بنفشه سامگيس
شبكههاي لرزهنگاري و زلزلهشناسي، از تجهيزاتي هستند كه ميتوان عنوان « تجهيزات با كاربرد دوگانه در زمان جنگ و صلح » برايشان انتخاب كرد . ثبت ارتعاشات زمينلرزهها و لرزههاي آزمايش تسليحات نظامي يا اكتشافات معدني و حوادثي همچون آتشسوزي و انفجار در زمان صلح و پيشبيني و تشخيص آمادهباش و تحركات نظامي در زمان جنگ، قابليت اين شبكههاست. مهدي زارع كه استاد پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي است، در گفتوگو با «اعتماد« درباره اين قابليت دوگانه توضيح ميدهد آنهم در قالب تشريح چند رخداد؛ زمينلرزههايي كه طي دوماه اخير در منطقه غرب ايران رخ داده و در اين شبكهها ثبت شده، لرزههاي حاصل از انفجار پرتابهها در حملات هوايي امريكا و اسراييل در دو جنگ اخير با ايران، چگونگي ثبت سيگنالهاي صوتي و ارتعاشات آمادهباش و حركات نظامي پيش از حملاتزميني، دريايي و هوايي با استناد به شواهد به دست آمده از جنگ روسيه با اوكراين (سال 2022) و حمله هفتم اكتبر حماس به اسراييل (سال 2023).
زارع البته ميگويد كه توانمندي اين شبكهها در ايام جنگ، حداقل در مورد حملات هوايي، چندان به نتيجه قطعي منجر نميشود، چون انعكاس و سيگنال تحركات لجستيكي طرفين جنگها، شباهت زيادي با عمليات ساختوساز، معدنكاوي و حتي حركت ماشينآلات سنگين دارد و تشخيص نهايي از طريق دستگاههاي لرزهنگاري و زلزلهشناسي، مشروط به شرايط پيراموني است اما به هر حال، توانمندي اين شبكهها براي هشداردهي درباره اقدام نظامي طرفين جنگها، ميتواند دستاورد ديگري از پيشرفت شبكههاي لرزهنگاري و زلزلهشناسي باشد هرچند كه بوي صلح و آرامش و امنيت نميدهد .
همزماني جنگ و زلزله در ايران شوخي تلخ طبيعت
ازجمله اطلاعاتي كه در سيستمهاي لرزهنگاري كشور ثبت ميشود، رخدادهاي زلزله با هر بزرگا و تحقيق بر الگوي اين زلزلههاست. زارع، روز جمعه در صفحه مجازي خود با انتشار نقشه نشانگذاري شده ايران، نوشت كه در فاصله 28 بهمن تا 28فروردين، 48 رخداد زلزله با بزرگاي بيش از 4 در كشور اتفاق افتاده است. اين استاد پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي، در دو گفتوگوي پيشين خود با «اعتماد» بعد از جنگ 12روزه خرداد و تير 1404 و نيمه فروردين امسال و پيش از آتشبس، تاكيد كرد كه با وجود ايجاد لرزههايي با بزرگاي بين نيم تا 2 و ناشي از اصابت پرتابهها به زمين مناطق هدف حملات هوايي امريكا و اسراييل، هيچ كدام از اين اصابتها موجب رخداد زمين لرزه طبيعي به معناي فعاليت گسل نشده است. استدلال اين استاد پژوهشگاه بينالمللي زلزله درباره بيارتباط بودن اصابت پرتابهها با وقوع زمين لرزه در ايران، اين است كه انفجار قويترين بمبها و موشكهاي غيرهستهاي، با وجود خسارات وسيعي كه براي انسان و سازه برجا ميگذارد، باعث فعال شدن گسلهايي كه در عمق 10 تا 15 كيلومتري زمين هستند نخواهد شد و بنابراين، اگر در طول جنگ 12 روزه و جنگ 40 روزه، زمينلرزهاي در حوالي شهرها يا نقاط هدف حمله هوايي امريكا و اسراييل رخ داده، هيچ ارتباطي با اصابت بمب و موشك و پهپادهاي منفجر شده در اين مناطق ندارد. تاكيد زارع از اين جهت بايد مورد توجه قرار بگيرد كه ساعت 15 و 28 دقيقه بعدازظهر جمعه 28فروردين، يك زمينلرزه با بزرگاي 4.1 در عمق 8 كيلومتري زمين در منطقه بومهن در حوالي شهر تهران ثبت شد درحالي كه اين منطقه، در طول جنگ 40 روزه چند بار هدف حملات هوايي امريكا و اسراييل قرار گرفت و زارع، روز جمعه در گفتوگو با « اعتماد» تكرار كرد كه زمينلرزه طبيعي در منطقه زلزلهخيز ايران، رخدادي است كه فقط و فقط بر اثر فعاليت گسلها اتفاق ميافتد.
در جنگ 12روزه و در حملات هوايي امريكا و اسراييل به ايران، اصابت و انفجار بيش از 3400 موشك و بمب و پهپاد در كشورمان، حدود 1500 لرزه ناشي از انفجار با بزرگاي نيم تا 2 ايجاد كرد كه اين لرزهها در نگاشتهاي بيش از هزار ايستگاه شتابنگاري و بيش از حدود 160 ايستگاه لرزهنگاري فعال در ايران و دستگاههاي فعال در كشورهاي منطقه خليجفارس و حوزه قفقاز و همسايگان غرب و شرق ثبت شد و نتايج همين نگاشتهاي ثبت شده نشان ميداد كه شديدترين لرزه، مربوط به حمله هوايي امريكا به تاسيسات هستهاي فردو، نطنز و اصفهان با بمبهاي سنگرشكن حاوي 13.5 تن ماده منفجره بود كه به لرزهاي با بزرگاي 2 منجر شد.
در جنگ 40 روزه و از صبح 9 اسفند 1404 تا 18 فروردين 1405 هم به طور ميانگين، روزانه بيش از 750 بمب و موشك و پهپاد در نقاط مختلف كشور منفجر شد كه در اين مدت هم بيش از 30 هزار لرزه در اطراف محل انفجار ايجاد و ثبت شد.
تاكيد ديگر اين استاد زلزلهشناسي بر بيارتباط بودن زمينلرزه طبيعي با حملات هوايي امريكا و اسراييل به كشورمان، به تعريف علمي زمينلرزه و چگونگي اين رخداد طبيعي، نحوه پخش انرژي حاصل از انفجار و تحركات لايههاي گسل در زلزله و تفاوت دوام زماني انرژي فركانس لرزه ناشي از انفجار و زلزلههاي طبيعي بازميگردد، علاوه بر اينكه زلزلههاي طبيعي با بزرگاي بيش از ۴ معمولا در عمق بيش از 5 كيلومتر و زلزلههاي با بزرگاي ۴ در عمق كمتر از 5 كيلومتر رخ ميدهد درحالي كه عمق شديدترين لرزه ناشي از انفجار، از عمق دو كيلومتري زمين بيشتر نيست.
آيا 48 زمينلرزه 4 ريشتري در مدت دو ماه، نگرانكننده است ؟
نتايج رخدادهاي ثبت شده در شبكههاي لرزهنگاري كشور نشان ميدهد كه در فاصله 28 بهمن تا 28 فروردين، 48 زمينلرزه با بزرگاي بيش از 4 در كشور رخ داده است. نقشه اين زمينلرزهها نشان ميدهد كه در اين دو ماه، از شرق درياي خزر تا شمال غرب، غرب و جنوب غرب كشور، 48 بار با زمينلرزهاي به قدرت كمتر از 5 ريشتر لرزيده درحالي كه تعداد زلزلههاي رخ داده در نوار مرزي غرب به شرق و منتهي به خليجفارس از حوالي استان ايلام تا خوزستان و بوشهر و هرمزگان، تراكم فشردهتر و نوار غربي درياي خزر در استانهاي گيلان و مازندران، تراكم كمتري دارد اما تعداد زمينلرزهها در استانهاي كردستان و كرمانشاه (غرب) و مازندران و سمنان (جنوب درياي خزر) بسيار كمتر است. زارع در گفتوگو با «اعتماد» ميگويد كه وقوع اين تعداد زلزله در بازه زماني دوماهه، نامعمول نبوده و ميشود مشابه اين الگو را حتي در بازههاي دوماهه پيش از 28بهمن هم پيدا كرد اما مهم اين است كه اين زمينلرزهها در منطقه زاگرس اتفاق افتاده و با اينكه از نظر علمي، هيچ ارتباطي بين اين زمينلرزههاي طبيعي و لرزههاي ناشي از حملات هوايي ايام جنگ 40 روزه وجود ندارد، جالب است كه اين منطقه، همزمان با لرزههاي ناشي از حملات هوايي، درگير زمين لرزه طبيعي هم بوده است.
