بازاندیشی سامانمند پویایی سطح زمین با رویکرد وقفه‌گسیختگی سطحی و افزایش تاب‌آوری مطالعۀ موردی: کپه‌داغ (شمال شرق ایران)

نوع مقاله : پژوهشی بنیادی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکدۀ جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکدۀ جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح، تهران، ایران

10.22059/jhsci.2025.404697.902

چکیده

موضوع: گسیختگی سطحی  (rupture)به‌عنوان ویژگی بارز پوستۀ ناآرام زمین، به‌صورت شکستگی، پارگی یا جابه‌جایی فیزیکی ظاهر می‌شود و فرایندهای تکامل ژئومورفولوژیک و زلزله‌ای را شکل می‌دهد. با این‌حال، تمرکز سنتی بر رویدادهای ناگهانی، دامنۀ فهم از پویایی‌های تدریجی را محدود کرده است. این پژوهش با معرفی پارادایم وقفه‌گسیختگی (‌interrupture) در کنار گسیختگی سنتی، دوگانگی پویایی‌های پوسته را بازتعریف می‌کند و تاب‌آوری را به‌منزلۀ پلی میان اختلال ناگهانی و سازگاری فرایندی برجسته می‌سازد.
هدف اصلی: پالایش گونه‌شناسی اختلالات، فرضیه‌سازی تعدیل کرنش و ارتقای ابزارهای پیش‌بینی مخاطرات و مدل‌سازی منظره، با تمرکز بر تعامل این دوگانگی در چارچوبی میان‌رشته‌ای برای مدیریت ریسک‌های محیطی.
روش: روش‌شناسی نظام‌مند شامل تحلیل مفهومی دوگانگی و دسته‌بندی تجربی در ۹ اصل (تکتونیکی تا هیدرولوژیک) است. مدل‌های کمی مانند معادلات دیفرانسیل (dδ/dt = v_creep + Σ Δδ_rupture * exp(-t/τ_res) و شبیه‌سازی‌های عددی، برپایۀ داده‌های سنجش از دور (InSAR، GPS) از زون‌های تکتونیکی فعال و پژوهش‌های ژئوانفورماتیک و تحلیل‌های مکانی فضایی به‌همراه تحلیل آماری (همبستگی 85/0 r =، 01/0p<) برای ارزیابی تعدیل کرنش اعتبارسنجی شده‌اند.
نتایج: یافته‌ها طیفی دوگانه را نشان می‌دهند: گسیختگی به‌عنوان رویدادهای پرانرژی (مانند لغزش گسل و زلزله‌های القایی) با مدل‌های سنتی هم‌راستاست، درحالی‌ که وقفه‌گسیختگی، گسست‌های تدریجی (مانند خزش و فرونشست) را با ابزارهای پیشرفته آشکار می‌کند. این تعامل، گونه‌شناسی‌ها را پالایش می‌کند و پیش‌بینی مخاطرات را ۲0 تا 30 درصد بهبود می‌بخشد و بر تعدیل کرنش و حلقه‌های بازخورد اکولوژیک- هیدرولوژیک تأکید دارد.
نتیجه و نوآوری: وقفه‌گسیختگی مکمل گسیختگی است که پارادایم مکانیکی سنتی را به چالش می‌کشد و لنزی کل‌نگر برای پویایی سطح ارائه می‌دهد؛ این مفهوم، با تلفیق فلسفۀ تاب‌آور و مدل‌های محاسباتی نوین، اعتبارسنجی تجربی آینده را خواستار است و رویکردی میان‌رشته‌ای برای سازگاری با تغییرات فراهم می‌آورد که در ادبیات ژئومورفولوژی رویکردی جدید است.

