8 دقیقه
کاوش در معمای لرزه‌ای 70‑ساله
در 21 دسامبر 1954، زمین‌لرزه‌ای به بزرگی 6.5 جوامع اطراف خلیج هامبولت در شمال کالیفرنیا را لرزاند و ساکنان را متأثر و زلزله‌شناسان را دچار سردرگمی کرد. دهه‌ها این رخداد به‌روشنی طبقه‌بندی نمی‌شد: آیا منشأ آن گسلهای درون صفحهٔ گوردا بود، گسلهای نقشه‌برداری‌شدهٔ صفحهٔ آمریکای شمالی، یا نقطه‌ای دیگر در سیستم تکتونیکی پیچیدهٔ اطراف گرهٔ سه‌گانهٔ مندوسینو؟
یک بررسی جدید موردی که در مجلهٔ Bulletin of the Seismological Society of America منتشر شده است، زلزلهٔ 1954 «فیکل هیل» را با ترکیبی از آرشیوهای تاریخی، ثبتهای ابزاری تازهدیجیتالشده، نرمافزارهای مکانیابی مدرن و گزارشهای شاهدان عینی بازبینی میکند. نویسندگان نتیجه می‌گیرند که این تکان یک رخداد رانشی بوده که حدود 11 کیلومتر زیر فیکل هیل، شرق آرکاتا، قرار داشته و بهاحتمال زیاد روی رابط سابداکشن کاسکادیا اتفاق افتاده است — همان مگاترستی که میتواند بزرگ‌زمین‌لرزهٔ M9 سال 1700 را تولید کند. این بازارزیابی فهم ما از رفتار لرزه‌ای در یکی از زلزله‌خیزترین مناطق آمریکای شمالی را بازتعریف میکند.
گرهٔ سه‌گانهٔ مندوسینو: زلزله‌خیزترین گوشهٔ آمریکا
سواحل شمالی کالیفرنیا میزبان گرهٔ سه‌گانهٔ مندوسینو است که در آن صفحات اقیانوسی پاسیفیک، گوردا و صفحهٔ آمریکای شمالی به هم می‌رسند. این همگرایی الگوهای تنشی پیچیده و رخدادهای لرزه‌ای مکرر ایجاد میکند و منطقه را به زلزله‌خیزترین ناحیهٔ قارهٔ ایالات متحده تبدیل میکند. تاریخی‌اً بسیاری از زلزلههای بزرگ در اینجا به تغییرشکل درونی صفحهٔ گوردا یا گسلهای فراساحلی مرتبط با آن نسبت داده شده‌اند.
با این حال، رخداد 1954 با آن پیش‌بینی‌ها هم‌خوانی نداشت. عمق کانونی، مکانیسم کانونی و شدت‌های احساس‌شدهٔ آن با شکست‌های درون‌صفحه‌ای معمول صفحهٔ گوردا و با گسلهای شیفتی یا شیب‌لغزِ نقشه‌شده روی صفحهٔ آمریکای شمالی هم‌خوان نبود. پگی هل‌وگ، زلزله‌شناس بازنشسته از آزمایشگاه زلزله‌شناسی دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، و همکارانش یک ابر احتمال برای کانون و یک مکانیسم کانونی گردآوری کردند که در مجموع به یک رانش سطحی روی رابط سابداکشن کاسکادیا زیر فیکل هیل اشاره میکنند.
روش‌شناسی: ترکیب ثبتهای قدیمی با ابزارهای نوین
شواهد آرشیوی و ابزاری
تیم پژوهشی سه سال صرف یافتن، دیجیتالی‌سازی و بازتحلیلِ ثبتهای پراکنده کرد: فهرست‌های منتشرشده، لاگهای ایستگاهی منتشرنشده از برکلی، و ثبتهای شتاب‌نگارهایی که در آن زمان توسط ادارهٔ هم‌سنجی ساحلی و ژئودزی ایالات متحده (USCGS) کار می‌کردند. به‌طور حیاتی، پژوهشگران فراداده‌هایی دربارهٔ موقعیت ایستگاهها، پاسخهای ابزارها و پروتکلهای ضبط را بازیابی کردند — جزئیاتی که اجازهٔ پردازش مجدد مدرن و اصلاحات دقیق دامنه و زمان سفر امواج را فراهم کرد.
