دراسة جديدة تكشف عن العوامل المؤثرة على "الزلازل المستحثة"
تاريخ النشر: 24th, January 2024 GMT
أصبحت الزلازل من صنع الإنسان، أو ما يسمى بالزلازل المستحثة، مصدر قلق متزايد، حيث يمكن أن يكون بعضها قويا بما يكفي لإحداث أضرار جسيمة.
ويعد فهم العمليات الفيزيائية الأساسية لهذه الأحداث بشكل أفضل، هو مفتاح تجنب الزلازل الكبيرة والجامحة المستحثة بشكل منهجي، ولذلك، تعمقت دراسة جديدة في آليات الزلازل التي من صنع الإنسان، مع التركيز على دور خشونة الصدع وعدم تجانس الإجهاد.
ونشر باحثون في مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض (GFZ) دراسة توضح العوامل المؤثرة على الزلازل التي يسببها الإنسان.
وقد مكنتهم دراستهم من تسليط الضوء على الزلازل المستحثة أثناء أنشطة، مثل حقن السوائل أو استخراجها كما هو الحال في خزانات النفط أو الغاز، أو التخلص من مياه الصرف الصحي، أو خزانات الطاقة الحرارية الأرضية.
وتستكشف الدراسة التفاعل بين خشونة الصدع وعدم تجانس الإجهاد في تكوين الأحداث الزلزالية وتقدم خارطة طريق لفهم مثل هذه الأحداث بشكل أفضل وربما منعها.
وتعاون الدكتور لي وانغ وفريقه في قسم الميكانيكا الجيولوجية والحفر العلمي في مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض مع باحثين من جامعة أوسلو لإجراء تجارب رائدة لحقن السوائل تحت المراقبة الصوتية في مختبر الميكانيكا الجيوميكانيكية في مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض (GFZ).
ومن خلال ضغط عينات الصخور المزودة بأجهزة استشعار للكشف عن الانبعاثات الصوتية (الزلازل الصغيرة)، قام الفريق بمحاكاة ظروف مشابهة لتلك الموجودة في الخزانات الجيولوجية أثناء حقن السوائل.
وكشفت الدراسة أن الصدوع الخشنة والملساء في الصخور تتفاعل بشكل مختلف خلال التجارب المعملية.
ويؤكد الدكتور وانغ: "لقد أثبتنا التوطين التدريجي للنشاط الزلزالي الصغير الذي يشير إلى انتقال الضغط قبل الأحداث الكبيرة المستحثة أثناء حقن السوائل".
إقرأ المزيدوعلى عكس الصدوع الملساء، فإن الانزلاق الناتج عن الحقن على الصدوع الخشنة ينتج عنه مجموعات موضعية مكانية من الانبعاثات الصوتية، خاصة حول درجات التوتر الشديدة.
وتؤدي هذه الظاهرة إلى ارتفاع معدلات الانزلاق المحلي المستحث وعدد أكبر نسبيا من الأحداث الزلزالية الكبيرة.
الملاحظات المخبرية والآثار المترتبة على العالم الحقيقي
ولفهم أهمية التجارب المعملية للزلازل في العالم الحقيقي، قام العلماء بتجميع مجموعات البيانات من مختلف دراسات الزلازل المستحثة.
وساعدت كفاءة الحقن الزلزالي، التي تمثل نسبة الطاقة المنبعثة في الزلازل إلى مدخلات الطاقة الهيدروليكية، على التمييز بين التمزقات التي يتم التحكم فيها بالضغط والتمزقات الجامحة.
وقال الدكتور وانغ: "ملاحظاتنا المعملية تحمل أوجه تشابه مع تلك الزلازل المستحثة على نطاق ميداني والمتوافقة مع التمزقات التي يتم التحكم فيها بالضغط. وتشير الدراسة إلى أن مراقبة حقن السوائل في الخزانات الجيولوجية في الوقت الحقيقي يمكن أن تساعد في تحديد عمليات التوطين قبل الأحداث المستحثة الأكبر، ما يوفر وسيلة لتجنبها".
ويعد هذا البحث جزءا من مبادرة مستمرة للتنبؤ بالزلازل المستحثة في الخزانات الجيولوجية وتخفيف المخاطر الزلزالية. ومن خلال جلب العمليات من النطاق الميداني إلى المختبر، يهدف العلماء إلى التحكم في العوامل التي تؤدي إلى الأحداث الزلزالية وفهمها بمزيد من التفصيل.
