لأول مرة :أستخدام التكوينات الصخرية القريبة من الصدوع الزلزالية لتحديد المخاطر الزلزالية

[عبدالله أسحاق]

تحمل التكوينات الصخرية غير المستقرة بالقرب من لوس أنجلوس أدلة على مخاطر الزلازل العملاقة
قد يهتز صدع سان أندرياس أقل من مرة، كما تكشف الصخور المتوازنة بشكل مدهش

سان فرانسيسكو ـ في يوم من الأيام، سوف يندلع زلزال عظيم من صدع سان أندرياس، الذي يمر عبر جنوب كاليفورنيا من لوس أنجلوس إلى سان فرانسيسكو. السجلات الجيولوجية توضح ذلك. لقد حدث ذلك، وسوف يحدث مرة أخرى.

ولكن عندما يضرب الإعصار الكبير، فقد يكون أقل تدميرا مما كان يعتقد من قبل، على الأقل بالقرب من لوس أنجلوس. وفقًا للعمل الجديد الذي تم تقديمه هذا الأسبوع في اجتماع للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي، فإن الأرض هناك سوف تهتز بنسبة 65٪ أقل عنفًا مما تشير إليه نماذج المخاطر الرسمية.

تنبع الأخبار الجيدة لأنجيلينوس من وجود خمس صخور متوازنة بشكل غير مستقر فوق صخور أخرى في لوفجوي بوتس، وهو مكان في شمال مقاطعة لوس أنجلوس يقع على بعد 15 كيلومترًا فقط من الصدع. ومن خلال تحديد التاريخ الذي أصبحت فيه الصخور هشة لأول مرة، وتحليل بنيتها لتقييم أقصى قدر من الاهتزاز الذي يمكن أن تتحمله، يمكن للباحثين اختبار التنبؤات الرسمية مقابل آلاف السنين من الزلازل. تقول آنا رود، عالمة المخاطر الزلزالية في مؤسسة نموذج الزلازل العالمية، التي قادت العمل، الذي تم قبوله في رسائل أبحاث الزلازل، إن هذه التوقعات كانت ناقصة. "إن تقديرات المخاطر غير متسقة تمامًا مع هذه البيانات الصخرية المتوازنة بشكل غير مستقر."

يقول دانييل تروجمان، عالِم الزلازل بجامعة نيفادا في رينو، إن الدراسة الجديدة تمثل تقدمًا مرحبًا به لتقنية ناشئة. "لقد طبقوا على الأرجح المنهجية الأكثر صرامة التي رأيتها على الإطلاق لمحاولة حل هذه المشكلة."

ويضيف مارك بيترسن، عالم الجيوفيزياء في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) الذي يقود تطوير النموذج الوطني الأمريكي لمخاطر الزلازل: "هذه بيانات جيدة". يقول بيترسن إنه من السابق لأوانه دمج النتائج عندما يتم تحديث الخرائط في الشهر المقبل، خاصة بالنظر إلى الطبيعة المحافظة للخرائط. ولكن إذا صمدوا، كما يقول رود، "فإن هناك آثارًا حقيقية على الأشخاص الذين يعيشون في هذه المنطقة". تدخل خرائط المخاطر الزلزالية في قوانين البناء، والتحضير لمواجهة الكوارث، وتخطيط استخدام الأراضي. وإذا قمت بتأمين منزل في كاليفورنيا، فهي تقول: "إنهم يحددون قيمة قسط التأمين الخاص بك".

