زلزلههای کوچک تاثیر زیادی بر حرکت گسلهای بزرگ دارند
برخی از گسلها بهجای اینکه ناگهانی حرکت کنند (و زلزله شدید ایجاد کنند)، بهمرور زمان و آرام حرکت میکنند. دانشمندان دریافتهاند زلزلههای کوچک میتوانند این روند آرام را برهم بزنند و شاید باعث شوند انرژی بهجای آزاد شدن تدریجی، ناگهان آزاد شود و زلزلهای شدید رخ دهد.
بررسی جدیدی از دادههای لرزهای نشان میدهد زلزلههای کوچک و دوردست میتوانند فرایند رشد رویدادهای کُند لغزش را مختل کنند. این رویدادها نوعی حرکت تدریجی در امتداد گسلها هستند که میتوانند انرژی بسیار زیادی را بهصورت آهسته و بدون ایجاد زلزلهی ناگهانی آزاد کنند.
مطالعه جدید که در مجلهی Science Advances منتشر شده است، نشان میدهد افزایش تکرار زلزلههای کوچک در نزدیکی ناحیه کُند لغزش گسل، باعث کاهش هماهنگی و همزمانی حرکتهای تدریجی گسل میشود.
گسلهای مگاتراست (رورانده بزرگ)، یعنی شکستگیهای بزرگی که در آن یک صفحه تکتونیکی به زیر صفحه مجاور فرو میرود، بهخاطر ایجاد مخربترین زلزلههای زمین مشهور هستند. همین گسلها میتوانند بهصورت پیوسته و آرام برای روزها یا هفتهها بلغزند، پدیدهای که به آن رویدادهای لغزش کند گفته میشود و همزمان ارتعاشات ضعیفی تحت عنوان «لرزشهای تکتونیکی» ایجاد میکنند.
رویدادهای کند لغزش که حدود دو دهه پیش برای اولین بار شناسایی شدند، با ارتعاشات آرام خود میتوانند تغییراتی در تنشهای گسلها ایجاد کنند و احتمالا بر زمان وقوع زلزلههای بزرگ و مخرب تاثیرگذار باشند. بااینحال، دلیل این موضوع مشخص نیست که چرا این پدیدههای پیچیده در برخی گسلها تا صدها کیلومتر گسترش مییابند، اما در برخی دیگر در نواحی کوچکی میمانند.
هایدی هیوستون، ژئوفیزیکدان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی در لسآنجلس که در پژوهش جدید مشارکتی نداشت، میگوید مطالعهی جدید نشان میدهد زلزلههای کوچک میتوانند از فاصلهای در حدود چند ده کیلومتر، یعنی در فاصلهای که لرزشهای آنها معمولا احساس نمیشود، بر گسلهای بزرگ تاثیر بگذارند. در این مطالعه، زلزلههایی در محدوده کمتر از ۵۰ کیلومتر از مناطق لرزش تکتونیکی بررسی شدهاند و بیشتر این زلزلهها اندازهای بسیار کوچک دارند.
رویدادهای لغزش آهسته که گاهی تحت عنوان «زلزلههای کند» نیز شناخته میشوند، معمولا در نزدیکی لبههای بخشی از گسل رورانده بزرگ رخ میدهند که منشاء بزرگترین زلزلهها است. گاسپار فارژ، دانشمند زمینشناس میگوید: «با دنبال کردن این حرکات آهسته و کوچک میتوانیم بفهمیم کدام قسمتهای ناپایدار گسل فعال هستند. ما نیاز داریم در زمانهایی که زلزلهای رخ نمیدهد، هر اطلاعاتی را که به دست میآید، جمع کنیم تا بهتر بفهمیم این سیستم چگونه رفتار میکند».
برای مطالعه جدید، گاسپار فارژ و امیلی برودسکی، هر دو از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی در سانتا کروز، دادههای فعالیتهای زلزله و رویدادهای لغزش آهسته در گسلهای مگاتراست در ژاپن و کاسکادیا، همچنین نواحی گسلی آلاسکا، نیوزیلند، کالیفرنیا و تایوان را تحلیل کردند.
پژوهشگران برای هر گسل به طور جداگانه بررسی کردند که چند بار زلزلههایی با بزرگی بیشتر از ۲٫۲ ریشتر، در فاصله ۵۰ کیلومتری آن گسل اتفاق افتاده است. آنها سپس این تعداد را با میزان لغزش آرام و پیوسته گسل در همان زمان مقایسه کردند تا میزان هماهنگی حرکات گسل را ارزیابی کنند.
فارژ میگوید: «هرچه نرخ وقوع زلزلههای کوچک در اطراف ناحیه لغزش آهسته بالاتر باشد، میزان هماهنگی فعالیت گسل کمتر میشود». با توجه به فاصلههای مطرحشده، این زلزلهها احتمالا بهصورت مستقیم باعث حرکت سنگهای گسل نمیشوند، بلکه امواج لرزهای تولید شده توسط آنها هنگام عبور، ممکن است تنشهای موجود در گسل را تغییر دهند.
فارژ میگوید وقتی تعداد زیادی زلزله کوچک در اطراف گسل اتفاق میافتد، بخشهای مختلف آن گسل تحتتأثیر فشارها و نیروهای متفاوت قرار میگیرند. به همین دلیل، این بخشها دیگر بهطور همزمان و هماهنگ حرکت نمیکنند و هر قسمت به شکل جداگانه رفتار میکند.
هایدی هیوستون میگوید: «این فرضیه کاملا منطقی است و بهنظر میرسد آنها توانستهاند نشان دهند این سازوکار واقعا عمل میکند.» دانشمندان پیشتر ثابت کرده بودند گسلهایی که رویدادهای لغزش آهسته را تجربه میکنند، به اندازهای حساس هستند که حتی جزر و مدهای ماه نیز بر آنها تاثیر میگذارد. بنابراین، شاید چندان هم تعجبآور نباشد که وقوع زلزلههای کوچک به صورت گسترده بتواند هماهنگی حرکت گسل را مختل کند.