«بيش از سهچهارم زلزلههاي ايران در رشته كوههاي زاگرس رخ ميدهد و البته، انتظار اين است كه در كل كشور، سالانه حدود 240 زلزله با بزرگاي بيش از چهار اتفاق بيفتد كه اين روزها، بعد از دسترسي به اينترنت و دادههاي ثبت شده، ديديم كه تعداد 48 زمينلرزه در اين مدت، هم بابت محل رخداد و هم از نظر تعداد، با ميانگين سالانه تقريبا همخواني دارد و يك روند طبيعي متناسب با كوتاهشدگي 30ميليمتري سالانه پوسته زمين در فلات ايران است. يكي از تبعات اين كوتاهشدگي، لرزهخيزي و زلزله با قدرت بيشتر از چهار است و بنابراين، با اينكه همزماني جنگ و دفعات حملههاي هوايي در منطقه زاگرس با وقوع زمين لرزهها در اين بازه زماني، جالب است، اما اين زلزلهها يك رخداد طبيعي و كاملا بيارتباط به اصابت پرتابهها به منطقه زاگرس و مطابق با تعداد موردانتظار ما براي اين منطقه است.»
منطقه زاگرس كه نوار منتهي به رشته كوههاي زاگرس است، از حوالي مريوان در استان كردستان تا حاجيآباد در استان هرمزگان و منطقه جنوبي اين محدوده شامل استانهاي خوزستان، لرستان، فارس، بوشهر و كرمانشاه را در بر ميگيرد و زارع با تاكيد بر فراواني بالاي زمينلرزهها در اين منطقه، ميگويد كه حدود 20 ميليون نفر در اين منطقه زندگي ميكنند اما نكته مهم اين است كه شدت زمينلرزهها در منطقه زاگرس، جز مواردي معدود، خيلي بالا نيست و زلزله ويرانگر پاييز 1396 در ازگله سرپل ذهاب با بزرگاي بيش از 7، از همين موارد معدود است.
«بسياري از زلزلههاي آسيبزاي ايران مثل زلزله بويينزهرا در سال 1341، زلزله طبس در سال 1357، زلزله منجيل در سال 1369، زلزله بم در سال 1382 و تمام زلزلههاي تاريخي تهران و ري با قدرت 6.5 تا 7، بيرون از رشته كوههاي زاگرس اتفاق افتاده و اين وضع نشان ميدهد با اينكه فقط حدود يكچهارم زلزلههاي ايران، بيرون از منطقه زاگرس است اما خسارات و ريسك آتي وقوع زلزله در اين منطقه كه حدود 70 ميليون نفر از جمعيت كشور را در خود جا داده، بالاست و براي نقاط داراي تمركز جمعيتي مثل تهران و تبريز و مشهد در اين منطقه، آسيب بيشتري در مقايسه با تبعات زمينلرزههاي منطقه زاگرس ايجاد خواهد كرد.»
كاربرد شبكههاي لرزهنگاري و زلزلهشناسي در تشخيص آمادگي طرفين جنگ براي حملات زميني، دريايي يا هوايي
زارع در توضيح اين كاربرد ميگويد كه شبكههاي لرزهنگاري، تاكنون در دو مورد قابل توجه، نشانههايي از درگيري را قبل از شروع حمله شناسايي كردهاند؛ حمله روسيه به اوكراين در سال ۲۰۲۲ و حمله هفتم اكتبر حماس به اسراييل در سال ۲۰۲۳. در مورد جنگ اوكراين، شبكههاي لرزهنگاري، خود حمله را حين وقوع شناسايي كردند ولي در مورد حمله ۷ اكتبر ۲۰۲۳ به اسراييل، شبكهها به صورت گذشتهنگر، بسيج مقدماتي را كه در دقايق منتهي به حمله رخ داده بود، شناسايي كردند.