ويسلط البروفيسور ماركو بونهوف، رئيس قسم الميكانيكا الجيولوجية والحفر العلمي في مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض، الضوء على إمكانية إجراء مثل هذه الدراسات للتخفيف من المخاطر الزلزالية التي يتسبب بها الإنسان. ويشير إلى أن "فهم عمليات تشوه الصخور بمزيد من التفصيل هو شرط مسبق للوصول إلى القبول العام عند استخدام باطن الأرض الجيولوجي لتخزين الطاقة واستخراجها".
المصدر: Interesting Engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: الكوارث دراسات علمية زلازل كوارث طبيعية معلومات عامة معلومات علمية
إقرأ أيضاً:
دراسة جديدة تُثير القلق بشأن البلاستيك وأمراض القلب.. ماذا جاء فيها؟
نشرت صحيفة "نيويورك تايمز" الأمريكية، تقريرا، لمراسلتها للشؤون الصحية، نينا أغراوال، قالت فيه إنّ: "الخبر الذي تصدر عناوين الصحف هذا الأسبوع، يبرز أن الأبحاث أظهرت أن المواد الكيميائية الشائعة في البلاستيك ارتبطت بـ350 ألف حالة وفاة بأمراض القلب حول العالم عام 2018".
وبحسب التقرير الذي ترجمته "عربي21" فإنّ: "هذه الإحصائية تستند لدراسة نُشرت الاثنين الماضي في مجلة eBioMedicine. وقدّر الباحثين المنتمين لكلية غروسمان للطب بجامعة نيويورك، أن حوالي 13% من وفيات القلب والأوعية الدموية بين الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 55 و64 عاما حول العالم، في ذلك العام، يمكن أن تُعزى للفثالات (أملاح وإسترات حمض الفثالي)، المستخدمة في تغليف الأطعمة والشامبو ولعب الأطفال وغيرها".
وأوضح: "لا تزال الأبحاث حول تأثير الفثالات على أمراض القلب والأوعية الدموية في مراحلها الأولى، لكن ارتباطها بعوامل الخطر الأيضية مثل السمنة يشير إلى أنها قد تلعب دورا في أمراض القلب".
"بينما يتفق الخبراء على أن الفثالات ضارة، إلا أنهم حذّروا من أن الدراسة اعتمدت على نمذجة إحصائية معقدة وسلسلة من الافتراضات والتقديرات التي تُصعّب تحديد عدد الوفيات التي قد ترتبط بهذه المواد الكيميائية" وفقا للتقرير نفسه.
ونقلت الصحيفة عن طبيب أمراض القلب والمدير المشارك لمركز الصحة العالمية في كلية واشنطن للطب في سانت لويس، مارك هوفمان، قوله: "هذه خطوة مبكرة في محاولة فهم حجم المشكلة". مبرزا أنّ: "هناك حاجة إلى المزيد من الدراسات لفهم العلاقة بين الفثالات وصحة القلب، والعوامل الأخرى التي قد تؤثر".
إلى ذلك، توجد الفثالات في منتجات العناية الشخصية مثل الشامبو واللوشن، وكذلك في عبوات الطعام. من الممكن تناولها عن طريق الطعام، أو امتصاصها عبر الجلد من المنتجات التي تحتوي عليها، أو استنشاقها على شكل غبار.
وأظهرت الدراسات أنّ: "الفثالات تُسبب اضطرابات في الغدد الصماء، أي أنها قد تتداخل مع هرموناتنا. وارتبطت بآثار سلبية على الصحة الإنجابية، ومشاكل الحمل والولادة".
"أيضا، بيّنت بعض الدراسات: وجود علاقة بين الفثالات وأمراض القلب والأوعية الدموية، ولكن لا يوجد دليل قوي على أن هذه المواد الكيميائية تسبب مشاكل في القلب بشكل مباشر"، وفقا لأستاذ علم الأوبئة والعلوم البيئية في كلية الصحة العامة بجامعة ميشيغان، سونغ كيون بارك.
ووفقا للتقرير فإنّ: "هناك أدلة على أن الفثالات تزيد من خطر الإصابة باضطرابات التمثيل الغذائي مثل السمنة ومرض السكري من النوع الثاني، والتي يمكن أن تسبب أمراض القلب والأوعية الدموية".
من جهته، قال المؤلف الرئيسي للورقة البحثية الجديدة وأستاذ طب الأطفال وصحة السكان في جامعة نيويورك، ليوناردو تراساندي، إنّ: "إحدى الطرق التي قد تفعل بها الفثالات ذلك هي زيادة الإجهاد التأكسدي -تلف الخلايا والأنسجة الذي يحدث عندما يكون هناك الكثير من الجزيئات غير المستقرة في الجسم - وعن طريق تعزيز الالتهاب".
