آیا ماه و خورشید می‌توانند باعث زلزله شوند؟ نقش شگفت‌انگیز جزرومد در حرکت گسل‌ها
آیا ماه و خورشید می‌توانند باعث زلزله شوند؟ نقش شگفت‌انگیز جزرومد در حرکت گسل‌ها
ماه و خورشید از عوامل اصلی ایجاد زمین‌لرزه نیستند، اما نیروی گرانشی آن‌ها می‌تواند در شرایط خاص، روی گسل‌هایی که از قبل تحت فشار قرار گرفته‌اند اثر بگذارد. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند تغییرات بسیار کوچک ناشی از این کشش گرانشی ماه و خورشید ممکن است در برخی شرایط، زمان یا سرعت لغزش گسل‌ها را تغییر دهد.
موضوع اصلی این پژوهش، نوع خاصی از فعالیت زمین‌ساختی موسوم به زمین‌لرزه آهسته است؛ پدیده‌ای که برخلاف زلزله‌های معمول، در آن حرکت دو سوی گسل می‌تواند طی روزها یا حتی هفته‌ها ادامه پیدا کند. بررسی این رویدادها می‌تواند اطلاعات ارزشمندی درباره نحوه رفتار گسل‌های فعال و عواملی که روی لغزش آن‌ها تأثیر می‌گذارند در اختیار دانشمندان قرار دهد.
کشش گرانشی ماه و خورشید چگونه روی زمین اثر می‌گذارد؟
همان نیروی گرانشی که باعث ایجاد جزرومد اقیانوس‌ها می‌شود، روی بخش جامد زمین نیز اثر می‌گذارد. پوسته زمین در برابر این کشش به مقدار بسیار کمی تغییر شکل می‌دهد و تحت فشار و کشش‌های دوره‌ای قرار می‌گیرد. این تغییرات را با عنوان «تنش کشندی» می‌شناسند.
شدت این تنش‌ها در مقایسه با نیروهای عظیمی که درون پوسته زمین ایجاد می‌شوند بسیار ناچیز است و در حد چند کیلوپاسکال قرار دارد؛ فشاری که می‌توان آن را با فشار نسبتاً ملایم یک دست مقایسه کرد. با این حال، کوچک بودن یک نیرو لزوماً به معنای بی‌اهمیت بودن آن نیست. اگر گسلی از قبل در شرایط نزدیک به لغزش قرار داشته باشد، همین تغییرات جزئی می‌توانند در شرایط خاص روی رفتار آن اثر بگذارند.
پژوهشگران در مطالعه‌ای با عنوان «محدودیت‌های نظری درباره تحریک زمین‌لرزه‌های آهسته بر اثر نیروهای کشندی» تلاش کرده‌اند مشخص کنند که این اثر تحت چه شرایطی می‌تواند قابل مشاهده باشد. هدف اصلی پژوهش نیز بررسی این موضوع بوده که آیا تغییرات دوره‌ای و ضعیف تنش می‌توانند حرکت گسل‌های حساس را تحت تأثیر قرار دهند یا خیر.
وقتی گسل به ریتم نیروهای کشندی حساس می‌شود
برای بررسی این مسئله، پژوهشگران از یک مدل رایانه‌ای از گسل استفاده کردند تا واکنش آن را به تغییرات دوره‌ای تنش بررسی کنند. نتایج نشان داد زمانی که دوره تکرار تنش کشندی با مقیاس زمانی طبیعی واکنش گسل هماهنگ شود، احتمال حساس شدن گسل به این نیرو افزایش پیدا می‌کند.
این وضعیت شباهت زیادی به مفهوم تشدید در فیزیک دارد. برای مثال، اگر یک تاب را با فشارهای کوچک اما دقیقاً هماهنگ با حرکت طبیعی آن هل دهیم، دامنه نوسان تاب می‌تواند به‌تدریج افزایش پیدا کند. در مورد گسل نیز تغییرات کوچک و تکرارشونده تنش، در صورت هماهنگی مناسب با ویژگی‌های آن، می‌توانند سرعت لغزش را افزایش دهند.
به بیان ساده، ماه و خورشید انرژی اصلی مورد نیاز برای ایجاد یک زلزله بزرگ را در گسل ذخیره نمی‌کنند. انرژی اصلی در اثر فرایندهای زمین‌ساختی و حرکت صفحات زمین طی سال‌ها و حتی قرن‌ها در پوسته زمین انباشته می‌شود. نیروهای کشندی تنها ممکن است در شرایط خاص مانند یک عامل محرک کوچک عمل کنند و زمان وقوع یا نحوه لغزش گسلی را که از قبل در آستانه حرکت قرار گرفته است، تغییر دهند.
زمین‌لرزه‌های آهسته؛ زلزله‌هایی که ممکن است احساس نشوند
تمرکز اصلی این مطالعه بر زمین‌لرزه‌های آهسته است؛ رویدادهایی که رفتارشان با زلزله‌های معمول تفاوت زیادی دارد. در یک زمین‌لرزه متعارف، لغزش گسل و آزاد شدن انرژی می‌تواند در مدت بسیار کوتاهی اتفاق بیفتد و لرزش شدیدی در سطح زمین ایجاد کند.
اما در زمین‌لرزه آهسته، حرکت گسل ممکن است روزها یا هفته‌ها ادامه داشته باشد. دو بخش گسل به‌آرامی نسبت به یکدیگر جابه‌جا می‌شوند و انرژی در بازه زمانی بسیار طولانی‌تری آزاد می‌شود. به همین دلیل، این نوع رویدادها ممکن است بدون ایجاد لرزش محسوس در سطح زمین رخ دهند.