گزارشهای شاهدان عینی و نگاشت شدت
پژوهشگران تحلیل‌های ابزاری را با داده‌های شدت تکمیل کردند و از آرشیو روزنامه‌ها، گزارشهای خرابی USCGS، عکس‌ها، نقشه‌های خسارت آب شهری در یوروکا، و مصاحبه‌هایی که پس از فراخوان عمومی برای یادآوری‌ها جمع‌آوری شد، استفاده کردند. گزارشهای سازگار دربارهٔ نوسان وان‌ها، دودکش‌های واژگون‌شده، غلتیدن زمین و جرقه‌زدن خطوط برق به تیم کمک کرد تا کانتورهای شدت را دقیق‌تر کند و مکان و سبک گسیختگی پیشنهادیِ داده‌های ابزاری را تأیید کند.
ترکیب این خطوط شواهد — شتاب‌نگارهای آرشیوی، انتخاب‌های زمان‌سفر، توزیع‌های شدت و روش‌های وارون‌سازی مدرن — تصویر هم‌گونی تولید کرد: تکه‌ای رانشی روی رابط کاسکادیا نزدیک فیکل هیل موجب شاک اصلی 1954 شده است.
یافته‌های کلیدی و پیامدهای لرزه‌ای
دو بینش اصلی پدیدار می‌شوند. نخست، رابط سابداکشن کاسکادیا میتواند در عصر ابزارهای ثبت‌شده میزبان زلزلههای متوسط رانشی باشد، نه تنها گسیختگیهای کامل و نادر مگاترست مانند رویداد M9 در سال 1700. دوم، به‌نظر می‌رسد این رابط قادر است در لکههای کوچکتر محلی نیز گسیخته شود. اگر تأیید شود، این دیدگاه را به چالش می‌کشد که کاسکادیا کاملاً قفل‌شده بین زلزلههای بزرگ است و مدلهای مخاطره را که فرض میکنند فقط گسیختگیهای کامل لبه رخ میدهد، دگرگون میکند.
همان‌طور که لوری دنگلِر (زلزله‌شناس بازنشسته، کال‌پولی هامبولت) همکار مقاله گفت، «کاسکادیا واقعا در دوران ابزارها به‌طرز عجیبی ساکت بوده است. ما زلزلههای کوچک‌تری نداریم و این چیزی نیست که معمولاً در نواحی سابداکشن ببینید.» رخداد فیکل هیل نشان میدهد استثناهایی وجود دارد — بخش‌هایی محلی از مگاترست که می‌توانند مستقل از هم لغزش کنند.
تاریخاً، تنها زلزلهٔ بزرگ دیگری که به‌طور ابزاری در منطقه ثبت شده و احتمالاً با رابط مرتبط است، رویداد 1992 به بزرگی M7.2 در کیپ مندوسینو است. فراتر از آن، مگاترست کاسکادیا در سال 1700 همچنان معیار سناریوهای بدترین حالت باقی می‌ماند. همان‌طور که هل‌وگ جمع‌بندی کرد، «اما واقعاً هیچ زلزله‌ای را که با ابزارها اندازه‌گیری کرده‌ایم و روی رابط بوده باشد را نمی‌شناسیم. و مردم فرض کرده‌اند که قفل است و تا زلزلهٔ بزرگ بعدی چیزی رخ نخواهد داد.» تحلیل جدید این دیدگاه را پیچیده میکند.
حفظ حافظهٔ علمی: چرا فراداده مهم بود
بازیابی لاگهای عملیاتی و فرادادهٔ ایستگاهها ضروری بود. دانستن دقیق چگونگی عملکرد ابزارها در دههٔ 1950 — منحنی‌های پاسخ، جهت‌گیری و شرایط سایت — به بازتحلیل قابل‌اعتماد کمک کرد. هل‌وگ و همکارانش تأکید میکنند که رویه‌های بایگانی دادهٔ کنونی باید نه‌تنها رکوردهای خام بلکه فراداده و مستندسازی‌ای را که پژوهشگران آینده برای بازتفسیر رخدادهای تاریخی نیاز دارند نیز حفظ کند.
