Why are earthquakes so hard to predict? - Jean-Baptiste P. Koehl

المترجم: Mohammad Houri المدقّق: Nada Qanbar

In 132 CE,

في عام 132 للميلاد،

Chinese polymath Zhang Heng

قدّم الموسوعي الصيني زانغ هينغ

presented the Han court with his latest invention.

أحدث اختراعاته لمحكمة هان.

This large vase, he claimed,

هذه الزهرية الكبيرة - كما ادعى -

could tell them whenever an earthquake occurred in their kingdom–

يمكن أن تنبأهم كلما حدث زلزال في مملكتهم

including the direction they should send aid.

بما في ذلك الاتجاه الذي يجب أن تُرسَل إليه المساعدات.

The court was somewhat skeptical,

كانت المحكمة متشككة إلى حدٍ ما،

especially when the device triggered on a seemingly quiet afternoon.

خاصّة عندما تم تشغيل الجهاز في ما كان يبدو ظهيرة يومٍ هادئ.

But when messengers came for help days later,

ولكن عندما جاء الرُّسل طلباً للمساعدة بعد عدة أيام،

their doubts turned to gratitude.

تحولت شكوكهم إلى امتنان.

Today, we no longer rely on pots to identify seismic events,

اليوم، لم نعد نعتمد على الأواني لتحديد مواعيد الزلازل،

but earthquakes still offer a unique challenge to those trying to track them.

لكن ما تزال الزلازل تشكل تحدياً فريداً لأولئك الذين يحاولون تعقّبها.

So why are earthquakes so hard to anticipate,

إذاً لماذا يصعب توقّع حدوث الزلازل،

and how could we get better at predicting them?

وكيف يمكن أن نتحسن بالتنبوء بهم؟

To answer that,

للإجابة على هذا،

we need to understand some theories behind how earthquakes occur.

نحن بحاجة لفهم بعض النظريات حول كيفية حدوث الزلازل.

Earth’s crust is made from several vast, jagged slabs of rock

تتكون قشرة الأرض من العديد من ألواح الصخور الخشنة.

called tectonic plates,

تسمى الصّفائح التكتونية،

each riding on a hot, partially molten layer of Earth’s mantle.

تركب كلٌ منها على طبقة ساخنة، منصهرة جزئياً من وشاح الأرض.

This causes the plates to spread very slowly,

مما يسبب امتداد الصفائح ببطء شديد.

at anywhere from 1 to 20 centimeters per year.

بأي اتجاه من 1 إلى 20 سنتيمتر في السنة.

But these tiny movements are powerful enough

لكن هذه الحركة الصغيرة قوية بما فيه الكفاية

to cause deep cracks in the interacting plates.

لتسبب الشقوق العميقة في الصفائح المتفاعلة.

And in unstable zones,

والمناطق غير المستقرة،

the intensifying pressure may ultimately trigger an earthquake.

وقد يؤدي الضغط المكثف في النهاية إلى حدوث زلزال.

It’s hard enough to monitor these miniscule movements,

من الصعب مراقبة هذه التحركات الصغيرة،

but the factors that turn shifts into seismic events are far more varied.

لكن العوامل التي تحول التحركات إلى أحداث زلزالية أكثر تنوعاً.

Different fault lines juxtapose different rocks–

خطوط الصدع المختلفة بجانب الصخور المختلفة

some of which are stronger–or weaker– under pressure.

بعضها أقوى -أو أضعف- تحت الضغط.

Diverse rocks also react differently to friction and high temperatures.

تتفاعل الصخور المتنوعة أيضًا بشكل مختلف مع الاحتكاك ودرجات الحرارة المرتفعة.

Some partially melt, and can release lubricating fluids

فتذوب بعضها جزئياً ويمكن أن تطلق سوائل زلقة

made of superheated minerals

مصنوعةً من معادن منصهرةً

that reduce fault line friction.

التي تقلل احتكاك خط الصدع.

But some are left dry,

لكن بعضها يُترك جافاً،

prone to dangerous build-ups of pressure.

عُرضةً لتراكم خطير للضغط.

And all these faults are subject to varying gravitational forces,

وكل هذه الصدوع تخضع لقوى الجاذبية المختلفة،

as well as the currents of hot rocks moving throughout Earth’s mantle.

وكذلك تيارات الصخور الساخنة تتحرك في جميع أنحاء وشاح الأرض.

So which of these hidden variables should we be analyzing,

لذا أيٌّ من هذه المتغيرات الخفية يجب أن نحلل،

and how do they fit into our growing prediction toolkit?

وكيف يمكن أن تتلائم مع مجموعة أدوات التنبوء النامية الخاصة بنا؟

Because some of these forces occur at largely constant rates,

لأن بعض هذه القوى تحدث بمعدل ثابت إلى حدٍ كبير،

the behavior of the plates is somewhat cyclical.

