تغییر خصوصیات آماری زلزله با تغییر اندازه گسل

رابطه تعداد زلزله و اندازه گسل

اخیراً مطالعه‌ای انجام شده که نشان می‌دهد چرا گسل‌های کوچک توالی‌هایی از زلزله‌های تقریباً مشابه دارند، در حالی که زلزله‌های مربوط به گسل‌های بزرگ، دارای تنوع بسیار زیادی هستند و اصولاً خوشه‌هایی از زلزله‌ها با خصوصیات غیرمشابه را تشکیل می‌دهند؟

بسیاری از پدیده‌های طبیعی و مصنوعی، از “توزیع‌های قانون توان” پیروی می‌کنند. به عنوان یک مثال بارز، توزیع قانون توان توضیح می‌دهد که چگونه تکرّر زلزله‌های کوچک بیشتر از زلزله‌های بزرگ و مخرب است.

به طور کلی، توزیع قانون توان در لحظه‌ی زلزله، برای رخدادهای لرزه‌ای در واحد زمان بر روی گسل‌های چندگانه در نظر گرفته می‌شود. با این حال، پژوهشگران هنوز هم در مورد توزیع اندازه‌ی گسیختگی در امتداد گسل‌های منفرد به نتیجه‌ی جامعی دست نیافته‌اند. استثناعات آماری قانون توان در توالی‌های نادر که با عنوان زلزله‌های تکرار شونده شناخته می‌شوند، مشاهده شده است. این توالی‌ها به جای تعداد زیادی رخداد کوچک و تعداد اندکی رخداد بزرگ، توسط زلزله‌های دوره‌ای با اندازه‌ی ثابت مشخص می‌شوند و سوالات بسیاری را برای محققین بی پاسخ گذاشته‌اند. چرا این توالی‌ها از آمارهای موجود قانون توان برای اندازه‌ی زلزله‌ها تبعیت نمی‌کنند؟ و برای گسل‌هایی که به اندازه‌ای بزرگ باشند که بتوانند زلزله‌های مخرب ایجاد کنند، چه قانون توانی را بایستی انتظار داشت؟

در یک مطالعه‌ی نظری که به تازگی منتشر شده، عوامل کنترل کننده‌ی آماری زلزله‌ها بر روی گسل‌های منفرد و ایزوله بررسی شده است.

کاتانیا (Cattania)، نویسنده‌ی مقاله‌ی فوق‌الذکر، از یک مدل دوبُعدی چرخه‌ی زلزله مربوط به یک گسل ساده، حرکت گسل در هنگام زلزله و خزش گسل در فاصله‌ی زمانی بین رخدادها استفاده کرده و نتایج را با زلزله‌های مشاهده شده در طبیعت مقایسه کرده است.

این پژوهش نشان می‌دهد که با وجود اینکه منابع لرزه‌ای کوچک می‌تواند زلزله‌های دوره‌ای و یکسانی را ایجاد کند، زمین لرزه‌های گسل های بزرگ صفاتی متفاوت دارند، مانند توزیع قانون توان مشاهده شده در طبیعت.

برای گسل‌های بزرگتر، طول گسیختگی زلزله‌ها، می‌تواند بزرگاها و خوشه‌های متفاوتی را در واحد زمان ایجاد کند، بر خلاف منابع لرزه‌ای کوچک که زلزله‌های آنها علاوه بر شباهت، فاصله‌ی نسبتاً یکسانی نیز با یکدیگر دارند. براساس مفاهیم فیزیکی پایه‌ی در ارتباط با کرنشِ گسل و انرژی آزاد شده حین ایجاد شکستگی، انتقال بین این رفتارها با نسبت “اندازه‌ی گسل” به “طول مربوط به بُعد هسته‌سازی زلزله” کنترل می‌شود.

در اصل، این مطالعه نشان می‌دهد که گسل‌های ساده و منفرد لزوماً زلزله‌های دوره‌ای و منظمی را ایجاد نمی‌کنند، بویژه هنگامی که گسل‌ها نسبتاً بزرگ باشند. نتایج این مطالعه در صورت درست بودن، بینش وسیعی از مخاطرات لرزه‌ای را به ما می‌دهد. اگرچه ممکن است این مدل ساده شده که در این مطالعه استفاده شده، به اندازه‌ی کافی مشابه گسل‌ها در طبیعت نباشد، این نظریه می‌تواند به نمونه‌های واقعی تر گسترش داده شود.

منبع: Geophysical Research Letters

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *