ظاهرحسین شمالی و سید سروش انفرادی*: زلزله، واژه‌ای نام آشنا و ملموس که از دیرباز تاکنون، برای مردم ایران پیام‌آور ویرانی و وداع بوده، از جمله حوادث غیرمنتظره‌ای است که در صورت وقوع آن در تهران، میتواند ویرانی‌های بسیاری به بار آورد. آنچه مسلم است، قرارگیری ایران بر روی یکی از لرزه‌خیزترین مناطق دنیا و محاصره تهران توسط چندین گسل فعال و خطرناک است که مسببین اصلی زمینلرزه در این کلان شهر می‌باشند. مطابق با اطلاعات و سوابق لرزه‌ای که از شهر تهران در دسترس است و با استناد به اسناد تاریخی، این پهنه در گذشته زلزله‌های قدرتمندی را تجربه کرده است. به عنوان نمونه می‌توان به زلزله‌های سال‌های ۱۶۶۵ و ۱۸۳۰ میلادی گسل مشا در گستره دماوند-شمیرانات با بزرگای به ترتیب ۶.۵ و ۷.۱ در مقیاس ریشتر و به فاصله‌های به ترتیب ۷۰ و ۱۲۰ کیلومتری شمال شرق تهران اشاره نمود. این دو زلزله، به فاصله زمانی ۱۶۵ سال از یکدیگر رخ داده‌اند و زلزله سال ۱۸۳۰ خسارات زیادی در تهران پدید آورده است. باید افزود، گسل مشا دارای طول تقریبی ۲۰۰ کیلومتر می‌باشد و کمترین فاصله این گسل تا حاشیه شمالی تهران، ۲۵ کیلومتر است. از نمونه زلزله‌های جنوب تهران نیز می‌توان به زلزله سال ۸۵۵ میلادی گسل ری با بزرگای ۷.۱ در مقیاس ریشتر اشاره نمود.
از آخرین زلزله مخربی که در حوالی تهران اتفاق افتاده است، در حدود ۱۹۰ سال می‌گذرد و فاصله این زلزله با بزرگترین زلزله قبل از خود بر روی گسل مشا نیز ۱۶۵ سال می‌باشد. این یعنی طبق برآوردها، هر ۱۶۵ سال گسل مشا زمینلرزه بزرگی را موجب میشود که تا به امروز، نزدیک به ۲۵ سال از این زمان برآورد شده (دوره بازگشت) زمینلرزه گسل مشا نیز گذشته است؛ لذا امکان اینکه در هر لحظه یا در آینده‌ای نزدیک زلزله مشابهی رخ دهد، با توجه به آمار فوق بسیار محتمل خواهد بود.
زلزله ۲۹ آذر ۱۳۹۶ ملارد با بزرگای ۵.۲ در مقیاس ریشتر
درست دو سال قبل در چنین روزی و در ساعات پایانی روز چهارشنبه ۲۹ آذر ماه ۱۳۹۶، در حالی که ساکنان پایتخت همانند مردم سایر شهر‌ها مشغول آماده‌سازی خود برای چله‌نشینی در شب یلدا بودند، در فاصله ۳۹ کیلومتری از تهران و ۱۶ کیلومتری از کرج، زمین‌لرزه‌ای با بزرگای ۵.۲ در مقیاس ریشتر و در عمق حدود ۱۰ کیلومتری زمین، مرز استان‌های البرز و تهران را لرزاند و حتی در بخش‌هایی از استان‌های قم، قزوین، مرکزی و گیلان نیز احساس شد. طبق برآوردها، زلزله مذکور را چیزی در حدود ۲۰ میلیون نفر احساس کردند که از این تعداد حدود ۱۷.۵ میلیون نفر ساکنان تهران و البرز هستند. بنابرابن حدود یک چهارم از مردم کشور این زلزله را حس کردند. زلزله ملارد، پس از زلزله ۲۵ دی ماه ۱۳۸۸ ری با بزرگای ۴ در مقیاس ریشتر، نزدیک‌ترین زمینلرزه به پایتخت محسوب میشود.
