آيا شمال ايران براي زلزلههاي دوردست آماده است؟
برجهاي بلند يكي پس از ديگري در سواحل شمال ايران قد ميكشند؛ سازههايي كه بسياري از آنها بر بستر زمينهاي نرم و آبرفتي بنا شدهاند و هنوز آزمون يك زمينلرزه بزرگ را پشت سر نگذاشتهاند.
برجهاي بلند يكي پس از ديگري در سواحل شمال ايران قد ميكشند؛ سازههايي كه بسياري از آنها بر بستر زمينهاي نرم و آبرفتي بنا شدهاند و هنوز آزمون يك زمينلرزه بزرگ را پشت سر نگذاشتهاند. در سالهاي اخير، رشد شتابان برجسازي در شهرهاي ساحلي مازندران و گيلان، بيش از آنكه با مطالعات جامع مخاطرات لرزهاي همراه باشد، تحت تأثير رونق بازار ساختوساز و سرمايهگذاري قرار گرفته است؛ روندي كه به اعتقاد كارشناسان ميتواند در آينده به يكي از چالشهاي جدي ايمني شهري تبديل شود. در همين شرايط، زمينلرزههاي دوقلوي ونزوئلا با بزرگاي ۷.۲ و ۷.۵ كه تنها ۳۹ ثانيه با يكديگر فاصله داشتند، نگاه متخصصان مهندسي زلزله را به پديدهاي معطوف كرده كه سالها درباره آن هشدار داده ميشد؛ امواج بلندپريود. اين زمينلرزهها نشان دادند كه خطر زلزله تنها به محدوده نزديك گسل محدود نيست و ساختمانهاي بلند حتي در فاصله حدود ۲۰۰ كيلومتري از كانون زلزله نيز ممكن است تحت تأثير اين امواج دچار نوسانهاي شديد و حتي تخريب شوند. به گفته علي بيتاللهي، عضو هيات علمي مركز تحقيقات راه، مسكن و شهرسازي، تجربه ونزوئلا و نمونههاي مشابه در جهان، براي ايران يك هشدار جدي است؛ بهويژه براي نوار ساحلي شمال كشور كه طي سالهاي اخير شاهد افزايش ساخت برجها بر روي خاكهاي نرم بوده است. به اعتقاد او، تركيب «برج بلند» و «خاك نرم» ميتواند در زلزلههاي بزرگ، حتي اگر كانون آنها در فاصله قابل توجهي قرار داشته باشد، شرايط تشديد ارتعاشات را فراهم كند؛ موضوعي كه بايد در سياستهاي شهرسازي، صدور مجوزهاي ساخت و طراحي لرزهاي ساختمانهاي مرتفع با حساسيت بيشتري مورد توجه قرار گيرد. بيتاللهي، ميگويد: مساله تنها ارتفاع ساختمان نيست. نوع زمين نيز نقش تعيينكنندهاي دارد. او تأكيد ميكند: در شرايطي كه زمين نرم باشد و ساختمان نيز ارتفاع زيادي داشته باشد، امواج با دوره تناوب بلند ميتوانند سازه را وارد نوسان كنند. در مقابل، ساختمانهاي كوتاهمرتبه در همان محل ممكن است اين نوع ارتعاش را اصلاً احساس نكنند يا واكنش بسيار محدودي داشته باشند. به اعتقاد اين پژوهشگر، دو عامل اصلي در اين نوع تخريب نقش دارند؛ «فاصله زياد از كانون زلزله» و «خاك نرم و شرايط ژئوتكنيكي زمين». تركيب اين دو عامل موجب ميشود ساختمانهاي بلند بيش از ساير سازهها در معرض تشديد نوسانات قرار گيرند. او درباره تفاوت رفتار سازهها توضيح ميدهد: اگر پي و سازه از جنس سخت و سنگي باشد، پاسخ ساختمان به ارتعاشات كوتاه و سريع بسيار محدود است، اما سازههاي انعطافپذيرتر ميتوانند دامنه نوسان بيشتري را تجربه كنند. بيتاللهي براي سادهتر شدن موضوع مثالي قابل فهم ارايه ميكند: ميتوان دو ستون را تصور كرد؛ يكي صلب و بتني و ديگري نرم و ژلهاي. در برابر يك تكان مشابه، ستون ژلهاي با نوساني بلند و آرام حركت ميكند، در حالي كه ستون سخت تنها لرزشهاي ريز و سريع و با ميرايي بالا نشان ميدهد.
