خشک‌سالی و زلزله با تهران چه می‌کند؟
خشک‌سالی طولانی و شدید در محدوده تهران، با استخراج بیش از حد آب‌های زیرزمینی تشدید شده است. سازوکار اصلی مرتبط‌کننده خشک‌سالی و رفتن آب و افزایش خطر لرزه‌ای، تغییر تنش زیرسطحی روی گسل‌هاست. ارتباط بین خشک‌سالی و خطر زلزله در درجه اول غیرمستقیم و ناشی از واکنش انسان به کمبود باران، به‌ویژه در منطقه‌ای با فعالیت زمین‌ساختی جوان است.
به گزارش گروه رسانه‌ای شرق،
خشک‌سالی طولانی و شدید در محدوده تهران، با استخراج بیش از حد آب‌های زیرزمینی تشدید شده است. سازوکار اصلی مرتبط‌کننده خشک‌سالی و رفتن آب و افزایش خطر لرزه‌ای، تغییر تنش زیرسطحی روی گسل‌هاست. ارتباط بین خشک‌سالی و خطر زلزله در درجه اول غیرمستقیم و ناشی از واکنش انسان به کمبود باران، به‌ویژه در منطقه‌ای با فعالیت زمین‌ساختی جوان است. در خشک‌سالی طولانی‌مدت، استخراج حجم عظیمی از آب‌های زیرزمینی از سفره‌های آب زیرزمینی برای تأمین نیازهای کشاورزی و شهری تسریع می‌شود. این استخراج بیش از حد منجر به از دست رفتن ده‌ها تا صدها میلیارد متر‌مکعب آب شده است. وزن عظیم این آب از پوسته زمین برداشته می‌شود. این تخلیه باعث می‌شود زمین کمی به حالت اولیه خود برگردد یا بالا بیاید، در‌حالی‌که مناطقی که مستقیما روی سفره‌های آب زیرزمینی تخلیه‌شده قرار دارند، دچار فرونشست شدید زمین می‌شوند. در بخش‌هایی از تهران، نرخ فرونشست به طرز چشمگیری بالا‌ست.
این تغییرات عمودی و افقی در وزن و شکل پوسته، تنش را روی گسل‌های مجاور توزیع مجدد می‌کند. در‌حالی‌که تغییرات تنش در مقایسه با نیروهای زمین‌ساختی که باعث اکثر زلزله‌ها می‌شوند، نسبتا کوچک هستند، ولی می‌توانند برای عبور یک گسل از نقطه شکست بحرانی خود کافی باشند و به‌طور مؤثر یک رویداد لرزه‌ای را زودتر از آنچه به‌طور طبیعی رخ می‌داد، تحریک کنند.
از دست دادن آب‌های زیرزمینی، فشار منفذی درون سنگ‌های امتداد گسل را کاهش می‌دهد. فشار منفذی دو طرف گسل را از هم جدا نگه می‌دارد. وقتی این فشار کاهش می‌یابد، می‌تواند تنش نرمال مؤثر در سراسر صفحه گسل را افزایش دهد که اساسا گسل را محکم‌تر «می‌بندد». این چسبندگی می‌تواند مقاومت گسل در برابر لغزش را افزایش دهد و به‌طور بالقوه تنش بیشتری را برای یک رویداد بزرگ‌تر در آینده ایجاد کند. در سناریوهای خاص، این تغییر همچنین می‌تواند به محیط تنش کلی که منجر به پارگی می‌شود، کمک کند.
گسل‌های بزرگ، از‌جمله گسل شمال تهران، به دلیل تجمع مداوم تنش زمین‌ساختی، از قبل برای یک زلزله درخور توجه آماده‌اند. این اثرها به‌طور بالقوه می‌تواند به‌عنوان محرکی برای یک زلزله بزرگ عمل کند که قبلا در میلیون‌ها سال فعالیت زمین‌ساختی ایجاد شده است. تغییر در تنش ناشی از تخلیه گسترده آب، منبع انرژی زلزله نیست، اما می‌تواند «آخرین تیر ترکش» باشد که باعث آغاز گسیختگی در قطعه گسلی می‌شود که از قبل تا نزدیکی نقطه شکست خود تنش داشته است. خطر یک منطقه فعال زمین‌ساختی که دستخوش تغییرات شدید و ناشی از انسان در هیدرولوژی زیرسطحی می‌شود، نگرانی جدی و رو به رشدی است.
استان‌های تهران و البرز و کلان‌شهر تهران، در دامنه کوه‌های فعال لرزه‌ای البرز قرار دارند و برخی از نگران‌کننده‌ترین نرخ‌های فرونشست زمین در جهان در دشت‌های پای دامنه‌های جنوب البرز در برخی مناطق به ۳۱ تا ۳۵ سانتی‌متر در سال رسیده است. گسترش سریع شهر و اتکا بر آب‌های زیرزمینی، این مشکل را تشدید کرده است.
تخلیه گسترده آب‌های زیرزمینی از سفره‌های آب شهر
سطح آب‌های زیرزمینی در بخش‌هایی از تهران سالانه تا دو متر کاهش می‌یابد؛ این فرونشست مستقیما بر زیرساخت‌های حیاتی، از‌جمله موارد زیر اثر می‌گذارد: فرودگاه بین‌المللی امام خمینی، خطوط مترو، زیرساخت‌های راه‌آهن، خطوط لوله اصلی گاز، نفت و آب و استحکام میلیون‌ها ساختمان.
در تغییر در نرخ پمپاژ، عامل اصلی انسانی است که خشک‌سالی را به خطر لرزه‌ای مرتبط می‌کند. بر‌اساس گزارش‌ها، نرخ پمپاژ در منطقه تهران در سال‌های خشک‌سالی شدید اخیر -پس از ۱۴۰۰- به‌طور چشمگیری افزایش یافته است تا کاهش ذخایر آب سطحی در سدها را جبران کند. در سال جاری ۱۴۰۴ مخازن سدها به سطح بسیار پایینی در حد پنج تا 20 درصد ظرفیت خود رسیدند. تنها راه برای حفظ تأمین آب شهری تهران، افزایش چشمگیر پمپاژ آب‌های زیرزمینی بوده است.
پمپاژ با این نرخ افزایش‌یافته که بسیار فراتر از تغذیه طبیعی سفره آب زیرزمینی است، چیزی است که منجر به مشکل برگشت‌ناپذیر فرونشست زمین می‌شود. با خالی‌شدن منافذ پر از آب در خاک و رس و فشرده‌شدن ساختار، زمین نشست می‌کند. این فرایند مستقیما میدان تنش روی گسل‌های مجاور تهران را تغییر می‌دهد. این استخراج عظیم و سریع آب‌های تجدیدناپذیر، تغییر هیدرولوژیکی فوری است که در توزیع مجدد تنش زمین‌ساختی و افزایش خطر لرزه‌ای در منطقه تهران نقش دارد.
گسل‌های اصلی تهران قادر به ایجاد زلزله‌های با بزرگای بیش از ۷.۰ هستند. گسل شمال تهران در امتداد دامنه کوه‌های البرز و گسل مشا، واقع در ۱۶کیلومتری شمال شرقی تهران، گسلی به طول حدود ۲۰۰ کیلومتر، می‌تواند زمین‌لرزه‌های قابل توجهی ایجاد کند. سامانه گسل‌های منطقه ری شامل گسل‌های ری، کهریزک، پیشوا، رباط‌کریم و ایوانکی در جنوب تهران، مستقیما در زیر یا بسیار نزدیک به حومه‌های جنوبی بسیار فرونشسته و پرجمعیت قرار دارند. زلزله ملارد ۲۹ آذر ۱۳۹۶ (با بزرگای ۵) در مجاورت یک منطقه فرونشست بزرگ در جنوب غربی رخ داد. تغییرات تنش ناشی از مصرف عظیم آب در جنوب شهر می‌تواند بار اضافی و بی‌ثبات‌کننده‌ای را بر گسل‌های ری و شمال تهران وارد کند که به دلیل نیروهای زمین‌ساختی در حال حاضر نزدیک به شکست هستند.
خطر اصلی این نیست که خشک‌سالی باعث زلزله شود، بلکه این است که توزیع مجدد تنش ناشی از آن، مقیاس را روی یکی از این گسل‌های اصلی به‌شدت بارگذاری‌شده تغییر دهد و منجر به یک زلزله زمین‌ساختی فاجعه‌بار در منطقه‌ای شود که از قبل به دلیل فرونشست زمین ضعیف شده است.
آخرین مطالب منتشر شده در روزنامه شرق را از طریق این لینک پیگیری کنید.
