رابطه بارندگي و خشكسالي!
مهدي زارع
از ابتداي سال آبي 1400-99 (اول مهر تا 8 آذر 99 (ميزان بارندگي با سال آبي ماقبل 8 درصد كاهش نشان مي‌دهد؛ اين در حالي است كه بيشترين ميزان كاهش در حوزه‌هاي آبريز درياي مازندران، فلات مركزي، شرق ايران و قره‌قروم بوده است. ميانگين بارش‌ها در سال آبي 99-98 نيز در مقايسه با سال آبي قبل از آن يعني 98-97 كاهشي بوده است. ارتفاع كل ريزش‌هاي جوي در سال آبي ۹9-۹8 (اول مهر ۹۸ تا سي‌ويكم شهريورماه ۹۹) بالغ بر 318 ميلي‌متر بود. اين مقدار بارندگي نسبت به ميانگين آمار درازمدت بارش‌هاي ايران در ۵۱ سال اخير (250 ميلي‌متر) ۲۷ درصد افزايش نشان داد اما نسبت به دوره مشابه سال آبي گذشته (342 ميلي‌متر) 7 درصد كاهش داشت. آيا ارتباطي بين پديده‌هاي آب و هوايي و زلزله وجود دارد؟ براي ايجاد ارتباط بين آب و هوا و زلزله، ابتدا بايد تعيين كنيم كه چه نوع فرآيندهاي زمين‌ساختي ممكن است به پديده‌هاي آب و هوايي مرتبط باشد.
دانشمندان مي‌دانند كه زمين‌لرزه‌ها مي‌توانند با تغيير در ميزان تنش ناشي از گسل ايجاد يا مهار شوند. بزرگ‌ترين متغير آب و هوايي كه مي‌تواند بارهاي تنش گسلي را تغيير دهد، آب‌هاي سطحي به صورت باران و برف است. چندين مطالعه چنين همبستگي‌هايي را تاييد كرده است. البته اين نوع همبستگي‌ها را در وقوع خردلرزهها مي‌بينيم. زمين‌لرزه‌هاي كوچك با بزرگاي كمتر از صفر، بسيار كوچك‌تر از آنچه انسان احساس مي‌كند، تحت اثر چنين تغييراتي هستند. رابطه‌اي بين ميزان خردلرزهها در هيماليا و فصل بارندگي‌هاي موسمي سالانه يافته شده است. در ماه‌هاي تابستان، مقدار زيادي از بارش در دشت هند و گنگ رخ مي‌دهد كه مناطق شمالي شبه‌قاره هند را در‌بر مي‌گيرد. اين باعث افزايش بار تنش در پوسته زمين در آنجا مي‌شود و سطح زمين را در حد ميكروسكوپي در هيمالياي مجاور كاهش مي‌دهد. در طول فصل خشك زمستان - وقتي وزن آب كمتري روي پوسته زمين در دشت وجود
دارد- ريز‌لرزه‌هاي هيماليا به اوج خود مي‌رسند. پيشروي ابرهاي موسمي و رگبارها و بارش در طول فصل باران شديد موسمي تابستان در دشت هند باعث افزايش بار تنش در پوسته زمين در آنجا و كاهش تعداد زمين‌لرزه در هيمالياي مجاور مي‌شود. البته نتيجه‌گيري در مورد زمين‌لرزه‌هاي بزرگ‌تر بسيار دشوارتر است. تغييرات استرس نسبتا كوچك بر اثر فشارهاي مشابه آب و هوا مي‌تواند ريز لرزه‌ها را تحت اثر قرار دهد. بسياري از شكستگي‌هاي كوچك در پوسته زمين ناپايدار هستند. جزر و مد مي‌تواند باعث لرزش ضعيف زمين شود كه به عنوان ريزلرزه شناخته مي‌شود. ما نمي‌دانيم كه چه زمان ممكن است يك گسل در نقطه بحراني باشد كه در آن يك تحريك غير زمين‌ساختي آب و هوايي مي‌تواند نقش «ني» را بازي كند كه مي‌تواند «كمر شتر را بشكند» و منجر به يك زمين‌لرزه شديد شود. در حال حاضر در موقعيتي نيستيم كه به سادگي بگوييم كه فرآيندهاي آب و هوايي مي‌توانند مستقيما زمين‌لرزه بزرگي را تحريك كنند. مي‌دانيم كه اثرهاي فصلي مي‌تواند باعث تغيير در گسل‌ها شوند. در مورد پديده‌هاي آب و هوايي مانند خشكسالي طولاني‌مدت، تغييرات بار تنش روي پوسته زمين در دوره خشكسالي مي‌تواند قابل‌توجه باشد. تحقيقات دانشمندان آزمايشگاه پيشران جت (JPL) در ناسا NASA، در سال 2017 با استفاده از داده‌هاي شبكه ايستگاه‌هاي سامانه موقعيت‌ياب جهاني (جي‌پي‌اس) با دقت بالا در كاليفرنيا، اورگان و واشنگتن نشان داد