يتم تسجيل أكثر من 200.000 ألف زلزال في جميع أنحاء العالم كل عام، على الرغم من أن التقديرات تشير إلى أن العدد الحقيقي قد يصل إلى عدة ملايين. العديد من الزلازل تمر دون أن يلاحظها أحد، إما بسبب دقتها، مما يجعلها غير محسوسة لوعينا، أو لأنها تحدث في مناطق معزولة تفتقر إلى المراقبة الكافية. لقد حاول البشر دائمًا التنبؤ بالزلازل.
لماذا لا يمكن التنبؤ بالزلازل؟
إن بناء هياكل مقاومة للزلازل هو بلا شك الإستراتيجية الأكثر فعالية للتخفيف من الخسائر البشرية والأضرار المادية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الإخلاء الوقائي للمناطق التي قد تتأثر من شأنه أن يساهم بشكل أكبر في تحقيق هذا الهدف.
ومع ذلك، فإن هذا الأخير لا يمكن تحقيقه إلا مع إشعار قبل بضع دقائق، بسبب عدم القدرة على التنبؤ بالزلازل. تنجم معظم الزلازل عن التحرر المفاجئ للتوتر المتراكم داخل القشرة الأرضية.
وفقًا لموقع الجمعية الجيولوجية في المملكة المتحدة، يتراكم هذا الضغط تدريجيًا نتيجة للحركات التكتونية، والتي تحدث عادةً على طول الصدع الجيولوجي. ومع ذلك، يبقى من المستحيل تحديد متى سيحدث هذا الحدث، كما يوضح ريتشارد لوكيت، عالم الزلازل في هيئة المسح الجيولوجي البريطانية، "ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى الطريقة التي يتم بها تخفيف هذا الضغط".
«نحن نعلم أن الضغط يتراكم على طول الصدوع الكبرى وقد حددنا مواقعها؛ ومع ذلك، فإننا نفتقر إلى الوسائل اللازمة للتنبؤ بموعد إطلاق هذه الطاقة. ولتوضيح المسألة المطروحة، يستخدم لوكيت تجربة توضيحية غالبًا ما يقوم بها لشرح هذه الظاهرة للأطفال.
يقول لوكيت: "من خلال وضع قالب طوب على قطعة من ورق الصنفرة وسحب الورق تدريجيًا باستخدام آلية الزنبرك، يمكن ملاحظة حركة الطوب. يمكن إجراء هذه التجربة 10 مرات، وعلى الرغم من تطبيق نفس القوة باستمرار، ستلاحظ أن الطوب يتحرك على فترات متفاوتة خلال كل اختبار. "من الناحية الفيزيائية، لا يمكن التنبؤ بالزلزال على الإطلاق."
حجم الخطأ
ويمكن للخبراء تحديد المواقع المحتملة للزلازل الكبرى، كما يشير لوكيت، والتي يقول إنها "ترتبط بحجم الصدع". لكن، هذه المعرفة لا تساعد في التنبؤ بحجم الزلزالنظرًا لأنه يمكن تحرير الضغط من خلال سلسلة من الهزات الأصغر أو زلزال واحد كبير.
حيوانات قادرة على تنبيهنا
ألا توجد مؤشرات إضافية، مثل التغيرات في المناخ أو التغيرات في سلوك الحيوان، يمكن أن تساعدنا على التنبؤ بحدوث زلزال؟ ويوضح العالم أن "حدوث الزلازل ليس له علاقة بظروف الأرصاد الجوية ولا يوجد ارتباط واضح بتغير المناخ". الأنظمة المعنية مختلفة تمامًا عن بعضها البعض. لكن، يلاحظ أن الوضع فيما يتعلق بالحيوانات مثير للاهتمام بشكل خاص.
على مدى فترة طويلة، تم الإبلاغ عن الكثير عن الاختلافات في السلوك التي تظهرها بعض الحيوانات في الفترة التي سبقت وقوع زلزال وشيك. غالبًا ما يُقال أن الأنياب تميل إلى النباح بشكل متكرر، أو أن الحيوانات بشكل عام تصدر ضوضاء أكثر بكثير.
