زلزله دوباره تهران را می‌لرزاند؟

مدیر بخش زلزله مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی احتمال بازگشت زلزله تهران ، بزرگی و زمان احتمالی آن را بررسی کرده است.

کد خبر: ۶۶۴۸۳۸

يکشنبه - ۱۵ بهمن ۱۳۹۶ / February 04, 2018

به گزارش گروه اقتصادی خبرگزاری دانشجو، علی بیت اللهی رئیس پژوهشکده ساختمان و مدیر بخش زلزله مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی طی یادداشتی احتمال بازگشت زلزله تهران را بررسی کرد.

متن کامل این یادداشت به شرح زیر است:

دوره بازگشت زلزله پارامتر مهمی در مطالعات خطر زلزله است. این عبارت از سویی دیگر گاه اسباب نگرانی تعدادی از شهروندان در کلانشهر‌های تهران و کرج و سایر مراکز جمعیتی اطراف تهران نیز می‌شود. چرا که گفته می‌شود از دوره بازگشت زلزله تهران مدت زمانی قابل ملاحظه‌ای گذشته است و لذا این احساس در مردم تقویت می‌شود که حسب این گفتار‌ها باید هر آن منتظر آن زلزله مهیب و موعود بود. این تفکرات که احتمالا ناشی از اطلاعات ناقص از مفهوم دوره بازگشت زلزله است موجب می‌شود که تعدادی از مردم عزیز و حساس و پیگیر ما دچار استرس و نگرانی‌های مستمری شوند که ممکن است آثار روانی بالینی نامطلوبی نیز داشته باشد.

از سویی دیگر نزد کارشناسان و متخصصان نیز به روشنی این کمیت حداقل بر دوره بازگشت زلزله تهران تعریف شده و تبیین شده نیست. دوره بازگشت زلزله تهران دقیقا به چه معنی است؟ اساسا مراد از زلزله تهران کدام زلزله است؟ بزرگی زلزله مورد نظر که به عنوان زلزله تهران صحبت می‌کنیم چقدر است؟ شمول مکانی زلزله تهران تا چند کیلومتری اطراف تهران است؟ و سوالات و ابهامات دیگری که لازم است پاسخ داده شود.

این نوشتار با هدف معرفی عبارت دوره بازگشت زلزله تهران و پاسخگوئی به سوالات مذکور، تدوین یافته است که مطالعه آن را به مدیران و مسئولان دولتی و غیر دولتی کارشناسان و مهندسان و به ویژه عموم مردم توصیه می‌کنم. رویکرد نوشتار عمومی با اندکی از ملاحظات تخصصی است که امید است ماحصل این زحمت دیدی واقع بینانه از مفهوم دوره بازگشت زلزله تهران را به ارمغان آورد نگرانی‌ها و استرس‌های بی مورد را بکاهد و بر هشیاری مسئولین و جامعه فنی کشور و پایستاری فعالیت‌های کاهش ریسک و ارتقاء تاب آوری کل جامعه ایرانی کمک کند.

مفهوم دوره بازگشت زلزله

به تناوب زمانی میانگین گیری شده‌ی وقوع زلزله‌ها در یک منطقه در طول کل دوره زمانی ثبت زلزله‌ها دوره بازگشت زلزله می‌گویند. مفهوم دوره بازگشت زلزله بی شباهت به سرعت متوسط یک خودرو در پیمودن یک مسیر نیست. اگر ماشینی فاصله دویست کیلومتری مسیری را در دو ساعت طی کند سرعت متوسط آن صد کیلومتر در ساعت خواهد بود طبعا این سرعت میانگین بدان معنی نیست که سرعت خودرو در سرتاسر مسیر ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت بوده است.

