تغيرات المجال المغناطيسي للأرض وإن كانت ضعيفة قد تمكننا من التنبؤ بوقوع الزلازل

الزلازل من أكثر الظواهر الطبيعية تدميرا للحياة وتغييرا لتضاريس القشرة الأرضية؛ فبإمكانها إحداث الشقوق وابتلاع المرتفعات وإنشاء مرتفعات جديدة، وأخطر ما فيها هو عدم تمكن العلماء من التنبؤ بشكل دقيق بمكان حدوثها وميعاده؛ مما يجعل الخسائر الناجمة عنها كبيرة، سواء في الأرواح أو الممتلكات.

لكن عدم توصل العلماء لطرق للتنبؤ بالزلازل لا يعني عدم وجود تغيرات جيولوجية ومؤشرات قبل حدوث الزلازل وقبل أيام من وقوعها، فقد كشف بحث جديد عن وجود إشارات ضعيفة لتغير المجال المغناطيسي للأرض تحدث قبل الزلازل ببضعة أيام.

ويذكر البيان -المنشور على موقع "إي أو إس" (Eos) (مجلة الأخبار العلمية التابعة للاتحاد الجيوفيزيائي الأميركي) -في السادس من أكتوبر/تشرين الأول الجاري- أن الباحث ويليام هيفلين وآخرين وجدوا أن إشارة تغير المجال المغناطيسي باهتة، ولكنها ذات دلالة إحصائية، ويأمل علماء الزلازل إمكانية تحسين تقنيتهم للمساعدة في التنبؤ بالزلازل.

تغيرات في المجال المغناطيسي

كان الباحثون يدرسون الزلازل المتوسطة والكبيرة في ولاية كاليفورنيا، حينما اكتشفوا تغيرات يمكن اكتشافها في المجال المغناطيسي المحلي تحدث قبل 2 و3 أيام من وقوع الزلزال، ونشروا نتائج بحثهم في دورية "جورنال أوف جيوفيزيكال ريسيرش.. سوليد إيرث" (Journal of Geophysical Research: Solid Earth).

هذه ليست المرة الأولى التي تطرح فيها فكرة تغير المجال المغناطيسي قبل حدوث الزلازل، لكنها كانت دوما مثيرة للجدل، فلم يتم إثبات وجود أي "دليل مقنع على نذير مغناطيسي تمهيدي للزلازل"، حسب تصريحات هيئة المسح الجيولوجي الأميركية. ويقول دان شنايدر مدير "كويك فايندر" -من قسم أبحاث الزلازل في ستيلار سوليوشنز، (شركة خدمات هندسة النظم)، وأحد الباحثين المشاركين في الدراسة- في البيان الصحفي "نحن لا ندعي أن هذه الإشارة موجودة قبل كل زلزال، لكنها مثيرة للاهتمام للغاية".

يذكر التقرير الذي نشره موقع "ساينس ألرت" (Science Alert) عن البحث أن الفرضيات الكامنة وراء التقلبات في المجال المغناطيسي قبل الزلازل معقولة بما فيه الكفاية، ويجادل البعض بأن التراكم الهائل للضغط في القشرة قبل الزلزال يمكنه -من الناحية النظرية- تغيير خصائص طبقات الصخور بما يكفي للتأثير على توصيلها، وتشير دراسات أخرى إلى وجود جيوب من الغازات الحبيسة تتراكم قبل إطلاقها مما يخلق التيارات الكهربائية اللازمة للتأثير على النشاط المغناطيسي.

إن الكشف عن تحولات التردد المنخفضة للغاية الناتجة في المجال المغناطيسي من شأنه أن يعطي السلطات تحذيرا من أن شيئا كبيرا سيحدث، مما يوفر الوقت للاستعداد بالطريقة نفسها التي قد تفعلها المجتمعات للاستعداد للإعصار.

وتعاون الباحثون مع فريق "غوغل أكسيليريتيد ساينس" (منظمة للعلوم التطبيقية تابعة لشركة غوغل تستخدم أحدث التطورات في التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي لتسريع التقدم في العلوم الطبيعية)، حيث استغل العلماء بيانات المجال المغناطيسي من مصفوفة من المقاييس المغناطيسية في 125 محطة استشعار على طول الصدوع الرئيسية في كاليفورنيا، وجمعوا بيانات عن الفترة بين عامي 2005 و2019، التي وقع فيها 19 زلزالا بقوة 4.5 درجات أو أكثر.

التخلص من التشويش

وأخذ التحليل متعدد المراحل الذي قام به الفريقان في الحسبان أنواعا أخرى من المؤثرات على مقاييس المغناطيسية التي لا علاقة لها بالزلازل، مثل أوقات الزخم المروري أو التحولات الصغيرة في النشاط الشمسي. ويذكر شنايدر في البيان أن التمييز بين هذا النوع من الضوضاء والإشارات المحتملة المتعلقة بالزلازل يعد أكبر عائق لتفسير هذه البيانات، وبعد تعديل خوارزمياتهم واستبعاد المؤثرات الأخرى، حدد الباحثون إشارة تشير إلى تغيرات في المجال المغناطيسي بين 72 و24 ساعة قبل حدوث الزلازل.

ولتخطي مشكلة "التشويش" المحتملة لا بد من استخدام معدات دقيقة بالقرب من أماكن الهزات الأرضية الكبيرة؛ الأمر الذي يسهل تحقيقه بسبب وجود مواقع البحث بالقرب من الصدوع في جميع أنحاء ولاية كاليفورنيا، التي زودتهم بالفعل بالبيانات التي أجروا عليها تحليلهم، إلا أنهم يحتاجون لمزيد من البيانات من هزات أرضية كبيرة أخرى لتكوين عينة إحصائية.

يقول شنايدر إنه يرغب مستقبلا في تحسين النماذج للتخلص من المزيد من الضوضاء المحيطة من أجهزة قياس المغناطيسية، وسيستخدم الفريق بيانات المحطات البعيدة للتخلص من الضوضاء الناتجة عن النشاط الشمسي، ويكمل شنايدر قائلا إن العمل يشير إلى أنه "قد تكون هناك تغييرات منتظمة يمكن اكتشافها في المجال المغناطيسي، ومع مزيد من الدراسة وعزل هذه الإشارات، يمكن فعليا بناء نظام تنبؤ في المستقبل".