه في الآبار، أو أدوات لقياس حجم إنتاج النفط، أو أي نظام مراقبة صناعي حساس للغاية يعمل منذ سنوات عديدة. مماثلة لتلك المستخدمة للتحكم في نظام المياه الجوفية في المناطق الحضرية أو الصناعية. القياسات الجيوفيزيائية والجيوديسية التي يتم إجراؤها لأغراض رسم الخرائط أو مد اتصالات النقل أو الجسور المختلفة وما إلى ذلك.

على سبيل المثال، في منطقة عشق أباد، قبل زلزال عام 1948، تم إجراء التسوية لرسم الخرائط على طول ملف تعريف كراسنوفودسك - عشق أباد - تيدجين في عام 1944. وبمقارنتها بنتائج القياسات التي تم إجراؤها بعد الزلزال بأربع سنوات، تبين أن تغيرات كبيرة في سطح الأرض حدثت في منطقة عشق أباد بين عامي 1944 و1952. علاوة على ذلك، تم إجراء تغييرات مماثلة في منطقة مصدر زلزال كازانجيك المدمر عام 1946، والذي وقع في نفس المنطقة. صحيح أن السؤال المنفصل هو ما إذا كانت قد نشأت قبل الزلازل أم بعدها؟ وهذا يسلط الضوء مرة أخرى على صعوبة اكتشاف السلائف والقدرات المحدودة للباحثين.

المفارقة الثالثة. من أجل مراقبة السلائف، من الضروري معرفة أين ومتى سيحدث الزلزال، ومن أجل معرفة أين سيحدث بالتأكيد، من الضروري الكشف عن الظواهر التي تنذر به.

بمعنى آخر، لا يمكن ملاحظة الأسلاف إلا في أماكن حدوث الزلازل، وليس في الأماكن التي توجد فيها المعدات أو العلماء.

تاريخيا، في المرحلة الأولى، تم إنشاء مراصد زلزالية حيث كان الباحثون مناسبين للعيش والعمل. وكان هذا النهج مبررا لأنه جعل من الممكن تكوين فكرة عامة عن الزلازل وبنية باطن الأرض. وفي وقت لاحق فقط، ومن أجل الحصول على صورة مفصلة للعمليات التي تحدث في المناطق البؤرية، بدأ وضع نقاط المراقبة بالقرب من الأماكن التي تحدث أو حدثت فيها الزلازل.

لا يجب أن تكون أدوات البحث عن السلائف موجودة في منطقة الزلزال المستقبلي فحسب، بل يجب عليها أيضًا تنفيذ ما يسمى. ملاحظات الخلفية قبل وقت طويل من ذلك. لن يكون من الممكن بأي طريقة أخرى إثبات أن هذه الظاهرة أو تلك هي نذير حقًا. وتكمن صعوبة البحث عنها في أن معظم مصادر الزلازل القوية تقع تحت قاع البحر وفي أماكن صحراوية، حيث لا يتم إجراء أي ملاحظات علمية، وفي كثير من الأحيان لا يوجد أشخاص أنفسهم.

وبطبيعة الحال، يمكن أن يصاحب التأثير المسبق أيضًا الزلازل الضعيفة، والتي تحدث في كثير من الأحيان أكثر من الزلازل القوية. ومع ذلك، يُعتقد أنه كلما زادت طاقة الزلزال، كلما ظهرت السلائف أكثر تباينًا وعلى مساحة أكبر. وبالتالي، فإن تحديد الأنماط التنبؤية من الزلازل الضعيفة أمر صعب من الناحية الفنية، إن لم يكن مستحيلا.

المعدات الجيوفيزيائية والجيوديسية والأنواع الأخرى من الأدوات المستخدمة اليوم، كقاعدة عامة، ليست مصممة للبحث عن نذير الزلازل. بالإضافة إلى ذلك، يتم تثبيت الأجهزة في ظروف مختلفة مع أوضاع تشغيل مختلفة. وبناء على ذلك، فإن البيانات التي تم الحصول عليها غالبا ما تكون غير قابلة للمقارنة في مناطق مختلفة من العالم، وتترك الحالات الشاذة المكتشفة مجالا واسعا للتكهنات حول ارتباطها المحتمل بعملية التحضير للزلزال.

التغييرات في ارتفاعات المعايير على طول خط التسوية المتكرر كراسنوفودسك - عشق أباد - تيدجين لعام 1944 (1) و 1952 (2) (كوليباييف، 1962؛ روستانوفيتش، 1961).