اگر طول کل دوره آمار زلزله‌ها در یک منطقه به عنوان مثال ۱۰۰ سال باشد و در آن منطقه در طی این صد سال ۲۰ زلزله با بزرگی‌های معین رخ داده باشد در این صورت دوره بازگشت این زلزله‌ها ۵ سال خواهد بود. (۱۰۰ تقسیم بر ۲۰ مانند سرعت متوسط مثال فوق که ۲۰۰ کیلومتر را بر دو ساعت تقسیم کنیم سرعت متوسط ۱۰۰ کیلومتر در ساعت به دست خواهد آمد)

در تعریف دوره بازگشت، سه موضوع باید روشن شود تا منظور از دوره بازگشت زلزله‌ها نیز شفاف باشد. به نظر نگارنده عمده ابهامات و سؤالات در زمینه دوره بازگشت زلزله‌ها نیز در همین زمینه است.

منظور از میانگین تناوب زمانی وقوع زلزله‌ها چیست؟ همچنین وقتی گفته می‌شود دوره بازگشت زلزله ها، منظور کدام زلزله هاست؟ زلزله‌ها با کدام بزرگی؟ این دو موضوع اول است که اگر روشن شوند معنی معین تری از دوره بازگشت را ارائه داده خواهد شد. موضوع سوم هم محدوده مکانی و ابعاد منطقه‌ای است که دوره بازگشت زلزله برای آن گستره بیان می‌شود؛ مثلا وقتی گفته می‌شود دوره بازگشت زلزله تهران، آیا منظور از زلزله تهران، زلزله‌هایی است که در محدوده و حریم شهری تهران (حدود مناطق ۲۲ گانه فعلی شهر تهران) رخ داده اند؟ یا منظور از زلزله‌های تهران، زلزله‌هایی است که به شعاع ۵۰ یا ۱۰۰ یا ۱۵۰ کیلومتری و یا بیشتر از آن رخ می‌دهند؟ (شکل ۱) واضح است که در یک محدوده کوچکتر، زلزله‌های کمتری نسبت به یک محدوده بزرگتر واقع می‌شوند. از آنجا که در محاسبه دوره بازگشت زلزله، طول مدت کل برای دو ناحیه کوچکتر و بزرگتر یکسان است، مسلما دوره‌های بازگشت این دو ناحیه نیز تفاوت‌های زیادی خواهند داشت. در ادامه با تشریح بیشتری، به معین کردن مفهوم دوره بازگشت می‌پردازیم.

شکل ۱- دوایر ۵۰، ۱۰۰ و ۱۵۰ کیلومتری اطراف تهران، که محدوده مکانی تعیین دوره بازگشت زلزله‌ها می‌تواند در داخل آن‌ها باشد.

۱. دوره بازگشت و میانگین وقوع زلزله‌ها

همانطور که در تعریف دوره بازگشت گفته شد در واقع دوره بازگشت میانگین تناوب زمانی رخداد زلزله هاست. این تعریف را کمی بیشتر توضیح دهیم. درنظر بگیرید ما آمار زلزله‌ها را از سال ۱۹۱۸ میلادی تا الان که ۲۰۱۸ است گردآوری کرده ایم. کل دوره آمار زلزله‌ها ۱۰۰ سال خواهد شد. اگر به عنوان مثال در یک منطقه در طول این صد سال ۲۰ زلزله رخ داده شد باشد همانطور که گفته شد دوره بازگشت حاصل تقسیم ۱۰۰ سال بر ۲۰ زلزله یعنی ۵ سال خواهد بود. معنی عدد ۵ اینست که در این منطقه به طور متوسط هر ۵ سال یک زلزله رخ داده است (که در ۱۰۰ سال ۲۰ زلزله می‌شود). آیا مفهوم عدد میانگین گیری شده ۵ سال اینست که هر ۵ سال در آن منطقه زلزله رخ داده است؟ مسلما نه! اگر ۲۰ زلزله مذکور در ۱۰ سال اول یعنی از سال ۱۹۱۸ تا ۱۹۲۸ رخ داده باشند (یعنی در هر سال دو زلزله و ظرف ۱۰ سال) یا اگر همان ۲۰ زلزله در طی ۴۰ سال اول رخ داده باشند (یعنی هر دو سال ۱ زلزله و در طول ۴۰ سال) اگر همان تعداد زلزله در ۱۰ سال آخر دوره یعنی از سال ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۸ رخ داده باشند در همه این حالات دوره بازگشت زلزله همان ۵ سال خواهد بود. پس معنی پنج سال این نیست که در آن منطقه هر ۵ سال یک زلزله حتما بیاید؛ بلکه این عدد یک عدد میانگین گیری شده حاصل از تقسیم تعداد کل زلزله‌های رخ داده در یک ناحیه بر طول دوره کل آمار زلزله هاست (در مثال‌های فوق طول دوره آمار زلزله ۱۰۰ سال برای همه حالات است، زلزله در ۱۰ سال اول یا آخر رخ بدهد طول دوره زمانی کل یکسان خواهد بود). پس مفهوم دوره بازگشت زلزله ها، به معنی وقوع حتمی زلزله در طی دوره زمانی خاص نیست.

