عادة ما تهدف الأبحاث التي تُجرى عقب الهزات الأرضية الضخمة إلى تحليل البيانات لرصد تأثيرات الزلازل على امتداد الصدوع التي تنتمي إليها.
والصدع الزلزالي هو كسر أو تشقّق في قشرة الأرض يحدث عندما تتحرك كتل الصخور على جانبيه نتيجة لقوى الشد أو الضغط تحت سطح الأرض، بسبب حركة الصفائح التكتونية.
وفي أعقاب الزلزال المزدوج والعنيف الذي ضرب منطقة كهرمان مرعش جنوبي تركيا والذي امتد تأثيره إلى سوريا، كان فريق بحثي مشترك من جامعات صينية وأميركية يقوم بهذا العمل الروتيني. غير أن الفريق كان على موعد مع مفاجأة علمية، تمثلت في اكتشاف نوع غير مسبوق من الهزات الارتدادية، أطلقوا عليه اسم “الزلازل الصامتة”.
بعد الزلزال، بدأ العلماء في دراسة الروابط الزلزالية بين الهزة الرئيسية والهزات الارتدادية التي ضربت مناطق على بعد مئات الكيلومترات، وفي إطار هذه الدراسات، سجل الفريق البحثي في الدراسة المنشورة بدورية “إيه جي يو أدفانسيس” نوعا جديدا وغير مسبوق من الهزات الارتدادية.
إشارات مثيرة مهدت للاكتشاف
ويوضح ييجيان تشو، من قسم علوم الأرض والكواكب بجامعة كاليفورنيا، والباحث المشارك بالدراسة، في تصريحات خاصة للجزيرة نت: “بشكل عام، نهتم عادة بدراسة الزلازل التي تتجاوز قوتها 6 درجات، ويعد تحليل صور الرادار ودراسة التشوه السطحي الناتج عنها إجراء روتينيا، ولكن في أثناء دراستنا صور زلزال كهرمان مرعش، الذي تسبب في تصدع أجزاء من منطقة صدع شرق الأناضول، لاحظنا إشارات مثيرة للاهتمام تتعلق بتشوهات سطحية في مناطق بعيدة عن التصدعات الرئيسية، تتراوح المسافة بينها من 100 إلى 300 كيلومتر، وهذه الإشارات كانت غائبة في كتالوجات الزلازل، مما استدعى مزيدا من البحث”.
كان الفريق البحثي قد استعان بتحليل الصور من القمرين الاصطناعيين “سنتينل-1” و”ألوس 2″، وكان الهدف هو قياس التغيرات في ارتفاع سطح الأرض بعد الزلزال.
ويضيف تشو: “اختيار هذين القمرين يعود إلى دقتهما العالية في القياس وحساسيتهما تجاه التشوهات السطحية، حيث يوفر القمر الثاني اتصالا أفضل بالتضاريس الوعرة، بينما يتمتع القمر الأول بدقة زمنية عالية، حيث يعيد زيارة المنطقة نفسها كل 12 يوما، ومن خلال دمج البيانات من القمرين، تمكنا من رصد حركات دقيقة على الأرض في المناطق التي تفتقر إلى محطات نظام الملاحة العالمي بالأقمار الصناعية أو التي لم تشهد اهتزازات محسوسة، وتمكنا من ملاحظة أن أنماط التشوه التي رصدناها تجاوزت 10 سم في بعض الحالات، مما يشير إلى انزلاق كبير للصدوع رغم عدم وجود إشارات زلزالية”.
8 أحداث خارج منطقة الصدع الرئيسية
ووفقا للتحليل الذي شرحه الباحثون في بيان صحفي أصدره “الاتحاد الجيوفيزيائي الأميركي”، فقد قادت صور الأقمار الاصطناعية إلى تحديد 8 أحداث خارج منطقة الصدع الرئيسية شهدت تغيرات موضعية في ارتفاع السطح نتيجة سلسلة الزلازل التي ضربت المنطقة عام 2023، من دون أن تكون مرتبطة بأي أحداث زلزالية معروفة.
ومن بين هذه الأحداث، كانت هناك 4 أحداث من نوع “الانزلاق البطيء”، حيث تنطلق الطاقة على طول خط الصدع بشكل تدريجي، على مدار أسابيع أو أشهر، مما يتسبب في تحرك الأرض بطريقة غير محسوسة، كما تم رصد حدثين آخرين زلزاليين، حيث انطلقت الطاقة فجأة على طول خط الصدع، وقد حجبتهما الموجات الزلزالية للزلزال الرئيسي.
أما الاكتشاف الأهم، فقد كان حول الحدثين المتبقيين، اللذين أطلق عليهما اسم “الزلازل الصامتة، وكان هذان الحدثان أكبر من 5 درجات على مقياس ريختر، وتسببا في انخفاض ملحوظ في مقدار الإجهاد (القوى التي تُمارس على جانبي الصدع) على طول الصدع بعد الهزة، وهو ما يشبه ما يحدث في الزلازل العادية، لكنهما لم يُصدرا موجات زلزالية محسوسة.
ويقول تشو: “هذه الأحداث الصامتة تمثل نمطا انتقاليا في انزلاق الصدع، حيث أظهرا انخفاضات ملحوظة في الضغط، تصل إلى 4-6 ميغا باسكال، وهي تتشابه مع الزلازل العادية، لكنها لا تُنتج موجات زلزالية عالية التردد قابلة للرصد، ولم تتبعها هزات ارتدادية، وعلى عكس أحداث الانزلاق البطيء، التي تتميز بانخفاضات في الضغط، أطلقت هذه الأحداث الصامتة طاقة بطريقة غير زلزالية، لكنها تتميز بخصائص تحفيزية ديناميكية، مما يضعها بين الزلازل الكلاسيكية وأحداث الانزلاق البطيء”.
ما وراء الاكتشاف
وفي ما يتعلق بتأثير هذه الزلازل الصامتة على الضغط في الصدوع المجاورة، يقول تنغ وانغ، الأستاذ المساعد بكلية علوم الأرض والفضاء بجامعة بكين والباحث الرئيسي بالدراسة، في تصريحات خاصة للجزيرة نت: “حتى الآن، لا يمكن الجزم بذلك، ولم نتمكن بعد من حساب التغيرات في الإجهاد على الصدوع المجاورة باستخدام نماذج الانزلاق، ونحتاج إلى إجراء حسابات دقيقة لقياس توزيع الضغط على هذه الصدوع”.
ورغم أنهم أول فريق بحثي يعلن اكتشاف هذه الأحداث الصامتة، فإن وانغ يعتقد أن الزلازل الصامتة قد تحدث في أماكن أخرى، لكنها تمر من دون ملاحظة، ويقول: “السبب في ذلك ليس ضعف أجهزة الرصد الزلزالي، بل لأن هذه الزلازل لا تنتج موجات زلزالية يمكن رصدها”.
وحول إذا ما كانت الأقمار الاصطناعية التي استخدمها الفريق يمكن أن تُوظف في أنظمة الإنذار المبكر للزلازل، أوضح وانغ أن “الأقمار الاصطناعية لا يمكن استخدامها بشكل مباشر في هذه الأنظمة، لأنها لا توفر تصويرا متكررا للأرض بشكل كاف لاكتشاف التشوهات قبل حدوث الزلزال، ولكنها مفيدة في دراسة تراكم الضغط بين الزلازل، حيث يمكن تخيل الأمر كما لو أنك تلتقط صورة للسيارة كل يومين، فلن تتمكن من ملاحظة اللحظة التي ينفجر فيها الإطار، لكنك سترى علامات التآكل تدريجيا مع مرور الوقت”.