ایران، آزمایشگاهی طبیعی برای مطالعه زلزله

اما متاسفانه به نظر می‌رسد از شاخه‌های مختلف این علم تنها از زلزله‌شناسی صحبت به میان می‌آید و به گونه‌ای سایر شاخه‌ها از چشم محققان به دور مانده است که برگزارکنندگان این کنفرانس درصددند شاخه‌هایی مانند لرزه‌شناسی و پی‌جویی و اکتشاف ذخایر معدنی را از حاشیه خارج کرده و بتوانند نگاه محققان را عوض کنند. به همین مناسبت سراغ دبیر علمی چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران رفته‌ایم تا از علم ژئوفیزیک بیشتر بدانیم.

آقای دکتر! ابتدا تعریفی از ژئوفیزیک ارائه می‌کنید؟

ژئوفیزیک علمی است که به بررسی پارامترهای فیزیکی زمین می‌پردازد. محدوده مطالعاتی این علم از چند هزار کیلومتر زیر زمین تا 10 کیلومتر بالای جو در نظر گرفته می‌شود که به 2 بخش فیزیک زمین و فیزیک فضا تقسیم می‌شود. فیزیک فضا خود موضوعاتی چون هواشناسی، اقلیم‌شناسی، اقیانوس‌شناسی و... را شامل می‌شود، اما فیزیک زمین بیشتر به مباحث زلزله‌شناسی، لرزه‌شناسی و پی‌جویی و اکتشاف ذخایر معدنی به روش‌های ژئوالکتریکی، ژئومغناطیسی و گرانی‌سنجی می‌پردازد.

اهداف ژئوفیزیک چیست؟

هدف اصلی علم ژئوفیزیک که در اینجا باتوجه به تخصص اینجانب صرفا منظور بخش مربوط به فیزیک زمین است، بررسی و تعیین ترکیب، حالت و خصوصیات فیزیکی درون زمین براساس مشاهدات یا اندازه‌گیری‌هایی که در سطح انجام می‌گیرد، است. تغییر ماهیت و ویژگی امواج لرزه‌ای گذرنده از درون زمین یا وجود ناهنجاری در میدان‌های گرانشی، مغناطیسی یا گرمایی زمین می‌تواند جهت شناسایی ساختارهای زمین‌شناسی یا ذخایر معدنی و هیدروکربنی مورد استفاده قرار گیرند. در واقع اندازه‌گیری، تحلیل و تفسیر این پارامترهای فیزیکی برای شناخت بهتر درون زمین هدف اصلی علم ژئوفیزیک است.

بنابراین ژئوفیزیک فقط به زلزله خلاصه نمی‌شود، هرچند وجود نگرانی از وقوع زمین‌لرزهای بزرگ و خسارات جانی و مالی ناشی از آن منجر شده که زلزله واژه آشناتری برای عموم نسبت به سایر شاخه‌های ژئوفیزیک باشد.

روش‌های مختلف ژئوفیزیکی چون روش‌های لرزه‌ای، ژئوالکتریک، ژئومغناطیس، گراویمتری (ثقل‌سنجی)، چاه‌پیمایی، مگنتومتری و غیره امروزه کاربرد فراوانی در اکتشاف و پی‌جویی ذخایر نفت و گاز، سفره‌های آب زیرزمینی و کانی‌های اقتصادی داشته و علاوه بر این در زمینه مطالعات مهندسی برای شناسایی و تعیین پارامترها و ضرایب الاستیک در زیر سازه‌های بزرگ چون نیروگاه‌‌ها، سدها و... نیز کاربرد گسترده‌ای دارند.

به عنوان مثال علم ژئوفیزیک چگونه به اکتشاف نفت کمک می‌کند؟

با توجه به اهمیت نفت و گاز در اقتصاد هر کشور، اکتشاف ذخایر هیدروکربنی از دیرباز مورد توجه خاص قرار داشته و استفاده از روش‌های ژئوفیزیکی برای پی‌جویی چنین ذخایری به اوایل دهه 1940 برمی‌گردد. اگرچه ابتدا از روش‌های غیرلرزه‌ای چون ثقل‌سنجی و ژئومغناطیس برای یافتن محل ساختمان‌های دربرگیرنده نفت استفاده می‌شد، اما امروزه به کمک روش‌های پیشرفته لرزه‌ای و بویژه لرزه‌نگاری بازتابی، امکان تهیه مقاطع لرزه‌ای نشان‌دهنده لایه‌های سنگی مختلف داخل زمین و ساختارهای مناسب در برگیرنده ذخایر نفت و گاز میسر است.

