سدها باری بر دوش زمین

 به‌گفته بیشتر دانشمندان، موردقبول‌ترین توضیحی که درباره چگونگی تشکیل زلزله توسط سدها بیان می‌شود، مربوط به فشار آب اضافی است که در ریزترک‌ها و درز و شکاف‌های موجود در زمین‌های اطراف و زیرین سد وجود دارد. در واقع، وقتی فشار آب در برخورد با صخره‌ها زیاد می‌شود، ناگزیر گسل‌هایی که از قبل در زیر صفحه تکتونیک قرار دارند، به‌حرکت درمی‌آیند. در حقیقت، دانشمندان دریافته‌اند انرژی که آزاد می‌شود، چیزی جز انرژی نرمال صفحات تکتونیک که به‌علت وجود مخزن به‌طور ناگهانی آزاد می‌شوند، نیست. چند روزی هم می‌شود که زلزله‌شناسان یکی از دلایل خرابی‌های بسیار زلزله اخیر ترکیه را وجود سدهای غول‌پیکر در اطراف منطقه زلزله‌زده عنوان کرده‌اند و حرف و حدیث‌های زیادی در این‌باره منتشر شده است.

صمت در این گزارش، ضمن بررسی راستی‌آزمایی گزاره فوق درباره زلزله ترکیه، به اهمیت وزن سدهای ساخته‌شده در اطراف گسل‌ها و احتمال تاثیر آنها در وقوع زلزله پرداخته است.

برگی از یک کتاب

شاید ارتباط خشکسالی و سدسازی بر ایجاد پدیده‌های طبیعی نظیر زلزله، فرونشست، سیل و... چندان جدی به‌نظر نرسد، اما چنین ادعایی در طول 2  دهه گذشته از سوی کارشناسان مطرح شده است که می‌توان از کتاب «رودهای خاموش» که به پیامدهای بوم‌شناختی سدهای بزرگ پرداخته، به‌عنوان مهم‌ترین اثر نوشته‌شده در سال‌های اخیر نام برد. این کتاب نوشته «پاتریک مک‌گالی» و ترجمه «فاطمه ظفرنژاد» است که در سال ۱۳۸۶ توسط «انتشارات علم و ادب» به چاپ رسیده است. به‌گزارش ایرنا، مک‌گالی در این اثر آورده است: نخستین تاثیر سدسازی در مناطق زلزله‌خیز این است که احتمال وقوع زلزله در آن منطقه افزایش پیدا می‌کند. گفتنی است، ظرفیت ذخیره مخزن سدها در سراسر دنیا روی هم ۱۰ هزار کیلومترمکعب برآورد شده که ۵ برابر حجم آب همه رودخانه‌های جهان است. در سراسر دنیا ۴۰۰ هزار کیلومترمربع از بهترین اراضی، مهم‌ترین و متنوع‌ترین زیستگاه‌های رودخانه‌ای و سیلاب‌دشتی زیر دریاچه سدها مدفون شده است. وزن این دریاچه‌ها به‌اندازه‌ای زیاد است که می‌تواند سبب زمین‌لرزه شود. تغییر توزیع وزن پوسته خاک به‌سبب سدها می‌تواند روی شتاب چرخش و زاویه محور زمین و شکل میدان گرانشی کره زمین اثر داشته باشد. به استناد مطالب این کتاب، تا ۳۰ سال قبل، ارتباط میان زمین‌لرزه با ۷۰ سد ثابت و گزارش شده بود. مک‌گالی نویسنده این کتاب که خود نیز عضو کمیته سد و توسعه سازمان ملل هم است، در کتابش به‌طورمشخص به تاثیر سدسازی در 5 زمین‌لرزه از 9 زمین‌لرزه رخ‌داده در دهه 80 در هند اشاره کرده است. بنا بر شواهد تاریخی ارائه‌شده در این کتاب، نخستین هشدار لرزه‌خیزی برای سد «قد فودا»(Quedd Foda) در سال ۱۹۳۲ و در کشور «الجزایر» به‌ثبت رسیده است.