زلزله ۵.۲ ملارد، به واقع تلنگری دیگر از کمین خطر وقوع یک زلزله ویرانگر در تهران بود. تصور اینکه گسل شمال تهران یا مشا در تهران فعال شود و زلزله‌ای سترگ را موجب شود، حجم خسارت‌ها و تلفات جانی ناشی از چنین زمین‌لرزه‌هایی، خوفناک و تکان‌دهنده خواهد بود. درحقیقت، هم‌جواری با گسل‌های فعال، ساخت و ساز در حریم گسل‌ها، بافت‌های فرسوده با تمرکز بالای جمعیتی و سابقه وقوع زمین‌لرزه‌های بزرگ در تهران، گواه نامیمونی است از اینکه این شهر میراث‌دار وضعیتی نامطلوب به لحاظ ریسک زلزله بوده و به شدت آسیب‌پذیر است. در شرایطی که سکونتگاه‌ها و شریان‌های حیاتی تهران از نظر مقاومت در برابر زمینلرزه آینده، آسیب‌پذیر هستند و فرصت بازسازی و مقاوم‌سازی آنها نیز با توجه به کنترل ضعیف اجرای ضوابط و قوانین ساخت و ساز در پرده ابهام قرار دارد، در پی رخداد یک زمینلرزه بزرگ در این شهر، با مخاطراتی همچون نشت گاز، آتش‌سوزی، فرونشست زمین و از کار افتادن بسیاری از خدمات رو به رو خواهیم بود.
از طرفی، علیرغم اینکه پیش بینی حوادثی مانند زلزله از آرزو‌های دیرینه بشر به شمار می‌رود، دانسته‌های علمی همچنان از پیشبینی این پدیده طبیعی ناتوان هستند و بشر هنوز نتوانسته به این سطح از دانش دست یابد؛ هرچند دانشمندان و زمین‌شناسان با توجه به بررسی وضعیت گسل‌ها و دوره‌های فعال شدن‌شان، می‌توانند پیش‌بینی‌های بلند مدت چندین ده‌های برای فعال شدن یک گسل و وقوع زلزله، انجام دهند. پیش بینی وقوع زلزله در گسل‌هایی مانند گسل مشا در تهران نیز از همین پیش بینی‌ها است. با در نظر داشتن این ملاحظات و عدم امکان پیشبینی زمان دقیق وقوع زلزله، پرسشی که مطرح میشود این است که بهترین راهکار مقابله با این پدیده چیست؟
سامانه هشدار سریع زلزله
با عنایت به اینکه بر اساس پیشبینی‌ها گسل‌های تهران روزی فعال خواهند شد و زلزله ترسناک در پایتخت رخ خواهد داد، لذا یکی از راهکار‌های نوین و قدرتمند برای تخفیف و کاهش دادن سطح آسیب‌ها و تخریب‌های آن و جلوگیری از بروز یک فاجعه انسانی، استفاده و بهره‌جستن از قابلیت سامانه‌های هشدار سریع زلزله می‌باشد. یک سامانه هشدار سریع زلزله، یک سیستم اطلاع‌رسانی زلزله و ترکیبی از ایستگاه‌ها، شبکه‌های ارتباطی و نرم‌افزار‌هایی است که به تجزیه و تحلیل سریع یک زمین‌لرزهِ در حال وقوع و صدور پیام هشدار قبل از رسیدن امواج مخرب زلزله و جنبش‌های نیرومند زمین به مناطق مسکونی مورد نظر می‌پردازد و به عنوان ابزاری کاربردی و قابل اطمینان برای کم کردن تلفات و خسارات ناشی از زمین‌لرزه‌های بزرگ، شناخته شده است. این سامانه با استفاده از ایستگاه‌های مجهز لرزه‌نگاری و شتاب‌نگاری که در مناطق مستعد لرزه‌ای نصب می‌شوند، شروع زلزله را شناسایی کرده و پارامتر‌های چشمه منشا زمین‌لرزهِ در حال وقوع (بزرگی، محل زمینلرزه و ...) را چند ده ثانیه قبل از رسیدن به مراکز حساس و شهری، به سرعت تخمین میزند. سیستم بلافاصله اطلاعات را به مرکز هشدار میفرستد و در صورت تشخیص مخرب بودن زمینلرزه، با استفاده از امواجی که با سرعتی بالاتر از سرعت انتشار امواج زلزله منتشر می‌شوند (نظیر امواج الکترومغناطیسی یا رادیویی)، اعلام هشدار میکند.