في تلك الحالات التي كان من الممكن فيها ملاحظة ظواهر مماثلة قبل الزلازل، اتضح أنها تتصرف بشكل مختلف. في بعض الحالات، يمكن ملاحظة زيادة في معدل تدفق ودرجة حرارة المياه في المصادر قبل وقوع الزلزال. في حالات أخرى، تتصرف هذه المعلمات نفسها في الاتجاه المعاكس - تجف الآبار أو تنخفض درجة حرارة الماء فيها. إذا تم تسجيل الميل السريع لسطح الأرض أو الانحرافات الشديدة للغازات تحت الأرض (الرادون وغيره) قبل بعض الزلازل، فقبل الزلازل الأخرى لم يتم اكتشاف مثل هذه التغييرات، وما إلى ذلك.

إن عدم تناسق الظواهر التي تنذر بحدوث زلزال قوي يكون ملفتًا للنظر بشكل خاص عند تحليل البيانات المتعلقة بالزلازل الضعيفة أو الخلفية. خلال بعض الزلازل، يحدث تكثيف ملحوظ للنشاط الزلزالي، ويمكن ترجمة الصدمة الرئيسية إلى سلسلة من الزلازل الصغيرة - الصدمات. في حالات أخرى، يحدث زلزال قوي حرفيا من العدم، حيث لم يكن هناك نشاط زلزالي ملحوظ لفترة طويلة، ما يسمى. الفجوات الزلزالية.

وفي الوقت نفسه، فإن جميع السلائف المكتشفة لها خاصية مشتركة واحدة. لم تكن هناك أبدًا فترة كافية من المراقبة في المكان الذي تم اكتشافهم فيه حتى يتم التعرف عليهم بشكل لا لبس فيه على هذا النحو. بشكل عام، ظهرت في البداية مشكلة الحصول على سلسلة طويلة ومستمرة من الملاحظات ولا تزال موجودة في علم الزلازل.

في الواقع، لن يتولى أي طبيب اليوم علاج مريض (نستبعد الحالات القصوى) دون تاريخه الطبي واختباراته. كل شيء هنا واضح ولا يحتاج إلى شرح. يمكننا القول أن الجميع قد اختبروا هذا بأنفسهم. من الصعب إلى حد ما تفسير سبب الحاجة إلى عمليات المراقبة المستمرة وما قبل التاريخ للتنبؤ بالزلازل.

تعتمد أنظمة التحكم في الحوادث والوقاية منها على مبدأ الحدود المعطاة أو المعروفة مسبقًا التي تميز حالتها الطبيعية. وهي تعتمد على معلمات التشغيل الخاصة بنظام أو جهاز يتم تحديدها من خلال نتائج الاختبار، والتي يعتبر الانحراف عنها حالة طارئة. من الصعب وصف الزلازل التي تنشأ بسبب الحركات التكتونية باستخدام أي مجموعة واحدة من المعايير القياسية. وتقع بؤرها في أعماق لا يمكن الوصول إليها بالأدوات الحديثة، حيث تكون خصائص المادة غير معروفة على وجه التحديد.

على سبيل المثال، يمكن اكتشاف الرواسب المعدنية في أعماق باطن الأرض بفضل الطرق البعيدة لتغيير الخصائص الزلزالية للبيئة وتأكيدها من خلال نتائج الحفر. من المستحيل القيام بذلك فيما يتعلق بالمصدر المستقبلي للزلزال.

التغيرات في مستويات الرادون قبل الزلزال الياباني (كوبي، 1995).

إذا حاولت تحديد الشذوذ الذي يعد نذيرًا لزلزال يقترب عند مستوى الماء في البئر، فأنت بحاجة أولاً إلى حفر بئر وبالتالي إحداث اضطراب في التوازن الطبيعي لعواقب غير معروفة. ثم من الضروري إجراء ملاحظات طويلة المدى لمستوى المياه فيه، وإذا تم تسجيل التغييرات، تحديد طبيعة أصلها. في الوقت نفسه، ستبقى الشكوك دائمًا حول ما إذا كان البئر قد تم حفره في المكان المناسب أو ما إذا كانت التغييرات التي لوحظت فيه مرتبطة على وجه التحديد بالتحضير للزلزال، وليس بعوامل طبيعية أخرى. لماذا يحدث هذا؟

أولا، الحكمة الشعبية "لو كنت أعلم أين ستقع لنثرت عليك بعض القش"إن تجسيد المفارقة اليومية يصبح مفارقة مراقبة النذر والميزانيات العلمية.

