هل يُمْكِننا التنبؤ بالزلازل بأيّ شَكْلٍ مِنَ الْأشْكَال؟ (مترجم)

مسقط رأسي في لوس انجلوس هو موطن لأقدم زلزال أبِلغ عنه يعود تاريخه إلى عام 1769 (وبالطبع، حدث المزيد منذ ذلك الحين). وقع أكبر زلزال مسجل في العالم في تشيلي في مايو عام 1960 وبلغت قوته 9.5 درجة على مقياس ريختر، يمكن أن يتسبب زلزال واحد في دمار يكلف مئات الملايين من الدولارات لإصلاحه، الأهم من ذلك بكثير، يمكن أن ينتهي بالوفيات.

في عام 2009، أدين علماء في إيطاليا بالقتل غير العمد لفشلهم في التنبؤ بزلزال لاكويلا الذي أودى بحياة أكثر من 300 شخص. ولكن ما مدى نجاح توقعاتنا بالزلازل؟

في الولايات المتحدة، يتواجد الخبراء العلميون في كل ما يتعلق بالجيولوجيا في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، تبدأ صفحة الويب الخاصة بالتنبؤ بالزلازل: «لم تتوقع هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ولا أي علماء آخرين حدوث زلزال كبير. نحن لا نعرف كيف، ولا نتوقع أن نعرف كيف في أي وقت في المستقبل المنظور». حسنًا، هذا واضح جدًا!، لكن لم لا؟ إذا استطعنا التنبؤ بالأعاصير الاستوائية، والفيضانات، والأعاصير القمعية، على الرغم من اختلاف درجات الموثوقية، فلماذا لا نعرف متى سيحدث «الزلزال الأعظم» التالي؟

ما هو الزلزال؟

لفهم التحديات التي ينطوي عليها التنبؤ بالزلزال، وما ينقص جهودنا الحالية لوضع تلك التنبؤات، نحتاج إلى معرفة أسباب الزلازل.

يعتمد فهمنا عن كيفية حدوث الزلزال على نظرية الصفائح التكتونية، أو فكرة أن القشرة الخارجية للأرض تتكون من ألواح صخرية متحركة تسمى الصفائح، بإمكان هذه الصفائح التحرك فوق الطبقة الداخلية الصخرية الأكثر مرونة، المسماة وشاح الأرض، الواقعة فوق المادة المنصهرة لنواة الأرض.

كانت نظريتنا الحديثة عن الصفائح التكتونية موجودة فقط منذ الخمسينيات من القرن العشرين، ويعتقد أن هناك تسع صفائح رئيسية على طول حدود كل من هذه الصفائح توجد العديد من خطوط الصدع، حيث تحدث معظم زلازل الكوكب بحسب ما هو المعروف، في بعض الأحيان أثناء تحولها النسبي، تصطدم هذه الصفائح التكتونية ببعضها البعض أثناء محاولتها الانزلاق تعلق الحواف الخشنة لهذه الصفائح، بينما تستمر بقية الصفيحة في التحرك، وتخزين الطاقة على طول حدود الصفيحة في هذه العملية، بمجرد أن يتحرك الجزء الداخلي من الصفيحة بدرجة كافية لإجبار الحواف على التغلب على الاحتكاك الذي يربطها ببعضها البعض حتى تصبح غير عالقة، فإن هذه الطاقة المخزنة تشع بعيدًا في موجات تمتد عبر سطح الأرض الصخري، تهز هذه الأمواج الأرض أثناء تحركها عبرها، ويحدث زلزال.

لما لا يمكننا التنبؤ بالزلازل؟

إذا فهمنا كيفية حدوث الزلازل، فلماذا لا يمكننا التنبؤ بموعد حدوثها؟.

يشمل التنبؤ الفعال بالزلزال أربعة مكونات: تاريخ الزلزال المتوقع، ووقته، وموقعه، وحجمه. لتحديد كيفية ترجمة علامة (أو علامات) الإنذار المبكر المحتملة إلى هذه العوامل الأربعة، يتطلب من العلماء إما البحث عن أنماط في الزلازل التي حدثت بالفعل أو إنشاء نماذج رياضية متطورة لحركة الصفائح التكتونية المعروفة.

بالنسبة للحالة الأولى، حاول العُلماء ربط عوامل طبيعية متعددة سبقت الزلازل في الماضي بالزلزال نفسه، من هذه العوامل: زيادة كميات الرادون في مصادر المياه المحلية، وارتفاع مستويات المياه الجوفية، والتغيرات في النشاط الكهرومغناطيسي وحتى السلوك الحيواني الغريب، مثال: قبل الانفصال الرئيسي الذي يتسبب في النهاية في حدوث زلزال، تتشكل في الصخور تحت السطحية شقوق أصغر تسمى الشقوق الدقيقة، تعمل هذه الشقوق الأصغر على تغيير نفاذية الصخور، أو بعبارة أخرى، تسمح للماء بالمرور بسهولة أكبر عبر الصخر، قد تؤدي الصخور الأكثر نفاذية بعد ذلك إلى تغيرات في مستويات المياه الجوفية يمكن أن يؤدي هذا التغيير في النفاذية أيضًا إلى ارتشاح الرادون المتشكل عن طريق التحلل الإشعاعي لعناصر في بعض المعادن.

حتى لو تمكن العلماء من رسم روابط جيولوجية بين هذه التغيرات في الطبيعة والزلازل، ليس هناك دليل يُذكر على أن أحدها يجب أن يحدث مع الآخر، في بعض الأحيان تحدث هذه الأحداث دون وقوع زلزال، وفي أحيان أخرى تحدث الزلازل دون أيٍّ من هذه البوادر، ينشأ الزلزال على بُعدِ عدة أميال تحت سطح الأرض، لذا فمن الممكن بالطبع حدوث مؤشرات مبكرة أخرى، لكن لا يمكننا اكتشافها بسهولة هنا على السطح، خاصة عندما لا نكون متأكدين مما نبحث عنه دون دليل تجريبي يربط بعض علامات التحذير المحتملة بالزلازل، يمكن للعلماء بدلًا من ذلك محاولة تصميم خطوط صدع محددة، ومع ذلك، فإن بناء هذه النماذج يمثل تحديًا كبيرًا نظرًا لصعوبة دراسة كيفية تصرف الصخور والمعادن في درجات الحرارة والضغوط المتزايدة تجاه نواة الأرض، مثل هذه الظروف صعبة لإعادة إنشائها في المختبر، مع أن الجيولوجيين قد حفروا آبارًا في منطقة صدع سان أندرياس لدراسة الظروف هناك، فإن مثل هذه الجهود مكلفة وليست سهلة.

هناك صعوبة أخرى في التنبؤ بالزلازل، فالزلازل الصغيرة، التي تكون طفيفة أو لا تذكر على السطح، والزلازل الأكبر يُعتقد أنها تبدأ بنفس الطريقة على الرغم من وجود قوى وفترات مختلفة في النهاية، بالتالي، قد لا تكون هناك طريقة بسيطة لفهم ما إذا كانت علامة الإنذار المبكر نذير لزلزال كبير أكثر تدميرًا أو هزة صغيرة.
تدقيق: سحر سمحان

المصدر