تصور کنید دو قطعه غول‌پیکر از پوسته زمین به آرامی زیر اقیانوس به هم فشار می‌آورند. یکی از این قطعات در حال لغزیدن به زیر دیگری است. این پدیده که «زون فرورانش» نام دارد، در منطقه کاسکادیا یکی از خطرناک‌ترین نواحی زمین را شکل داده است.
وقتی زون‌های فرورانش گیر می‌افتند و سپس به‌طور ناگهانی رها می‌شوند، زلزله‌هایی عظیم ایجاد می‌شود. این زلزله‌ها در امتداد شکاف‌های خاصی به نام گسل‌های مگاتراست (megathrust) اتفاق می‌افتند.
خطرات زون فرورانش کاسکادیا
زندگی بر لبه خطر
ساکنان سواحل شمالی کالیفرنیا تا بریتیش کلمبیا دقیقاً بر فراز زون فرورانش کاسکادیا زندگی می‌کنند. این زون حدود ۹۶۰ کیلومتر در زیر دریا گسترش یافته است، جایی که صفحه ژوان د فوکا به آرامی به زیر قاره آمریکای شمالی می‌لغزد.
هرچند حرکت این صفحات تنها به اندازه عرض یک ناخن در سال است، اما تنشی که در این میان انباشته می‌شود، می‌تواند زلزله‌هایی به بزرگی کافی برای لرزاندن آسمان‌خراش‌ها و ایجاد سونامی‌هایی با ارتفاع ۳۰ متر به سمت ساحل، به همراه داشته باشد.
بمب ساعتی در دل زمین
بر اساس محاسبات زمین‌شناسان، اگر کل طول این گسل ناگهان پاره شود، در چند دقیقه انرژی‌ای آزاد خواهد شد که بیشتر از کل مصرف سالانه انرژی توسط بشر است.
سوابق زمین‌شناسی نشان می‌دهند که چنین زلزله‌های عظیمی به‌طور میانگین هر ۵۰۰ سال یک‌بار اتفاق می‌افتند، با چند صد سال بیشتر یا کمتر. آخرین مورد در تاریخ ۲۶ ژانویه ۱۷۰۰ روی داد؛ یعنی زمانی که هنوز ساختمان‌های بلند یا خطوط لوله‌ای در ساحل وجود نداشتند.
شواهد تاریخی از زلزله ۱۷۰۰
شواهد این رویداد در حلقه‌های درختان، رسوبات باتلاقی و حتی داستان‌هایی که از نسل‌های گذشته بین بومیان منطقه منتقل شده، دیده می‌شود. این منابع از فروریزش ناگهانی زمین و ورود موج‌های عظیم به ساحل در آن شب حکایت دارند.
کاوش با تکنولوژی پیشرفته برای درک بهتر گسل کاسکادیا
شنیدن صدای زمین با وضوح بالا
در تابستان ۲۰۲۱، کشتی تحقیقاتی «مارکوس جی. لانگست» به مدت ۴۱ روز سفر دریایی خود را در امتداد گسل کاسکادیا انجام داد. آن‌ها با استفاده از دستگاه‌های صوتی قدرتمند، صداهایی با فرکانس پایین به اعماق زمین فرستادند که با بازتاب آن‌ها، تصویری دقیق از ساختارهای بیش از ۱۰ کیلومتر زیر بستر دریا به دست آمد.
دکتر سوزان کاربات، زمین‌فیزیکدان دریایی از دانشگاه کلمبیا که سرپرست این پژوهش بود، گفت: «مدل‌هایی که تاکنون نهادهای عمومی استفاده می‌کردند، بر اساس داده‌های قدیمی و کم‌کیفیت دهه ۱۹۸۰ بودند. این مطالعه چارچوب جدیدی برای ارزیابی خطرات زلزله و سونامی فراهم می‌کند.»
گسل کاسکادیا: تکه‌تکه، نه یکپارچه
چهار بخش مجزا در دل گسل
تصاویر جدید نشان می‌دهند که گسل مگاتراست کاسکادیا یک زخم یکپارچه نیست، بلکه دست‌کم چهار بخش مجزا دارد که توسط گسل‌هایی پنهان از هم جدا شده‌اند. این گسل‌ها به سمت ساحل امتداد یافته‌اند.
هر بخش ویژگی‌های متفاوتی دارد: از شیب و ضخامت رسوبات گرفته تا الگوهای ترک‌هایی که یا به روند شکست سرعت می‌دهند یا آن را کند می‌کنند.
مرزهایی که زلزله را مهار یا تشدید می‌کنند
این موانع عرضی می‌توانند لرزش را کاهش دهند، اما در بدترین حالت ممکن است از کار بیفتند و باعث شوند گسل به‌طور کامل باز شود.
دکتر هارولد توبین، زمین‌فیزیکدان دانشگاه واشینگتن گفت: «ما نمی‌توانیم با قطعیت بگوییم که فقط یک بخش شکسته می‌شود یا کل گسل. اما شواهد از وجود گسل‌های تکه‌تکه حمایت می‌کند.»
قطعه‌ای حساس: از ونکوور تا واشینگتن
خطر نهفته در یک بخش خاص
بخشی که از جزیره ونکوور تا دهانه رودخانه کلمبیا کشیده شده، توجه ویژه‌ای را به خود جلب کرده است. در اینجا تماس بین صفحات زمین بسیار صاف است؛ این یعنی موانع طبیعی کمتری برای توقف تنش وجود دارد و در نتیجه تنش می‌تواند مسافت بیشتری را بدون توقف طی کند.
