تعیین نرخ ممان لرزه ای در منطقه ایران بر اساس داده های ژئودزی، زمین شناسی و لرزه ای و مقایسه آنها

کمیت نرخ ممان لرزه ای بیانگر میزان پتانسیل لرزه خیزی یک منطقه و یا به عبارت دیگر بیانگر نرخ تغییرات انرژی سطح پوسته برای تبدیل به تغییرشکل لرزه ای و غیرلرزه ای می باشد. در گذشته این کمیت با به کارگیری دو روش لرزه ای و زمین شناسی محاسبه می شد. امروزه این کمیت با کمک داده های دقیق و به اندازه کافی چگال ژئودزی ماهواره ای، قابل محاسبه می باشد. در روش ژئودتیکی با پردازش داده های gps می توان نرخ کرنش زمین ساختی را در سراسر منطقه با دقت کافی محاسبه نمود و به کمک نرخ کرنش به دست آمده، نرخ ممان لرزه ای را در هر منطقه تعیین نمود. این روش به دلیل استفاده در مناطق با گسل های نامعلوم و نهفته بسیار مورد توجه محققان علوم زمین قرار گرفته است. کاسترو (1974) ثابت کرد که تنسور کرنش حاصل از پردازش داده های gps و تنسور ممان لرزه ای با هم متناسب هستند. فرمول کاسترو نرخ کرنش های به دست آمده از سرعتهای gps را به نرخ ممان ژئودتیک تبدیل می-کند. نرخ ممان لرزه ای حاصل از مشاهدات ژئودتیک شامل تمام منابع تغییرشکل می باشد ولی تفاوت مابین تغییرشکل لرزه ای و غیرلرزه ای را مشخص نمی کند. همچنین قابلیت برآورد خطاها در این روش به دلیل قابلیت استفاده در مناطقی که دارای گسلهای ناشناخته و نهفته هستند بسیار اهمیت دارد. نرخ ممان لرزه ای حاصل از مشاهدات زمین شناسی با استفاده از اطلاعات مربوط به گسلها از جمله شیب گسل ها، طول گسلها، نرخ لغزش آنها و ضخامت لرزه ای منطقه تعیین می شود. در این روش فقط گسلهای مهم و شناخته شده وارد محاسبات می شوند. نرخ ممان لرزه ای حاصل از روش لرزه ای نیز که با استفاده از اطلاعات مربوط به کاتالوگ زلزله های دستگاهی و تاریخی منطقه تعیین می شود، فقط شامل مولفه های لرزه ای تغییرشکل می شود و همچنین قابلیت نشان-دادن گسلهای پنهان را نیز دارد. روش لرزه ای، نرخ ممان لرزه ای را در مناطقی که زلزله رخ داده تعیین می کند. مناطقی که به کندی دچار کرنش می شوند، به یک دوره مشاهداتی نسبتاً بلندی نیاز دارند، در حالیکه روش لرزه ای فقط تغییراتی را نشان می دهد که در دوره زمانی کاتالوگ مورد استفاده رخ داده باشد. بنابراین می توان چنین گفت که کاتالوگهای زلزله به دلیل محدودیت زمانی برای منعکس کردن تغییرشکل های بلند مدت مناسب نیستند. سازگاری بین نرخ ممان لرزه ای حاصل از دو روش ژئودتیکی و زمین شناسی در مناطق مختلف می تواند بیانگر کامل بودن اطلاعات گسلهای موجود در منطقه و همچنین قابلیت اعتماد نرخ کرنش ژئودزی اندازه گیری شده باشد. هم چنین توافق نتایج حاصل از دو روش ژئودتیکی و لرزه ای بیانگر کامل بودن کاتالوگ زلزله ها و نقش تغییرشکل غیرلرزه ای است، زیرا نرخ ممان لرزه ای حاصل از مشاهدات لرزه ای فقط مولفه لرزه ای تغییرشکل را شامل می شود. در این تحقیق ابتدا با به کارگیری پهنه بندی زمین ساختی پورکرمانی و اسدی (1374) که در آن ایران به 27 پهنه زمین ساختی تقسیم شده است، کمیت نرخ ممان لرزه ای در هر پهنه با هر سه روش ژئودتیکی، لرزه ای و زمین شناسی تعیین گشته و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از سه روش، بیانگر این است که پهنه های جنوب و جنوب شرقی ایران و همچنین پهنه های شمالی حاشیه البرز دارای بیشترین لرزه خیزی می باشند و پهنه های نواحی مرکزی ایران نیز دارای کمترین خطر لرزه ای هستند. در بخش دوم محاسبات با شبکه بندی میدان سرعت gps به روش تفاضلی محدود با استفاده از فواصل وزن دار، نرخ ممان ژئودتیک در هر سلول از شبکه تعیین شده و نتایج حاصل در قالب پهنه بندی نمایش داده شده است. نتایج حاصل بیانگر وجود گسلش نرمال در مناطق شامل کشش و وجود گسلش معکوس در مناطق شامل فشارش می باشند. بر این اساس می توان گفت در منطقه زاگرس گسلش معکوس و در منطقه البرز نیز فشردگی مشاهده می گردد. نرخ ممان های به دست آمده نیز با سابقه لرزه خیزی مناطق و همچنین اطلاعات مربوط به گسلش های موجود در هر منطقه مطابقت دارد. هم چنین در این تحقیق منطقه انتقالی مابین برخورد صفحات تکتونیکی عربستان- اوراسیا و فرورانش مکران نیز به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده و از مشاهدات gps انجام شده در این منطقه برای محاسبه نرخ ممان لرزه ای به روش تفاضلی محدود با استفاده از فواصل وزن دار استفاده شده است.