۲. دوره بازگشت کدام زلزله ها؟
موضوع مهم دیگر در خصوص دوره بازگشت زلزله، روشن کردن زلزله‌هایی است که در خصوص دوره بازگشت آن‌ها صحبت می‌شود. گفته می‌شود که دوره بازگشت زلزله تهران به عنوان مثال ۱۵۰ یا ۱۸۰ و یا ... سال است. سؤال مهم در خصوص این گفته‌ها اینست که زلزله با چه بزرگی دوره بازگشت آن ۱۵۰ یا ۱۸۰ سال است؟ این ابهام نیز باید روشن شود تا مفهوم دقیق تری از دوره بازگشت زلزله به دست آید.

نکته مهم در تعیین دوره بازگشت زلزله‌ها در نظر گرفتن حالت تجمعی برای زلزله هاست. وقتی می‌گوییم دوره بازگشت زلزله با بزرگی ۲.۵، منظور زلزله‌های ۲.۵ و بزرگتر از آنست، وقتی می‌گوییم دوره بازگشت زلزله با بزرگی ۵، منظور زلزله‌های با بزرگی ۵ و بزرگتر از آن و وقتی گفته می‌شود دوره بازگشت زلزله ۷، منظور کل زلزله‌های موجود در آمار منطقه از اول تا آخر با بزرگی ۷ و یا بزرگتر از آنست. این نکته نیز در تعریف دوره بازگشت، مهم است که روشن شده و مورد توجه قرار گیرد.

یک مثال واقعی از زلزله‌های اطراف تهران از ۲۰۰۶ تا ۲۰۱۸ در اینجا آورده می‌شود، یعنی طول مدت زمان کل آمار زلزله‌ها ۱۲ سال است. بر اساس آمار مرکز لرزه نگاری ژئوفیزیک در طی ۱۲ سال اخیر در اطراف تهران تا نیمه اول ماه اول سال ۲۰۱۸، حدود ۱۱۸۵ زلزله با بزرگی ۲.۵ و بزرگتر از آن رخ داده اند. تعداد ۷۸۰ زلزله با بزرگی ۲.۵ تا ۳، ۳۰۳ زلزله با بزرگی ۳ تا ۳.۵، تعداد ۶۵ زلزله با بزگی بین ۳.۵ تا ۴، همچنین تعداد ۳۱ زلزله با بزرگی ۴ تا ۴.۵، تعداد ۴ زلزله با بزرگی ۴.۵ تا ۵ و یک زلزله با بزرگی ۵ تا ۵.۵ و همان تعداد با بزرگی ۵.۵ تا ۶، زلزله بزرگتری در طی ۱۲ سال اخیر در اطراف تهران رخ نداده است.

