چطور ممكن است در برآورد خطر زلزله تهران اشتباه كنیم؟
اولین نسل از نقشه‌های پهنه‌بندی خطر لرزه‌ای در ایران و تركیه بر اساس رویكردهای قطعی برای محاسبه حداكثر شدت تهیه شد.
دنیای قلم - مهدی زارع: گسل‌ها و ساختارهای فعال زمین‌شناختی (هولوسن با قدمت حدود 12 هزار سال) به عنوان پهنه‌های چشمه‌های لرزه‌زا شناخته می‌شوند كه می‌توانند زلزله‌ای با بیشینه بزرگی ایجاد كنند. تعیین گسل‌های بالقوه لرزه‌زا و پهنه‌های چشمه‌ها و تعیین پارامترهای لرزه‌خیزی آنها بنیان‌های تهیه مدل لرزه زمین‌ساختی برای تحلیل و پهنه‌بندی خطر زلزله است.
معمولاً تیمی متشكل از زمین‌شناسان، زلزله شناسان، زلزله‌شناسان مهندسی و مهندسان زلزله درگیر هستند تا به‌طور جمعی به‌روزرسانی مدل خطر لرزه‌ای احتمالی را در مقیاس مورد نظر تولید كنند. تجربه برخی زمین‌لرزه‌های مخرب مانند زلزله‌های ۲۰۲۳ قهرمان مرش تركیه (mw7.8, 7.5)، ۲۰۱۷ ازگله سرپل ذهاب ایران (mw7.3)، 2011 توهوكو (mw=9.1)، 2008 ونچوان (w=79) 2010 هاییتی (mw=7.0) و همچنین زلزله‌های 2002 بم (mw=6.5)، 1978 طبس (mw=7.4) و 1990 منجیل (mw=7.4) ایران كه همگی در مناطق پیش‌بینی شده توسط زلزله رخ داده‌اند ولی همزمان نشان‌دهنده شكست این نقشه‌ها در پیش‌بینی سطح و میزان جنبش زمین‌لرزه‌ای در زمان زلزله‌های مهم یاد شده است. مطالعات پهنه‌بندی خطر زلزله در ایران از اواسط دهه 1970 در ایران و تركیه انجام شده است. مطالعات خطر لرزه‌ای به كاتالوگ زلزله با كیفیت، دانش خوب از شرایط زمین‌ساختی و مدل‌های كاهندگی متناسب با شرایط همان منطقه بستگی دارد. محاسبات ورودی بهتر برای تجزیه و تحلیل خطر منجر به پارامترهای قابل اعتمادتر و ارزیابی دقیق‌تر خطر لرزه‌ای می‌شود.
اولین نسل از نقشه‌های پهنه‌بندی خطر لرزه‌ای در ایران و تركیه بر اساس رویكردهای قطعی برای محاسبه حداكثر شدت تهیه شد. نقشه پهنه‌بندی خطر لرزه‌ای ایران برای «زمین‌لرزه طراحی » (475 سال دوره بازگشت)، در سال 1999 به عنوان ضمیمه آیین‌نامه لرزه‌نگاری ایران برای ساختمان‌ها (استاندارد شماره 2800) منتشر شد. معادلات كاهندگی بیشینه جنبش و طیفی برای تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی طیفی استفاده می‌شود. تركیه از دهه 1940 یك آیین‌نامه زلزله رسمی دارد كه مطابق با پیشرفت‌های جدید در مهندسی زلزله و همچنین نیازهای جامعه در حال تغییر به‌طور مرتب به روز می‌شود. آیین‌نامه 2018، ویرایش ۲۰۰۷ را با محتوای گسترده‌تر بهبود بخشیده است. پیشرفت‌های اصلی در تعریف ساختگاه و در طراحی لرزه‌ای ساختمان‌های بلند، است . رویداد با بزرگای در ۷.۸ در 6 فوریه 2023 شدید‌ترین زمین‌لرزه تركیه از سال 1939بود، زمانی كه زمین‌لرزه ۷.۸ ارزنجان، شمال شرقی تركیه را با گسلی به طول 360 كیلومتر با ۷ متر جابه‌جایی افقی گسیخت. برآوردها حاكی از آن است كه بیش از ۶۰ هزار نفر جان خود را از دست داده‌اند. دو زمین‌لرزه اخیر در منطقه گسل آناتولی شرقی و حركت امتداد لغز چپگرد حركت رخ داده‌اند. این پهنه در زلزله‌های تاریخی ۱۵۱۳ و سپس ۳ زمین‌لرزه تاریخی در سده نوزدهم گسیخته شده بود، ولی این اولین‌بار بود كه سناریوی بدترین حالت و گسیختگی یكجای بیش از ۲۰۰ كیلومتر طول پهنه گسله رخ داد. زمین‌لرزه‌ای سد‌ه‌ای قبلی در همین پهنه در قطعه‌های