إذا كانت لديك فكرة عن المكان المتوقع لحدوث زلزال، فيمكن وضع أجهزة استشعار مسبقًا لتسجيل العمليات الجيوفيزيائية سريعة الحركة. ومع ذلك، يمكن القيام بذلك في حالات نادرة للغاية، ولا تتاح للباحثين دائمًا الفرصة لإجراء مثل هذه الدراسات. لقد اتضح أنه من المكلف وغير المربح اقتصاديًا إجراء عمليات رصد طويلة المدى (على الأرجح لعقود) للحقول الجيوفيزيائية في مكان ما في تيان شان أو جبال الهيمالايا أو جبال الأنديز لمجرد التقاط إشارة مهمة للتحضير لزلزال، والذي في في حد ذاته قد لا يسبب ضررا كبيرا للناس. ومع ذلك، فمن غير المرجح أن يكون من الممكن فهم طبيعة السلائف بأي طريقة أخرى.

ثانيا، حتى لو كان مصدر الزلزال يقع بالقرب من مدينة كبيرة مزودة بنظام مراقبة مناسب، فقد لا يتم الحصول على نتيجة جيدة هنا. يُحدث النشاط الحيوي للمدينة اضطرابات كبيرة في الحالة الطبيعية للبيئة الطبيعية، والتي من الصعب جدًا على خلفيتها تحديد علامات اقتراب الزلزال.

ثالثا، على النقيض من تسجيل الاهتزازات الزلزالية، فإن المنطقة المحورية لأنواع أخرى من الملاحظات - الجيوفيزيائية والجيوديسية والهيدرولوجية، وما إلى ذلك، لا تحتوي على معلمات بيئية محددة لتحديد فترة الإنذار. ولذلك، لاستخلاص استنتاجات حول حالتها الطبيعية أو الشاذة، فمن الضروري إجراء ملاحظات طويلة المدى.

ترتبط المرحلة الحديثة لأبحاث الزلازل إلى حد كبير بالحوسبة، مما أدى إلى إزالة العبء الثقيل المتمثل في المعالجة اليدوية لسجلات وبيانات الزلازل. لقد أتاحت أجهزة الكمبيوتر إمكانية جمع ومعالجة ونقل كميات كبيرة من المعلومات بسرعة، واستخدام أساليب لنمذجة المواقف لتحديد فترة مثيرة للقلق.

ربما سيتغير الوضع مع ظهور الذكاء الاصطناعي (AI). ومع ذلك، سيحتاج أيضًا إلى بيانات موثوقة، والتي بدون حدس بشري، سيكون من الصعب عليه التوصل إلى استنتاجات صحيحة. تتزايد قوة أنظمة الكمبيوتر كل عام، وظهرت أنظمة المراقبة البيئية العالمية، مما يزيد من كفاءة البحث عن الظواهر المتعلقة بالتحضير للزلازل.

التغيرات في مستوى الضوضاء عالية التردد قبل وقوع زلزال ملحوظ في منطقة عشق أباد، 1982 (كارييف، 1985).

في الثلاثينيات من القرن الماضي، لاحظ عالم الرياضيات الأمريكي جون فون نيومان، وهو يناقش احتمالات استخدام الأساليب الحسابية للتنبؤ بالطقس، ما يلي: "يتم تحديد المناخ من خلال عمليات مستقرة وغير مستقرة، أي تلك التي تعتمد على اضطرابات صغيرة. سوف تسمح لنا أجهزة الكمبيوتر بحساب كل من الأول والثاني. وبعد ذلك سنكون قادرين على التنبؤ بكل شيء لا يمكننا التحكم فيه، والتحكم في كل شيء لا يمكننا التنبؤ به.

وفيما يتعلق بالطقس، تبين أن الكثير مما قيل كان صحيحا، ولكن في توقعات الزلزال تبين أن كل شيء كان خاطئا. ومع ذلك، فقد تم بالفعل تصنيف السلائف المعروفة اليوم. لقد اتضح، مرة أخرى بأثر رجعي، أنها جميعًا تظهر نفسها بشكل مختلف في ظروف مختلفة، ولكنها ترتبط بشكل أساسي بالسمات الجيولوجية والجيوفيزيائية للبنية الداخلية للأرض في مكان أو آخر. لذلك، وفي الإشادة بحالة دراسة نذير الزلازل، أشار عالم الزلازل الياباني كييتشي كاساهارا منذ سنوات عديدة إلى ما يلي: "لا يزال البحث العلمي حول التنبؤ في مرحلة تلعب فيها التجريبية دورًا مهمًا. ولذلك، فإن توثيق الأحداث التي وقعت بالفعل أمر مهم بالنسبة لنا.