تجربه ونزوئلا؛ تكرار يك هشدار قديمي
اگرچه ونزوئلا تازهترين نمونه اين پديده است، اما نخستين مورد نيست.بيتاللهي يادآور ميشود كه در زلزله مكزيكوسيتي نيز مشاهده شد ساختمانهاي كوتاه و حتي فرسوده در برخي نقاط سالم ماندند، اما برجهاي مرتفع دچار آسيبهاي جدي شدند؛ رخدادي كه مستقيماً به اثر امواج بلندپريود در خاكهاي نرم ارتباط داشت. او معتقد است تجربه ونزوئلا و نمونه مشابه آن در بانكوك، بار ديگر ثابت كرده كه فاصله زياد از كانون زلزله به معناي مصونيت ساختمانهاي بلند نيست.
چرا شمال ايران بايد نگران باشد؟
شايد مهمترين بخش هشدارهاي بيتاللهي، ارتباط مستقيم اين تجربه با روند ساختوساز در ايران باشد. او ميگويد: در ايران هنوز نمونهاي كاملاً واضح از اثر اين نوع امواج در مقياس بزرگ ثبت نشده است، ولي بايد توجه كرد كه در مناطق ساحلي شمال كشور، بهويژه مازندران و حوالي سرخرود، طي سالهاي اخير ساخت برجها افزايش يافته، اما خوشبختانه در اين بازه زماني زلزلههاي بسيار بزرگ يا دوردست رخ نداده تا بتوان رفتار واقعي اين سازهها را بهطور عملي ارزيابي كرد. اين جمله، در واقع بيش از آنكه خبر خوبي باشد، هشداري درباره آينده است؛ زيرا نبود تجربه عملي، به معناي نبود خطر نيست.
امواجي كه تا ۲۰۰ كيلومتر و حتي بيشتر اثر دارند
بيتاللهي با اشاره به فاصله حدود ۱۸۵ كيلومتري كانون زلزله ونزوئلا تا كاراكاس ميگويد: در فاصلههاي نسبتاً دور، مانند حدود ۲۰۰ كيلومتري از كانون زلزله، تصور عمومي اين است كه شدت لرزش كاهش يافته و ارتعاشات سريع و مخرب عملاً احساس نميشود، زيرا اين امواج ميرا ميشوند؛ اما امواج با فركانس پايين و دوره تناوب بلند همچنان ميتوانند در اين فواصل باقي بمانند و اثرگذار باشند. او ادامه ميدهد: در اين رويداد، فاصله حدود ۱۸۵ كيلومتري ميان كانون زلزله و پايتخت يعني كاراكاس باعث شد كه در اين شهر نيز ساختمانهاي متعددي دچار تخريب جدي شوند. اين موضوع نشان ميدهد كه امواج بلندپريود حتي در فواصل دور نيز ميتوانند اثرات مخرب ايجاد كنند، بهويژه در سازههايي كه بر روي خاك نرم ساخته شدهاند.
از نپال تا بانكوك؛ نمونهاي شگفتآور
بيتاللهي براي اثبات اين موضوع به تجربه ديگري اشاره ميكند: در زلزله نپال مشاهده شد كه يك برج ۲۴ طبقه در بانكوك، پايتخت تايلند، در فاصله حدود ۱۰۰۰ كيلومتري دچار فروريزش شد؛ رخدادي كه به شرايط زمينشناسي مانند سطح بالاي آب زيرزميني و وجود خاك نرم نسبت داده ميشود. نمونهاي كه نشان ميدهد گاهي فاصله زياد، نهتنها مانع تخريب نيست، بلكه نوع خاصي از امواج لرزهاي ميتواند در مسيرهاي طولاني نيز خطرآفرين باشد.
