تأثیر فرونشست زمین و زلزله‌های ادامه‌دار بر زندگی و کشاورزی مردم

طی یک هفته، دو زلزله با بزرگای ۴.۸ در سامانه گسله درونه رخ داد. رخداد اول در ۱۱ اردیبهشت ۱۴۰۴ با بزرگای ۴.۸ در شرق تربت حیدریه و رخداد دوم در ۱۸ اردیبهشت که با یک پس‌لرزه با بزرگای ۴.۷ در همان روز در غرب درونه (کاشمر) و در نزدیکی بردسکن ثبت و احساس شد. زلزله 11/02/1404 روی قطعه درونه شرقی و زلزله‌های 18/02/1404 روی قطعه درونه مرکزی سامانه گسله درونه رخ دادند. گسله فشاری درونه مرکزی از تربت حیدریه تا شمال بردسکن امتداد دارد. محدوده روستای هدک در شمال غرب بردسکن در نزدیکی محل تلاقی گسل درونه مرکزی با گسل درونه غربی است. گسل درونه شرقی حدود ۱۶۰ کیلومتر، درونه مرکزی حدود ۱۲۵ کیلومتر و درونه غربی از هدک تا شمال نخلک در استان اصفهان و حدود ۴۲۰ کیلومتر امتداد دارد.

زلزله‌های ۱۸ اردیبهشت در حدود صد‌کیلومتری جنوب-جنوب غربی سبزوار منجر به خسارتی نشدند. رخداد این زمین‌لرزه‌ها نمایانگر شکل‌گیری یک خوشه لرزه‌ای در سامانه گسل درونه است. در گذشته در این پهنه گسله زلزله 25 سپتامبر 1903 ترشیز به بزرگی 5.9 و زلزله ١٩٢٣ کاج درخت با بزرگای ٥.٨ -غرب کاشمر- به بخش مرکزی آن مرتبط است. با وجود حرکت زیاد گسل درونه، تعداد زمین‌لرزه‌های شدید طی سده اخیر روی گسل درونه کم بوده و چه‌بسا اکنون با یک دوره سکون لرزه‌ای روی قطعات مختلف این گسل مواجه هستیم.

از سوی دیگر بررسی‌های میدانی وقوع زمین‌لرزه‌های شدید قبلی در گسل درونه با گسیختگی سطحی را تأیید می‌کند. سامانه گسله درونه جمعا با حدود ۷۰۰ کیلومتر طول با سه قطعه درونه شرقی از مرز ایران و افغانستان تا تربت حیدریه، درونه مرکزی از تربت حیدریه تا شمال بردسکن و درونه غربی از شمال بردسکن آغاز می‌شود و با رد‌شدن از روستای درونه تا شمال نخلک در مرکز ایران امتداد دارد. در 25 سال اخیر پایش رفتار لرزه‌خیزی به‌ویژه در شمال منطقه لوت نمایانگر شکل‌گیری خوشه‌های لرزه‌ای پیرامون سامانه گسله درونه و همچنین رخداد زلزله‌ها به صورت فوج‌گونه نیز هست. من در مقاله‌ای در مجله پژوهش‌نامه زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، بهار ۱۳۷۹ با عنوان «تحلیل لرزه زمین‌ساختی سیستم گسله درونه و بررسی زلزله‌های زمستان ۱۳۷۸- بهار ۱۳۷۹ کاشمر - مهدی زارع»* رفتار لرزه‌ای در سامانه گسله درونه را نشان دادم. زلزله نهم فروردین ۱۳۷۹ کاشمر (mb=5.0) ششمین زلزله از زلزله‌های فوج گونه‌ای (Swarm) از بهمن‌ماه ۱۳۷۸ معرفی شد.

ضمن بررسی تاریخچه لرزه‌خیزی سیستم گسله درونه، تحلیلی ساختاری از این گسل با توجه به روندهای ساختاری اصلی و سازوکارهای ژرفی و ریخت آبراهه‌ها انجام شد. این بررسی نشان داد که علاوه بر سازوکار فشاری و راستالغز چپ‌گرد که برای بخش باختری و مرکزی این سیستم گسله از قبل شناخته شده بود، سازوکار راستالغز راست‌گرد را می‌توان به بخش خاوری آن منتسب کرد. داده‌های سازوکار ژرفی زمین‌لرزه‌های این بخش از سامانه گسله هنوز در دسترس نیست؛ چرا‌که هنوز زلزله مهمی که برای آن ساز‌و‌کار ژرفی محاسبه شود، روی این گسل در دهه‌های اخیر رخ نداده است، روند فوج گونه رخداد زمین‌لرزه در راستای سیستم گسله درونه احتمالا ویژگی چنین سامانه‌ای است.

از سوی دیگر، فرونشست زمین یک مسئله محیط‌زیستی مهم در دهه‌های اخیر در همین منطقه از‌ جمله تربت حیدریه، کاشمر، بردسکن و خواف است. این پدیده در درجه اول ناشی از استخراج بیش از حد آب‌های زیرزمینی برای مصارف کشاورزی، صنعتی و خانگی است که با خشک‌سالی‌های طولانی‌مدت و سوء‌مدیریت منابع آب تشدید می‌شود.

بخش کشاورزی به‌شدت به آب‌های زیرزمینی وابسته است که منجر به تخلیه سفره‌های آب زیرزمینی می‌شود. چاه‌های غیرقانونی و پمپاژ کنترل‌نشده، این مشکل را تشدید می‌کند.

