تشير أبحاث جديدة نُشرت يوم الثلاثاء في مجلة “Chaos” إلى أن نفس الحرارة الشمسية التي تدفئ بشرتك في يوم صيفي قد تؤثر أيضًا بشكل غير مباشر على توقيت ومكان حدوث الزلازل.
اكتشف باحثون يابانيون ودوليون أدلة تشير إلى أن حرارة الشمس تساهم في النشاط الزلزالي على الأرض، مما قد يفتح آفاقًا جديدة لتحسين نماذج التنبؤ بالزلازل.
تستند الدراسة إلى أعمال سابقة أثبتت وجود علاقة سببية بين النشاط الشمسي والزلازل، لكن العلماء حددوا الآن آلية محددة: انتقال الحرارة من الشمس إلى سطح الأرض.
قال ماثيوس هنريكي جونكيريا سالدانا، أحد مؤلفي الدراسة: “تقود حرارة الشمس تغييرات في درجة حرارة الغلاف الجوي، والتي بدورها يمكن أن تؤثر على خصائص الصخور وحركة المياه الجوفية”. “يمكن أن تجعل هذه التقلبات الصخور أكثر هشاشة وعرضة للكسر، على سبيل المثال – ويمكن أن تغير التغيرات في هطول الأمطار وذوبان الثلوج الضغط على حدود الصفائح التكتونية.”
بينما تركز علم الزلازل التقليدي بشكل أساسي على حركات الصفائح التكتونية وتراكم طاقة الإجهاد، تشير هذه الأبحاث إلى أن العوامل البيئية المتأثرة بالشمس قد تلعب دورًا داعمًا في تحديد متى يتم إطلاق تلك الطاقة.
درس الباحثون عدة خطوط من الأدلة، بما في ذلك الاختلافات الموسمية في نمط الزلازل على الأرض والعلاقة بين درجات حرارة السطح وحدوث الزلازل. من خلال تحليل مجموعات بيانات واسعة من سجلات الزلازل جنبًا إلى جنب مع قياسات النشاط الشمسي ودرجات حرارة السطح، تمكنوا من تحديد علاقات ذات دلالة.
تختلف هذه المقاربة عن النظريات السابقة التي اقترحت تأثيرات كهرومغناطيسية أو قوى مد وجزر تربط النشاط الشمسي بالزلازل. بدلاً من ذلك، توفر فرضية انتقال الحرارة ارتباطًا أكثر مباشرة وقابلية للقياس بين الشمس والأحداث الزلزالية.
ربما كان الاكتشاف الأكثر إقناعًا هو أن نماذج توقع الزلزال تصبح أكثر دقة عندما تتضمن بيانات درجة حرارة سطح الأرض. كانت هذه التحسينات ملحوظة بشكل خاص بالنسبة للزلازل الضحلة.
“هذا منطقي لأن الحرارة والمياه تؤثر أساساً على الطبقات العليا لقشرة الأرض”، أشار جونكيريا سالدانا.
أثبت عنصر التوقيت أنه يكشف الكثير. لاحظ الباحثون أن قابلية توقع الزلزال تختلف عند أخذ نشاط البقع الشمسية المتأخر بعين الاعتبار، مما يتماشى مع الأطر الزمنية المتوقعة لانتقال الحرارة عبر نظم الأرض.
تأتي هذه الأبحاث في وقت لا يزال فيه توقع الزلزال واحداً من أكبر تحديات علم زلزالية. رغم التقدم الكبير الذي تم إحرازه لفهم كيفية حدوث الزلازل، إلا أنه لا يزال يصعب توقعها بدقة كافية وفي الوقت المناسب لإنقاذ الأرواح.(الزلال) 2011 توهوكو اليابانية التي أدت إلى تسونامي مدمر وساهمت في كارثة فوكوشيما النووية أسفرت عن مقتل أكثر من 18,000 شخص. إنها تذكير صارخ بأهمية تحسين قدرات توقع الزلزال.
(النموذج الحالي) يعتمد بشكل كبير على الأنماط التاريخية للزلازل وخصائص خطوط الفوالق وقياسات الإجهاد. ومع ذلك ، فإن لهذه الأساليب قيود كبيرة فيما يتعلق بتوفير تحذيرات قابلة للتنفيذ.
(من خلال دراسة الاختلافات الموسمية) وجد الباحثون أن النشاط السيزمى لا يبقى ثابتاً طوال العام . يدعم هذا التقلب الموسمي الفرضيات القائلة بأن العوامل البيئية المتأثرة بحرارة الشمس – مثل حركة المياه الجوفية وأنماط هطول الأمطار والتوسع الحراري للصخور – تلعب دوراً فى تحفيز حدوث زلزال.
(استخدم الباحثون طرق رياضية وحسابيه متطورة) لتحليل العلاقة بين هذه المتغيرات . وكشفت تحليلاتهم عما وصفوه بأنه “معلومات ديناميكية مشتركة” بين النشاط الشمسي والزلال ، مما يشير الى نظام مترابط بدلاً من ظواهر منعزلة .
(كما وثقت الدراسة ) “درجة كبيرة جداً” (من عدم الحتميه ) فى العلاقة بين النشاط الشمسى والزلال . وهذا يدل علي أنه بينما تسهم حراره الشمس فى نشاط زلزالي ، إلا أنها تعمل كعامل واحد ضمن عوامل عديدة وليس سبب رئيسي .
(الدكتور يوشيتو هيراتا ) وهو مؤلف آخر للدراسة تعاون مع جونكيريا سالدانا حول بحث عام 2022 الذي أثبت لأول مرة العلاقة السببية بين النشاط الشمسي والزلال . وتشير تحقيقاتهم المستمرة الآن نحو تطبيق عملي لهذه المعرفة .
“بينما قد لا تكون هذه العوامل هي المحركات الرئيسية للزلال ، إلا أنها يمكن ان تلعب دوراً يساعدنا علي تنبؤ بالنشاط السيزمى”، أوضح جونكيريا سالدانا.