به‌گفته نویسنده، شدیدترین زمین‌لرزه‌ای که از مخزن یک سد ناشی شده ، مربوط به سدی در ایالت «ماهاراشتارا» در هند و به بزرگی ۶.۳ ریشتر و در ۱۱ سپتامبر سال ۱۹۷۶ به ثبت رسیده است. در این زمین‌لرزه بزرگ یک روستا به‌طورکامل با خاک یکسان شده و ۱۸۰ نفر کشته و هزار و ۵۰۰ نفر مجروح بر جای گذاشته است. دومین مثال مربوط به زمین‌لرزه ناشی از سدهای بزرگ مربوط به «سد وایونت» در منطقه آلپ ایتالیا بوده که در سال ۱۹۶۳ منجر به مرگ بیش از ۲ هزار و ۶۰۰ نفر در این منطقه شده؛ قابل توجه است که سد «وایونت» چهارمین سد مرتفع جهان بوده است.

زور سد به گسل نمی‌رسد

یافته‌ها نشان می‌دهد که آب‌های سطحی نقش بسیار زیادی در فعال شدن زلزله‌ها ایفا می‌کنند و به این دلیل است که فشار نرمال موجود در سنگ در اثر فشار درونی آب کاهش پیدا می‌کند. بااشاره به گزاره بالا، علی بیت‌اللهی در گفت‌وگو با صمت گفت: سدسازی تاثیر کمی بر وقوع زلزله دارد و در کل، نقشی در زلزله‌های مهیب ندارد. وی ضمن بیان این مطالب افزود: اینکه سدسازی منجر به وقوع زمین‌لرزه‌های با شدت بالا می‌شود، را نمی‌توان به‌عنوان یک حقیقت علمی پذیرفت، چرا که نیروی وزنی که به زمین در اثر جمع شدن آب در پشت سدها وارد می‌شود، به‌قدری نیست که منجر به پویایی گسل‌ها شود و در کل ارتباطی به زلزله‌های مخرب ندارد.

سد و زمین‌لرزه‌های القایی

وی در تشریح زمین‌لرزه‌های القایی گفت: زمین‌لرزه‌های القایی جزو آن دسته از زلزله‌هایی است که در اثر شدت فشار واردشده از سوی سد به زمین رخ می‌دهند که در حد ۲ یا ۳ ریشتر هستند و در عمل نقشی در خرابی‌ها ندارند. هیچ‌گاه نمی‌توان یک زلزله مهیب نظیر زلزله اخیر ترکیه را به سدسازی ربط داد و از اساس چنین گزاره‌هایی بی‌پایه است. فشاری که ناشی از جمع شدن آب در مخازن سدها به زمین وارد می‌آید، به‌طورمعمول در ۳۰ تا ۵۰ متری مستهلک می‌شود و اصلا احساس نمی‌شود. همان میزان وزن را در شهرهای بزرگ و سایر شهرها هم به پوسته زمین وارد کرده‌ایم. در واقع، با احداث خانه‌ها و افزایش جمعیت، وزنی به لایه‌های سطحی زمین وارد می‌شود، اما تمام مدل‌سازی‌ها نشان می‌دهد که این افزایش وزن در نهایت در ۱۰۰ متری مستهلک می‌شود و از بین می‌رود. در حالی‌ که زلزله‌ها در عمق ۱۰ یا ۱۵ کیلومتری زمین رخ می‌دهند و سدها هیچ تاثیری در وقوع زلزله ندارند.

ترکیب سمی فرونشست با زلزله

بیت‌اللهی درباره ارتباط خالی شدن داخل زمین در اثر استفاده بیش ‌از اندازه از آب‌های زیرزمینی و تاثیر زمین پوک بر خرابی‌های حاصل از زلزله گفت: هیچ‌گاه نمی‌توانیم زمین خالی از آب‌های زیرزمینی را عاملی برای جابه‌جایی گسلی بدانیم. ارتباطی که فرونشست یا زمین پوک بر خرابی زلزله دارد، به این صورت قابل‌بیان است که بیشتر تاثیر غیرمستقیم دارد. متاسفانه نشست زمین در بسیاری از محدوده‌های کشورمان به‌طورقابل‌ملاحظه‌ای رخ داده است و در برخی مناطق به بیش از ۳۰ سانتیمتر در سال می‌رسد.