هناك سؤال منفصل يتعلق بمسؤولية العلماء وغير العلماء عن التنبؤات الخاطئة أو غير الموثوقة، وبشكل أكثر دقة، عن التنبؤات بالزلازل وغيرها من تقلبات الطبيعة. وكقاعدة عامة، من الممكن أن تؤدي مثل هذه التنبؤات إلى عواقب اقتصادية، وفي كثير من الأحيان، إلى خسائر بشرية. والسبب الجذري لذلك معروف جيدا - فالذاكرة التاريخية للناس من المعاناة والمحن، والتي تغذيها التصريحات الدينية حول العقاب الحتمي للناس، وما إلى ذلك، تجعلهم عرضة بشكل خاص لمثل هذه الرسائل. وهذا جانب واحد من القضية.

والمشكلة الأخرى الأكثر خطورة تنطوي على تضليل السكان بشأن التهديد الحقيقي. هناك الكثير من الامثلة على هذا. من التقليل من مستوى الخطر في الوقت الذي يكون فيه حقيقيا تماما أثناء البناء، والتخطيط لتدابير الحماية، وما إلى ذلك. حدث هذا على أراضي الاتحاد السوفياتي السابق أكثر من مرة. وحالات تجاهل التهديد الحقيقي عديدة، سواء في البلدان المتقدمة اقتصادياً أو في البلدان الفقيرة. حدثت حالة إرشادية في مدينة لاكويلا الإيطالية.

في عام 2014، برأت محكمة الاستئناف في مدينة لاكويلا الإيطالية سبعة خبراء من لجنة تقييم المخاطر، سبق أن حكم عليهم بالسجن لمدة ست سنوات لارتكابهم خطأ في تقييم الوضع الزلزالي في المدينة في عام 2009. وقد تم رفع القضية لأن قدم حوالي ثلاثين من سكان المدينة طلبًا رسميًا إلى السلطات القضائية، ورأوا أنه كان يجب على العلماء تحذير المدينة من الخطر قبل أيام قليلة على الأقل.

وقع زلزال لاكويلا بقوة M = 6.3 على مقياس ريختر في 6 أبريل 2009 الساعة 3:32 صباحًا بالتوقيت المحلي. ووفقا للمعهد الوطني للجيوفيزياء وعلم البراكين في إيطاليا، فإن مركز الزلزال كان على عمق 8.8 كيلومترا، على بعد خمسة كيلومترات من وسط المدينة. وبلغ عدد القتلى حتى مساء 11 أبريل 2009 293 شخصًا، و10 أشخاص في عداد المفقودين، و29 ألف شخص أصبحوا بلا مأوى.

الخلفية هي هذه. لمدة ستة أشهر قبل وقوع الزلزال الكبير، شعرت المدينة بالزلازل الضعيفة. تم تسجيل نشاط زلزالي شاذ في محيط الزلزال المستقبلي. وقبل أسبوع من الهزة الرئيسية في 30 مارس/آذار، وقبلها مباشرة، حدثت هزتان أماميتان بلغت قوتهما حوالي أربع درجات على مقياس ريختر، على عمق ضحل للغاية - حوالي كيلومترين من سطح الأرض.

في 31 مارس/آذار، قبل ستة أيام من وقوع المأساة، اجتمعت خدمة الحماية العامة مع لجنة تقييم المخاطر المكونة من ستة علماء لتقييم احتمال وقوع زلزال كبير. وخلصت اللجنة إلى ذلك "لا يوجد سبب للاعتقاد بأن سلسلة من الزلازل الصغيرة هي مقدمة لحدث زلزالي كبير"و "وقوع زلزال كبير في هذه المنطقة أمر غير مرجح، على الرغم من أنه ليس مستحيلا."

ومع ذلك، وقع الزلزال، وأصبح ستة علماء، من بينهم رئيس المعهد الوطني للجيوفيزياء وعلم البراكين في روما، إنزو بوشي، متهمين في قضية القتل. من ناحية، هذه حالة غير نمطية عندما اتهم العلماء بارتكاب جريمة جنائية. في المقابل، السؤال هو أنه رغم كل المؤشرات الخطيرة، لم يحذر الخبراء السكان من احتمال وقوع زلزال.