وفي أحدث دراسة، حاول الباحثون تحديد عدد الوفيات العالمية بأمراض القلب والأوعية الدموية المنسوبة تحديدا إلى نوع واحد من الفثالات، يُعرف باسم DEHP. يُعد DEHP أحد أكثر الفثالات استخداما ودراسة، ويوجد في منتجات الفينيل، بما في ذلك مفارش المائدة وستائر الحمام والأرضيات.
كذلك، اعتمد الباحثون على تقديرات من أبحاث سابقة لعدة مقاييس: التعرض للفثالات، وخطر التعرض لها على وفيات القلب والأوعية الدموية، والعبء العالمي لأمراض القلب والأوعية الدموية. ثم حسبوا نسبة الوفيات المنسوبة إلى التعرض للفثالات في بلدان مختلفة، وفقا للدكتور تراساندي.
تجدر الإشارة إلى أن منطقة الشرق الأوسط وجنوب آسيا وشرق آسيا والمحيط الهادئ، قد شكّلت ما يقرب من ثلاثة أرباع هذه الوفيات.
أظهرت هذه الدراسة الرصدية وجود علاقة بين التعرض المُقدّر للمادة الكيميائية والمرض على مستوى السكان. فيما قال الخبراء إنّ: "الأساليب المستخدمة ليست غريبة على الدراسات التي تُنمذج الأمراض العالمية، ولكن مثل هذه الدراسات تأتي مع بعض المحاذير".
وفي سياق متصل، قال هوفمان، إنّ: "التقديرات الواردة في الأدبيات التي اعتمد عليها المؤلفون في حساباتهم ربما تكون قد تضمنت بعض المتغيرات المتحيزة أو المربكة، مثل الوضع الاجتماعي والاقتصادي أو السلوكيات الغذائية، والتي قد ترتبط بكل من التعرض للبلاستيك ومعدلات أمراض القلب والأوعية الدموية"، مضيفا: "جزء مهم جدا من نتيجة النموذج هو ما تُدخله فيه".
واعتمدت الدراسة أيضا على تحليل سابق أجراه الدكتور تراساندي لتقدير خطر الوفاة بأمراض القلب والأوعية الدموية الناتجة عن التعرض للفثالات، بعد ضبط عوامل الخطر الأخرى المعروفة.
غير أنّ هذه الدراسة فحصت مرضى الولايات المتحدة فقط، مما يعني أنه قد لا يكون من الممكن تعميم النتائج على سكان العالم، حيث قد تختلف العادات الغذائية والتعرض لدخان السجائر والنشاط البدني وعوامل الخطر الأخرى لأمراض القلب والأوعية الدموية.
يتضح من الدراسة، كما قال الخبراء، أننا بحاجة إلى مزيد من البحث حول التعرض للفثالات والمخاطر الصحية المرتبطة به. على الرغم من أنه من المستحيل أخلاقيا وغير عملي إجراء تجربة عشوائية كلاسيكية، حيث يتم تعريض مجموعة من الأشخاص للفثالات ولا تُعرّض لها مجموعة أخرى، وتتم متابعتهم لسنوات عديدة، إلا أن أنواعا أخرى من الدراسات يمكن أن تساعد في تحديد الرابط بشكل أوضح.
قال الدكتور بارك إنّ: "إحدى الطرق تتمثل في قيام الباحثين بتجنيد عينة كبيرة وممثلة من المرضى، وقياس مستويات تعرضهم ومتابعتهم لسنوات، ربما حتى الوفاة. واقترح الدكتور هوفمان أنه من المفيد أيضا تجربة استراتيجيات قد تقلل من مستويات التعرض، ثم قياس أي تغييرات في النتائج الصحية".
وختم التقرير نقلا عن مديرة برنامج الصحة الإنجابية والبيئة في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، تريسي وودروف، قولها إنه: "رغم عدم اليقين في تقديرات الدراسة الحالية، فمن الواضح أن الفثالات يمكن أن تزيد من مخاطر الولادة المبكرة، ومشاكل الإنجاب، واضطرابات التمثيل الغذائي. وبالنسبة لها، فإن النتائج تُضاف إلى قائمة الأسباب لتقليل كمية الفثالات في سلسلة التوريد".
عبد المسيح: فلتكن العدالة التربوية أولوية لا شعارًا