خطوات الاستخدام
الخطوة 1: تحديد عدد السنوات منذ آخر زلزال (yearsSinceLast). هذه القيمة تمثل الوقت المنقضي منذ وقوع آخر زلزال معروف على الصدع أو في المنطقة الجغرافية المحددة. يُستمد هذا الرقم من السجلات التاريخية أو الأدوات الجيولوجية مثل التأريخ بالكربون المشع أو تحليل الرواسب. على سبيل المثال، إذا وقع آخر زلزال كبير في عام 1857، فإن عدد السنوات حتى عام 2025 هو 168 سنة.
الخطوة 2: تحديد متوسط فترة التكرار (recurrenceInterval). هذا هو متوسط الوقت بين الزلازل الكبيرة المتتالية على نفس الصدع، ويُحسب عادة من خلال تحليل الترسبات القديمة (الباليوسيسمولوجيا) أو من خلال نماذج الزحزحة. يُعبر عنه بوحدة السنوات. على سبيل المثال، بالنسبة لصدع سان أندرياس في جنوب كاليفورنيا، يبلغ متوسط فترة التكرار حوالي 150 سنة.
الخطوة 3: تطبيق نموذج بواسون (التوزيع الأسي). تعتمد حاسبة الفجوة الزلزالية على افتراض أن الزلازل الكبيرة تحدث بشكل مستقل في الزمن بمعدل ثابت. الاحتمال P لحدوث زلزال واحد على الأقل خلال فترة t (حيث t هي عدد السنوات منذ آخر زلزال) يُعطى بالصيغة: P = 1 - e^(-t/T)، حيث T هي متوسط فترة التكرار، وe هو أساس اللوغاريتم الطبيعي. هذه الصيغة المشتقة من التوزيع الأسي تُستخدم على نطاق واسع في تقدير المخاطر الزلزالية.
الخطوة 4: تفسير الناتج. تتراوح قيمة الاحتمال بين 0 و1. كلما اقتربت من 1، زاد احتمال حدوث زلزال في أي لحظة. على سبيل المثال، إذا كان الناتج 0.67، فهذا يعني أن هناك احتمال 67% أن يكون زلزال قد وقع بالفعل منذ آخر زلزال، ولكن هذا لا يعني بالضرورة أن الزلزال سيحدث غدًا؛ إنه مجرد مقياس إحصائي.
الخطوة 5: مراعاة القيود. هذا النموذج مبسط ويفترض أن عملية الزلازل بواسونية (أحداث عشوائية مستقلة). في الواقع، قد تكون الزلازل مؤقتة (Cluster) أو قد يطلق الضغط الزلزالي بطرق غير دورية. لذلك، يجب استخدام النتائج بحذر ودمجها مع أدلة جيولوجية أخرى.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الفجوة الزلزالية بخطوات الحل كاملة.
الحل
الحل: عدد السنوات منذ آخر زلزال = 2025 - 1966 = 59 سنة. متوسط فترة التكرار = 22 سنة. نطبق الصيغة: P = 1 - e^(-59/22) = 1 - e^(-2.6818). باستخدام الآلة الحاسبة، e^(-2.6818) ≈ 0.0684، لذا P ≈ 1 - 0.0684 = 0.9316. أي أن هناك احتمال 93.16% أن زلزالاً واحداً على الأقل قد حدث منذ عام 1966. وهذا يتوافق مع توقعات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) التي تشير إلى أن باركفيلد تشهد زلازل متكررة كل 22 سنة تقريباً.
الحل
الحل: عدد السنوات منذ آخر زلزال = 2025 - 1700 = 325 سنة. متوسط فترة التكرار = 500 سنة. P = 1 - e^(-325/500) = 1 - e^(-0.65). e^(-0.65) ≈ 0.5220، لذا P ≈ 1 - 0.5220 = 0.4780. أي أن احتمال حدوث زلزال منذ عام 1700 هو 47.8%. هذا يعني أن نحو نصف الزمن بين الزلازل العملاقة قد مضى، لكن النموذج الإحصائي لا يستطيع التنبؤ بموعد دقيق. تشير الدراسات الجيولوجية إلى أن فترة التكرار الفعلية قد تتراوح بين 300 و600 سنة، لذا فإن الخطر كبير ولكن غير محدد.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة الفجوة الزلزالية.
قيم مُدخَلة قياسية
- سنوات منذ الزلزال الأخير
- 30
- فترة التكرار (سنة)
- 10
قيم مُدخَلة مرتفعة
- سنوات منذ الزلزال الأخير
- 70
- فترة التكرار (سنة)
- 30
قيم مُدخَلة منخفضة
- سنوات منذ الزلزال الأخير
- 5
- فترة التكرار (سنة)
- 1
قيم مُدخَلة قياسية
- سنوات منذ الزلزال الأخير
- 30
- فترة التكرار (سنة)
- 30