دیدگاه کارشناسان
«این مطالعه نمونهٔ قدرتمندی است از اینکه چگونه زلزله‌شناسی تاریخی و روش‌های محاسباتی مدرن در کنار هم ارزیابی‌های مخاطرهٔ لرزه‌ای را بهبود می‌بخشند،» دکتر النا مارکز، زلزله‌شناس ارشد فرضی در مؤسسهٔ علوم زمین اقیانوس آرام، می‌گوید. «بازیابی شتاب‌نگارهای قدیمی و ترکیب حافظهٔ جامعه به ما اجازه میدهد رفتار گسیختگی‌هایی را شناسایی کنیم که در غیر این صورت پنهان می‌ماند. برای مناطقی مانند کاسکادیا، فهم اینکه مگاترست میتواند به‌صورت لکه‌ای لغزش کند نه تنها به‌صورت گسیختگی تمام-لبه، مدلهای احتمالاتی و راهبردهای آمادگی را تغییر میدهد.»
دکتر مارکز اضافه میکند، «برنامه‌ریزان اضطراری باید در نظر گیرند که رویدادهای مگاترست متوسط می‌توانند لرزش محلی شدیدی ایجاد کنند و ممکن است به رانش‌های زمینی، آسیب زیرساختی و در برخی شرایط سونامی منجر شوند. این یافته ضرورت توزیع متراکم ابزارها و حفظ بایگانی‌های دادهٔ بلندمدت را برجسته میکند.»
زمینهٔ گسترده‌تر و گام‌های بعدی
فهم اینکه آیا کاسکادیا معمولاً به‌عنوان یک مگاترست پیوسته گسیخته می‌شود یا در بخش‌های کوچک‌تری جداگانه، پیامدهای مستقیم برای برآوردهای مخاطره منطقه‌ای، مدل‌سازی سونامی و آیین‌نامه‌های ساختمانی در سراسر شمال غرب اقیانوس آرام و شمال کالیفرنیا دارد. کار آینده بر پایش هدفمند کف دریا و خشکی با ژئودزی، نقشه‌برداری دقیق رابط صفحات نزدیک مندوسینو و جست‌وجوی رخدادهای تاریخی دیگر که ممکن است نمایانگر گسیختگیهای موضعی روی رابط باشند، متمرکز خواهد شد.
فناوری‌هایی مانند لرزه‌نگارهای پهن‌باند، لرزه‌نگارهای کف دریا و سامانهٔ موقعیت‌یابی مداوم (GPS) می‌توانند تشخیص لغزش‌های کوچک روی رابط را بهبود بخشند، در حالی که مطالعات دیرین‌زمینه‌ای (سوابق فرورفتگی ساحلی، رسوبات سونامی و رسوب‌شناسی جنگل‌های غرق‌شده) الگوهای گسیختگی بلندمدت را تعریف میکنند. ترکیب این مجموعه‌داده‌ها مشخص خواهد کرد که آیا «سکوت عجیب» کاسکادیا واقعاً حالت قفل‌شده است یا محصول ابزارپراکنی ناپیوسته و گسیختگیهای اپیزودیک در لکههای کوچک.
نتیجه‌گیری
بازتحلیل زلزلهٔ خلیج هامبولت یا فیکل هیل 1954 شواهد قانع‌کننده‌ای ارائه میدهد که رابط سابداکشن کاسکادیا میتواند زلزلههای متوسط رانشی تولید کند که مستقل از گسیختگیهای مگاترست تمام‌طول باشند. با ترکیب شتاب‌نگارهای آرشیوی، فرادادهٔ دقیق، تکنیک‌های مکانیابی مدرن و گزارشهای شاهدان عینی سازگار، پژوهشگران شکاف چند دهه‌ای در دانش لرزه‌ای را پر کرده‌اند. این کشف نحوهٔ ارزیابی رفتار لرزه‌ای کاسکادیا را دگرگون میکند و اهمیت حفظ و بازبینی رکوردهای تاریخی لرزه‌ای را برای بهبود مدلهای مخاطرهٔ منطقه‌ای و برنامه‌ریزی آمادگی برجسته می‌سازد.
منبع: scitechdaily
.avif)
نظرات