لقد أظهرت الممارسة أن التهديد كان حقيقيًا وأن الأشخاص الذين اعتمدوا على مشاعرهم لم يتعرضوا للأذى. ومن ناحية أخرى، فإن فهم التهديد جعل من الممكن اتخاذ تدابير مسبقة لتحسين المقاومة الزلزالية للمباني وإعداد السكان لحالات الطوارئ. وبطبيعة الحال، هذا ليس شأن العلماء، بل هو أمر يخص المسؤولين على جميع المستويات، وبالتحديد في نظام الإدارة العامة، الذي من مهامه ضمان حماية مواطنيه. ويمكن العثور على مثال مماثل في اليابان.

زلزال كوبي هانشين العظيم وقع في 17 يناير 1995. وقبل وقوع الصدمة الرئيسية، سجل المرصد الزلزالي عدة هزات في منطقة مصدر الزلزال. قبل زلزال هانشين، لم تشهد منطقة المدينة زلزالًا كبيرًا منذ ما يقرب من 400 عام. وبعبارة أخرى، كانت هناك كل المتطلبات الأساسية لتقييم التهديد على أنه حقيقي واتخاذ التدابير اللازمة مقدما.

وكانت عواقب الزلزال وخيمة لأن المدينة وسكانها لم يكونوا مستعدين له. تم تحديد العوامل التي حددت حجم المأساة بأثر رجعي، ويبدو أنه تم استخلاص جميع الاستنتاجات اللازمة. ومع ذلك، فإن المأساة التالية في اليابان، وهي الزلزال الذي وقع قبالة الساحل الشرقي لهونشو في الحادي عشر من مارس/آذار 2011، أظهرت عجزاً آخر من جانب السلطات عن تقييم المخاطر الطبيعية بشكل صحيح. ليس فقط من حيث التدابير الوقائية، ولكن أيضًا في نمذجة حالات الفشل في نظام التحكم وضمان سلامة وحدات البنية التحتية الكبيرة ومحطات الطاقة النووية.

وفي عام 2013، أمرت المحكمة العليا في تشيلي حكومة البلاد بدفع تعويضات لأسرة ماريو أوفاندو، الذي توفي خلال كارثة تسونامي في فبراير 2010. ويبدو أن قرار المحكمة بتعويض الأقارب بمئة ألف دولار قد يمهد الطريق لمئات الشكاوى المماثلة. يمكننا أن نتفق مع حجج عائلة أوفاندو بأن وفاة ماريو كانت نتيجة إهمال السلطات التي أعلنت في تلك الليلة المشؤومة أنه لا يوجد أي خطر لحدوث تسونامي. وبعد وقت قصير من الرسالة الإذاعية، جرفت العناصر منزل ماريو أوفاندو في ميناء تالكاهوانو بجنوب البلاد. في المجموع، توفي حوالي 500 شخص بسبب الزلزال والتسونامي في تشيلي.

بمعنى آخر، التقارير الرسمية عن غياب الخطر، حتى لو كان موجوداً، تؤدي إلى المآسي. وتشمل الحالات المماثلة الأحداث التي وقعت في لاكويلا، وكوبي، وفاكوشيما. وهناك خطر كبير في التأكيد على أن أي شيء لن يحدث في موقف لا توجد فيه منهجية أو بيانات للتنبؤ، وذلك لأن الافتراض بحد أدنى من خطر وقوع كارثة طبيعية. هو في الأساس التنبؤ الحقيقي.

إذا لم يكن هناك تاريخ زلزالي لمنطقة الدراسة، فما هي البيانات التي يمكن استخدامها للتنبؤ قبل يوم أو أسبوع أو شهر أو سنة من وقوع الزلزال المتوقع؟

يقترح العلماء أنه مع اقتراب الزلزال، تتغير الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبيئة عند مصدره. وبالتالي، حتى بدون الحصول على فكرة عن النظام الزلزالي للإقليم ومراقبة حالة باطن الأرض على مدى فترة طويلة من الزمن باستخدام طرق مختلفة (الصوتيات الزلزالية، ونظام المياه الجوفية، وقياس الجاذبية، والتسوية، والقياسات الكهرومغناطيسية، وما إلى ذلك) يمكن اكتشافها. لحظة الاستعداد للزلزال. وهذا ما تؤكده جزئيا نتائج التجارب المعملية والملاحظات الميدانية. إلى حد ما، يتضح هذا من خلال حقائق عديدة عن السلوك غير الطبيعي للحيوانات قبل الاصطدام تحت الأرض.

نهاية الجزء التمهيدي.