به هنگام وقوع زلزله دو نوع از امواج شروع به انتشار در همه جهات می‌کنند که منتسب به امواج درونی می‌باشند. امواج درونی که از نقطه آغاز زلزله شروع به منتشرشدن می‌کنند، در دو نوع امواج P. و S. دسته‌بندی می‌شوند. امواج P، سرعت بیشتری نسبت به امواج S. داشته و سطح تخریب بسیار کمی به همراه دارند و بهعنوان اولین رسید زلزله شناخته می‌شوند، اما امواج S، که بعنوان امواج مخرب زلزله شناخته می‌شوند، با سرعتی کمتر از سرعت امواج P. منتشر می‌شوند و دومین رسید زلزله هستند. به بیان دیگر، به‌هنگام وقوع زلزله، ابتدا امواج P. به‌سبب سرعت بالایی که دارند به مناطق مسکونی مورد نظر می‌رسند و امواج S. که سرعت کمتری دارند، پس از امواج P. به مناطق مسکونی خواهند رسید؛ لذا سامانه هشدار سریع زلزله از این ویژگی امواجی زمینلرزه نهایت بهره را برده و با نصب تجهیزات و ایستگاه‌های لرزه‌نگاری یا شتاب‌نگاری در مناطق مسبب زمینلرزه، به محض وقوع آن، موج P. زلزله را دریافت نموده و اطلاعات آن را به‌سرعت به مرکز هشدار فرستاده میشود و در صورت تشخیص مخرب بودن زمینلرزه، پیام هشدار صادر میکند (مطابق شکل ۱).
در یک تعریف کوتاه، می‌توان سامانه هشدار سریع زلزله را به معنی استفاده حداکثری از حداقل ثانیه‌های در دسترس پس از وقوع زلزله برای اعلام هشدار (Lead Time)، دانست. سامانه هشدار سریع زلزله هشدار‌هایی در مورد خطر قریب‌الوقوع، درست در حین وقوع زمینلرزه می‌دهد که خود موید تفاوت آشکار آن با پیشبینی زمینلرزه است.
تاریخچه پیاده‌سازی اولین سامانه هشدار سریع زلزله، به سال ۱۹۹۵ میلادی در شهر مکزیکوسیتی برمی‌گردد و با وجود اینکه مدت زمان زیادی از عمر این سامانه‌ها نمی‌گذرد، در کل جهان و از جمله کشور‌های پیشرو و صاحب سبک در امر پیشبینی زلزله نظیر ژاپن، تایوان، مکزیک، آمریکا و رومانی، شاهد پیشرفت‌های فراوانی در این زمینه بوده‌ایم. در ایران نیز طی سالیان اخیر، تعدادی ایستگاه شتاب‌نگاری مربوط به سازمان پیشگیری و مدیریت بحران شهر تهران و با مشارکت آژانس همکاری‌های بین‌المللی ژاپن (جایکا)، با هدف تخمین سریع خسارت پس از وقوع زلزله احتمالی، در مناطق ۲۲ گانه تهران نصب و راه‌اندازی شده است که ۴ ایستگاه از ایستگاه‌های مذکور، بهمنظور آنالیز هشدار سریع زمینلرزه، بر روی گسل مشا نصب شده است. با توجه به اطلاعات مندرج در سایت سازمان پیشگیری و مدیریت بحران شهر تهران، قرار است تعداد این ایستگاه‌ها به ۵۰ عدد برسد.
در این راستا، طی مطالعاتی که در موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران بر روی ۱۰ زمینلرزه رخداده در گستره تهران از سال ۲۰۰۹ تاکنون، با بزرگای بالای ۴ در مقیاس ریشتر و ثبت شده توسط ایستگاه‌های شبکه مدیریت بحران شهر تهران (TDMMO)، صورت گرفته، امکان‌سنجی و اعتبارسنجی استفاده از سامانه هشدار سریع زلزله در شهر تهران مورد سنجش و ارزیابی قرار گرفته است تا زمان‌های هشدار تخمینی برای شهر تهران در صورت وقوع زلزله احتمالی برآورد شود. لازم به ذکر است که این مطالعه به‌صورت شبیه‌سازی و در حالت آفلاین صورت گرفته است که با توجه به افزایش تعداد ایستگاه‌ها، می‌توان از این استعداد و توانایی سامانه، به‌صورت آنلاین و زمان‌واقعی نیز بهره برد. مطابق با نتایج این پژوهش، در برخی موارد زمان‌های هشدار در حدود ۳ الی ۸ ثانیه برای بخش بزرگی از شهر تهران برآورد شده است که در مطالعه موردی زمینلرزه ۵.۲ ملارد، زمان هشدار ۴ ثانیه برای شهر تهران برآورد شده است. بر این اساس، اگر چه شاید زمان واکنش فردی در برابر جنبش زمینلرزه کوتاه قلمداد شود، اما اگر از قبل آمادگی‌های لازم صورت گرفته باشد، ثانیه‌هایی طلایی برای جلوگیری از خسارات سنگین و جبران‌ناپذیر جانی و اقتصادی خواهد بود.
