دانشمندان به دنبال نشانه‌های وقوع زلزله در آسمان هستند!

دانشمندان در آسمان به دنبال نشانه‌هایی برای پیش‌بینی زلزله هستند.

به نقل از فوتورا ساینس، هزاران کشته و خسارت ها و ویرانی های بسیار می تواند نتیجه وقوع یک زلزله باشد. برخی از زلزله‌ها می‌توانند عواقب فاجعه‌باری با تأثیر ماندگار بر زمین داشته باشند. در مواجهه با چنین تهدیداتی، توانایی پیش‌بینی دقیق این رویدادها همچنان یک چالش علمی بزرگ است؛ چالشی که تاکنون دست‌نیافتنی بوده است.

یک مطالعه جدید ادعا می‌کند که سیگنال‌های پیش‌ساز را از طریق تجزیه و تحلیل ارتعاشات زمین و تغییرات میدان مغناطیسی یونوسفر شناسایی کرده است و میزان دقت پیش‌بینی‌های خود را ۸۳ درصد گزارش می‌دهد. با این حال بسیاری از سؤالات همچنان بی‌پاسخ مانده‌اند.

دشواری پیش‌بینی دقیق زلزله

در حالی که درک ما از فرآیندهای تکتونیکی، شناسایی و نظارت بر گسل‌های فعال و استقرار شبکه‌های لرزه‌نگار که به طور فزاینده‌ای متراکم می‌شوند، به ما این امکان را می‌دهد که احتمال وقوع زلزله در گسل‌های خاص را در طول چند دهه یا حتی چند قرن تخمین بزنیم اما این داده‌ها به ما اجازه نمی‌دهد که شروع گسیختگی لرزه‌ای را در کوتاه‌مدت پیش‌بینی کنیم.

فقط اقدامات پیشگیرانه را می‌توان در مناطقی که پرخطر تلقی می‌شوند (افزایش آگاهی عمومی از رفتار مناسب، ایجاد استانداردهای ساختمان مقاوم در برابر زلزله و غیره) اجرا کرد. این اقدامات پیشگیرانه در مناطقی که خطر به ویژه بالا است، مانند ژاپن، بسیار مؤثر بوده‌اند. اما مطمئناً، توانایی پیش‌بینی زلزله مزیت قابل توجهی دارد.

اگر در حال حاضر هیچ سیگنال لرزه‌ای به ما اجازه نمی‌دهد که به طور قابل اعتمادی شروع زلزله را پیش‌بینی کنیم، آیا می‌توان از نوع دیگری از داده‌ها، و به طور خاص‌تر از جو زمین، برای این کار استفاده کرد؟

امواجی که جو بالایی را مختل می‌کنند

در سال ۱۹۶۴، محققان مشاهده کردند که زلزله ۹.۲ ریشتری در آلاسکا باعث ایجاد اختلالاتی در یونوسفر شده است. این مکانیسم اکنون به خوبی مستند شده است: ارتعاشات زمین ناشی از پارگی لرزه‌ای، امواج صوتی و گرانشی تولید می‌کنند که به لایه‌های بالایی جو منتشر می‌شوند و حتی توزیع الکترون‌ها را در پلاسمای یونوسفر به صورت محلی تغییر می‌دهند.

این ارتباط بین زلزله و اختلال یونوسفر برای توسعه سیستم‌های هشدار اولیه (به عنوان مثال، پروژهIONO-DIET) در حال مطالعه است. اما آیا می‌توانیم فراتر برویم؟ از دهه ۱۹۷۰، برخی از محققان این سوال را مطرح کرده‌اند که آیا تغییر شکل قبل از پارگی لرزه‌ای نیز می‌تواند چنین اختلالی را در جو بالایی ایجاد کند یا خیر.

در صورت شناسایی، این سیگنال می‌تواند با تعیین موقعیت اولیه زلزله و ارائه تخمینی از بزرگی آن، پیش‌بینی وقوع زلزله را ممکن سازد. در حالی که چندین مطالعه این فرضیه را بررسی کرده‌اند اما هیچ‌کدام هنوز موفق به اثبات استحکام این رویکرد نشده‌اند.

