چگونه فعالیتهای انسانی موجب فعال شدن گسلهای خفته میشود؟
تحقیقات تازهای نشان میدهد که استخراج منابع و انرژی میتواند گسلهای خاموش و بیتحرک را به منبع زلزلههای شدید و غیرقابل پیشبینی تبدیل...
پژوهشی جدید نشان میدهد که چگونه استخراج منابع و انرژی میتواند گسلهای آرام و بهبودیافته را به منشأ زلزلههای قدرتمند و غیرمنتظره تبدیل کند. در ۱۶ آگوست ۲۰۱۲، ساکنان روستای کوچک هویزینگه در هلند زلزلهای ۳٫۶ ریشتری را تجربه کردند که علت آن کاملاً غیرمنتظره بود. این لرزش به دلیل استخراج گاز از میدان گاز خرونینگن، یکی از بزرگترین میدانهای گاز خشکی در جهان، رخ داد. این منطقه بهطور معمول زلزلههای طبیعی را تجربه نمیکند و این حادثه به عنوان شدیدترین زلزله ناشی از فعالیتهای انسانی در هلند تا به امروز شناخته میشود.
مکانهایی مانند خرونینگن، فلات دکن در هند و اوکلاهاما از نظر تکتونیکی پایدار هستند و در مرزهای مستعد لرزش صفحات تکتونیکی قرار ندارند. گسلهایی که در این مناطق وجود دارند، تنها چند کیلومتر زیر سطح زمین قرار دارند و عمق آنها برای ایجاد لرزشهای طبیعی قابلتوجه کافی نیست. اگرچه سنگها در امتداد این گسلها میلیونها سال پیش جابهجا شدهاند، اما از آن زمان بهبودیافته و اتصالات قویتری در این شکافهای سطحی ایجاد کردهاند. با این حال، فعالیتهای انسانی مانند معدنکاری، استخراج نفت و گاز، ساخت سد و بهرهبرداری از انرژی زمینگرمایی باعث وقوع زلزلههای غیرمنتظره در این مناطق پایدار شده است.
یولونا فان دینتر، فیزیکدان زلزلهشناس از دانشگاه اوترخت هلند، بیان میکند که طبق فیزیک زلزلههای موجود در کتابهای درسی، اگر گسلها قویتر شوند، نباید زمینلرزهای ایجاد شود. اما در خرونینگن شاهد وقوع زلزلههای زیادی بودهایم. لرزش زمین در سال ۲۰۱۲ باعث شد مقامات در نهایت استخراج گاز از این میدان را متوقف کنند. پژوهش یولونا فان دینتر و همکارانش نشان میدهد که گسلهای ثابت و در حال بهبودی در برابر دخالتهای انسانی آسیبپذیر هستند. این گسلها در طول هزاران سال عدم فعالیت قدرت ذخیره میکنند و فعالیتهای انسانی میتوانند آنها را به نقطه شکست و آزادسازی ناگهانی قدرت انباشته شده برسانند.
زلزله ۳٫۶ ریشتری هویزینگه در سال ۲۰۱۲ نشان داد که حتی در مناطق بهظاهر پایدار، استخراج گاز میتواند گسلهای بهبودیافته را فعال کرده و لرزشهای قابلتوجه ایجاد کند. چند سال پیش، همکاران فان دینتر سنگهایی را که در زیر میدان گازی خرونینگن قرار دارند، بررسی کردند و متوجه شدند که گسلهای زیرین از نوعی هستند که پس از حرکت تکتونیکی قویتر میشوند. برخلاف برخی گسلهای عمیقتر که در لبههای صفحات تکتونیکی قرار دارند، هرچه سنگهای دو طرف این گسلهای پایدار مدت زمان بیشتری بدون جابهجایی در کنار هم باقی بمانند، سطح تماس بین آنها بیشتر میشود.
اگر دو صفحه تکتونیکی بخواهند از کنار یکدیگر عبور کنند، اما گسل بین آنها به دلیل اصطکاک گیر کرده باشد، فشار و تنش در این گسل تجمع پیدا میکند. پس از مدتی، سنگهای دو طرف گسل برای آزاد کردن این فشار انباشتهشده، میلغزند و در نتیجه زلزلهای رخ میدهد. گسلهای پایدار داخلصفحهای که در مرزهای اصلی صفحات تکتونیکی قرار ندارند، معمولاً تحت تأثیر حرکت صفحات تکتونیکی قرار نمیگیرند. با این حال، این گسلها هنوز هم ممکن است تحت تأثیر تنشهای دیگر مانند فعالیتهای انسانی یا تغییرات محیطی قرار بگیرند.