طبق بررسي زارع بر گزارشهاي بينالمللي شبكههاي لرزهنگاري، در حمله روسيه به اوكراين (۲۰۲۲) بيش از ۱۲۰۰ انفجار ناشي از حملات توپخانه و موشكي در درگيري فعال از فوريه تا نوامبر ۲۰۲۲، در مناطق شمالي اوكراين شناسايي شد كه اغلب از گزارشهاي عمومي پيشي گرفت اما در حمله هفتم اكتبر حماس به اسراييل (2023) با بسيج وسايل نقليه سنگين مانند كاميون، بولدوزر، آنچه قبل از حمله و در تجزيه و تحليل پس از حمله شناسايي شد، صداي لرزهاي غيرعادي حدود 20 تا 30 دقيقه قبل از حمله و ناشي از حركت وسايل نقليه به سمت موقعيت حمله بود.
زارع ميگويد: «در اوكراين محققان از يك آرايه لرزهنگاري محلي -بخشي از شبكه جهاني نظارت بر آزمايشهاي هستهاي- براي شناسايي و مكانيابي خودكار انفجارها استفاده كردند. اين روش اكنون به عنوان ابزاري براي نظارت بر آتشبس مورد بررسي قرار ميگيرد، چراكه ميتواند دادههاي عيني و مداومي را حتي در مناطقي ارايه دهد كه به راحتي توسط ماهوارهها مشاهده نميشوند. در حمله ۷ اكتبر ۲۰۲۳ خود حمله تشخيص داده نشد بلكه فعاليتي كه قبل از آن رخ داد شناسايي شد. پژوهشگران دادههاي سه ايستگاه لرزهنگاري واقع در ۳۰ تا ۵۰ كيلومتري مرز غزه را تجزيه و تحليل كردند. صبح روز حمله، صداي لرزهاي غيرمعمول ناشي از حركت تعداد زيادي وسيله نقليه سنگين شناسايي شد. اين تشخيص به دليل سطح بسيار پايين صداي پسزمينه امكانپذير شد چون حمله، اوايل صبح شنبه رخ داد كه اين روز، يك تعطيلات ملي بود و به همين دليل، ترافيك منظم يا فعاليت صنعتي بسيار كمي در اسراييل وجود داشت. دادههاي لرزهنگاري، يك سيگنال گسترده را نشان داد كه در ۳۰ دقيقه منتهي به حمله قويتر شد و با حركت وسايل نقليه در امتداد جادههاي اصلي غزه به سمت مرز مرتبط بود. محققان بعدها گفتند كه سيگنال يك جشنواره موسيقي در همان نزديكي با شدت و مكان اين صداي لرزهاي غيرعادي مطابقت نداشت.»
اما شبكههاي لرزهنگاري چگونه ميتوانند آغاز يك حمله را شناسايي كنند؟ اين تشخيص مشروط به شرايطي خاص است و زارع ميگويد: «بنيان رصد لرزهنگاري اين است كه براي محاسبه دقيق مكان يك رويداد به مثلثسازي و حداقل سه ايستگاه نياز داريد. تشخيص حمله و دانستن اينكه آيا جنگ شروع ميشود، با يك ايستگاه واحد كه بتواند ارتعاشات زمين را تشخيص دهد امكانپذير است اگرچه كه اين كار با عدم قطعيت بالايي همراه است و بدون دادههاي اضافي نميتوان بين يك انفجار واحد، زلزله يا ترافيك سنگين كاميونها تمايز قائل شد. براي تعيين محل حمله، حداقل به چهار ايستگاه نياز است. پيكربندي «Y شكل» با يك ايستگاه در مركز منطقه موردنظر و سه ايستگاه در اطراف آن، تضمين ميكند كه اگر يك ايستگاه از كار بيفتد، هنوز سه ايستگاه براي حفظ قابليتهاي مثلثبندي باقي مانده است. براي نظارت بر فعاليت پيش از حمله، با پايش حركت وسايل نقليه براي تشخيص ارتعاشات ظريف و با فركانس پايين وسايل نقليه كه به سمت موقعيت حركت ميكنند (مثلا 20 تا 30 دقيقه قبل از حمله 7 اكتبر۲۰۲۳) به تعداد بيشتري از ايستگاهها نياز است، چون آرايههاي لرزهاي با خوشههايي از حسگرهاي نزديك به هم همراه با شبكههاي استاندارد، خطاهاي مكانيابي را بسيار كاهش ميدهد.دادهها بايد براي هشدار اوليه موثر، در كمتر از 0.5 ثانيه، از حسگر به مركز پردازش منتقل شوند. ايستگاههاي استاندارد با سرعت بالا با سرعت 40 نمونه در ثانيه، براي هر جزء نمونهبرداري ميكنند. براي آرايههاي در مقياس بزرگ، لينكهاي ماهوارهاي مدرن تا ۲۵۰ مگابيت در ثانيه- ۲.۷ ترابايت داده در روز را منتقل ميكنند و انتقال در زمان واقعي و تاخير كمتر از ۰.۵ ثانيه لازم است. معمولا از تلفن همراه يا راديو اختصاصي براي برد كوتاه و از ماهواره VSAT براي زمينهاي دورافتاده يا متخاصم استفاده ميشود. سيستمها بايد داراي باتري پشتيبان باشند. طي بمبارانهاي فعال، مركز پردازش دادهها بايد قادر به مديريت افزايش دادهها باشند و بدون از كار افتادن بمانند.»
استاد پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي همچنين ميگويد كه تشخيص شبكههاي لرزهنگاري برمبناي تفاوت مراحل آمادهسازي عمليات نظامي با هدف حمله هوايي، دريايي يا زميني، متفاوت است به اين معنا كه ارتعاشات زمين، امواج الاستيك P، S، امواج سطحي و امواج T توليد شده توسط يك منبع انرژي را تشخيص ميدهند.
زارع در توضيح عملكرد شبكههاي لرزهنگاري براي چگونگي ثبت دادههاي ناشي از آمادگي نظامي در حملات زميني ميگويد: «آمادگي براي حمله زميني، قابل تشخيصترين است. شبكههاي لرزهنگاري ميتوانند فعاليتهاي خاص و پرانرژي مرتبط با آمادهسازي يك حمله زميني بزرگ و ازجمله، موقعيتيابي توپخانه و موشكانداز سنگين و جابهجايي و استقرار توپخانه كاليبر بزرگ -مثلا 155 ميليمتري- يا موشكاندازهاي سنگين و وسايل نقليه سنگين را تشخيص دهند اگر چه كه سيگنال لرزهاي دريافت شده از اين آمادهسازي، در مقايسه با سيگنال دريافت شده از شليك سلاح، بسيار ضعيف است. خنثيسازي مهمات انفجاري بزرگ (EOD) يا پاكسازي مين ممكن است قبل از حمله انجام شود و اگر يكي از طرفين حملات، ميدانهاي مين يا مهمات منفجر نشده خود را براي ايجاد مسير حمله پاكسازي كند، انفجارهاي كنترلشده، رويدادهاي لرزهاي واضح و قابل مكانيابي ايجاد ميكنند. يك خوشه ناگهاني از چنين انفجارهايي در امتداد مرز، شاخص قوي از آمادگي دفاعي و نظامي است. ساخت تونل (تاسيسات زيرزميني) نيز يك نشانه است و هنگامي كه يكي از طرفين حملات، در حال حفر تونل براي نفوذ يا به عنوان نقاط پرتاب محافظتشده (مثلا براي موشكها) باشد، شبكههاي لرزهنگاري ميتوانند ارتعاشات تكراري و با فركانس پايين از دستگاههاي حفر تونل (TBM) يا حتي انفجار سيستماتيك را تشخيص دهند. حركت انبوه وسايل نقليه و مثلا ستوني از صدها تانك كه با هماهنگي حركت ميكنند، صداي لرزهاي مداوم ايجاد ميكند ولي تشخيص اين صداي لرزهاي از ترافيك سنگين غيرنظامي، ساخت و ساز يا ريزلرزههاي طبيعي بدون آرايههاي محلي متراكم و از پيش تعيينشده (در فاصله چند كيلومتري) بسيار دشوار است و شبكههاي ملي استاندارد (ايستگاههايي با فاصله ۱۰ تا ۱۰۰ كيلومتر از هم) نميتوانند كاروانهاي وسايل نقليه منفرد را با اطمينان كامل رديابي كنند.»