تاببازي ساختمانهاي بلند
بيتاللهي براي توصيف رفتار برجها از يك مثال ساده استفاده ميكند: اين پديده را ميتوان به يك شاقول يا آونگ تشبيه كرد؛ اگر از سقف يك ساختمان بلند جسمي آويزان باشد و پايه ساختمان شروع به حركت كند، اين جسم بهصورت نوساني حركت ميكند و بهتدريج دامنه نوسان آن افزايش مييابد. او ادامه ميدهد: براي درك بهتر اين پديده ميتوان آن را به تاببازي در پارك تشبيه كرد؛ هرچه طول بازوي تاب بلندتر باشد، دامنه جابهجايي نيز بيشتر ميشود. در ساختمانهاي بلند نيز همين اصل حاكم است و هرچه ارتفاع بيشتر باشد، ميزان جابهجايي در طبقات بالاتر افزايش مييابد. به گفته عضو هيات علمي مركز تحقيقات راه، مسكن و شهرسازي، ساختمانهاي بلند مانند سازههاي صلب هستند كه در هنگام زلزله، بهويژه زلزلههاي دوردست با امواج بلندپريود، دچار نوسان ميشوند. بيتاللهي اظهار كرد: اين نوسانات در طبقات بالايي شديدتر است و همين موضوع باعث انتقال تنش به طبقات پايينتر ميشود. اگر سازه براي اين نوع بارگذاري طراحي نشده باشد، ميتواند منجر به فروريزش كامل ساختمان شود؛ پديدهاي كه در برخي موارد در زلزله ونزوئلا مشاهده شده است.
سوداگري يا ايمني؟
شايد صريحترين بخش اظهارات بيتاللهي، انتقاد او از روند توسعه برجسازي در مناطق حساس باشد. او هشدار ميدهد: افزايش ساخت برجها در نوار ساحلي كشور، بهويژه در مناطق سرسبز، اگر بدون توجه به ملاحظات لرزهاي و ظرفيتهاي زيستمحيطي انجام شود، ميتواند پيامدهاي جدي به همراه داشته باشد. بنابراين در فرآيند صدور مجوز ساخت، بايد اين مخاطرات بهطور جدي مدنظر قرار گيرد. عضو هيات علمي مركز تحقيقات راه، مسكن و شهرسازي، همچنين ميافزايد: متأسفانه در برخي موارد، نگاه سوداگري در برجسازي باعث ناديده گرفتن پديدههايي ميشود كه امروز در نمونههاي جهاني مانند زلزله ونزوئلا و همچنين تجربههايي در جنوب شرق آسيا مشاهده شده است. اين موضوع بارها مورد هشدار قرار گرفته و بايد از توسعه بيرويه برجهاي بلند در مناطق حساس جلوگيري شود.
خسارتي كه فقط مالي نيست
تمركز جمعيت در برجهاي مرتفع، ابعاد فاجعه را چند برابر ميكند.بيتاللهي ميگويد: در ساختمانهاي بلندمرتبه، جمعيت زيادي در يك سازه متمركز ميشود و در صورت وقوع تخريب، حجم خسارت انساني و اقتصادي بسيار بالا خواهد بود. در زلزله اخير ونزوئلا نيز مشاهده شد كه در برخي ساختمانها، اجزاي سازهاي بهويژه در سيستمهاي سبك مانند ساندويچپنلها دچار شكست و ناپايداري شدهاند. او در پايان نيز تأكيد ميكند: اطلاعات موجود از زلزله ونزوئلا هنوز كامل نيست و بيشتر بر پايه تصاوير و دادههاي پراكنده رسانهاي است. با اين حال، بررسيهاي اوليه نشان ميدهد اين رخداد از نظر رفتار لرزهاي سازهها بسيار آموزنده است و پس از تكميل دادهها ميتوان تحليل دقيقتري از وضعيت مناطق مختلف ارايه كرد.
درس بزرگ براي ايران
زلزله ونزوئلا تنها يك حادثه طبيعي نيست؛ هشداري است درباره آينده شهرهايي كه بدون توجه كافي به ويژگيهاي زمينشناسي، ظرفيت خاك و رفتار ديناميكي ساختمانهاي بلند توسعه مييابند. اگر امروز سياستهاي شهرسازي، ضوابط طراحي لرزهاي و صدور مجوزهاي ساخت بر اساس واقعيتهاي علمي بازنگري نشود، ممكن است نخستين آزمايش عملي اين برجها نه در آزمايشگاه، بلكه در يك زلزله بزرگ رقم بخورد؛ آزمايشي كه هزينه آن با جان انسانها پرداخت خواهد شد.
