عجیب‌ترین متهمان زلزله: آسمان خراش ۱۰۱ طبقه و سد آتاتورک/ زلزله‌های القایی چیست؟

سد‌ها که به عنوان یک مانع بر روی بستر رودخانه‌ها ساخته می‌شوند، می‌توانند تاثیرات فیزیکی و شیمیایی مختلفی را در تغییرات اقلیمی و زیست محیطی ایجاد کنند.

به گزارش خبر آنلاین، شاید کمی باور آن سخت باشد، اما آن‌ها ممکن است باعث ایجاد زمین لرزه نیز بشوند. این زمین لرزه‌ها را با نام «زلزله القایی» می‌شناسیم.

زلزله القایی چیست؟ این زمین‌لرزه‌ها که با نام «زلزله‌های القایی» (Induced seismicity) شناخته می‌شوند، به لرزش‌هایی گفته می‌شود که بر اثر فعالیت‌های انسانی بوجود می‌آیند و تنش‌ها و کرنش‌های روی پوسته زمین را تغییر می‌دهند. یکی از این فرآیند‌های خاص ژئوفیزیکی، در مناطقی بوجود می‌آید که در آن‌ها سد ساخته می‌شود.

لازم به ذکر است، در گزارشی که توسط گروهی از زلزله شناسان روسی در سال ۲۰۰۰ منتشر شد، عواملی نظیر استخراج مواد معدنی از عمق زمین نیز می‌توانند پوسته زمین را دچار تغییر کرده و یا آن را تضعیف کنند. به عنوان مثال استخراج گاز طبیعی در نزدیکی گازلی، در ازبکستان در اواخر دهه‌های ۱۹۷۰ و۱۹۸۰، باعث سه زمین لرزه شدید شد که بزرگترین آن‌ها ۷.۳ ریشتر بود. این بزرگترین رویداد لرزه‌ای ثبت شده در آسیای مرکزی است.

یکی دیگر از عواملی که ممکن است باعث ایجاد زلزله شود، ساخت آسمان‌خراش‌ها است. به عنوان مثال پس از ساخت برج «تایپیه ۱۰۱» در تایوان، دو زلزله این منطقه را لرزاند. زمین‌شناسان تایوانی احتمال می‌دهند که شاید این آسمان خراش ۷۰۰ هزار تنی، باعث باز شدن یک گسل قدیمی شده باشد.

با ساخت سد و ایجاد یک مخزن آب چند میلیارد تنی، فشار زیادی بر زمین آن منطقه ایجاد می‌شود. شواهد نشان می‌دهند که در برخی مناطق، به دلیل گسل‌های موجود در دره‌ها (که عموما محل آب‌گیری سد‌ها هستند)، و برخی مشخصات فیزیکی و زمین‌شناختی دیگر، ساخت سد به دلیل افزایش بار اعمال شده، باعث ایجاد زلزله‌های القایی در عمق کم می‌شوند.

پاتریک مک گالی نویسنده کتاب «رود‌های خاموش» (این کتاب در ایران نیز ترجمه و چاپ شده است) در بخشی از کتاب خود به این مسئله پرداخته و می‌گوید: «زلزله، پیامد خاموشی رودها، مرگ آب‌خوان‌ها و گسترش سد سازی است.»

او در مهم‌ترین بخش کتاب خود به بررسی تاثیر از بین رفتن رودخانه‌ها و در پی آن به مرگ سفره‌های آب زیرزمینی می‌پردازد؛ و می‌گوید که سدسازی در مناطق زلزله خیز، احتمال وقوع زلزله را در این مناطق افزایش می‌دهد.

به گفته او وزن این دریاچه‌ها به اندازه‌ای زیاد است که می‌تواند سبب تغییر توزیع وزن پوسته زمین شده و روی شتاب چرخش، زاویه محور زمین و شکل میدان گرانشی کره زمین اثر بگذارد و سبب زمین لرزه شود.

تاریخچه زلزله‌های القایی

وقوع زلزله القایی، برای اولین بار در سال ۱۹۳۵ و بعد از احداث سد دریاجه مید بر روی روخانه کلرادو‌ی آمریکا گزارش شده است. نظیر این اتفاق علاوه بر آمریکا در کشور‌های هندوستان، آفریقای جنوبی، فرانسه و استرالیا نیز گزارش شده است. به عنوان مثال گمان می‌رود که منشا زلزله ۶.۷ ریشتری که در سال ۱۹۶۷ در نزدیکی سد کوینای هند اتفاق افتاد، به علت ذخیره آب پشت این سد بوده باشد. همچنین زلزله ۶.۲ ریشتری سد سین‌هنگجیانگ چین، که در سال ۱۹۶۲ اتفاق افتاد، یک زلزله القایی بوده است.

یکی از مشکلات خطرناکی که ممکن است زلزله‌های القایی به همراه داشته باشند، جلو انداختن زلزله‌های طبیعی و یا تشدید آن‌ها است.

عمق این زلزله‌ها معمولا کم بوده و بین یک تا سه کیلومتری سطح زمین اتفاق می‌افتند. اما برخی از زلزله‌های القایی که مدت زمان زیادی طول کشیده تا ایجاد شوند، عمق بیشتری داشته و حتی ممکن است سال‌ها پس از آبگیری سد‌ها اتفاق بیافتند.

علت ایجاد زلزله القایی

دکتر وی. پی. جوهاری محقق زمین‌شناس در مقاله خود در خصوص زلزله‌های القایی نوشت: «بهترین توضیح برای ایجاد زلزله در اثر ساخت سد این است که افزایش فشار آب در دریاچه پشت سدها، باعث ایجاد فشار اضافی در ریز ترک‌ها و شکاف‌های موجود در زمین می‌شود. با نفوذ و فشار آب در زمین، گسل‌هایی که قبلا تحت فشار‌های ساختی بودند و نمی‌توانستند در اثر اصطکاک سطوح سنگ‌ها به راحتی روی هم بلغزند، روان می‌شوند و می‌توانند روی هم بلغزند و حرکت کنند.»

این مخازن آبی جدید، به دلیل وزن آب، باعث تغییر تنش می‌شوند و استحکام موثر سنگ‌های زیر این مخازن آبی را کاهش می‌دهند. این امر باعث ایجاد زلزله می‌شود. در واقع انرژی آزاد شده، تنها یک انرژی کنشی تکتونیکی معمولی است که پیش از موعد آزاد شده است. بسیار واضح است که آب‌های زیر زمینی نقش زیادی در ایجاد زلزله دارند، زیرا تنش معمولی درون سنگ‌ها، در حالی که تنش برشی ثابت است، با فشار منافذ آب کاهش می‌یابد.

پیش‌بینی زلزله در اطراف محل احداث یک سد، کاری تقریبا غیر ممکن است. زیرا برای این کار باید وضعیت تنش و استحکام سنگ‌ها در محل وقوع زلزله را بدانیم، ولی روشی برای اندازه‌گیری مستقیم این دو عامل وجود ندارد. زیرا ویژگی‌های زمین‌شناسی در اطراف هر سد منحصر بفرد و متفاوت است.

حتی می‌توان گفت که همین امر، یکی از عواملی است که نمی‌توانیم زلزله‌های عادی (غیرالقایی) را نیز پیش‌بینی کنیم.