طالما سعى العلماء إلى حساب المخاطر الزلزالية، فقد كافحوا للتنبؤ بالاهتزازات الناجمة عن أكبر الزلازل، وهي الكوارث التي تحدث مرة واحدة في 10 آلاف عام والتي تظهر في السجل الجيولوجي ولكنها لم تحدث قط في العصر الحديث. تقدم تقنيات العصر الحجري القديم مساعدة محدودة. تسجل التحولات الدقيقة في الرواسب التي شوهدت في الخنادق المحفورة عبر الصدوع الزلازل القديمة، لكنها لا تذكر شيئًا عن الاهتزاز الذي حدث، وهو وظيفة معقدة للطريقة التي يتمزق بها الصدع والجيولوجيا المحلية. ولذلك يقوم علماء الزلازل ببناء خرائط الهزات الخاصة بهم بناءً على استقراءات من الزلازل التاريخية. يقول تروجمان: "تأتي الخرائط من أفضل العلوم المتاحة، ولكن هناك الكثير من عدم اليقين فيها".
ومع ذلك، شهدت الصخور غير المستقرة الزلازل القديمة، وظلت واقفة. أدت الرياح والمياه إلى تآكل صخور الجرانيت هذه، وغالبًا ما تحولت إلى أشكال الساعة الرملية التي تجلس فيها الصخور فوق المنصات. خلال الرحلات في عامي 2021 و2022، قامت رود وزملاؤها بحفر الأسطح لأعلى ولأسفل الصخور، وقاموا بتأريخها عن طريق قياس مستويات البريليوم-10، وهو نظير ينشأ عندما تتعرض الصخور للغلاف الجوي وقصف مستمر للأشعة الكونية. ومن خلال استخراج التمور من العنق الضيق حيث تلتقي الصخور بمنصاتها، تمكنوا من تحديد متى أصبحت الصخور غير مستقرة لأول مرة. وتبين أن إحدى الصخور كانت تتأرجح في وضعها الدقيق لمدة 50 ألف سنة. يقول رود: "إن حقيقة أن هذه الصخرة كانت تسجل أحداث الزلازل هذه ونجت منها لمدة 50 ألف عام هي كمية هائلة من البيانات".

قام الفريق أيضًا بوضع ملصقات على الصخور، مثل ممثل يلتقط الحركة، بحيث يمكن إعادة إنشاء شكلها رقميًا. ومن خلال تحليل الأشكال في النماذج الهيكلية، قام الفريق بحساب مقدار الاهتزاز الذي يمكن أن يتحملوه دون أن يسقطوا.

في عام 2020، أجرى رود تحليلًا للصخور غير المستقرة على طول صدع هوسجري بالقرب من محطة ديابلو كانيون للطاقة في كاليفورنيا لقياس التهديد الزلزالي للمفاعلات النووية بالمحطة. وهناك أيضًا وجدت أن الخطر مبالغ فيه. وتقول إن الخلافات الكبيرة والمتكررة مع نموذج المخاطر التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية تشير إلى أن الباحثين قد يحتاجون إلى "العودة مباشرة إلى أساسيات علم الزلازل والتحقق من فهمنا الأساسي".

ومن المؤكد أن استخدام السمات الهشة لاستكشاف الزلازل الماضية سيتزايد. وقد استخدمت نيوزيلندا بالفعل صخورًا متوازنة مماثلة لخفض تقديراتها للخطر في سد كلايد في أوتاجو، وهو ثالث أكبر سد للطاقة الكهرومائية في البلاد. ستقترح الوكالة الدولية للطاقة الذرية استخدام الميزات الهشة في إرشاداتها الزلزالية الجديدة. ويستكشف ديفين ماكفيليبس، عالم جيولوجيا الزلازل في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، كيف يمكن للمداخن البحرية، والبقايا الشبحية للمنحدرات البحرية المفقودة والمعرضة للانهيار، تتبع عنف الزلازل القديمة على طول منطقة اندساس كاسكاديا في المحيط الهادئ

يقول ماكفيليبس إنه بمجرد نضوج هذه التحليلات، فإنها ستكون قادرة على التخلص من نماذج الحركة الأرضية ذات الأداء الضعيف. وفي الوقت الحالي، يمكن لسكان كاليفورنيا الاستمتاع بالقليل من الإيجابية. "تحدث الزلازل الكبيرة وستحدث مرة أخرى في جنوب كاليفورنيا. يقول: "أنا لا أتطلع إلى ذلك اليوم". "لكن ربما أستطيع التمسك بالأمل في ألا يكون الأمر ضارًا تمامًا".