چقدر روی پیش‌بینی زلزله حساب باز کنیم؟
این روزها از کسانی مانند فرانک هوگربیتس هلندی به‌عنوان «زلزله‌شناس» نام برده می شود. آیا کارهایی که هوگربیتس می‌کند، به زلزله‌شناسی ربط دارد؟ آیا او زلزله‌شناس است؟ زلزله‌شناسی چیست؟
به گزارش اقتصادنیوز به نقل از شرق، این روزها از کسانی مانند فرانک هوگربیتس هلندی به‌عنوان «زلزله‌شناس» نام برده می شود. آیا کارهایی که هوگربیتس می‌کند، به زلزله‌شناسی ربط دارد؟ آیا او زلزله‌شناس است؟ زلزله‌شناسی چیست؟ آیا هر کسی این روزها در شبکه‌های اجتماعی از زلزله صحبت کند به کار «زلزله‌شناسی» مشغول است؟ زلزله‌شناسی به معنای «مطالعه» علمی زمین‌لرزه‌هاست. زمین‌لرزه‌ها و انتشار امواج الاستیک از طریق زمین یا دیگر اجرام سیاره‌ای موضوع علم زلزله‌شناسی هستند. این علم شامل مطالعات اثرات محیط‌زیستی زلزله از قبیل سونامی‌ها و همچنین چشمه‌های لرزه‌زا و فرایندهای مصنوعی مانند انفجارها نیز هست. حوزه میان‌رشته‌ای که از زمین‌شناسی برای استنباط اطلاعات مربوط به زمین‌لرزه‌های گذشته استفاده می‌کند، دیرینه‌لرزه‌شناسی است. زلزله‌شناس دانشمندی است که در زمین‌لرزه‌شناسی تحقیق می‌کند. عملا در نیمه قرن هجدهم و پس از زلزله 1755 م لیسبون بود که برای اولین‌بار زلزله‌شناسی مطرح و متولد شد. تا قبل از آن مردم زلزله را به‌عنوان مظهر خشم زمین تلقی می‌کردند و واکنش معمول به هر سانحه طبیعی آن بود که آن را نتیجه رفتار انسان‌ها بدانند. برخی از فرهنگ‌های پیشامدرن مانند یونانی، چینی و ایرانی، توضیحات طبیعی خود را برای لرزش لرزه‌ای توسعه دادند. در فرهنگ یونانی (حدود 330 سال قبل از میلاد مسیح)، ارسطو زلزله را به بادها نسبت می‌داد. در چین (حدود 200 سال قبل از میلاد) و در ایران ابن‌سینا حدود هزار سال قبل به توصیف‌های طبیعی در مورد زمین‌لرزه روی آوردند (زلزله‌ای که برای به کمال رسیدن کره زمین ضرورت دارد،...باعث تلفات... فراوان است... ابن‌سینا، شفا). زمین‌لرزه و سونامی ویرانگر لیسبون در سال 1755 طرز تفکر درمورد زلزله را تغییر داد. در قرن نوزدهم بود که عموم مردم زلزله‌شناسی و مطالعات زلزله‌شناختی را به‌عنوان یک تخصص در نظر گرفتند. یکی از بزرگ‌ترین کمک‌های دانشمندان قرن نوزدهم در این زمینه «انباشت حجم زیادی از داده‌ها» بود. این سبک فهرست‌کردن داده‌های خاص عمدتا تحت تأثیر کاشف آلمانی الکساندر فون هومبولت (1769-1859) به‌عنوان سبک «هومبولدتین» نامیده می‌شد؛ هدف اصلی آن شناسایی الگوهای زیربنایی رویدادهای ویرانگر بود. نقشه‌های به‌اصطلاح هم‌شدت، ایزوسیزمال که توسط کانی‌شناس و زمین‌شناس آلمانی یوهان یاکوب نوگرات (1788-1877) در سال 1847 اختراع شد نیز به کار گرفته شدند. دانشمندان قرن نوزدهم، به‌ویژه مورخ طبیعی و زمین‌شناس آلمانی، کارل ارنست آدولف فون هاف (1771-1837) و زمین‌شناس اسکاتلندی، چارلز لیل (1797-1875)، شروع به ربط‌دادن زمین‌لرزه‌ها به سایر فرایندهای زمین‌شناختی کردند. پس از سال 1830، با تأکید بر مواد الاستیک و رفتار آنها ایده حرکات موجی در مواد الاستیک توسط ریاضی‌دان و زمین‌شناس انگلیسی ویلیام هاپکینز (1793-1866) و ژئوفیزیک‌دان و مهندس عمران ایرلندی رابرت مالت (1810-1881) در سال 1840 مطرح شد. این طرز تفکر منجر به استفاده از مشاهدات زمان ورود امواج برای مکان‌یابی زمین‌لرزه‌ها و همچنین در تولید امواج ناشی از زلزله شد. تقریبا در همین زمان «مالت» اصطلاح «زلزله‌شناسی» را با تعریفی برای زلزله‌شناسی ارائه کرد و همچنین یکی از اولین فهرست‌های کامل زلزله - کاتالوگ - را ساخت.