وضعیت علم ژئوفیزیک در ایران، دانشگاه‌ها و عرصه صنعت چگونه است؟

ژئوفیزیک در مقایسه با رشته‌های دیگر علوم مانند شیمی، فیزیک، ریاضی و زمین‌شناسی علم جوان‌تری است و تعداد دانشجو و اعضای هیات علمی مؤسسات، مراکز و دانشگاه‌هایی که در زمینه ژئوفیزیک فعال هستند، به مراتب کمتر از سایر رشته‌های علوم پایه در کشور است. در حال حاضر علاوه بر مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران و پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله که در 2 مقطع کارشناسی ارشد و دکتری دانشجو می‌گیرند، مرکز تحصیلات تکمیلی در علوم پایه دانشگاه زنجان، دانشگاه‌های شاهرود، رازی کرمانشاه و مشهد و مرکز بین‌المللی علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی کرمان نیز در مقطع کارشناسی ارشد پذیرش دانشجو دارند.

البته ژئوفیزیک در بخش صنعت کم و بیش جایگاه خودش را پیدا کرده و امروزه در پی‌جویی و اکتشاف ذخایر هیدروکربنی و معادن زیرزمینی تقریبا حرف اول را می‌زند. روش‌های ژئوفیزیکی غیرلرزه‌ای چون ثقل‌سنجی و مغناطیس‌سنجی و بویژه روش لرزه‌نگاری بازتابی از دیرباز در بخش اکتشاف شرکت ملی نفت ایران برای شناسایی ساختارهای مناسب دربرگیرنده ذخایر نفت و گاز مورد استفاده قرار گرفته است. شرکت‌های خصوصی متعددی نیز وجود دارند که بویژه طی سال‌های اخیر در این زمینه فعالیت داشته‌اند. در بحث اکتشاف ذخایر معدنی، کانسارهای فلزی و سایر منابع ارزشمند زیرزمینی، مراکز و سازمان‌های دولتی چون سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، بخش اکتشافات موسسه ژئوفیزیک و تعداد بسیار زیادی از شرکت‌های خصوصی فعالیت داشته‌اند.

در حال حاضر مهم‌ترین بحثی که در زمینه ژئوفیزیک مطرح بوده چیست؟

با توجه به وسعت زیاد، تنوع موضوعات مورد بحث در ژئوفیزیک و پیشرفت‌های زیاد صورت گرفته در زمینه‌های مختلف ژئوفیزیکی، اشاره به موردی خاص دشوار است، اما به طور کلی 2 شاخه خاص این علم یعنی لرزه‌شناسی و زلزله‌شناسی از اهمیت ویژه‌ای برخودار هستند. لرزه‌شناسی در اکتشافات نفت و گاز حرف اول را می‌زند و لذا در بحث اقتصاد کلان کشور حائز اهمیت است. زلزله‌شناسی نیز به دلیل وقوع مکرر زمین لرزه‌های بزرگ و مخرب در طول تاریخ و بخصوص در سال‌های اخیر، با توجه به نقشی که در بحث کاهش خطرپذیری زلزله دارد، از جایگاه خاصی برخوردار است.

با توجه به برگزاری چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک از اهداف و موضوعات مورد بحث در این کنفرانس برای خوانندگان جام‌جم بگویید؟

یکی از اهداف مهم چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک، همچون سایر کنفرانس‌های علمی، برقراری ارتباط میان دانشجویان، محققان و استادان فعال در زمینه‌های مختلف علم ژئوفیزیک و آگاهی محققان از آخرین پیشرفت‌های حاصل شده در این علم بود که تا حدود زیادی در این کنفرانس به این اهداف دست یافتیم. هدف مهم دیگری که در این کنفرانس به دنبال آن بودیم برقراری ارتباط بین مراکز تحقیقاتی و محققان با بخش‌های صنعتی بود که با توجه به استقبال خوب برخی شرکت‌های خصوصی و حضور مستمر آنها طی روزهای برگزاری کنفرانس تا حدود زیادی این هدف نیز محقق شد.

