چرا در نظنز زلزله می‌آید؟

با رخداد زمین‌لرزه با بزرگای 4. در بامداد 1/1/1404 در نزدیکی جزن نطنز در استان اصفهان و تداوم پس‌لرزه‌ها طی دو هفته بعد از رخداد لرزه اصلی، بررسی دلایل لرزه‌خیزی و تحریک زمین‌لرزه‌ها در منطقه حائز اهمیت است. تعداد لرزه اصلی و پس‌لرزه‌ها در این پهنه تا سه هفته پس از رخداد اول فروردین به هفت زمین‌لرزه رسید.

تأسیسات مهم زیرساختی در محدوده نطنز، بادرود، کاشان و اردستان در استان اصفهان از نظر زیرساختی و راهبردی اهمیت ویژه‌ای در ایران دارند.‌ معادن سنگ آهن، مس و صنایع مرتبط با فراوری مواد معدن،‌ کارخانه‌های تولید سیمان و صنایع شیمیایی، قنات‌های تاریخی و سیستم‌های آبیاری سنتی برای مدیریت آب در مناطق خشک، قرارگیری جاده اصلی کاشان به نطنز و اردستان به‌عنوان اتصال شمال به جنوب ایران و وجود دکل‌های مخابراتی و ارتباطی برای پوشش منطقه در این مسیر، سامانه‌های آبیاری مدرن و سنتی برای کشت محصولاتی مانند پسته و انار در این منطقه واقع‌اند. همچنین سوخت از پالایشگاه ستاره خلیج‌ فارس از طریق دو خط ۲۰ و ۱۶‌ اینچی به رفسنجان منتقل و پس از آن به‌‌ وسیله یک خط به نائین، سپس به کاشان و پس از آن به تهران می‌رسد. خطوط لوله انتقال نفت و گاز که به شبکه ملی متصل هستند. قرارگیری در مسیر بزرگراه تهران-اصفهان و راه‌آهن سراسری ایران نیز این مناطق را به شهرهای بزرگ مانند اصفهان، تهران و یزد متصل می‌کند.

منطقه نطنز، بادرود و اردستان در مرکز ایران یک منطقه بحرانی است که در آن مرز کوه به دشت، کاهش آب‌های زیرزمینی و فرونشست زمین، به‌ویژه به دلیل پویایی هیدروژئولوژیکی کوه‌های کرکس و حوضه‌های رسوبی مجاور آن، تلاقی می‌کنند. رشته‌کوه کرکس از طریق رودخانه‌های فصلی و تغذیه آب‌های زیرزمینی، آب دشت‌های آبرفتی نطنز‌ - بادرود - اردستان را تأمین می‌کند. انتقال از زمین‌های کوهستانی به حوضه‌های رسوبی، منطقه‌ای با تنش آبخوان بالا ایجاد می‌کند؛ زیرا آب از کوه‌ها به دشت‌ها جریان می‌یابد اما بیش از حد برای کشاورزی استخراج می‌شود.

دشت‌های اصفهان، برخوار، مهیار، دامنه، کاشان، گلپایگان، نجف‌آباد، اردستان، شهرضا، فلاورجان و بادرود با تبعات فرونشست زمین ناشی از تخلیه آب‌های زیرزمینی مواجه هستند. در زون نطنز –‌بادرود‌– اردستان در بخش فعال زمین‌ساختی ایران مرکزی فرونشست زمین (به دلیل استخراج آب‌های زیرزمینی) با گسل‌های فعال در تعامل است و به‌طور بالقوه بر فعالیت‌های لرزه‌ای اثر می‌گذارد. دلیل اصلی فرونشست در دشت بادرود، بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی و خالی‌شدن ذخیره سفره آب زیرزمینی منطقه است. فرونشست زمین باعث ایجاد ترک و شکاف‌هایی در زمین شده است. چاه‌های آب و پمپاژهای گسترده منابع آب زیرزمینی در دشت بادرود در شمال استان اصفهان، حد‌فاصل کاشان، نطنز، اردستان و دشت کویر ایران، موجب شده تا به‌ویژه در سال‌های 1380 به بعد پدیده فرونشست به‌ تدریج رخ داده و سطح آب زیر‌زمینی در چاه‌ها به حدود ۲۵۰- متر رسیده است. میزان نشست زمین در دشت بادرود در مناطق مختلف آن به 14 تا 20 سانتی‌متر در سال می‌رسد. بنابراین هر پنج تا هفت سال حدود یک متر نشست در دشت این منطقه رخ می‌دهد.