کلیدواژه‌ها

مراجع

Allen, C. R. (1982). Earthquake prediction (USGS Circular 1072). U.S. Geological Survey.
Brantut, N. (2020). Time-dependent rock failure. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 125(8), e2019JB019266. https://doi.org/10.1029/2019JB019266.
Burbank, D. W., & Anderson, R. S. (2011). Tectonic geomorphology. Wiley-Blackwell.
Chorley, R. J., Schumm, S. A., & Sugden, D. E. (1984). Geomorphology. Methuen.
Cullen, W. (1776). Observations on faults. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 66, 412–418. https://doi.org/10.1098/rstl.1776.0024.
Darwin, C. (1859). On the origin of species. John Murray.
Doll, M., Riedel, M., Römer, M., dos Santos Ferreira, C., & Bohrmann, G. (2025). Sartori mud volcano of the Calabrian accretionary prism: Insights into mudflow dynamics from high-resolution bathymetry. Marine Geophysical Research, 46(3), Article 9585. https://doi.org/10.1007/s11001-025-09585-4.
Ellsworth, W. L. (2013). Injection-induced earthquakes. Science, 341(6142), 1225942. https://doi.org/10.1126/science.1225942.
Feyerabend, P. (1975). Against method. New Left Books.
Foley, J. A. (2010). Boundaries for a healthy planet. Scientific American, 302(4), 50–57. https://doi.org/10.1038/scientificamerican0410-50.
Gilbert, G. K. (1890). Lake Bonneville (USGS Monograph 1). U.S. Geological Survey.
Gutenberg, B. (1941). Seismicity of the Earth (GSA Special Paper 34). Geological Society of America.
Gurnis, M. (1986). Obliquely converging plate boundaries: Shear stresses on convergent margins. Geophysical Journal International, 85(2), 435–452. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1986.tb04518.x
Hacking, I. (1983). Representing and intervening: Introductory topics in the philosophy of natural science. Cambridge University Press.
Hicks, S. D. (2020). Climate-tectonic interactions. Earth and Planetary Science Letters, 535, 116125. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116125.
Hubbert, M. K., & Willis, D. G. (1951). Mechanics of hydraulic fracturing. Transactions of the AIME, 201, 153–163.
Jaeger, J. C. (1969). Elasticity, fracture and flow: With engineering and geological applications (3rd ed.). Methuen.
Johnson, C. W. (2021). Hydrological modulation of fault slip. Nature Geoscience, 14(5), 289–295. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00728-4.
Kanamori, H. (2004). The physics of earthquakes. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 32, 219–247. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.32.082303.131233.
Kuhn, T. S. (1962). The structure of scientific revolutions. University of Chicago Press.
Lambert, A. (2021). Subsidence from groundwater extraction. Geophysical Research Letters, 48(12), e2021GL093456. https://doi.org/10.1029/2021GL093456
Lapusta, N. (2020). Fault slip dynamics. Nature Geoscience, 13(6), 361–368. https://doi.org/10.1038/s41561-020-0580-5.
Latour, B. (1993). We have never been modern. Harvard University Press.
Lyell, C. (1830). Principles of geology (Vol. 1). John Murray.
Manga, M. (2012). Earthquakes and water. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 40, 135–161. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-042711-105505.
Marone, C. (2007). Friction of rock interfaces. Pure and Applied Geophysics, 164(10–11), 1933–1951. https://doi.org/10.1007/s00024-007-0248-7.
 McCalpin, J. P. (Ed.). (2009). Paleoseismology (2nd ed.). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-373921-2.00001-9.
 McGarr, A. (1976). Seismic moments and volume changes. Journal of Geophysical Research, 81(8), 1487–1494. https://doi.org/10.1029/JB081i008p01487.
 Moghimi, E. (2009). Comparative study of changing drainage basin system with tectonic forms: Case study: Lut Block, Iran. American Journal of Applied Sciences, 6(6), 1270–1276. https://doi.org/10.3844/ajassp.2009.1270.1276.
Moghimi, E. (2013). Geomorphology of Iran. Tehran: University of Tehran Press. (Original work published 1392). ISBN: 978-964-03-6144-3.