استاد پژوهشگاه زلزلهشناسي ميگويد كه شبكههاي لرزهنگاري در درجه اول زميني هستند اما برخي از فعاليتهاي دريايي را تشخيص ميدهند. زارع در توضيح چگونگي عملكرد شبكههاي لرزهنگاري براي ثبت و تحليل دادهها در حملات دريايي ميگويد: «زيردرياييهاي بزرگ به ويژه هستهاي، سيگنالهاي صوتي با فركانس پايين و متمايز توليد ميكنند كه به بستر دريا متصل ميشوند و با ايستگاههاي لرزهنگاري ساحلي ثبت ميشوند. افزايش ناگهاني تعداد يا الگوي امواج T از يك پايگاه زيردريايي يكي از طرفين حملات، ميتواند نشان دهد كه قايقها، بندر را براي موقعيتيابي قبل از جنگ ترك ميكنند. البته، شناسايي حركت زيردرياييهاي بيصداي مدرن با اين روش بسيار دشوار است. موج T يا فاز T در آكوستيك دريايي، يك موج صوتي زير آب است كه با رويدادهاي لرزهاي و زمينلرزههايي زير كف اقيانوس، ايجاد ميشود. موج T) Tertiary) سومين نوع موجي است كه پس از دو موج P و S از زمين عبور ميكند و به ايستگاه مانيتورينگ ميرسد. هنگامي كه اين امواج لرزهاي به مرز كف دريا برخورد ميكنند، بخشي از انرژي آنها به انرژي صوتي تبديل شده و از طريق آب اقيانوس عبور ميكند. اين موج صوتي، موج T است و در سراسر حوزه اقيانوس با فركانسهايي بين ۴ تا ۵۰ هرتز دريافت ميشود. انفجارهاي بزرگ زير آب مثل پاكسازي مين هم در سامانه نظارت بينالمللي (IMS) براي CTBT -پيمان جامع منع آزمايش هستهاي- به سادگي قابل شناسايي و مكانيابي است. درنهايت، شروع حمله آبي-خاكي يا حركت گسترده شناورهاي لندينگ كرافت، هاوركرافت يا كشتيهاي بزرگ حامل سربازان، سيگنال لرزهاي قابل تشخيصي ايجاد نميكند مگر اينكه در بستر دريا به زمين بنشينند يا مواد منفجره منفجر كنند.»
زارع ميگويد كه استفاده از دادههاي شبكه لرزهنگاري براي تشخيص حمله هوايي معمولا بيفايده است چون هواپيماها روي باند فرودگاه هيچ لرزش زميني ايجاد نميكنند و حتي فرود يا برخاستن هواپيما هم، فقط ارتعاشات محلي و كمدامنهاي ايجاد ميكند كه اين ارتعاشات هم در ايستگاههاي دوردست منتشر نميشوند.
استاد پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي همچنين ميگويد كه بزرگترين مشكل براي شبكههاي لرزهنگاري پيش از حملات هوايي، ناتواني در تشخيص اين ارتعاشات نيست، بلكه تمايز آنها از لرزههاست چون ارتعاشات فعاليتهايي ازجمله انفجارها و صداي وسايل نقليه سنگين براي معدن كاوي، ساخت و ساز، استخراج معادن و حمل و نقل غيرنظامي هم براي شبكههاي لرزهنگاري قابل تشخيص است اما براي تمايز « آمادگي نظامي براي آغاز جنگ و حمله هوايي»، به مواردي مانند آرايههاي محلي و متراكم، تحليل الگوهاي لرزهها به صورت شبانهروزي و در هفت روز هفته نياز است علاوه بر آنكه دادههاي زلزلهشناسي هم بايد با تصاوير ماهوارهاي، اطلاعات سيگنالها، اطلاعات انساني مقايسه و تلفيق شده و سپس در مورد هشدار حمله هوايي تصميمگيري شود.