مالت سعی کرد با استفاده از اصول مکانیکی بفهمد زمین در هنگام زلزله چگونه و در کدام جهت حرکت می‌کند و همچنین ژرفای زلزله و اندازه‌گیری سرعت امواج آن را اندازه‌گیری می‌کند. اگرچه مطالعات او جامع بود و به ایجاد زلزله‌شناسی به شکلی که امروزه شناخته شده است کمک کرد، اما همه آنها فاقد «روش کافی برای ثبت حرکت زلزله» بودند. شبکه‌ای از ابزار لرزه‌نگاری می‌توانست زمان و سایر جنبه‌های لرزش زمین را ثبت کند. چنین ابزاری سرانجام توسط فیزیک‌دان و هواشناس ایتالیایی لوئیجی پالمیری (1807-1896) در سال 1856 اختراع شد و به‌عنوان اولین لرزه‌نگار مدرن شناخته شد. از سال 1857، رابرت مالت پایه‌های زلزله‌شناسی ابزاری مدرن را بنا نهاد و آزمایش‌های زلزله‌شناختی را با استفاده از مواد منفجره انجام داد. در سال 1897، محاسبات نظری امیل ویچرت او را به این نتیجه رساند که درون زمین شامل گوشته‌ای از سیلیکات است که هسته‌ای از آهن را احاطه کرده است. در سال 1906 ریچارد دیکسون اولدهام رسید جداگانه امواج P، امواج S و امواج سطحی را در لرزه‌نگاری‌ها شناسایی کرد و اولین شواهد روشنی را یافت که زمین دارای یک هسته مرکزی است. در سال 1909، آندریا موهورویچیک، یکی از بنیان‌گذاران زلزله‌شناسی مدرن، ناپیوستگی موهورویچیک - ناپیوستگی موهو، مرز بین پوسته و گوشته - را کشف و تعریف کرد. در سال 1910، پس از مطالعه زلزله آوریل 1906 سانفرانسیسکو، هری فیلدینگ رید «نظریه بازگشت الاستیک» را مطرح کرد که پایه و اساس مطالعات زمین‌ساختی و زلزله‌شناختی مدرن شد. توسعه این نظریه به پیشرفت قابل توجه جریان‌های مستقل قبلی کار درمورد رفتار مواد الاستیک و در ریاضیات مربوط شد. احتمالا اولین مطالعه علمی پس‌لرزه‌های یک زلزله مخرب به زلزله ژانویه 1920 مکزیک بازمی‌گردد. پس از این این زلزله، لرزه‌نگار 80 کیلوگرمی ویچرت از طریق راه‌آهن به شهر خالاپا (Xalapa) مکزیک آورده شد. این ابزار برای ثبت پس‌لرزه‌ها به کار گرفته شد. داده‌های لرزه‌نگار در نهایت نشان می‌دهد که شوک اصلی در امتداد یک گسل در پوسته کم‌ژرفا ایجاد شده است. در سال 1926، هارولد جفریس اولین کسی بود که بر اساس مطالعه خود در مورد امواج زلزله ادعا کرد در زیر گوشته، هسته زمین مایع است. در سال 1937، اینگه لمان مشخص کرد که درون هسته بیرونی مایع زمین یک هسته درونی جامد وجود دارد. مشخص است که تنها این علم زلزله‌شناسی بوده که به بشر این امکان را داده که از درون زمین مطلع شود. دهه 1960، علوم زمین تا جایی پیشرفت کرد که یک نظریه جامع در مورد علت رویدادهای زلزله و حرکات ژئودتیکی در نظریه زمین‌ساخت ورقی گردهم آمده بود. در این دهه مهم‌ترین پیشرفت درواقع این بود که زلزله‌شناسی به‌عنوان رشته مرتبط با امنیت ملی برای «سلاح‌هایی که می‌توانست تشخیص دهد» تبدیل شد. اولین انفجار هسته‌ای در سال 1945 می‌توانست به صورت لرزه‌ای شناسایی شود. این هم دلیلی مضاعت برای گنجاندن زلزله شناسی در تحقیقات ایالات متحده در زمینه انفجارات اتمی به‌خصوص با ورود تست‌های زیرزمینی از سال 1947 بود. این موضوع در نهایت منجر به بحث‌هایی در مورد برنامه‌های بزرگ «تحقیقات بنیادی در زلزله‌شناسی» شد. بیشتر بودجه برنامه بنیادی VELA-UNIFORM، صرف بهبود ابزار دقیق و همچنین توسعه بیشتر آرایه‌ها و شبکه‌های لرزه‌نگاری شد و مهم‌ترین سهم آن در زلزله‌شناسی قطعا شبکه جهانی لرزه‌نگار استاندارد جهانی (WWSSN) بود. این شبکه با برنامه سال جهانی ژئوفیزیکی در سال 1957 میلادی به توسعه علم ژئوفیزیک و شبکه‌های زلزله‌شناسی در کشورهای در‌حال‌توسعه - مانند ایران و ترکیه - کمک کرد. بخشی از هدف، دسترسی آسان به سوابق حسگرهای استاندارد‌شده و به خوبی کالیبره‌شده در سراسر جهان بود. این موضوع باعث شد تا زلزله‌شناسی دستگاهی و کاتالوگ‌های زلزله‌ها از دهه 60 میلادی به بعد ساماندهی شود. شبکه‌های شتاب‌نگاری هم عملا از بعد از جنگ جهانی دوم در تمام دنیا توسعه یافتند و از دهه 70 میلادی به بعد در کشورهایی مانند ایران، ترکیه و چین چنین دستگاه‌هایی نیز برای فراهم‌کردن داده‌های پایه برای مهندسی زلزله نصب شدند. داده‌ها با توسعه فناوری دیجیتال از دهه 70 میلادی به بعد فراوان و باکیفیت‌تر شدند. محاسبات سریع به زلزله‌شناسان امکان داد تا بر پراکندگی امواج بلافاصله تسلط یابند. این موضوع منجر به آغاز پردازش سیگنال و تحلیل فوری شد که اکتشافات و روش‌های جدیدی برای پردازش داده‌ها و آغاز دوران مدرن زلزله‌شناسی بود.
همچنین بخوانید