استفاده از لرزه‌نگارهای باند پهن ‌

سیگنال‌های موجود در طبیعت با درجات مختلف حاوی بردارهای تصادفی ناشی از ساختار فیزیکی سیگنال و ابزار اندازه‌گیری هستند. به منظور نشان دادن سیگنال‌های تصادفی در محیط فرکانس تبدیل فوریه و حالت خاص آن سری فوریه ‌کافی نخواهد بود. اندازه‌گیری طیف یک سیگنال لرزه‌ای با گستره زمانی مشخص و انرژی معین در یک محدوده زمانی ‌تعریف شده امکان‌پذیر است.

این روش که به آن طیف فوریه اطلاق می‌شود، روی سیگنال‌های تصادفی در فواصل ‌زمانی محدود قابل اعمال است؛ اما محاسبه هر نوع طیف، دسترسی به ویژگی‌های خاص آن با افزایش محدوده زمانی یا ‌به عبارت دیگر با به بی‌نهایت نزدیک شدن مساله همراه خواهد بود که در نهایت عدم قطعیت در محاسبه طیف را به همراه ‌خواهد داشت. عدم قطعیت موجود در طیف داده‌های تصادفی که به صورت طیف فوریه محاسبه می‌شوند به گونه‌ای ‌عملی و نظری ثابت شده است. لذا به منظور مشخص کردن هر چه بهتر روابط منطقی بین دامنه و فاز یا به عبارتی ‌دیگر مقادیر حقیقی و غیرحقیقی طیف سیگنال‌های زلزله از تحلیل هیلبرت استفاده می‌شود.‌

پس از زمین‌لرزه اصلی معمولا ما شاهد بروز پس‌لرزه‌هایی در منطقه هستیم، تعداد میانگین آنها با زمان به شکل نمایی ‌‌(لگاریتمی) کاهش می‌یابد. طوری که به پارامترهای بسیاری نظیر شرایط زمین شناسی و بزرگی زمین‌لرزه‌ها بستگی ‌دارد. ‌

پس لرزه‌ها در فرآیند ایجاد تنها براساس تقابل درونی و تاثیر اجزای همجوار، موقعیت مکانی آینده خود را تغییر می‌دهند. ‌مانند یک حجم محدود گاز که موقعیت آینده هر مولکول براساس موقعیت پیشین آن و نیروهای ناشی از برخورد با دیگر ‌مولکول‌ها تعیین می‌شود. ‌

شناسایی الگوی توزیع پس‌لرزه‌ها و خوشه‌یابی آن یکی از مسائل مهم و پیچیده در زمین‌لرزه‌شناسی است. آنچه این موضوع را دشوار می‌سازد، ساختارهای متنوع موجود در منطقه مورد مطالعه و ماهیت تصادفی و غیرقطعی سیگنال‌های لرزه‌‌ای است. از این رو، لازم است مفاهیم و روش‌های آمار و احتمالات، فرآیندهای اتفاقی و پردازش سیگنال، برای حل ‌این مساله به کار گرفته شوند.

با توجه به محدودیت‌های عملی در روش‌های کلاسیک معمولی لازم است از روش‌های جدید و ‌پیشرفته‌ای نظیر شبکه‌های عصبی و الگوریتم‌های هوشمند استفاده شد. برتری این روش‌ها مبتنی بودن آنها بر استدلال ‌تقریبی است و می‌تواند به گونه‌ای غیرسامان یافته با مسائل برخورد کند. ‌

از آنجایی‌ که زمین‌لرزه یک فرآیند غیرتعینی است و نمی‌توان آن را تنها در قالب یک معادله ریاضی به شکل خطی ارائه ‌کرد، بدیهی است در چنین شرایطی پیش‌بینی وقوع یک حادثه لرزه‌ای در یک زمان مشخص تقریبا غیرممکن خواهد بود.‌

دکتر مهرداد مصطفی‌زاده‌

رئیس پژوهشکده زلزله‌شناسی پژوهشگاه‌