كه دوره‌هاي متناوب خشكسالي و بارش شديد در سيرا نوادا در كاليفرنيا بين سال‌هاي 2011 و 2017 باعث نزديك به دو و نيم سانتي‌متر افزايش ارتفاع در كوه‌ها - طي يك دوره خشكسالي به دليل از دست دادن آب از درون شكاف سنگ‌ها - شده و سپس به نصف اين مقدار سقوط مي‌كند. زيرا سنگ‌ها در طول خشكسالي آب خود را از دست داده و دوباره آن را بازيافتند. چنين تغييرات تنشي مي‌تواند به‌طور بالقوه در گسل‌هاي آن محدوده احساس شود. پمپاژ آب‌هاي زيرزميني نيز از سفره‌هاي زيرزميني توسط انسان‌ها كه در زمان خشكسالي تشديد مي‌شود بر اثر «باربرداري» از پوسته زمين و كم كردن تنش اعمال شده اثر مي‌گذارد. اثرهاي استخراج آب‌هاي زيرزميني در دره مركزي كاليفرنيا بر لرزه خيزي در گسل سان‌آندرياس مطالعه شده است. استخراج وسيع آب زيرزميني مي‌تواند باعث ايجاد تغييرات جانبي تنش در دو طرف گسل سان‌آندرياس شود كه در امتداد مرز دو ورقه اصلي زمين‌ساختي به صورت افقي عليه يكديگر حركت مي‌كنند. اين امر به طور بالقوه مي‌تواند موجب لغزش ورقه‌ها در محل گسل و در نتيجه منجر به زلزله شود. چنين تنش‌هايي ناچيز است اما اگر براي مدت طولاني پمپاژ آب زيرزميني انجام شود، مي‌تواند قابل توجه‌تر شود و به طور بالقوه مي‌تواند زمين‌لرزه بزرگ بعدي را در گسل سان‌آندرياس تسريع كند. در عين حال از آنجا كه ميزان لغزش روي گسل با گذشت زمان بين زمين‌لرزه‌ها افزايش مي‌يابد، مي‌تواند زمين‌لرزه‌هاي مكرر اما كوچك‌تر را نيز به همراه داشته باشد. خاك سطحي حاوي آب و هوا است. وقتي آب را از زير سطح زمين پمپاژ مي‌كنيد، باعث مي‌شود فضاي خالي در خاك شكل بگيرد. به تدريج فشار از بالا باعث مي‌شود كه ذرات خاك به هم بچسبند و اين منجر به غرق شدن زمين و ايجاد ترك مي‌شود. اتكاي بيش از حد به سفره‌هاي زيرزميني زمين باعث شده است كه آب‌شور به طور فزاينده‌اي از زير زمين پمپاژ شود. باران و برف براي شارژ مجدد سفره‌هاي زيرزميني كافي نيست. سازمان هواشناسي كشور اعلام كرد، تخمين زده مي‌شود كه 97درصد از ايران در سه دهه گذشته با خشكسالي روبه‌رو شده باشد. با تنش خشكسالي 30 ساله و حفر شدن بيش از حد از پمپاژ آب، زمين در مناطق خشك اطراف تهران به طور چشمگيري فرو مي‌رود. اين نواحي محل عبور گسل‌هاي مهمي مانند گسل شمال تهران، گسل پرديسان، گسل جنوب اشتهارد، گسل ماهدشت -جنوب كرج، گسل رباط‌كريم، گسل كهريزك و گسل پيشوا هستند. فرونشست زمين همچنين تخريب زمين‌هاي كشاورزي، شكاف‌هاي سطح زمين، آسيب به مناطق شهري، خطوط فاضلاب، شكاف در جاده‌ها و آسيب به لوله‌هاي آب و گاز طبيعي را موجب شده است. تهران كه هزار و 200 متر بالاتر از سطح دريا در كوهپايه كوه‌هاي البرز قرار دارد، طي 100 سال گذشته به سرعت رشد كرده و به يك شهر پراكنده 13 و نيم ميليون نفري -شامل تهران و پيرامون آن- تبديل شده است. پمپاژ آب از مناطق خشك و اكنون پرجمعيت اطراف تهران فشار باورنكردني بر منابع آب در يك شهر نيمه‌خشك وارد كرده كه متوسط بارندگي در آن در سال حدود 240 ميلي‌متر طي حدود 75 روز باراني است. آخرين بررسي‌ها در پژوهشي كه زيرنظر نگارنده در همين منطقه در حال انجام است نشان مي‌دهد كه اين تخليه وسيع آب‌هاي زيرزميني بر گسل‌هاي فعال اطراف تهران اثرهاي مهمي گذاشته است. يك راه‌حل فوري براي اجتناب از فجايع مهم بعدي معكوس كردن روند مهاجرت به استان‌هاي تهران و البرز و كاهش بار جمعيت در اين نواحي است.