 این فرونشست منجر به آسیب و ضعیف شدن پی و بنای ساختمان‌ها می‌شود که در چنین زمین‌هایی اگر زلزله‌ای رخ دهد، از آنجایی ‌که ساختمان‌ها در اثر فرونشست آسیب دیده‌اند، تخریب زلزله به‌مراتب بیشتر می‌شود. اینجا است که ترکیب فرونشست و زلزله منجر به خرابی غیرقابل‌کنترل در شهرها می‌شود.

سخت است که بگوییم سدها مقصرند

در ادامه، مهدی زارع، رئیس مرکز پیش‌بینی زلزله در گفت‌وگو با صمت گفت: درباره زلزله، بدون شک اثبات اینکه مقصر یک سد بوده، دشوار است. دانستن اتفاقات زیر سطح زمین جزو کارهای سخت علم زمین‌شناسی است. برای مثال، زمانی که ۷۳۰ زمین لرزه کوچک در نخستین سال از پر شدن مخزن سد «زیپینگ‌پو» در سال ۲۰۰۴ ثبت شد، بیشتر دانشمندان بر این عقیده هستند که به‌طورقطع نمی‌توان زلزله «سیچوان» در سال ۲۰۰۸ را به این سد ربط داد، نیازمند تحقیقات بیشتری هستیم.

وی افزود: ناگفته نماند که وجود یک سد نمی‌تواند تمام دلیل وقوع یک زلزله باشد. عوامل خطر، به‌ویژه وجود گسل‌های ناپایدار، دلیل منطقی‌تر و مطمئن‌تری برای لرزه‌های مخرب سطح زمین است. بنابراین، اگر شرایط زمین‌ساختی منطقه لرزه‌خیز باشد، یک تحریک نظیر فشار مخازن سدهای بزرگ می‌تواند این رویداد را زودتر از آنچه به‌طورطبیعی اتفاق می‌افتد، آغاز کند و شاید حتی بزرگای آن را افزایش دهد. به‌همین دلیل است که ساختن سد روی یک گسل شناخته‌شده بسیار خطرناک است.

زارع گفت: به همین سبب است که بسیاری از دانشمندان نسبت به نتایج وحشتناک سد «سه دره» چین که بر فراز گسل فعال ساخته شد، هشدار می‌دهند. برخی می‌گویند، ممکن است، طول بکشد،اما سدسازی در این موقعیت‌های خطرناک یک زلزله بزرگ را ایجاد می‌کند، به‌احتمال‌زیاد مانند زلزله‌ای که در استان «سیچوان» در سال ۲۰۰۸ رخ داده است.

وی بااشاره به زلزله اخیر ترکیه گفت: نمونه چنین روالی در ترکیه هم وجود داشته است؛ لرزه‌خیزی تحریک‌شده باوجود فشار مخزن سد «آتاتورک» که بزرگ‌ترین سد در ترکیه با ظرفیت کل آب ۴۸.۷ میلیارد مترمکعب است، قابل‌درک بود. گفتنی است، پس از پر شدن مخزن این سد 2 زمین‌لرزه متوسط به بزرگی ۵.۵ Mw و Mw ۵.۱ به‌ترتیب در سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸ در شهر سمسات در نزدیکی مخزن آتاتورک رخ داد، همچنین تکامل مکانی ـ زمانی لرزه‌خیزی حاصل از این سد در رابطه با تغییرات سطح آب در زمان و تنش‌های ناشی از بارگذاری سطحی و انتشار فشار منفذی بررسی شده است.

ارتباط مخزن سد با لرزه‌خیزی

وی ادامه داد: سطح آب و لرزه‌خیزی؛ 2 مولفه‌ای هستند که با یکدیگر همبستگی دارند و با بارگذاری آب مخزن سد بر  گسل‌های محلی این ارتباط و همبستگی قابل‌توجیه است. از سوی دیگر، متوجه می‌شویم که تنش تاثیرگذار در ناحیه لرزه‌زا در دهه‌ها به‌دلیل انتشار فشار منفذی (فشار واردشده بر منافذ سنگ‌ها) افزایش یافته است که می‌تواند دلیل لرزه‌خیزی منطقه موردنظر باشد. نرخ تنش در نهایت بر منطقه‌ای متمرکز شده که در آن 2 زلزله مخرب در سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸ در ترکیه رخ داده است. بر همین اساس، شاید بتوان دلایل تحریک رخداد 2 زلزله ۶ فوریه ۲۰۲۳ را به‌صورت غیرمستقیم با مخزن سد آتاتورک درک کرد.