کاهش بارندگی و تغییرات اقلیمی نیز تغذیه طبیعی آب‌های زیرزمینی را کاهش داده است. در دامنه‌های شمال کاشمر وجود رسوبات آبرفتی قابل تراکم، آنها را در هنگام استخراج آب، مستعد فرونشست می‌کند. کاهش جریان رودخانه‌ها وابستگی به آب‌های زیرزمینی را افزایش داده است. این پدیده در سال‌های اخیر موجب ترک‌خوردگی در ساختمان‌ها، جاده‌ها و زیرساخت‌ها، خسارت به زمین‌های کشاورزی (کاهش بهره‌وری به دلیل فرونشست زمین)، افزایش خطر وقوع فروچاله‌ها و از دست دادن دائمی ظرفیت ذخیره آبخوان (فشردگی لایه‌های زیرزمینی برگشت‌ناپذیر است) شده است.

نرخ فرونشست گزارش‌شده در این پهنه در تربت حیدریه و کاشمر فرونشست تا 20 سانتی‌متر در سال بر‌اساس داده‌های ماهواره‌ای مانند Sentinel-1 و در بردسکن و خواف سالانه 10 تا 15 سانتی‌متر فرونشست قابل گزارش است. مناطق با بالاترین میزان فرونشست در نزدیک زمین‌های کشاورزی و مناطق چاه‌های حفر‌شده متراکم قرار دارد و فرونشست تجمعی (بیش از ۱۰ سال) برخی از مناطق تربت حیدریه از سال ۱۳۹۰ به بیش از دو متر فرونشست رسیده است. در همین منطقه افت سطح آب زیرزمینی منطقه به متر‌مکعب در سال تربت حیدریه ۱.۵ تا ۲.۵ (۴۰ درصد کاهش ذخیره از سال ۱۳۸۰) در کاشمر ۱.۰ تا ۲.۰ در بردسکن ۰.۸ تا ۱.۵ و در خواف ۱.۲ تا ۲.۰ متر‌مکعب در سال می‌رسد.

کل افت آب‌های زیرزمینی در حدود ۲۵ سال اخیر در مناطقی که بیشترین آسیب را دیده‌اند، به ۴۰ تا ۶۰ متر می‌رسد. بیش از ۸۰ درصد آب استخراج‌شده برای کشاورزی (پسته، زعفران و گندم) استفاده می‌شود. فرونشست در تربت حیدریه یکی از سریع‌ترین فرونشست‌ها در ایران است که به تراکم لایه‌های رسی مرتبط است. ۶۰ درصد از چاه‌های تحت نظارت در کاشمر افزایش شوری را به دلیل پمپاژ بیش از حد نشان می‌دهند. فرونشست در خواف باعث ایجاد ترک در بیش از ۲۰۰ خانه و آسیب به قنات‌ها شده است.

فشردگی برگشت‌ناپذیر سفره آب از نظر تغذیه آینده موجب می‌شود‌ ذخیره از دست رفته بازیابی نشود و جاده‌ها، خطوط لوله و ساختمان‌های در معرض خطر از‌ جمله راه‌آهن کاشمر-تربت و با ترکیب فرونشست زمین و کمبود آب به افزایش توفان‌های گرد‌و‌غبار بینجامد.

اگر تخلیه آب‌های زیرزمینی با ریتم موجود ادامه یابد، فرونشست همچنین به تحریک گسل‌های سامانه گسله درونه کمک می‌کند. استخراج آب‌های زیرزمینی فشار منفذی در سفره‌های آب را کاهش می‌دهد و تنش مؤثر بر سنگ‌ها را افزایش می‌دهد. این امر می‌تواند گسل‌های مجاور را از حالت قفل خارج کند و آنها را مستعد گسیختگی کند. تغییرات تنش ناشی از فرونشست می‌تواند تا اعماق پنج تا ۱۰ کیلومتر گسترش یابد و به طور بالقوه بر سازوکار گسل اثر بگذارد. تنش برشی روی گسل ممکن است افزایش یابد و به طور بالقوه زمان وقوع زلزله را جلو بیندازد.

برداشت گسترده آب‌های زیرزمینی (به‌ عنوان مثال، افت حدود ۵۰ متر در سفره‌های آب خراسان) بار پوسته را کاهش می‌دهد. پوسته زمین کمی به سمت بالا برمی‌گردد و میدان‌های تنش منطقه‌ای را تغییر می‌دهد. در دره مرکزی کالیفرنیا، فرونشست با افزایش ریزلرزه‌ها مرتبط دانسته شده است. کاهش آب‌های زیرزمینی می‌تواند شیار گسل غنی از رس را خشک کند و اصطکاک آن را کاهش دهد. این موضوع ممکن است آستانه لغزش گسل را کاهش دهد. زلزله لورکا ۲۰۱۱ اسپانیا، با بزرگای ۵.۱ ناشی از تخلیه آب‌های زیرزمینی در نزدیکی یک گسل شناخته می‌شود. همچنین زلزله با بزرگای ۵.۲ در کره جنوبی ۲۰۱۷ که مرتبط با تزریق سیال است، نشان می‌دهد که چگونه تغییرات تنش سطحی می‌تواند باعث ایجاد لرزه‌خیزی شود.

با توجه به اینکه شهرستان‌های پیرامون سامانه گسله درونه از ‌جمله تربت حیدریه، کاشمر بردسکن و خواف در ابتدای ۱۴۰۴ سرجمع حدود ۶۷۰ هزار جمعیت دارند، توجه به معرضیت این جمعیت در برابر هر زمین‌لرزه شدید در این منطقه در پهنه گسله درونه به‌ویژه در شهرهای تربت حیدریه، کاشمر، بردسکن و خواف و تدوین برنامه جامع کاهش ریسک زلزله برای این شهر‌ها ضروری است.

*http://old.iiees.ac.ir/fa/wp-content/uploads/2009/03/spr_79_5.pdf