كوچك‌تر گسله و با بزرگای حداكثر ۷ رخ داده بود. چالش تهیه‌كننده نقشه پهنه‌بندی خطر برای چنین منطقه‌ای این است كه چگونه احتمال گسیختگی یكجای كل پهنه گسله با طول بیش از ۲۰۰ كیلومتر درنظر بگیرد. مانند آن است كه در پهنه‌بندی خطر زلزله برای پهنه تهران در نظر بگیریم كه هر سه قطعه گسله مشا از جنوب فیروزكوه در شرق استان تهران تا آبیك در استان قزوین به طول ۲۰۰ كیلومتر در یك اتفاق گسیخته شود. در نقشه‌های تهیه شده احتمالا چه چیزی اشتباه شده است؟ وقوع زلزله معمولاً پیچیده‌تر از مدل‌هایی است كه نقشه‌های خطر بر اساس آنها ساخته شده‌اند، و اینكه تاریخچه لرزه‌خیزی موجود تقریباً همیشه بسیار كوتاه است كه نمی‌توان الگوی مكانی و زمانی وقوع زلزله‌های بزرگ را به‌طور قابل‌اطمینانی تعیین كرد. در نتیجه، جنبه‌های كلیدی نقشه‌های خطر با درك محدود ما از فرآیندهای زلزله تهیه می‌شوند. دو تغییر پیشنهاد می‌شود: اول كیفیت داده‌های ورودی اصلاح شود و مدل‌های واقع‌بینانه با در نظر گرفتن سناریو‌های بدترین حالت ممكن برای پهنه‌بندی به كار روند و از سوی دیگر عدم قطعیت‌ها در ارایه مقادیر خطر به وضوح به كاربران بالقوه اطلاع داده شود. تشخیص عدم قطعیت‌ها به كاربران این امكان را می‌دهد تا تصمیم بگیرند كه چقدر اعتبار در نقشه‌ها قرار دهند و آنها را واقع‌بینانه در تدوین سیاست‌های كاهش ریسك به كار برند. تهیه نقشه خطر زلزله یك كار بلندپروازانه است. با توجه به پیچیدگی‌های فرآیند زلزله و دانش محدود ما از آن، انتخاب‌های ذهنی زیادی برای تهیه نقشه مورد نیاز است. در نتیجه، نقشه‌ها به‌شدت به پیش‌فرض‌های سازندگان‌شان در مورد نحوه كار زمین بستگی دارد. زمانی كه این پیش‌فرض‌ها درست باشد، یك نقشه خوب عمل می‌كند. وقتی ثابت شود كه آنها نادرست یا ناكافی هستند، نقشه ضعیف عمل می‌كند. اخیرا در تهران مطرح شد كه در داخل محدوده شهر تهران انتظار زمین‌لرزه‌ای با بزرگای ۷ بسیار بعید است. دلیل این اظهارنظر چه بود؟ استفاده از كاتالوگ زلزله مربوط به حدود ۳۰ساله اخیر. اگر تمام كاتالوگ زلزله‌های محدوده تهران به همراه زلزله تاریخی آن لحاظ می‌شد و این نكته در نظر گرفته می‌شد كه هر سال جنوب البرز حدود ۱ سانتی‌متر در سال بالا می‌رود هرگز چنین بی‌احتیاطی در رد احتمال زلزله با بزرگای ۷ یا بیشتر در محدوده شهری تهران رخ نمی‌داد. آیا همه این ۱ سانتی‌متر بالا آمدن برای یك گسل است یا اینكه باید این میزان جابه‌جایی میان چند گسل سرشكن شود، مثلا 4 میلیمتر به گسل مشا و 3 میلیمتر به گسل شمال تهران و بقیه به سایر گسل‌ها مربوط باشد. ولی بحث كلی این است كه جنوب البرز حدود سالی ۱ سانتی‌متر نسبت به دشت جنوبی تهران (دشت ساوه) به بالا می‌رود. همین جزییات است كه به منشأ خطا در نقشه‌های پهنه‌بندی خطر تبدیل می‌شود. یك سناریو هم وجود دارد كه چند راندگی پیشانی گسل شمال تهران، یعنی گسل نیاوران و گسل طرشت (یا پردیسان) در حال‌جابه‌جایی هستند. زمین‌لرزه‌های قهرمان‌مرش ۲۰۲۳، ازگله سرپل ذهاب ۲۰۱۷، توهوكو۲۰۱۱، ونچوان۲۰۰۸ و هاییتی۲۰۱۰ نشان می‌دهند كه پهنه‌بندی خطر محدودیت‌های زیادی دارد و راه طولانی برای تدقیق این نقشه‌ها در پیش است. داده‌های بیشتر از سوابق زمین لرزه‌های دیرینه، ژئودزی به مدل‌سازی گسلش و در نظر گرفتن عدم قطعیت كمك خواهد كرد.