ديناميكيات كسر متعددة الصدع mediated بضغوط زلزالية لتسلسل زلزال كهرمانمرعش 2023، تركيا

لماذا تهمنا هذه الزلزال المزدوجة

في فبراير 2023 ضرب زلزالان هائلان جنوب شرق تركيا على بعد ساعات قليلة من بعضهما البعض، مما أسفر عن مقتل عشرات الآلاف وتدمير مدن بأكملها. تطرح هذه الدراسة سؤالاً يبدو بسيطاً لكنه يحمل تبعات كبيرة لسلامة الجمهور: لماذا انكسرت صدوع مجاورة اثنتان بتتابع سريع كهذا، وهل كان من الممكن أن يكون الكارثة الثانية أكثر احتمالاً بفعل الأولى؟ من خلال تتبع كيفية تراكُم الإجهاد ببطء على مدى قرنين ومن ثم تحوّله المفاجئ أثناء أحداث 2023، يوضح المؤلفون كيف يمكن لزلزال واحد أن يتهيأ ثم يطلق آخر، محولاً كارثة مفردة إلى تسلسل متسلسل.

ذاكرة طويلة مخبأة في الصخور

الزلازل لا تنهال من العدم. كل زلزال يعيد تشكيل حقل الإجهاد في القشرة قليلاً، محمِّلاً بعض الصدوع ومخففاً للآخرين. أعاد الفريق دراسة نموذج سابق لهذه التغيرات الضغطية في شرق تركيا، محدثين إياه بسجلات تاريخية جديدة وخرائط صدوع وزلزالية حديثة. تتبعوا كيف تراكم الإجهاد من سلسلة من الزلازل الكبيرة بدءاً من عام 1822، بما في ذلك الاندفاعات المفاجئة أثناء كل حدث والتعديلات البطيئة والزحفية التي تلتها في أعماق القشرة. سمح لهم ذلك بتقدير مدى «تهيؤ» مقاطع الصدع المختلفة عشية كارثة 2023، قبل وقت طويل من بدء الاهتزاز الفعلي.

الصدمة الأولى: صدع جاهز للانفجار

لم يبدأ زلزال كهرمانمرعش الأولي ذي الحجم 7.8 على الصدع الرئيسي المعروف، بل على مقطع أصغر مجاور يُسمى صدع نارلي. تُظهر حساباتهم أن هذا الصدع كان يتلقى تحميلاً مستمراً على مدى قرنين، خاصة بفعل زلزال عام 1822 الكبير. عندما انكسر أخيراً، كان الإجهاد على مقطع بازارجك المجاور من الصدع الأناضولي الشرقي قد بلغ مستويات عالية بالفعل. أضاف انكسار نارلي دفعة أخرى، مرفعاً الإجهاد أكثر ومساعداً على انتقال الكسر إلى بازارجك بعد ثوانٍ قليلة. على طول جزء من هذا المقطع، كانت الضغوط مرتفعة ومنتظمة نسبياً، وهي ظروف تشير إليها النماذج المختبرية والحاسوبية بأنها مثالية للانكسارات شديدة السرعة «فوق القص» التي تتجاوز موجاتها الزلزالية، كما لوحظ شمال شرق المنطقة. في المقابل، نحو الجنوب الغربي، حيث كان نمط الإجهاد أكثر رقعاً وحتى سالباً محلياً، تحرك الكسر ببطء أكبر.

حواجز وظلال والزلزال الكبير الثاني

لم يكن كل صدع مجاور جاهزاً للفشل. كان مقطع أماνος، الذي انكسر بعد بازارجك، في البداية يقع فيما يصفه المؤلفون بأنه «ظل إجهادي»، حيث شهدت أجزاء منه انخفاضاً في الإجهاد بفعل أحداث سابقة. ومع ذلك، قلب التأثير المشترك لانكسارات نارلي وبازارجك هذه الصورة، تاركاً معظم أماونس محملاً بشدة مما سمح بانكسار أبطأ تحت القص بالتقدم. القصة المدهشة حقاً مع ذلك تتعلق بزلزال إلبستان ذي الحجم 7.6 الذي تلا ذلك بعد تسع ساعات على صدع مختلف يتجه تقريباً شرق–غرب. قبل 2023، كان معظم هذا الصدع في حالة غير مواتية، مع تغيرات إجهادية كانت من المرجح أن تعيق الفشل بدلاً من أن تعززه.

كيف فكّق زلزال واحد قفل الآخر

تكشف النماذج أن الصدمة الرئيسية في كهرمانمرعش أعادت تشكيل الظروف على صدع إلبستان بشكل دراماتيكي. بدلاً من دفعه بشكل جانبي فقط، عمل الزلزال الأول على «فك ضغط» الصدع الثاني عبر تقليل القوة الضاغطة التي أبقته مغلقاً بأكثر من عشرة بار عبر منطقة واسعة. رغم أن زيادة قوة القص الجانبية كانت متواضعة، فإن هذا التخفيف من ضغط القفل، إلى جانب تغييرات دقيقة في الإجهاد المتوسط الذي يتحكم في ضغط المسام في الصخور، قلب المعادلة. يقترح المؤلفون أن السوائل المسامية ربما هاجرت نحو مناطق شهدت تمدداً طفيفاً في القشرة، مما أضعف الصدع أكثر. ونتيجة لذلك، تحوّل صدع كان سابقاً غير مواتٍ إلى واحد شهد تغير إجهادي إيجابي كلياً، مما أتاح له الانكسار بسرعة، مرة أخرى مع مقاطع تحركت بسرعات فوق القص.

ماذا يعني هذا لمخاطر المستقبل

تخلص الدراسة إلى أن كارثة 2023 لا يمكن فهمها بالنظر فقط إلى «فجوات زلزالية» بسيطة أو عبر اعتبار كل صدع معزولاً عن الآخر. بدلاً من ذلك، يمكن أن يجتمع كل من التحميل الطويل الأمد من الزلازل التاريخية والتغيرات القصيرة الأمد الناتجة عن صدمة كبرى لصنع فشل معقد ومتسلسل عبر عدة صدوع. للقراء غير المتخصصين، الرسالة الرئيسية هي أن زلزالاً كبيراً واحداً قد يهيئ بهدوء الأرض لزلزال آخر عبر تغيير الإجهاد وتخفيف قوة الصدوع المجاورة، حتى لو بدت هذه الصدوع سابقاً آمنة نسبياً. إن التعرف على هذه الروابط المخفية ونمذجتها أمر أساسي إذا أردنا تحسين توقعات الزلازل والتنبؤ بشكل أفضل متى قد يتحول حدث كبير واحد إلى حدث مزدوج قاتل أو حتى سلسلة تفاعلات.

الاستشهاد: Nalbant, S.S., Uzunca, F., Main, I.G. et al. Stress-mediated multi-fault rupture dynamics of the 2023 Kahramanmaraş earthquake sequence, Türkiye. Sci Rep 16, 10705 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45723-7

الكلمات المفتاحية: تحفيز الزلازل, تفاعلات الصدوع, إجهاد كولومب, تسلسل كهرمانمرعش, مخاطر زلزالية