همین ویژگی، زمین‌لرزه‌های آهسته را برای دانشمندان به پدیده‌ای مهم تبدیل کرده است. بخشی از فعالیت گسل‌ها ممکن است در اعماق زمین اتفاق بیفتد، بدون آنکه انسان‌ها در سطح زمین متوجه آن شوند. بررسی این حرکت‌های آرام می‌تواند به پژوهشگران کمک کند رفتار گسل‌ها و شرایط لازم برای لغزش آن‌ها را بهتر بشناسند.
آیا این یافته‌ها به پیش‌بینی زلزله کمک می‌کنند؟
یکی از مهم‌ترین پرسش‌ها این است که آیا شناخت اثر ماه و خورشید می‌تواند به پیش‌بینی زمین‌لرزه‌های آینده کمک کند یا خیر. پاسخ در حال حاضر بسیار محدودتر از چیزی است که شاید در نگاه اول تصور شود.
شناخت چرخه‌های تنش کشندی می‌تواند به دانشمندان کمک کند دوره‌هایی را که این نیروها به بیشترین مقدار خود می‌رسند بررسی کنند. همچنین مقایسه زمان وقوع زمین‌لرزه‌های آهسته با چرخه‌های کشندی می‌تواند اطلاعات بیشتری درباره میزان حساسیت گسل‌های مختلف در اختیار پژوهشگران قرار دهد.
چنین داده‌هایی ممکن است در آینده برای بررسی وضعیت گسل‌های خاص و شناخت بهتر رفتار آن‌ها مورد استفاده قرار گیرند. اگر مشخص شود یک گسل نسبت به تغییرات بسیار کوچک تنش کشندی حساس است، پژوهشگران می‌توانند این ویژگی را در مدل‌های زمین‌شناسی و مطالعات مربوط به رفتار آن گسل لحاظ کنند.
چرا همه گسل‌ها به ماه و خورشید واکنش یکسانی ندارند؟
یکی از نکات مهم این پژوهش آن است که همه گسل‌ها به یک اندازه تحت تأثیر نیروهای کشندی قرار نمی‌گیرند. ویژگی‌های ساختاری گسل، میزان اصطکاک میان سطوح آن و مقدار تنشی که از قبل درون آن انباشته شده است، می‌تواند تعیین کند که یک تغییر کوچک در فشار چه اثری بر آن داشته باشد.
به همین دلیل، یک گسل ممکن است نسبت به تغییرات دوره‌ای ناشی از ماه و خورشید حساس باشد، در حالی که گسل دیگری تقریباً هیچ واکنش قابل توجهی نشان ندهد. مقایسه زمان‌بندی زمین‌لرزه‌های آهسته با چرخه‌های تنش کشندی می‌تواند به دانشمندان کمک کند برخی ویژگی‌های فیزیکی گسل، از جمله مقاومت اصطکاکی آن، را بهتر برآورد کنند.
این موضوع از آن جهت اهمیت دارد که شناخت رفتار گسل فقط به اندازه‌گیری فشار موجود در آن محدود نمی‌شود. نحوه واکنش گسل به نیروهای بسیار کوچک نیز می‌تواند اطلاعاتی درباره شرایط داخلی و میزان آمادگی آن برای لغزش در اختیار دانشمندان قرار دهد.
آیا ماه می‌تواند زمان زلزله بزرگ را مشخص کند؟
با وجود نتایج این پژوهش، نباید از آن نتیجه گرفت که موقعیت ماه یا خورشید می‌تواند زمان وقوع یک زلزله بزرگ را مشخص کند. چنین برداشتی با یافته‌های مطالعه سازگار نیست.
آنچه پژوهشگران بررسی کرده‌اند، اثر احتمالی نیروهای بسیار ضعیف کشندی بر گسل‌هایی است که از قبل تحت فشار قرار دارند و شرایط لازم برای لغزش را پیدا کرده‌اند. در چنین وضعیتی، کشش گرانشی ماه و خورشید ممکن است مانند یک محرک کوچک روی زمان یا سرعت حرکت گسل اثر بگذارد؛ اما عامل اصلی انباشته شدن انرژی زمین‌لرزه همچنان فرایندهای زمین‌ساختی درون زمین است.
بنابراین، این یافته بیشتر از آنکه راهی برای پیش‌بینی زلزله باشد، ابزاری برای درک بهتر رفتار گسل‌هاست. دانشمندان با مطالعه این اثرهای کوچک می‌توانند تصویر دقیق‌تری از چگونگی واکنش پوسته زمین به نیروهای مختلف به دست آورند.
جمع‌بندی نهایی
ماه و خورشید به‌طور مستقیم عامل ایجاد زلزله نیستند، اما نیروی گرانشی آن‌ها می‌تواند در قالب تنش‌های کشندی ضعیف و دوره‌ای روی گسل‌های حساس اثر بگذارد. این تأثیر زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که گسل از قبل تحت فشار زیادی قرار داشته و در آستانه لغزش باشد.
پژوهش مورد بررسی نشان می‌دهد هماهنگی میان دوره تغییرات تنش کشندی و ویژگی‌های طبیعی یک گسل می‌تواند در برخی شرایط، حرکت آرام آن را تقویت کند. با این حال، این یافته به معنای امکان پیش‌بینی زلزله‌های بزرگ بر اساس موقعیت ماه و خورشید نیست؛ بلکه سرنخ دیگری برای شناخت رفتار پیچیده گسل‌ها و زمین‌لرزه‌های آهسته در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.