سیگنال‌های پیش‌ساز شناسایی شده‌اند؟

این مطالعه جدید ادعا می‌کند که سیگنال‌های پیش‌ساز قابل اعتمادی را شناسایی کرده است. نویسندگان با اعمال تحلیل‌های ریاضی بر روی سه دسته از داده‌ها (ارتعاشات زمین، تغییرات در میدان مغناطیسی زمین و تغییرات در کل محتوای الکترونی یونوسفر)، ادعا می‌کنند که الگوهایی را برجسته کرده‌اند که آنها "موج‌های لرزه‌ای" می‌نامند. به گفته آنها، این الگوها که تا حدودی به صورت گذشته‌نگر شناسایی شده‌اند، می‌توانند به تخمین منطقه آسیب ‌دیده، بزرگی احتمالی و یک بازه زمانی برای زلزله آینده کمک کنند.

محققان داده‌های قبل از زلزله‌های شناخته‌ شده را بررسی کردند تا الگوی پیش‌نشانگر را شناسایی کنند. سپس وقوع این ناهنجاری‌ها را برای پیش‌بینی رصد کردند. آن‌ها ۲۵ سند پیش‌بینی را که ۱۲ مکان را پوشش می‌داد، منتشر کردند و گزارش دادند که ۱۰ مورد از ۱۲ رویداد مرتبط با این پیش‌بینی‌ها در واقع ظرف سه ماه پس از ظهور «امواج لرزه‌ای» رخ داده‌اند که به آن‌ها میزان موفقیت تقریباً ۸۳ درصد می‌دهد.

قابلیت اطمینان و مکانیسم‌هایی که هنوز باید نشان داده شوند

این میزان موفقیت برای اثبات قابلیت اطمینان پیش‌بینی این روش کافی نیست، زیرا ارزیابی کاملی از تمام هشدارهای صادر شده را تشکیل نمی‌دهد. علاوه بر این، برخی از مناطق در معرض پیش‌بینی‌های مکرر قرار داشتند (یک زلزله موضوع هشت سند پیش‌بینی متوالی بود).

با این حال، برای اثبات قابلیت اطمینان یک روش پیش‌بینی، لازم است نه تنها بدانیم که قبل از چند زلزله سیگنالی به عنوان پیش درآمد تفسیر شده است، بلکه باید بدانیم که پس از چند هشدار، رویداد مرتبطی رخ نداده است و چند زلزله بدون هیچ سیگنال شناسایی شده رخ داده است! علاوه بر این، بازه‌های زمانی می‌توانند تا چندین ماه ادامه داشته باشند و مرکز فرضی زلزله اغلب چند صد کیلومتر از مرکز واقعی فاصله داشته است.

از سوی دیگر، سناریویی که مکانیسم را توضیح می‌دهد، بسیار فرضی است. به گفته محققان، تغییر شکل سنگ‌ها قبل از گسیختگی، ارتعاشاتی ایجاد می‌کند که می‌توانند فرکانس‌های طبیعی خاصی را تحریک کنند و امواجی تولید کنند که به سمت جو منتشر می‌شوند. تداخل آنها با سایر امواج می‌تواند الگوهای شناسایی شده در طول پردازش داده‌ها را ایجاد کند.

با این حال، شبیه‌سازی‌های ارائه شده، ارتباط علّی محکمی بین این مراحل مختلف برقرار نمی‌کنند و می‌توان به درستی از خود پرسید که چگونه تنش‌های موجود در سنگ‌ها می‌توانند سیگنالی به اندازه کافی قدرتمند ایجاد کنند که بر جو بالایی تأثیر بگذارد و چگونه می‌توان این نشانه را از آشفتگی‌های مرتبط با انبوهی از پدیده‌های ژئوفیزیکی، جوی یا خورشیدی دیگر متمایز کرد.

اگرچه شناسایی الگوهای موج در چندین دسته از داده‌های ژئوفیزیکی، مسیر تحقیقاتی جالبی را تشکیل می‌دهد اما تفسیر آنها به عنوان سیگنال‌های پیش‌ساز و استفاده از آنها برای پیش‌بینی زلزله، در این مرحله بسیار حدسی باقی مانده است.

منبع: اطلاعات آنلاین