به لحاظ موضوعات مورد بحث در این کنفرانس، مقالات ارائه شده با یک افزایش 100 درصدی نسبت به کنفرانس‌های قبلی، طیف وسیعی از علم ژئوفیزیک در هر دو زمینه فیزیک فضا و فیزیک زمین را پوشش دادند. در این میان، مقالات ارسالی در زمینه‌های تخصصی زلزله‌شناسی و لرزه‌شناسی به ترتیب با 60 و 70 عنوان از مجموع کل 340 عنوان، بیشترین تعداد را به خود اختصاص دادند.

آقای دکتر مهم‌ترین اتفاقی که در این کنفرانس رخ داد، چه بود؟

رشد قابل توجه مقالات مرتبط با مطالعات زلزله‌شناسی و استقبال و مشارکت خوب محققان، اساتید و دانشجویان، از اتفاقات متمایز این کنفرانس نسبت به دوره‌های پیشین بود. افزایش کیفی سطح مقالات ارسالی در غالب زمینه‌های تخصصی مطرح شده در این کنفرانس، اعم از فیزیک زمین و فیزیک فضا، نسبت به دوره‌های پیشین کاملا محسوس بود.

کارهای تحقیقاتی در گرایش زلزله‌شناسی بویژه در زمینه مطالعات پوسته و گوشته فوقانی در ایران، نسبت به دوره‌های قبل افزایش قابل توجهی را نشان می‌دهند. دلیل این امر می‌تواند به پروژه‌های پژوهشی ارزشمند انجام گرفته در سال‌های اخیر، وجود داده‌های خوب، افزایش تعداد دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری و نیز افزایش متخصصان و اساتید فعال در این شاخه خاص نسبت داده شود. مطالعه ساختار سرعتی زمین، بحث روز علم زلزله‌شناسی بوده و با توجه به لرزه خیز بودن ایران، نتایج و دستاوردهای مطالعات انجام گرفته، از اهمیت زیادی برخوردار هستند. ایران یکی از نقاط بسیار خاص در جهان است و به عنوان یک منطقه تصادمی قاره‌ای میان دو صفحه عربی و اوراسیا، سطح بالایی از دگر شکلی و تغییرشکل را نشان می‌دهد. وجود رشته کوه‌های زاگرس، البرز، کپه داغ و... ناشی از چین خوردگی لایه‌های رسوبی و وجود گسل‌های فعال فراوان که لرزه‌خیزی بالای ایران را رقم می‌زنند، خود دلیلی محکم بر این ادعاست. موقعیت خاص فلات ایران، این کشور را به عنوان یک آزمایشگاه طبیعی برای مطالعه زلزله تبدیل کرده است. این خود منجر به علاقه و اشتیاق بسیاری از محققان شناخته شده و مطرح جهانی برای انجام پروژه‌های پژوهشی در ایران شده است.

مطالعه ساختار سرعتی چه کاربردهایی دارد؟

چنین مطالعاتی اهمیت زیادی در بحث تعیین محل دقیق زمین لرزه‌ها دارند. چراکه تا زمانی که ساختار سرعتی پوسته زمین را خوب نشناسیم، تعیین محل زمین لرزه‌ها با خطای زیادی همراه خواهد بود. آنچه برای ما دراین موضوع مهم و قابل اندازه‌گیری است، امواج لرزه‌ای هستند که در اعماق عمدتا 5 تا 15 کیلومتری ایجاد می‌شوند و وقتی از لایه‌های مختلف زمین عبور کرده و توسط دستگاه‌های لرزه‌نگاری ثبت می‌شوند، اطلاعات ارزشمندی را راجع به تغییر خصوصیات فیزیکی لایه‌ها در اختیارمان می‌گذارند.