برای محاسبه دوره بازگشت زلزله ۲.۵ (زلزله‌های ۲.۵ و بزرگتر از آن یعنی به عبارت دیگر همه زلزله‌های دوره) ۱۲ سال را بر تعداد کل زلزله‌ها که ۱۱۸۵ زلزله است، تقسیم می‌کنیم. عدد حاصله حدود ۰.۰۱ می‌شود. این بدان معنی است که در هر سال به طور تقریبی حدود ۹۹ زلزله در تهران و اطراف آن رخ داده است. این عدد همان معنی دوره بازگشت زلزله هاست و معنی آن اینست که در هر ۰.۰۱ سال یک زلزله با بزرگی ۲.۵ و یا بیشتر از آن در منطقه تهران در طی این ۱۲ سال رخ داده است (یا حدود ۱۰۰ زلزله در یک سال). اما با توجه به تعداد زلزله‌ها با بزرگا‌های مختلف که اشاره شد، برای محاسبه دوره بازگشت زلزله ۴ (زلزله‌های ۴ و بزرگتر از آن) کافیست بدانیم که تعداد زلزله‌های ۴ و بزرگتر از آن در آمار زلزله‌ها گردی آوری شده در طی ۱۲ سال اخیر در اطراف تهران چقدر است. این تعداد ۳۷ زلزله را دربرمی گیرد (یعنی از ۱۱۸۵ زلزله کل منطقه تهران در ۱۲ سال اخیر ۳۷ زلزله بزرگی ۴ و بزرگتر از آن را در طی ۱۲ سال داشتند). به عبارت دیگر حدود ۳ زلزله در یک سال و یا دوره بازگشت زلزله ۴ معادل ۰.۳۲ خواهد بود. یعنی به طور متوسط حدود هر ۴ ماه یک زلزله با بزرگی ۴ و بزرگتر از آن در منطقه تهران رخ داده است. دقت شود که این مقادیر فقط برای ۱۲ سال اخیر است و برای تعیین دوره بازگشت باید بازه زمانی را از ابتدای ثبت زلزله‌ها را در نظر بگیریم.

۳. دوره بازگشت زلزله و محدود مکانی آن
مسئله مهم دیگر در دوره بازگشت زلزله‌ها محدوده و گستره ایست که زلزله‌های رخ داده در طول دوره کل آمار زلزله‌ها در آن واقع می‌شوند. در شکل ۲ سه دایره با شعاع ۵۰، ۱۰۰ و ۱۵۰ کیلومتری به مرکزیت شهر تهران (میدان فردوسی) رسم شده است. زلزله‌های رخ داده نیز به عنوان مثالی برای محاسبه دوره بازگشت زلزله‌ها در نقشه آورده شده است. واضح است در دایره‌ای به شعاع ۵۰ کیلومتر، تعداد زلزله‌های کمتری نسبت به دو دایره دیگر خواهد بود.

در محدوده دایره به شعاع ۵۰ کیلومتر، ۷۱ زلزله (بر اساس آمار ۱۲ سال اخیر زلزله‌های اطراف تهران) در داخل دایره به شعاع ۱۰۰ کیلومتری از مرکز شهر تهران ۳۸۴ زلزله و در دایره با شعاع ۱۵۰ کیلومتری از مرکز تهران،۹۵۶ زلزله واقع می‌شود. برای دوره بازگشت زلزله‌ها کافیست در نظر بگیریم که در دایره کوچکتر در هر سال ۶ زلزله (دوره بازگشت دو ماهه) در دایره میانی با شعاع ۱۰۰ کیلومتر در هر سال ۳۲ زلزله و در دایره به شعاع ۱۵۰ کیلومتر از وسط شهر تهران هر سال ۸۰ زلزله رخ می‌دهد (دوره بازگشت حدود ۵ روزه) در شکل‌های ۳-۱ و ۳-۲ و ۳-۳ زلزله‌های واقع در هر محدوده دایره‌ای شکل به شعاع ۵۰، ۱۰۰ و ۱۵۰ کیلومتری از مرکز تهران نشان داده شده است (این زلزله‌ها مربوط به سال‌های ۲۰۰۶ تا ۲۰۱۸ هستند که به عنوان مثالی برای محاسبه دوره بازگشت نشان داده می‌شوند).

غرض از مثال‌های فوق الذکر گفتن این واقعیت است که دوره بازگشت زلزله وابسته به بزرگی زلزله‌ای است که نسبت به آن دوره بازگشت را محاسبه می‌کنیم، وابسته به مدت زمان کل آمار زلزله‌ها است و همچنین وابسته به وسعت محدوده‌ای است که در آن محدوده دوره بازگشت زلزله‌ها حساب می‌شود.

دوره بازگشت زلزله تهران

با توجه به نکات فوق الذکر مناسب است برای تهران دوره بازگشت زلزله را تخمین بزنیم. باید روشن کنیم برای کدام بزرگای زلزله در چه فاصله‌ای از مرکز شهر تهران؟ این موارد رکن اصلی تعیین دوره بازگشت زلزله را تشکیل می‌دهد.