قد تكون هذه الظاهرة مرتبطة بالخصائص المرنة للتربة السطحية، والتي تتغير قبل وقوع الزلزال ويتم دراستها في كيف تؤثر الزلازل على الخصائص المرنة لقشرة الأرض. ومع ذلك، ما هي الزلازل وكيف يتم قياسهاويظل مجالًا بحثيًا في تطور مستمر.
يذكر لوكيت أنه على الرغم من أن الحيوانات يمكن أن تشعر بالاهتزازات الأولية، إلا أنها تحدث بعد وقوع الزلزال الفعلي، لذا لا تقدم الحيوانات تنبؤات موثوقة بالزلازل.. إنها تزودنا، في كل الأحوال، بتحذير في الوقت المناسب من الخطر الوشيك، وتعتمد مدته على الفاصل بين الموجات الصغيرة والكبيرة، على غرار وظيفة أجهزة الإنذار.
ويذكر الخبير أن التنبؤ بالزلازل ليس ممكنًا حاليًا وسيظل كذلك في المستقبل المنظور. أحد مسارات العمل الممكنة هو تحسين الأساليب المستخدمة لتحديد الاحتمالات.
هل يمكن التنبؤ بالزلازل؟
بفضل الأداة الرقمية التي طورها تارسيلو جيرونا، وهو باحث تابع لمعهد الجيوفيزياء بجامعة ألاسكا فيربانكس في الولايات المتحدة، بالتعاون مع زميله كيرياكي درايموني من جامعة ميونيخ في ألمانيا، سيصبح من الممكن قريبًا التنبؤ بالزلازل قبل أشهر.
وتتناول الأبحاث التي أجريت في هذا المجال موضوعا مثيرا للجدل، إذ يمكن أن تؤدي الإنذارات الكاذبة المتكررة إلى اضطرابات اقتصادية وسخرية اجتماعية. وبالتالي، تسعى أداتها الرقمية الرائدة إلى التنبؤ بالزلازل وتوفير إنذارات مبكرة في نهاية المطاف لتسهيل عمليات الإخلاء وإنقاذ الأرواح. تعتمد طريقة الكشف عن الزلازل هذه على تقنيات التعلم الآلي.
لقد طوروا خوارزمية مصممة لتحديد الأحداث الشاذة ضمن بيانات النشاط الزلزالي، ومن ثم استخراج المعلومات من هذه الأحداث لتسهيل التنبؤات. تم اختبار هذا النموذج بأثر رجعي ومن بينها زلزال بقوة 7,1 درجة وقع في ألاسكا في عام 2018، بالإضافة إلى زلزالين بقوة 6,4 و7,1 درجة في كاليفورنيا في عام 2019.
النتائج مثيرة للقلق: فقد حدثت زلازل كبرى كبيرة الحجم بعد فترة ثلاثة أشهر تميزت بنشاط زلزالي منخفض الحجم بشكل غير عادي (أقل من 1,5) في 15 إلى 25 بالمائة من المناطق المتضررة من الزلزال الشديد. تُصنف هذه الأحداث على أنها "زلازل تمهيدية"، والتي يمكن أن تكون بمثابة مؤشرات على حدوث زلزال كبير وشيك.
حدود الدراسة: ترتبط الزلازل السابقة بارتفاع ضغط "السائل الخلالي". في الواقع، عندما يزيد ضغط هذه السوائل داخل الصخور بشكل ملحوظ إلى ما هو أبعد من عتبة مقاومة الاحتكاك بين كتلتين على طول الصدع الجيولوجي، يبدأ الزلزال.
وبغض النظر عن ذلك، وباستخدام نموذجهم، حقق الباحثون احتمالية للتنبؤ بنسبة 80% زلزال يصل إلى 30 يومًا قبل حدوثه واحتمال 85٪ قبل أيام قليلة من وقوع الحدث. هذا مثير للإعجاب حقا. ومع ذلك، من المهم الإشارة إلى أن هذه الدراسة تركز على المناطق التي حدثت فيها زلازل بقوة أكبر من 6,4 درجة، وهي ظاهرة لم يتم ملاحظتها بشكل موحد في جميع المناطق خلال الثلاثين عامًا الماضية.