بالا بردن دقت مکان‌یابی زمین‌لرزه‌ها نقش بسیار مهمی در شناسایی گسل‌های فعال، تعیین هندسه و ابعاد آنها و بویژه در بهینه ساختن مطالعات تحلیل خطر زمین لرزه در ایران دارد.

تحقیقات انجام شده دارای چه وضعیتی هستند؟

این تحقیقات خوب بوده و ارزش علمی بسیار بالایی برخوردارند، اما کافی نیستند. به لحاظ حجم مطالعاتی مناطق محدودی از ایران مورد مطالعه قرار گرفته اند و این در حالی است که در کشور، مناطق بسیاری وجود دارند که مطالعه کمی آنها به کمک دستگاه‌های لرزه نگاری ضروری به نظر می‌رسد.

علی‌رغم تلاش‌های زیاد انجام گرفته طی 10 سال اخیر و پروژه‌های پژوهشی متعدد ملی و بین‌المللی اجرا شده، به دلیل پهناور بودن کشورمان و کمبود نیروهای متخصص و تجهیزات لرزه نگاری، مناطق فعال و لرزه خیز بسیاری در کشور وجود دارند که نیازمند مطالعه هستند. به عنوان مثال اگرچه در مناطقی چون زاگرس و البرز شاهد انجام مطالعات خوب و ارزشمندی هستیم، اما در شمال شرق کشور، مناطق مرکزی و جنوب شرق با ضعف اطلاعاتی و نبود داده‌های لرزه‌ای مواجه هستیم.

وضعیت دستگاه‌های لرزه نگاری و تجهیزات زلزله‌شناسی در کشورهای پیشرفته چگونه است؟

کشورهای پیشرفته و حتی آنهایی که اصلا لرزه خیز نیستند، در مقایسه با ایران، دارای دستگاه‌های لرزه‌نگاری فراوانی هستند که جهت انجام مطالعات زلزله‌شناسی در مناطق لرزه خیز کشور خود یا سایر کشورها، مورد استفاده قرار می‌دهند. از چنین تجهیزاتی در برخی از پروژه‌های پژوهشی و در قالب همکاری مشترک جهت بررسی لرزه‌خیزی و ساختار سرعتی پوسته مناطق لرزه‌خیز کشورمان استفاده شده است.

همکاری مشترکی هم با سایر کشورها در این زمینه صورت گرفته است؟

بله! همکاری‌های تحقیقاتی مشترک گسترده‌ای با محوریت پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله میان برخی از سازمان‌ها و مراکز تحقیقاتی کشور و دانشگاه‌های مطرح کشور فرانسه از سال 1377 به‌ طور جدی آغاز شد. مطالعات بسیار ارزشمندی در این راستا انجام شد و افراد بسیاری تربیت شدند. نتیجه این همکاری‌ها، انجام چندین رساله دکتری روی ایران بود که فارغ‌التحصیلان آنها در حال حاضر به عنوان عضو هیات علمی در پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله یا در سایر دانشگاه‌ها فعالیت  می‌کنند. در این راستا حدود 15 پروژه مشترک بین‌المللی انجام گرفت.

سخن پایانی؟

سخن آخر هم این است که با توجه به اهمیت علم ژئوفیزیک چه در زمینه اکتشاف و پی‌جویی ذخائر زیرزمینی چون کانسارهای معدنی و نفت و گاز و چه در زمینه مطالعات زلزله‌شناسی به منظور شناخت بهتر مناطق زلزله‌خیز، به نقشه در آوردن گسل‌های مهم و لرزه‌زا و نهایتا کاهش خطرپذیری زلزله، شایسته است که توجه بیشتری به این علم صورت گیرد. در این میان حمایت از مراکز و پروژه‌های پژوهشی، فراهم کردن تجهیزات مورد نیاز و توسعه همکاری‌های بین‌المللی می‌تواند در شکوفایی و به ثمر نشستن هر چه بهتر نتایج و دستاوردهای علم ژئوفیزیک در کشور عزیزمان ایران، بسیار موثر باشد. در این میان، اهمیت برگزاری کنفرانس‌های علمی در سطح ملی و بین‌المللی را نیز نمی‌توان در ارتقای دانش ژئوفیزیک کشور نادیده گرفت.

امیر بامه / جام‌جم