فان دینتر و گروهی در مطالعه جدید خود از شبیهسازیهای کامپیوتری استفاده کردند تا بررسی کنند وقتی گسلهای داخلصفحهای بدون هیچگونه مزاحمتی به مدت میلیونها سال در حال بهبودی و ثابت باقی میمانند، و سپس به طور ناگهانی با اختلالی مانند استخراج گاز مواجه میشوند، چه اتفاقی میافتد. نتایج نشان داد که اختلال ناشی از فعالیتهای انسانی، باعث وارد آمدن تنش به گسلها میشود و تنش به مرور زمان در گسلها جمع میشود. پس از چندین سال، فشار انباشتهشده آنقدر زیاد میشود که قدرت اضافی ذخیرهشده در گسل رها میشود.
آزادسازی ناگهانی نیروی ذخیرهشده باعث کاهش شدید تنش در گسل میشود و در نتیجه، زلزلهای تحریکی رخ میدهد که معمولاً بزرگتر از چیزی است که انتظار میرود. پژوهشگران دریافتند که وقتی این قدرت آزاد میشود، گسل آرام میشود و احتمال وقوع زلزله دیگر در همان گسل بسیار کم میشود، زیرا بازسازی آن قدرت میلیونها سال طول میکشد. اما با توجه به اینکه در مناطق پایدار بیش از هزار گسل در حال بهبودی وجود دارد، فعالیتهای انسانی میتوانند باعث ایجاد چندین لرزش در طول زمان شوند.
زلزلههای تحریکی گسلهایی را که معمولاً به عنوان سپری در برابر لرزشهای طبیعی عمل میکنند، به تهدیدی یکباره تبدیل میکنند. گسلهای سطحی به دلیل نزدیکی به سطح زمین میتوانند انرژی بیشتری را آزاد کنند و آزادسازی ناگهانی انرژی در سطح زمین، باعث میشود لرزشها به شدت محسوس و قابل توجه شوند. دانیل فولکنر، ژئوفیزیکدان دانشگاه لیورپول، میگوید ذینفعانی که قصد اجرای پروژه در مناطق به ظاهر پایدار دارند، باید شناخت دقیقی از گسلهای زیرسطحی و خطرات بالقوه آنها داشته باشند.
او یادآوری میکند که حتی با کنار گذاشتن نفت و گاز، هنوز به زمین برای منابعی مانند انرژی زمینگرمایی نیاز داریم؛ در حالی که بسیاری از پروژههای زمینگرمایی در جهان به دلیل لرزشهای تحریکی متوقف شدهاند. نمونه روشن آن، زلزله ویرانگر سال ۲۰۱۷ در پوهانگ کرهجنوبی است که به پروژهای زمینگرمایی نسبت داده شد و به تعطیلی آن منجر شد. این رخدادها نشان میدهد که فعالیتهای انسانی حتی در مناطق پایدار، میتوانند پیامدهای جدی و غیرمنتظره داشته باشند، و درک درست ساختار زمین و تأثیرات بلندمدت پروژهها کاملاً ضروری است.
فان دینتر میگوید شرکتها باید منابع را طوری استخراج کنند که گسلها بهتدریج حرکت کنند، نه اینکه نیروی انباشتهشده ناگهان آزاد شود. به گفته او، این کار با کنترل سرعت و حجم سیالات تزریقشده به زمین، برای مثال در پروژههای زمینگرمایی، امکانپذیر است. شروع آرام و افزایش تدریجی تزریق یا تزریق دورهای میتواند از ایجاد فشار ناگهانی جلوگیری کند. با این حال، فان دینتر بر این موضوع نیز تأکید میکند که شرکتها و مسئولان باید از این موضوع آگاه باشند که حتی در مناطقی که بهطور معمول آرام و پایدار هستند، احتمال وقوع زلزله تحریکی وجود دارد. به همین دلیل، ضروری است این خطر به ساکنان، نهادهای محلی و همه ذینفعان اطلاع داده شود تا آمادگیهای لازم ایجاد شود.
نمونههایی از زلزلههایی که به فعالیتهای انسانی نسبت داده شدهاند شامل زلزله سیچوان ۲۰۰۸ در چین، زلزلههای اوکلاهما ۲۰۱۱ در ایالات متحده، زلزلههای گورخا ۲۰۱۵ در نپال، زلزله کویناناگر ۱۹۶۷ در هند، زلزلههای دریاچه کاریبا در زامبیا و زیمبابوه، زلزلههای بازل در سوئیس، زلزله پونی ۲۰۱۶ در اوکلاهما و زلزلههای مرکز تسلیحات راکی مانتین در کلرادو در دهه ۱۹۶۰ است.
بدون نظر! اولین نفر باشید