سلوك الصفائح دوري إلى حدٍ ما.

Today, many of our most reliable clues come from long-term forecasting,

اليوم، العديد من الدلائل الأكثر موثوقية تأتي من التنبوء على المدى الطويل،

related to when and where earthquakes have previously occurred.

المتعلقة بـ أين ومتى حدثت الزلازل سابقاً.

At the scale of millennia,

على مدار آلاف السنين،

this allows us to make predictions about when highly active faults,

هذا يسمح لنا بعمل تنبوءات حول تصدعات نشطة للغاية،

like the San Andreas,

مثل سان أندرياس،

are overdue for a massive earthquake.

المتأخرة عن زلزال هائل.

But due to the many variables involved,

ولكن بسبب الكثير من التغيرات المعنية،

this method can only predict very loose timeframes.

هذه الطريقة يمكن أن تنبأ بأطر زمنية فضفاضة جداً.

To predict more imminent events,

للتنبوء بالمزيد من الأحداث الوشيكة،

researchers have investigated the vibrations Earth elicits before a quake.

حقق الباحثون في الاهتزازات التي تحدثها الأرض قبل الزلازل.

Geologists have long used seismometers

استخدم الجيولوجيون منذ فترة طويلة مقياس الزلازل

to track and map these tiny shifts in the earth’s crust.

لتتبع ورسم هذه التحولات الصغيرة في القشرة الأرضية.

And today, most smartphones are also capable

واليوم، معظم الهواتف الذكية قادرة أيضاً

of recording primary seismic waves.

على تسجيل الموجات الزلزالية الأولية.

With a network of phones around the globe,

مع وجود شبكة من الهواتف في جميع أنحاء العالم،

scientists could potentially crowdsource a rich,

يمكن للعلماء استخدام نظام غني،

detailed warning system that alerts people to incoming quakes.

ومفصّل ينبّه الناس إلى الزلازل القادمة.

Unfortunately, phones might not be able to provide the advance notice needed

لسوء الحظ، قد لا تتمكن الهواتف من تقديم الإشعار المسبق اللازم

to enact safety protocols.

لإصدار قوانين السلامة.

But such detailed readings would still be useful

لكن مثل هذه القراءات المفصّلة ستبقى مفيدة

for prediction tools like NASA’s Quakesim software,

لأدوات التنبوء مثل برنامج Quakesim التابع لوكالة ناسا،

which can use a rigorous blend of geological data

والذي يمكنه استخدام مزيج دقيق من البيانات الجيولوجية

to identify regions at risk.

لتحديد المناطق الأكثر عرضةً للخطر.

However, recent studies indicate

ومع ذلك، تشير الدراسات

the most telling signs of a quake might be invisible to all these sensors.

إلى أن أكثر هذه العلامات تكون غير مرئية لجميع المجسّات.

In 2011,

في 2011،

just before an earthquake struck the east coast of Japan,

قبل وقوع الزلزال مباشرةً على الساحل الشرقي لليابان،

nearby researchers recorded surprisingly high concentrations

سجل الباحثون تركيزات عالية بشكل مدهش

of the radioactive isotope pair: radon and thoron.

لزوج من النظائر المشعّة: الرّادون والثورون.

As stress builds up in the crust right before an earthquake,

مع تصاعد التوتر في القشرة قبل وقوع الزلزال مباشرةً،

microfractures allow these gases to escape to the surface.

تسمح الكريّات الدقيقة لهذه الغازات بالهروب إلى السطح.

These scientists think that if we built a vast network of radon-thoron detectors

يعتقد هؤلاء العلماء أنه إذا قمنا ببناء منصات واسعة لكشف ثورون-رادون

in earthquake-prone areas,

في المناطق المعرضة للزلازل،

it could become a promising warning system–

فقد يصبح هذا نظاماً واعداً للإنذار

potentially predicting quakes a week in advance.

يُحتمل أن يتم التوقع بالزلازل قبل أسبوع.

Of course,

بالتأكيد،

none of these technologies would be as helpful

لن تكون أي من هذه التقنيات مفيدة

as simply looking deep inside the earth itself.

مثل مجرد النظر بعمق داخل الأرض نفسها.

With a deeper view we might be able

من خلال رؤية أعمق قد نتمكن

to track and predict large-scale geological changes in real time,

من تتبع نطاق واسع والتنبوء بالتغيرات الجيولوجية في الوقت الحقيقي،

possibly saving tens of thousands of lives a year.

وربما إنقاذ عشرات الآلاف من الأرواح سنوياً.

But for now,

these technologies can help us prepare and respond quickly to areas in need–

لكن حتى الآن،

هذه التقنيات يمكن أن تساعدنا في الاستعداد والاستجابة بسرعة للمناطق المحتاجة

without waiting for directions from a vase.

دون انتظار التوجيهات من إناء.