برای زلزله تهران، نظر به اثرات تخریبی زلزله‌های بزرگ، مناسب است که زلزله ۶ و بزرگتر از آن مورد توجه قرار گیرد و برای شعاع مکانی اطراف شهر تهران حداکثر ۱۵۰ کیلومتری اطراف مرکز شهر تهران پیشنهاد می‌شود. نقشه زلزله‌های ۶ و بزرگتر از آن در شکل ۴ نشان داده شده است.

شکل ۴- زلزله‌های با بزرگی ۶ و بزرگتر از آن در شعاع ۱۵۰ کیلومتری از مرکز شهر تهران

بر اساس آمار و کاتالوگ زلزله‌های تاریخی و دستگاهی موجود از سال ۷۴۳ میلادی تا حال حاضر در شعاع ۱۵۰ کیلومتری از مرکز شهر تهران ۱۵ زلزله با بزرگی ۶ و بزرگتر از آن به وقوع پیوسته که در شکل ۴ نشان داده شده اند. لازم به ذکر است که زلزله‌های تاریخی به صورت منفرد در چند هزار سال قبل هم در برخی کاتالوگ‌ها وجود دارد که در اینجا مورد نظر نیستند. از سال ۷۴۳ میلادی تا حال حاضر کل دوره آمار زلزله برابر ۱۲۷۵ سال می‌شود. در این دوره همانگونه که ذکر شد ۱۵ زمین لرزه ثبت شده است که جدیدترین آن مربوط به زلزله بلده کجور در سال ۲۰۰۴ است. در این زلزله شهر تهران اندکی لرزید، ولی آسیبی در شهر رخ نداد. دوره بازگشت زلزله ۶ (۶ و بزرگتر از آن) حاصل تقسیم دو عدد ۱۲۷۵ سال بر ۱۵ (تعداد زلزله‌های ۶ و بزرگتر از آن) خواهد بود که برابر ۸۵ سال می‌شود. به بیان روشن‌تر در محدوده‌ای به شعاع ۱۵۰ کیلومتری اطراف نقطه مرکزی شهر تهران بر اساس آمار و کاتالوگ زلزله‌های تهیه شده به طور متوسط هر ۸۵ سال یکبار زلزله‌ای به بزرگی ۶ و یا بزرگتر از آن رخ می‌دهد که معنی آن در واقع وقوع قطعی زلزله در هر ۸۵ سال نیست که بگوییم، چون زلزله بزرگتر از ۶ در سال ۲۰۰۴ در اطراف تهران رخ داده بنابراین تا ۲۰۹۰ زلزله ۶ و بزرگتر از آن نخواهیم داشت؛ بلکه ۸۵ سال عدد میانگینی است که نحوه محاسبه آن توضیح داده شد. در همین دوره زمانی (۷۴۳- ۲۰۱۸) تعداد زلزله‌های رخ داده با بزرگی ۷ و بزرگتر از آن ۸ زلزله است که محل و سال رخداد آن‌ها در شکل ۴ نشان داده شده است (علائم ستاره قرمز رنگ). دوره بازگشت زلزله ۷ (زلزله‌های ۷ و بالاتر) حاصل تقسیم مدت زمان کل (۱۲۷۵ سال) بر تعداد زلزله‌ها (۸ زلزله با بزرگی ۷ و بزرگتر از آن) خواهد بود و برابر ۱۵۹ سال می‌شود که معنی آن میانگین زمانی ۱۵۹ ساله برای رخداد زلزله‌های ۷ و بزرگتر از آن در شعاع ۱۵۰ کیلومتری اطراف تهران است. برای زلزله ۷ و بزرگتر از آن نیز، آخرین زلزله اطراف تهران زلزله سال ۱۸۳۰ میلادی است که در فاصله ۱۰۰ کیلومتری شرق تهران بین شهر دماوند و شهر فیروزکوه (۲۵ کیلومتری غرب فیروزکوه به سمت دماوند) قرار دارد. بر اساس نوشته‌های تاریخی در اثر این زلزله در تهران خرابی‌هایی به بار آمد و عمارت سفارت بریتانیا نیز آسیب دید (فاصله ۱۰۰ کیلومتری فاصله نسبتا زیادی است و تا مرکز تهران شتاب زلزله به اندازه زیادی کاهش پیدا می‌کند).