احتمال لرزش شدید در سیاتل و تاکوما
مدل‌های رایانه‌ای نشان می‌دهند که شکست کامل این بخش می‌تواند شدت لرزش را در منطقه Puget Sound به اندازه یک واحد در مقیاس مرکالی افزایش دهد.
زاویه کم این بخش نیز باعث می‌شود تا شکست گسل زیر شبه‌جزیره المپیک گسترش یابد و به شهرهایی چون سیاتل و تاکوما نزدیک‌تر شود. این موضوع ممکن است باعث شود حرکت در دریا به لرزشی شدیدتر در خشکی تبدیل شود.
درس‌هایی از زلزله ژاپن
فاجعه‌ای که برنامه‌ریزان را غافلگیر کرد
در ۱۱ مارس ۲۰۱۱، زلزله‌ای مشابه در ساحل ژاپن رخ داد. موج سونامی حاصل از این زلزله به‌راحتی از موانع طراحی‌شده عبور کرد و نیروگاه فوکوشیما را درهم کوبید.
گرچه زون کاسکادیا ویژگی‌های خاص خود را دارد، اما فاجعه ژاپن نشان داد که چگونه یک بخش کم‌توجه‌شده می‌تواند برای مهندسان و مدیران بحران، غافلگیرکننده باشد.
زنجیره‌ای از شکست‌ها
آن زلزله همچنین نشان داد که چگونه شکست‌های زیرساختی مانند قطع برق، مسدود شدن جاده‌ها و نشت مواد شیمیایی می‌تواند تأثیر انسانی را برای مدت‌ها پس از پایان لرزش تشدید کند.
گام‌های جدید برای پیش‌بینی و آمادگی
نقشه‌برداری برای نجات
با استفاده از نقشه‌های جدید گسل کاسکادیا، آژانس‌ها می‌توانند شبیه‌سازی‌های دقیق‌تری انجام دهند و مقاومت پل‌ها، بیمارستان‌ها و شبکه‌های انرژی را در برابر لرزش‌ها و موج‌های احتمالی آزمایش کنند.
نتایج این شبیه‌سازی‌ها به روزرسانی استانداردهای ساخت‌وساز و بهبود شبکه هشدار سریع زلزله در شمال غربی آمریکا کمک می‌کند.
سونامی؛ خطری در حال پردازش
پیش‌بینی امواج؛ کار هنوز ادامه دارد
اگرچه پژوهشگران جزئیات سطح دریا و سنگ‌ها را ثبت کرده‌اند، اما تبدیل این اطلاعات به پیش‌بینی موج سونامی به تحلیل‌های بیشتری نیاز دارد.
دکتر کلین وانگ از سازمان زمین‌شناسی کانادا می‌گوید: «ارزیابی خطر سونامی هنوز در حال پیشرفت است.» تیم او در حال حاضر مدل‌هایی طراحی می‌کنند که نشان می‌دهد در انواع مختلف شکست گسل، بستر دریا به سمت بالا یا پایین حرکت خواهد کرد.
جنگل ارواح نسکووین: شاهدی از گذشته
حدود سال ۱۷۰۰، زلزله‌ای به بزرگی ۹ ریشتر در زون کاسکادیا رخ داد که باعث فرو رفتن ناگهانی ساحل شد. آب دریا وارد زمین شد و جنگلی سرسبز از درختان صنوبر سیتکا را در یک لحظه غرق کرد. بقایای این درختان هنوز هم در زیر ماسه‌ها و گل‌های ساحل اورگان دیده می‌شوند.
تمرین، آموزش و آماده‌سازی جامعه
نقشه‌های فرار و تمرین‌های سالانه
نتایج حاصل از مدل‌سازی حرکات گسل به پیش‌بینی مسیرهای فرار کمک می‌کنند. این مسیرها روی تیرهای برق از بروکینگز تا پورت آلبرنی نصب شده‌اند. بسیاری از ساکنان ساحل هر سال در ماه مارس در تمرین‌های تخلیه همراه با آژیرهای هشدار شرکت می‌کنند.
آمادگی روزمره برای زلزله‌ای غیرمنتظره
هیچ دانشمندی نمی‌تواند روز دقیق زلزله بعدی کاسکادیا را پیش‌بینی کند، اما احتمال وقوع آن می‌تواند راهنمای تصمیم‌گیری‌های کاربردی باشد. از نصب برج‌های تخلیه عمودی تا مقاوم‌سازی مدارس و بزرگراه‌ها، همه بر اساس نقشه‌های به‌روز انجام می‌شوند.
ساکنان نیز می‌توانند با اقدامات ساده‌ای مانند مهار آبگرم‌کن، محکم کردن مبلمان سنگین، تهیه جعبه کمک‌های اولیه و آشنایی با تفاوت هشدارهای تلفن هوشمند و آژیرهای سونامی آمادگی داشته باشند.
مقاومت به عنوان یک عادت روزمره
اگر جوامع به مقاومت به چشم یک وظیفه روزمره، نه ترسی دوردست نگاه کنند، آمادگی آن‌ها برای مقابله با این فاجعه افزایش خواهد یافت.