سامانه گسلی قم - زفره (که از زفره و نطنز عبور می‌کند) به طول حدود 250 کیلومتر با سازوکار امتداد لغز راستگرد است. در گسل زفره تنش ناشی از فرونشست می‌تواند تجمع را تغییر دهد. زون ترک‌های کششی سطحی بادرود به دلیل فرونشست ممکن است گسل‌های قدیمی این پهنه را تحریک کند. فرونشست در مقیاس بزرگ ( مثبت 10‌ سانتی‌متر در سال) استرس پوسته را تخلیه می‌کند و به‌طور بالقوه تنش را بر روی گسل‌های مجاور تغییر می‌دهد. استخراج آب‌های زیرزمینی فشار منفذی را کاهش می‌دهد و تنش مؤثر بر روی گسل‌ها را افزایش می‌دهد. افزایش ریز‌لرزه‌ها با زلزله‌های کوچک M<4‌ در نزدیکی مناطق فرونشست‌ قابل پی‌جویی است.

سرعت نشست بالا (10-15 سانتی‌متر در سال) در منطقه نطنز تنش تخلیه پوسته را افزایش می‌دهد و پهنه گسله قم - زفره ممکن است ‌به گسیختگی نزدیک‌تر شود. فرونشست در پی خشک‌سالی و از دست دادن آب زیرزمینی روان‌کاری گسل طبیعی را کاهش می‌دهد و امکان قفل‌شدگی گسل‌ها در منطقه را بیشتر می‌کند. در منطقه تداوم فرونشست زمین می‌تواند گسل را به گسیختگی بزرگ نزدیک کند.

بدیهی است که با تداوم پمپاژ نزدیک گسل‌های فعال، اثرات فشار منفذی ادامه خواهد داشت. در حالی که فرونشست زمین به تنهایی مستقیما باعث زمین‌لرزه‌های بزرگ نمی‌شود، ولی تغییر استرس در گسل‌های نزدیک و تسریع چرخه‌های طبیعی لرزه‌ای و کوتاه‌کردن دوره بازگشت زلزله‌ها و تحریک شکستگی‌های کم‌ژرفا را امکان‌پذیر می‌کند.

به این ترتیب، منطقه نطنز - اردستان باید به دلیل افزایش خطر لرزه‌ای ناشی از چندین دهه استفاده ناپایدار از آب به دقت رصد شود. حوضه زاینده‌رود (امتداد به سمت اردستان) و سفره‌های آب محلی به دلیل خشک‌سالی طولانی تحت تنش شدید قرار دارند.

سامانه‌های قنات سنتی (کانال‌های زیرزمینی باستانی) در حال خشک‌شدن هستند و اتکا به چاه‌های عمیق را ایجاب می‌کنند. در دشت نطنز، فرونشست مرتبط با استخراج آب‌های زیرزمینی برای کشاورزی و دشت اردستان بخشی از فرونشست ناحیه کاشان-اصفهان، با نرخ ~10-15 سانتی‌متر در سال در برخی مناطق است.

کوه‌های کرکس به‌عنوان یک منطقه تغذیه طبیعی عمل می‌کنند، اما کاهش بارش برف و بارندگی باعث کاهش نفوذپذیری سطحی شده است. دشت‌های پایین‌دست (نطنز، اردستان) به دلیل پمپاژ بیش از حد چاه با تخریب و تراکم آبخوان مواجه هستند.

نرخ فرونشست در نطنز ~5–10 (سانتی متر در سال) با پمپاژ آب زیرزمینی، در زون انتقال بادرود ~10+ و در اردستان ~10–15 با پمپاژ آب و در دشت اصفهان ~15–25 در حوزه زاینده‌رود که در حال خشک‌شدن است، به همراه تقاضای شهری اصفهان و حومه ارزیابی شده است. کشاورزان در کوه‌ها (مناطق تغذیه) و دشت‌ها (مناطق استخراج آب) برای بهره‌برداری از آب با یکدیگر رقابت می‌کنند. پس از فشرده‌شدن، زمین نمی‌تواند ظرفیت نگهداری آب خود را بازیابد. اتکای شدید به آب‌های زیرزمینی باعث ریزش سفره‌های زیرزمینی با نرخ فرونشست بیش از 15 سانتی‌متر در سال در نزدیکی فرودگاه اصفهان و زمین‌های کشاورزی اطراف شده است. تالاب معروف گاوخونی خشک شده و توفان‌های گرد‌و‌غبار را تشدید کرده است. میزان فرونشست دشت قم 10 سانتی‌متر در سال است. حوضه‌های مرکزی ایران به دلیل مدیریت نادرست آب و فشارهای اقلیمی جزء سریع‌ترین مناطق در حال فرونشست جهان هستند. بدون اقدام فوری، وضعیت بدتر خواهد شد و کشاورزی و ثبات شهری را تهدید خواهد کرد.

تحریک بیشتر گسل‌ها با برداشت سریع‌تر از آب‌های زیرزمینی می‌تواند به پایان قفل‌شدگی‌ گسل زفره و احتمالا رخداد یک زمین‌لرزه با بزرگای هفت یا بیشتر روی این گسل و آسیب وسیع به کاشان، نطنز، بادرود و حتی اصفهان شود.