در جدول ۱ نیز آمار زلزله‌های با بزرگی ۶ و بزرگتر از آن نشان داده شده است. در ستون اول از سمت چپ این جدول فواصل زمانی رخداد زلزله‌ها نشان داده شده است. مشاهده می‌شود که نظم خاصی در فاصله زمانی زلزله‌ها وجود ندارد. مدت زمان ۳۰۸ سال و مدت زمان ۲۱ سال هر دو مشاهده می‌شود؛ بنابراین دوره بازگشت ۱۵۹ ساله که توضیح داده شد مفهوم تعیین کننده رخداد زلزله‌ها را نداشته و تنها میانگین عددی ساده است.

جدول ۱- کاتالوگ زلزله‌های با بزرگی ۶ و بزرگتر از آن در شعاع ۱۵۰ کیلومتری از مرکز شهر تهران

نکات مهم

با توجه به ابهامات و سؤالات و نگرانی‌های موجود در جامعه در این نوشتار سعی شد نشان داده شود که مفهوم واقعی دوره بازگشت چیست و به چه عواملی وابسته است. اما ذکر چند نکته بسیار حائز اهمیت است:

• نگارنده با نوشتن و انتشار این مقاله، در صدد آن نیست که بگوید زلزله‌ای تهران را تهدید نمی‌کند و خیالمان راحت باشد. خطر زلزله با توجه به گسله‌های فعال و زمین لرزه‌های متعدد رخ داده در تهران و اطراف آن (همانگونه که در شکل‌های ۲ و ۴ نشان داده شده است) همیشگی و دائمی و جدی است. رویکرد کارشناسانه و صادقانه ما مطالبه ساخت و ساز مقاوم در برابر زلزله با اهرم‌های نظارت جدی و مسئولانه است. استمرار به سختگیری‌های مهندسی، رعایت وجدان کاری از سوی عناصر دخیل در ساخت و ساز و مطالبه عمومی مردم و فرهنگ زندگی با زلزله مهمترین ابزار‌های کاهش ریسک زلزله در کشور خواهد بود.

• نشان داده شد که دوره بازگشت زلزله، مفهوم وقوع زلزله در زمان یا زمان‌های معین را ندارد و گاه فواصل وقوع زلزله ۲۰ سال و گاه ۳۰۰ سال نیز است؛ بنابراین این موضوع برای مردم نباید اسباب دلهره و استرس باشد.

• زلزله‌های تهران منظور زلزله‌هایی که به نوعی می‌توانند بر تهران تاثیر داشته باشند تا شعاع ۱۵۰ کیلومتری در نظر گرفته شده اند اگر این شعاع به ۱۰۰ کیلومتر تقلیل یاید دوره بازگشت زلزله ۷ (و بزرگتر از آن) از ۱۵۹ سال به ۲۵۵ سال تبدیل خواهد شد که البته این عدد نیز به خودی خود معرف عدم رخداد زلزله بزرگ نخواهد بود.

• واقعیت این است که نسبت به عمر زمین، اطلاعات ثبت شده ما از زلزله ها، بسیار کم است، لازم است اطلاعات ما از رفتار زمین و گسل‌ها و زلزله‌ها تدقیق شود و برای این کار ضرورت دارد ایستگاه‌های لرزه نگاری و شتابنگاری توسعه حداقل ۳ تا ۴ برابر کنند و از نظر پشتیبانی و کارشناسی نیز تقویت شوند. همچنین ضرورت دارد که با اولویت تهران، تبریز، کرج، مشهد، کرمان، شیراز و قزوین گسل‌های واقع در حریم شهری و یا اطراف آن مورد مطالعه و پایش قرار گیرند. مسلما با اندازه گیری‌های دقیق دوره بازگشت زلزله‌ها نیز با دقت به مراتب بالایی تعیین خواهند شد.