گسل: زخم‌های زمین در حال حرکت
گسل چیست و چگونه شکل می‌گیرد؟
برای درک گسل، ابتدا باید بدانیم که پوسته زمین یکپارچه و ثابت نیست. این پوسته به قطعات عظیمی به نام صفحات زمین‌ساختی تقسیم شده است که به آرامی روی لایه‌ی نیمه‌مذاب زیرین خود در حرکت هستند. زمانی که این صفحات به یکدیگر فشار می‌آورند، از هم دور می‌شوند یا در امتداد هم می‌لغزند، در سنگ‌های پوسته تنش[4] ایجاد می‌کنند. وقتی این تنش از استحکام سنگ‌ها بیشتر شود، سنگ می‌شکند و یک گسل به وجود می‌آید. دو طرف این شکستگی نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند.
یک مثال ساده: یک مداد چوبی را در نظر بگیرید. اگر با دو دست به دو سر آن نیروهای مخالف وارد کنید، ابتدا خم می‌شود (انرژی ذخیره می‌کند) و در نهایت می‌شکند. این شکست ناگهانی، شبیه تشکیل یک گسل است که انرژی ذخیره شده را به صورت ناگهانی آزاد می‌کند.
انواع اصلی گسل‌ها
گسل‌ها بر اساس جهت حرکت نسبی دو طرف شکستگی، به دسته‌های اصلی تقسیم می‌شوند. این حرکت توسط نیروهای حاکم بر صفحات زمین‌ساختی تعیین می‌گردد.
| نوع گسل | نیروی وارده | نحوه حرکت | نتیجه و مثال |
|---|---|---|---|
| گسل عادی[8] | نیروی کششی (صفحات از هم دور می‌شوند) | دیواره بالایی به سمت پایین حرکت می‌کند. | کشیده شدن و نازک شدن پوسته. مثال: بسیاری از دره‌های شکافی[9]. |
| گسل معکوس[10] | نیروی فشاری (صفحات به هم فشار می‌آورند) | دیواره بالایی به سمت بالا حرکت می‌کند. | کوتاه شدن و ضخیم شدن پوسته و تشکیل کوه. مثال: کوه‌های هیمالیا. |
| گسل امتدادلغز[11] | نیروی برشی (صفحات در امتداد هم می‌لغزند) | دو بلوک به صورت افقی و در امتداد هم می‌لغزند. | جابجایی عوارض زمین. مثال: گسل سن‌آندریاس[12] در آمریکا. |
گسل‌ها و زندگی روزمره ما
مطالعه گسل‌ها فقط یک کار علمی محض نیست، بلکه کاربردهای بسیار مهم و عملی در زندگی بشر دارد. مهم‌ترین آن مطالعه زلزله و کاهش خطرات ناشی از آن است. وقتی دو طرف یک گسل پس از سال‌ها قفل شدن، ناگهان می‌لغزند، انرژی عظیمی به صورت امواج لرزه‌ای آزاد می‌شود که ما آن را به عنوان زلزله احساس می‌کنیم.
زمین‌شناسان با شناسایی گسل‌های فعال (گسل‌هایی که در 10,000 سال گذشته حرکت داشته‌اند)، نقشه‌های خطر لرزه‌خیزی تهیه می‌کنند. این نقشه‌ها به برنامه‌ریزان شهری و مهندسان عمران کمک می‌کند تا از ساخت‌وساز خانه‌ها، مدارس، پل‌ها و سدها در نزدیکی این گسل‌های فعال خودداری کنند یا ساختمان‌ها را به گونه‌ای مقاوم بسازند که در برابر لرزش‌های زمین مقاومت کنند.
علاوه بر این، گسل‌ها می‌توانند مسیرهایی برای عبور آب‌های زیرزمینی یا مواد معدنی باشند. بسیاری از معادن و منابع آب شیرین در امتداد گسل‌ها یافت می‌شوند. از سوی دیگر، گسل‌ها می‌توانند سدهای طبیعی برای جریان نفت و گاز ایجاد کنند و مخازن زیرزمینی هیدروکربنی را به دام بیندازند که برای اکتشاف انرژی حیاتی است.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. تنها گسل‌های فعال پتانسیل ایجاد زلزله را دارند. بسیاری از گسل‌ها میلیون‌ها سال است که حرکت نکرده‌اند و "غیرفعال" محسوب می‌شوند. زلزله زمانی رخ می‌دهد که حرکت در امتداد یک گسل فعال، به صورت ناگهانی باشد.
به طور کلی بله. یک رابطه تجربی وجود دارد که هرچه طول بخش گسلی که در یک زلزله می‌گسلد بیشتر باشد، احتمال آزادسازی انرژی بیشتر و در نتیجه بزرگی زلزله بالاتر خواهد بود. این رابطه را می‌توان به صورت ساده شده $M \propto \log(L)$ نشان داد که در آن M بزرگی زلزله و L طول گسل است.
خیر. نیروهای عظیم زمین‌ساختی که باعث حرکت گسل‌ها می‌شوند، غیرقابل توقف هستند. ما نمی‌توانیم از وقوع زلزله جلوگیری کنیم، اما می‌توانیم با آمادگی، ساخت‌وساز ایمن و آموزش همگانی، خسارات و تلفات ناشی از آن را به میزان چشمگیری کاهش دهیم.
گسل‌ها شکستگی‌های پویا و فعالی در پوسته زمین هستند که در اثر حرکت صفحات زمین‌ساختی ایجاد می‌شوند. آن‌ها را می‌توان به سه نوع اصلی عادی، معکوس و امتدادلغز تقسیم کرد که هر کدام حاصل یک نوع نیروی متفاوت هستند. این ساختارهای زمین‌شناسی، اگرچه می‌توانند منشأ بلایای طبیعی مانند زلزله باشند، اما در عین حال در شکل‌دهی به مناظر زیبای کوه‌ها و دره‌ها و همچنین تشکیل منابع ارزشمند معدنی و آبی نقش اساسی داشته‌اند. درک ما از گسل‌ها، کلید زندگی ایمن‌تر بر روی این سیاره متغیر است.
پاورقی
[1] Fault: شکستگی در سنگ‌های پوسته زمین که در امتداد آن جابجایی قابل تشخیصی رخ داده است.
[2] Earthquake
[3] Plate Tectonics
[4] Stress
[5] Fault Plane
[6] Hanging Wall
[7] Foot Wall
[8] Normal Fault
[9] Rift Valleys
[10] Reverse Fault
[11] Strike-Slip Fault
[12] San Andreas Fault