آمادگی برای استفاده بهینه از سامانه هشدار سریع
مدیریت بحران، مدیریت ثانیه‌هاست؛ بدین معنا که ناگزیر خواهیم بود از ثانیه به ثانیه در زمان وقوع حوادث، جهت تخفیف خطرات و تلفات استفاده کنیم. زلزله در تهران چه نزدیک باشد و چه دور، روزی قطعا خواهد آمد. سامانه هشدار سریع زمینلرزه، به ویژه در تهران، این قابلیت و توانمندی را داراست تا بجای مدیریت در زمان بحران، پیش از وقوع بحران مدیریت صورت گیرد و ثانیه‌هایی طلایی جهت اقدامات پیشگیرانه را فراهم کند؛ لذا در شرایطی که امکان پیشبینی زلزله با دانسته‌های فعلی امکان‌پذیر نیست و وجود بافت‌های فرسوده و تمرکز بالای جمعیتی، تهران را به بستری ناامن و خطرناک تبدیل کرده است، و از آنجا که هر آینه ممکن است لرزش‌های تکان‌دهنده زلزله‌ای بزرگ تمام پیکره تهران را در برگیرد، بهره‌مندی از پتانسیل سامانه هشدار سریع زلزله، بیش از پیش ضروری به نظر می‌رسد. گفتنی است که مکمل بازدهی بالای این سامانه‌ها، آموزش صحیح مردم است تا بتوان سطح آسیب‌های زلزله را پس از رخداد، به حداقل رسانید. بر این اساس، راهکار‌هایی کلی جهت استفاده بهینه از سامانه‌های هشدار سریع زلزله وجود دارد که لزوم پرداختن به هر یک از آنها، میتواند در جهت پیشبرد این مهم راهگشا باشد. مهم‌ترین این راهکار‌ها عبارتند از:
-انجام تمرینات و مانور‌های دوره‌ای و مداوم جهت آگاهی‌بخشی و آمادگی اکثریت مردم در برابر وقوع زلزله بزرگ احتمالی و ارزیابی نتایج حاصله از آن به منظور شناسایی نقاط ضعف و قوت برنامه‌های آمادگی؛ اختصاص برنامه‌های تخصصی در زمینه زلزله در صدا و سیما و دعوت از کارشناسان امر زلزله در این سازمان، جهت آگاهی‌بخشی عمومی درباره زلزله و سازوکار سامانه‌های هشدار سریع به مردم؛ نصب سنسور‌های حساس لرزه‌ای سیستم سامانه هشدار سریع در مراکز مهم و استراتژیک نظیر سازمان‌های دولتی، شهرداری‌ها، شرکت‌های تامین برق و گاز، کارخانجات حساس شیمیایی، آتش‌نشانی، پلیس و مجموعه نیرو‌های ارتش و سپاه، سیستم مترو و حمل و نقل عمومی، فرودگاه‌ها، بیمارستان‌ها جهت دریافت هشدار به‌موقع در زمان وقوع زلزله مخرب؛ آمادگی دائمی مراکز مهم خدماتی و استراتژیک برای انجام اقدامات پیشگیرانه مهم و فوری در زمان وقوع زلزله احتمالی، بهمنظور کاهش خسارات پس از وقوع زلزله. اقداماتی مانند: خاموش کردن تاسیسات برق؛ خاموش کردن تجهیزات حساس و دقیق؛ توقف عملیات‌های فرودگاهی؛ توقف فعالیت‌های مراکز حساس مانند شبکه توزیع گاز؛ هشدار به اتاق‌های عمل بیمارستان‌ها جهت اتخاذ تدابیر لازم برای مواجهه با قطع برق و دیگر خدمات حیاتی؛ توقف فعالیت خطوط لوله گاز، نفت و آب؛ خاموش کردن پالایشگاه‌ها؛ محافظت از تجهیزات هسته‌ای؛ آموزش کلیه نیرو‌های امدادی، بسیج، ارتش و سپاه برای کمک به زلزله زدگان و مواجهه با بحران‌های احتمالی پس از وقوع زلزله.
*سید سروش انفرادی، دانشجوی کارشناسی ارشد زلزله‌شناسی موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران
*ظاهرحسین شمالی، دانشیار، عضو هیات علمی موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران