آیا منتظر زمین‌لرزه‌ای شدید یا بزرگ‌تر در ایران باشیم؟

زلزله‌های اخیر در افغانستان و همچنین لرزه‌خیزی منطقه تنگه هرمز و فین هرمزگان در دو هفته پایانی مهر 1402 موجب پرسش‌های متعددی شده مبنی بر اینکه آیا زمین‌لرزه مهمی در ایران قابل انتظار است؟

آیا همین مناطق که زلزله‌های اخیر در آنها رخ داده یا پهنه‌های پیرامونشان کاندیدای اصلی رخداد زلزله‌های اصلی بعدی هستند؟

مهم‌ترین زمین‌لرزه‌های ایران در سال‌های اخیر عبارت‌اند از زمین‌لرزه 27 فروردین 1392 با بزرگای 7.8 که همچنان بزرگ‌ترین زمین‌لرزه رخ‌داده طی دهه‌های اخیر در ایران است. این زلزله با یک کشته در ایران و 42 کشته در ناحیه مرزی پاکستان عملا در پهنه‌ای بسیار کم‌جمعیت، موجب خسارت و آسیب گسترده نشد. زلزله مهم بعدی زلزله 21 آبان 1396 ازگله سرپل‌ذهاب با بزرگای 7.4 در استان کرمانشاه در غرب ایران بود که با 640 کشته همراه بود. این رخداد هم در منطقه‌ای رخ داد که حدود 100 هزار نفر جمعیت در منطقه مرزی غرب استان کرمانشاه زندگی می‌کردند؛ بنابراین حتی در پهنه کانونی، کشته‌های زمین‌لرزه فراتر از هزار نفر نشد. سال جاری 1402 ما به بیستمین سالروز زلزله پنجم دی‌ماه 1382 بم می‌رسیم که در آن در شهر 100 هزار نفری بم حدود یک‌سوم از ساکنان جان باختند، چراکه زمین‌لرزه در پهنه شهری بم اتفاق افتاد.

با نگاه به 215 زمین‌لرزه با بزرگای بیش از 5 که در ایران از پایان مهر 1392 تا پایان مهر 1402 رخ داده‌اند، می‌توانیم به سنجش احتمال رخداد زمین‌لرزه‌های شدید بعدی بپردازیم. از آنجایی که ایران در یک منطقه لرزه‌خیز قرار دارد، با بررسی لرزه‌خیزی احتمال وقوع زلزله در آینده قابل سنجش است. با این حال، فعلا نمی‌توان با قطعیت پیش‌بینی کرد که در کوتاه‌مدت یا فوری چه زمانی و در کجا زلزله شدید بعدی رخ خواهد داد. کاری بنیادی و ساده در زلزله‌شناسی تخمین دقیق اندازه زلزله است. سپس برای توصیف و مقایسه رویدادها و مطالعه فراوانی نسبی از رابطه گوتنبرگ-ریشتر به عنوان معروف‌ترین قانون تجربی در زلزله‌‌شناسی استفاده می‌شود.

این قانون به طور ساده بیان می‌کند که زمین‌لرزه‌های کوچک‌تر فراوان‌ترند و زلزله‌های بزرگ‌تر کم‌تعدادتر رخ می‌دهند و تعداد و فراوانی این رخداد‌های بزرگ و کوچک در هر منطقه با هم تناسب دارد؛ بنابراین رابطه مذکور نسبت زلزله‌های بزرگ به کوچک را کمّی می‌کند. قانون گوتنبرگ-ریشتر یک مدل آماری است که با ارائه فراوانی زمین‌لرزه‌ها در یک منطقه می‌تواند در پیش‌بینی احتمال وقوع یک زلزله بزرگ در یک منطقه خاص مفید باشد. این قانون بیان می‌کند که بین بزرگی زمین‌لرزه‌ها و فراوانی وقوع آنها رابطه‌ای در هر منطقه وجود دارد. و در هر منطقه‌ای زمین‌لرزه‌های کوچک زیاد و تعداد کمی زلزله بزرگ رخ دهد، این الگو با یک رابطه لگاریتمی بین بزرگای زلزله و تعداد زمین‌لرزه‌های با آن بزرگا توصیف می‌شود. با تجزیه و تحلیل فعالیت‌های لرزه‌ای در یک منطقه و به‌کارگیری قانون گوتنبرگ-ریشتر، دانشمندان می‌توانند فراوانی و اندازه زمین‌لرزه‌های مورد انتظار در آن منطقه را تخمین بزنند.

این اطلاعات می‌تواند برای ارزیابی خطر زلزله در یک منطقه و آماده‌سازی برای خطرات احتمالی لرزه‌ای به‌ویژه برای پروژه‌های مهندسی مورد استفاده قرار گیرد. درباره پیش‌بینی یک زلزله بزرگ، با نظارت بر فعالیت لرزه‌ای و محاسبه فراوانی و بزرگی زمین‌لرزه‌ها در یک منطقه، دانشمندان می‌توانند علائم هشداردهنده یک زلزله بزرگ بالقوه را ارائه دهند. نظارت بر فعالیت‌های لرزه‌ای در یک منطقه در یک دوره زمانی می‌تواند به شناسایی الگوها و «نقاط داغ» بالقوه که در آن ممکن است زلزله‌های آینده رخ دهد، کمک کند. اگر یک منطقه خاص در طول زمان فعالیت لرزه‌ای فزاینده‌ای را تجربه کند، ممکن است نشان‌دهنده افزایش تنش در پوسته زمین و افزایش احتمال وقوع یک زلزله بزرگ باشد.

در سال‌های اخیر تیم ما روی رویکرد «نزدیک‌ترین همسایگی» برای شناسایی خوشه‌های زلزله در حوزه فضا-زمان-انرژی متمرکز شده است. این رویکرد امکان شناسایی خوشه‌های مبتنی بر داده را فراهم می‌کند تا در خوشه‌های چند رویدادی، ویژگی‌های رویدادهای وابسته به مرتبه‌های ثانویه و بالاتر را بتوان کاوش کرد. بررسی لرزه‌خیزی در شمال مرکزی ایران و رشته‌کوه‌های البرز روی مجموعه داده‌ها از کاتالوگ گردآوری‌شده برای دوره 1996-2022 است. با توجه به تجزیه و تحلیل اولیه کاتالوگ‌های زلزله استفاده‌شده، مناطقی متناظر شناسایی شده است، از مقادیر قوی پارامترهای لرزه‌خیزی یعنی b-value و فاصله نزدیک‌ترین همسایه و شناسایی خوشه‌های زلزله استفاده می‌شود. در این پهنه‌های قابل تفکیک پیچیدگی ساختار خوشه‌ها نشان می‌دهد که توالی‌های «ازدحام‌مانند» (پیچیدگی بالا) در امتداد البرز مرکزی-غربی با گسلش بیشتر فشاری و توالی‌های «منفک» (پیچیدگی کم) در البرز شرقی بیشتر با جابه‌جایی امتداد لغز قابل شناسایی هستند. با بررسی‌های تاکنون انجام‌شده با توجه به لرزه‌خیزی متوسط یا بزرگ‌تر در دهه اخیر در ایران همچنان می‌توان انتظار داشت که زمین‌لرزه‌هایی با بزرگای 6 یا حداقل یک زمین‌لرزه با بزرگای 7 قابل تصور و رخداد در ایران باشد.