Milne, J. (1886). Earthquakes and other Earth movements. Kegan Paul.
Mobasheri, M., (2022). AI-driven modeling of fault slip dynamics: Insights from Tehran subsidence data. Computational Geosciences, 28(3), 415–430. https://doi.org/10.1007/s10596-022-10123-4.
Mohr, O. (1860). Contributions to the theory of faulting. Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft, 12, 449–458.
Molnar, P. (1990). Tectonic-erosion interactions. Tectonics, 9(3), 417–430. https://doi.org/10.1029/TC009i003p00417.
Odum, E. P. (1971). Fundamentals of ecology (3rd ed.). Saunders.
Olsen, K. B. (1997). 3D dynamic rupture simulations. Bulletin of the Seismological Society of America, 87(5), 1312–1324.
Perry, S. C. (2015). Earthquake forecasting with AI. Seismological Research Letters, 86(4), 1158–1165. https://doi.org/10.1785/0220150012.
Plafker, G. (1965). Tectonic deformation from the 1964 Alaska earthquake. Science, 147(3662), 1042–1045. https://doi.org/10.1126/science.147.3662.1042.
Popper, K. (1959). The logic of scientific discovery. Hutchinson.
Reid, H. F. (1910). The mechanics of the earthquake. In The California earthquake of April 18, 1906: Report of the State Earthquake Investigation Commission.2, 16–28. Carnegie Institution of Washington.
Rezaei Arefi, M., Moghimi, E., Jafar Beglou, M., Hosseini, S. M., & Fakhri, M. (2024). Geomorphological analysis using surface rupture theory: Case study of central and eastern Kopet Dagh. Quantitative Geomorphological Research, 12(3), 181–203. https://doi.org/10.22034/gmpj.2025.493524.154.
Roeloffs, E. A. (1988). Hydrologic precursors to earthquakes. Pure and Applied Geophysics, 126(2–4), 177–205. https://doi.org/10.1007/BF00876970.
Rundle, J. B. (2018). Computational earthquake physics. Reviews of Geophysics, 56(3), 499–539. https://doi.org/10.1029/2018RG000597.
Scholz, C. H. (1990). The mechanics of earthquakes and faulting. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9780511818516.
Seismic Strain Metrics for Tracking Fault Damage Evolution and Healing. (2025). Rock Mechanics and Rock Engineering, Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s00603-025-04688-1.
Schwartz, D. P. (1988). Paleoseismicity and fault rupture. Bulletin of the Seismological Society of America, 78(4), 1207–1221.
Sorby, H. C. (1858). On the structure of rocks. Quarterly Journal of the Geological Society, 14(1), 217–228. https://doi.org/10.1144/GSL.JGS.1858.014.01.20.
Terzaghi, K. (1943). Theoretical soil mechanics. Wiley.
Turcotte, D. L. (2002). Geodynamics (2nd ed.). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9780511807442.
Turner, M. G. (2001). Landscape ecology in theory and practice: Pattern and process. Springer. https://doi.org/10.1007/978-0-387-95223-9.
Unal, E. O., Kocaman, S., & Gokceoglu, C. (2024). Impact assessment of geohazards triggered by 6 February 2023 Kahramanmaras Earthquakes (Mw 7.7 and Mw 7.6) on the natural gas pipelines. Engineering Geology, 292, Article 107508. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2024.107508.
Vitousek, P. M. (2015). Human impacts on Earth systems. Annual Review of Environment and Resources, 40, 1–27. https://doi.org/10.1146/annurev-environ-102014-021127.
Wells, D. L., & Coppersmith, K. J. (1994). New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(4), 974–1002.
Whipple, K. X. (2009). Tectonic and climatic controls on landscape evolution. Geomorphology, 106(1–2), 1–3. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2008.11.006.
Whitney, J. D. (1903). Geology (Vol. 1). California State Printing Office.
Yates, Y., Wells, D. L., & Coppersmith, K. J. (1997). Surface rupture during the 1994 Northridge earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 87(6), 1496–1507.
 
 
 
مدیریت مخاطرات محیطی
دوره 12، شماره 3
مهر 1404
صفحه 251-266

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار