تصور کنید بتوان قبل از وقوع یک رانش زمین یا ریزش سنگ، نشانههایی از نزدیک شدن شکست سنگها را شناسایی کرد. شاید این ایده شبیه داستانهای علمیتخیلی به نظر برسد، اما پژوهشی که بهتازگی در نشریه معتبر PNAS منتشر شده، گامی مهم در همین مسیر برداشته است. (PNAS)
سنگها پیش از شکست «ساکت» نیستند
وقتی تنش درون یک توده سنگی افزایش مییابد، سنگ ناگهان نمیشکند. ابتدا ریزترکهایی درون آن ایجاد میشوند، سپس این ترکها بازتر، گستردهتر و به یکدیگر متصل میشوند تا در نهایت شکست رخ دهد.
پژوهشگران نشان دادهاند که در همین مراحل، گازهای حاصل از نوکلیدهای طبیعی مانند رادون، هلیوم و تورون از درون سنگ آزاد میشوند. تغییرات این گازها میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره وضعیت تنش و میزان آسیبدیدگی سنگ ارائه دهد. (PNAS)
چه چیزی در این پژوهش جدید است؟
دانشمندان سالها میدانستند که پیش از برخی زمینلرزهها یا رانشهای زمین، میزان گاز رادون تغییر میکند؛ اما مشخص نبود این تغییرات دقیقاً با کدام مرحله از شکست سنگ مرتبط هستند.
در این مطالعه، پژوهشگران برای نخستین بار یک مدل کمی ارائه کردند که تغییرات سیگنالهای ژئوشیمیایی را به چهار مرحله اصلی شکست سنگ ارتباط میدهد:
- آغاز تشکیل ریزترکها
- باز شدن ترکها
- گسترش و افزایش حجم ترکها
- اتصال ترکها و شکست نهایی سنگ
این مدل با دادههای آزمایشگاهی و همچنین دادههای میدانی از مناطق مستعد رانش زمین ارزیابی شد و نتایج امیدوارکنندهای به همراه داشت. (PNAS)
آیا این یعنی میتوان زلزله را پیشبینی کرد؟
خیر. این پژوهش به معنی امکان پیشبینی دقیق زمان وقوع زمینلرزه نیست.
آنچه این تحقیق نشان میدهد، توسعه یک روش جدید برای پایش سلامت سنگها و شناسایی تغییرات تدریجی پیش از شکست است. این فناوری در آینده میتواند در پایش:
- شیبهای ناپایدار و رانش زمین،
- تونلها و معادن،
- سدها،
- و حتی برخی سامانههای گسلی و آتشفشانی
بهعنوان بخشی از سامانههای هشدار زودهنگام مورد استفاده قرار گیرد؛ البته این روش هنوز در مرحله تحقیقاتی است و برای کاربرد عملی به مطالعات میدانی بیشتری نیاز دارد. (PNAS)
🇮🇷 اهمیت این پژوهش در ایران
ایران به دلیل وجود رشتهکوههای گسترده، جادههای کوهستانی، معادن متعدد و مناطق مستعد رانش زمین، یکی از کشورهایی است که توسعه روشهای نوین پایش سنگها میتواند نقش مهمی در کاهش خطرات داشته باشد.
اگر در آینده بتوان تغییرات گازهایی مانند رادون را همراه با دادههای لرزهای، GPS، تصاویر ماهوارهای و سایر سامانههای پایش تحلیل کرد، امکان ارزیابی دقیقتر پایداری دامنهها و برخی مخاطرات زمینشناسی فراهم خواهد شد.
🔬 نتیجهگیری: این پژوهش یک روش جدید برای «شنیدن هشدارهای شیمیایی سنگها» معرفی کرده است؛ روشی که هنوز جایگزین پیشبینی زلزله نیست، اما میتواند در آینده به یکی از ابزارهای ارزشمند پایش و مدیریت مخاطرات زمینی تبدیل شود.
دیدگاهها