صورة ثلاثية الأبعاد لسلوك الزلزال عند الفالق

أ.د.عماد عبد الرحمن محمد صالح الهيتي

قسم الجيولوجيا التطبيقية/ كلية العلوم/جامعة الأنبار

الصفحة الرسمية للكاتب

هذه مقالة مترجمة بتصرف لمقالة نشرت في موقع Temblor الزلزالي يوم 17 مايس 2022 بالعنوان الآتي:

Ma, K., Zalzal, K. 2022, Drilling into a fault to capture 3D earthquake behavior, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.257.

   لمعرفة ما يحدث للفالق خلال حدوث الزلزال، نحتاج أن نمتلك عيون للنظر لذلك. لتحقيق ذلك أقترح عدد من علماء الزلازل في تايوان مشروع حفر يهدف الى وضع أجهزة قريبا قدر الامكان من مصدر هزة مستقبلية على امتداد واحد من الفوالق النشطة في تايوان وهو فالق مايلون Milun fault الذي يقع بالقرب من مدينة Hualien. يعمل العلماء على انشاء مرصد شامل طموح طويل الأجل.

   هذا المشروع هو الأول من نوعه ، سوف يتضمن نشر ترتيب ثلاثي الأبعاد من مجسات الألياف البصرية عبر فالق مايلون تحت السطح مع أبار تحفر على طرفي الفالق الشرقي والعربي. يأمل العلماء من هذا المشروع الحصول على ملاحظات عاليةالدقة للهزات المستقبيلة مباشرة عند مصدرها.

   الحفر في صدوع نشطة في أعقاب هزة أرضية تساعد العلماء للاجابة عن بعض الأسئلة الأكثرصعوبة في علم الزلازل: (1) كيف يبدأ الزلزال؟ (2) ما هي كمية الطاقة المستخدمة لبدء الزلزال؟ يتعامل علماء الزلازل حاليا مع البيانات التي نحصل عليها بعد حدوث الهزة، وهذه البيانات تعطينا صورة غير كاملة، خصوصا ما يتعلق بكيفية انتقال الحرارة الناتجة عن الاحتكاك خلال باطن الأرض.

   سمي هذا المشروع الجديد باسم مشروع حفر فالق مايلون والتحسس الشامل (MiDAS)، ويهدف المشروع الى التقاط أفضل صورة ثلاثية الأبعاد في الوقت الحقيقي Real-Time لهزة أرضية من خلال تنصيب ألياف بصرية عمودية مزودة بأجهزة أستشعار صوتي وأستشعار درجة الحرارة موزعة في أبار منتشرة على على سطح الفالق، وسوف يزود كذلك بترتيب زلزالي عمودي ومراقبة السوائل والغازات.

   أختبار فرضية سلوك الفالق

   يعتقد أن بعض الهزات الأرضية ترتبط بسلوك السائل تحت السطحن ولكن الموديلات لا تزال افتراضية بسبب أن الملاحظات على امتداد سطح الفالق تحت الأرض تكون محدودة. يأمل فريق MiDAS أن مراقبتهم العالية الدقة مقترنة بالزالزالية العالية للمنطقة سوف تزودهم بصورة شاملة لما يحدث قبل وخلال وبعد حدوث الزلزال.

   من خلال شبكة مستشعر درجة الحرارة ، يأمل فريق المشروع أن يكون أول من يلتقط حرارة الاحتكاك المتولدة في الزلازل المستقبلية. هذا يمكن أن يساعد في فهم إلى أين تذهب الحرارة خلال التصدع ، ومدى سرعة تبددها وكيف يرتبط انتقال الحرارة بهجرة السوائل - وهي العوامل التي تؤثر بشكل كبير على موازنات الطاقة الزلزالية.

   يكون فالق مايلون مثالي لهذا العمل. يعتقد أنه متصل تحت السطح بمنطقة اندساس ريوكو القريبة - وهو نظام صدع لديه القدرة على توليد زلازل زاحفة ضخمة Megathrust earthquakes. يعد فهم أنظمة منطقة الاندساس مهمة حاسمة في علم الزلازل ، ولكن نظرًا لأنه غالبًا ما يكون بعيدًا عن الشاطئ ، فإن الحصول على القياسات أمر صعب ومكلف. يتيح لنا موقع MiDAS ، الموجود في الداخل ولكنه قريب من منطقة الاندساس ، إنشاء ملاحظات بسهولة أكبر. تم الانتهاء بنجاح من المرحلة الأولى من الحفر ، والتي وصلت إلى عمق 700 متر (ما يقرب من نصف ميل) وتركيب الألياف الضوئية في ديسمبر 2021 على الجانب الشرقي من فالق مايلون. من المقرر حفر حفرة طولها 500 متر (1600 قدم) على الجانب الغربي في مايس 2022.  يأمل الفريق أن يساعد مشروع MiDAS في الإجابة على تلك الأسئلة الكبيرة في أبحاث الزلازل والتي من شأنها في النهاية تحسين التنبؤ بمخاطر الزلازل. يتوقع فريق MiDAS أن يكون لدينا الكثير من البيانات للبحث من خلالها ، لكن التحدي الذي نواجهه يظل ربط سلوك فالق واحد بالأعمال المترابطة لأنظمة الزلازل المعقدة.