به‌گفته وی، لرزه‌خیزی تحریک‌شده با مخزن سدها و وقوع زلزله، ناشی از ایجاد مخزن مصنوعی به‌دلیل سدسازی است. این نوع از لرزه‌ها مهم‌ترین مورد جدید احتمال تحریک برای رخداد 2 زلزله بزرگ ۱۷ بهمن ۱۴۰۱ جنوب ترکیه است که همچنان در دست بررسی است. قبل‌تر سد «تری‌گورج» (سه دره) چین پس از آبگیری مسبب تحریک رخداد زلزله ۱۲ مه ۲۰۰۸ «ونچوان» چین با ۸۰ هزار کشته شناخته شد. تا قبل از سال ۲۰۰۰ قوی‌ترین زمین‌لرزه منتسب به فعالیت سد در غرب هند زلزله «کوینا» بود که در سال ۱۹۶۷ رخ داد. گفتنی است، ۳ سال پس از اتمام ساخت «سد کوینا»، زمین‌لرزه‌ای به بزرگای ۶.۷ این منطقه را لرزاند و ۱۸۰ نفر را کشت.

لرزه‌های القایی چیست؟

وی افزود: پدیده زلزله‌های ناشی از القای لرزه‌ای در سدها به لرزه‌خیزی ناشی از مخزن معروف است. در واقع، زمانی که سدی ساخته می‌شود و مخزن آن از آب پر می‌شود، میزان فشار وارده بر زمین در آن ناحیه به‌شدت تغییر می‌کند. هنگامی که سطح آب یک مخزن بالا می‌رود، فشار روی زمین زیرین افزایش می‌یابد و وقتی سطح آب کاهش یابد، به تناسب آن فشار هم کمتر می‌شود. این نوسان می‌تواند بر تعادل ظریف بین سطح شکستگی گسل‌های موجود در زیر سطح فشار وارد کند و به‌احتمال زیاد باعث جابه‌جایی آنها شود.

زارع افزود: عامل دیگر خود آب است. وقتی فشار آب افزایش می‌یابد، مقدار بیشتری از آن وارد زمین می‌شود و شکاف‌ها و درزه‌ها را پر می‌کند. تمام این فشار آب می‌تواند، سطح شکاف‌ها را گسترش دهد و حتی شکاف‌های کوچک و جدیدی را در سنگ ایجاد کند و باعث ناپایداری بیشتر در زیر زمین شود. علاوه بر این، همان‌طور که آب عمیق‌تر می‌شود، می‌تواند به‌عنوان نوعی روان‌کننده برای سطوح سنگی گسل که تنها با اصطکاک در جای خود نگه داشته می‌شوند، عمل کند. روغن‌کاری می‌تواند باعث لغزش آن سطوح شود.

سخن پایانی

باتوجه به نظرات درج‌شده در گزارش، لازم است به نظر روته، مدیرعامل انجمن بین‌المللی لرزه‌نگاری و فیزیک اعماق زمین اشاره کنیم؛ براساس نتایج به‌دست‌آمده از بررسی‌های انجام‌شده با ایجاد سدهای بزرگ، بارگذاری روی پوسته نازک زمین در محل دریاچه سدها باعث تغییر شکل پوسته می‌شود و زلزله به‌وجود می‌آید. دراین‌باره مثال‌های متعددی از هندوستان، افریقای‌جنوبی، امریکا و فرانسه موجود است که احداث سدهای بزرگ موجب بروز زمین‌لرزه شده است. بنابراین، اندازه و محل جغرافیایی احداث سد در وقوع زمین‌لرزه نقش دارد و هنوز نمی‌توان تاثیر سد بر رخداد زلزله را به‌عنوان یک حکم قطعی در نظر گرفت.