Earthquake drainage and drought timing
न्यूज़ीलैंड और चिली के व्यापक जलसंभर डेटा के साथ एक क्षणिक भंडारण-निकासी मॉडल को जोड़कर, यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि हालांकि भूकंप भूकंप-पश्चात निकासी को तेज कर सकते हैं, वे आवश्यक रूप से सूखे की संवेदनशीलता को नहीं बढ़ाते हैं जब तक कि बढ़ी हुई निकासी सुलभ भंडारण में लघुगणकीय लाभ (logarithmic gain) से अधिक न हो जाए, जो कि एक ऐसी स्थिति है जिसे वर्तमान अवलोकनात्मक डेटा के साथ पुष्ट करना कठिन बना हुआ है।
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नदियाँ केवल इसलिए नहीं बहतीं क्योंकि बारिश हो रही है। तूफानों के बीच, वह पानी जो नदी को गतिशील रखता है, मिट्टी और चट्टानों से धीरे-धीरे रिसकर गहराई से जमीन के नीचे से आता है और जलधारा को पोषित करता है। यह छिपा हुआ जलाशय परिदृश्य के लिए एक स्मृति (मेमोरी) की तरह कार्य करता है, जो शुष्क मौसम के दौरान भूमि को सहारा देने के लिए गीले मौसम के पानी को संजो कर रखता है। जब कोई बड़ा भूकंप आता है, तो जमीन हिंसक रूप से हिलती है, जिससे अक्सर नदियों में पानी का उछाल आता है या नए झरने दिखाई देने लगते हैं। वर्षों से, वैज्ञानिक इस बात पर विचार कर रहे हैं कि क्या पानी का यह अचानक निकलना एक गहरी समस्या का संकेत है: क्या भूकंप स्थायी रूप से भूमिगत भंडारण को नुकसान पहुँचाता है, जिससे नदी की स्मृति खाली हो जाती है और बाद में सूखे के प्रति इसे अधिक संवेदनशील बना देती है? यह प्रश्न महत्वपूर्ण है क्योंकि यदि कंपन भूमिगत टैंकों को बहुत तेज़ी से खाली कर देता है, तो ज़मीन के हिलना बंद होने के लंबे समय बाद भी समुदायों को गंभीर जल संकट का सामना करना पड़ सकता है, भले ही मौसम सामान्य ही क्यों न रहे।
एक शोध दल ने न्यूजीलैंड और चिली में भूकंपों के बाद नदियों के व्यवहार को देखकर इसका उत्तर देने का प्रयास किया। उन्होंने पानी के जमीन के माध्यम से बहने के तरीके के एक भौतिक मॉडल को दैनिक नदी प्रवाह रिकॉर्ड के एक विशाल संग्रह के साथ जोड़ा। उनका कार्य एक विशिष्ट समय पर केंद्रित था: वह अवधि जब कंपन रुक जाता है लेकिन अगली बारिश होने से पहले का समय होता है। वे जानना चाहते थे कि क्या भूकंप के कारण होने वाली तेज़ निकासी अनिवार्य रूप से बाद में पानी की कमी का कारण बनती है, या क्या नदी बस तेज़ी से बह सकती है और फिर अपनी सामान्य स्थिति में वापस लौट सकती है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने 335 अलग-अलग नदी घाटियों के डेटा का विश्लेषण किया, जिसमें भूकंप आने की 1,128 अलग-अलग घटनाएं शामिल थीं। उन्होंने बहुत ज़ोर से हिले हुए और बहुत हल्के से हिले हुए नदियों की तुलना की, ताकि भूकंप के कारण होने वाले स्थायी नुकसान के बीच एक स्पष्ट संबंध खोजा जा सके।
शोधकर्ताओं ने भूकंप आने पर क्या होता है, इसका अनुकरण (सिमुलेट) करने के लिए एक मॉडल बनाया। उन्होंने भूमिगत पानी की कल्पना एक ऐसे टैंक के रूप में की जो भूकंप के कारण नई दरारें और मार्ग खुलने से अचानक तेज़ी से खाली हो सकता है। साथ ही, भूकंप नदी को पानी के एक नए स्रोत से जोड़ सकता है, जिससे प्रभावी रूप से टैंक बड़ा हो जाता है। मॉडल ने दिखाया कि ये दोनों प्रभाव एक-दूसरे के विपरीत कार्य करते हैं। यदि भूकंप पानी को उस दर से बहुत अधिक तेज़ी से बाहर निकाल देता है जिससे उसकी भरपाई की जा सकती है, तो नदी अंततः सामान्य से कम स्तर पर पहुँच जाएगी। हालाँकि, यदि भूकंप नदी को पानी की एक बड़ी नई आपूर्ति से जोड़ देता है, तो नदी कुछ समय के लिए तेज़ी से बह सकती है लेकिन फिर भी उसके पास सूखे के दौरान जीवित रहने के लिए पर्याप्त पानी होगा। मुख्य निष्कर्ष यह था कि भूकंप के तुरंत बाद नदी का तेज़ी से बहना स्वतः ही बाद में सूख जाने का संकेत नहीं है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि एक सटीक संतुलन बना है या नहीं: अतिरिक्त पानी की कुल मात्रा उस अतिरिक्त मात्रा से अधिक होनी चाहिए जिसे भूकंप ने सुलभ बनाया है।
जब टीम ने वास्तविक दुनिया के डेटा को देखा, तो उन्होंने पाया कि यह कहानी एक सरल कारण-और-प्रभाव से कहीं अधिक जटिल थी। उन्होंने अपना ध्यान मुख्य रूप से न्यूजीलैंड के कैकोउरा (Kaikōura) भूकंप पर केंद्रित किया, जिसने उन नदियों के बीच सबसे अच्छा तुलनात्मक अध्ययन प्रदान किया जो ज़ोर से हिली थीं और जो शांत थीं। उन्होंने मापा कि बारिश रुकने के बाद नदी का प्रवाह कितनी तेज़ी से धीमा होता है, जो यह प्रकट करता है कि ज़मीन कितना पानी थामे हुए है। परिणामों ने दिखाया कि हिली हुई क्षेत्रों की नदियों ने शांत क्षेत्रों की नदियों की तुलना में उल्लेखनीय रूप से तेज़ी से पानी नहीं छोड़ा। पानी के स्तर के गिरने की दर में अंतर इतना कम था कि इसे भूकंप के बजाय प्राकृतिक विविधताओं के कारण आसानी से समझाया जा सकता था। वास्तव में, डेटा ने सुझाव दिया कि कंपन ने भूमिगत जल भंडारण का व्यापक, स्थायी नुकसान नहीं किया जिससे ये नदियाँ सूखे के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाएं।
अध्ययन ने सूखे के समय की भी जांच की। उन्होंने हजारों कंप्यूटर सिमुलेशन चलाए यह देखने के लिए कि यदि भूकंप के तुरंत बाद सूखा शुरू होता है या यदि वह महीनों बाद शुरू होता है, तो क्या होगा। उन्होंने पाया कि सूखे का सबसे बुरा समय भूकंप के ठीक बाद का समय नहीं हो सकता है। यदि शुष्क अवधि तुरंत शुरू होती है, तो नदी के पास भूकंप के शुरुआती उछाल से अतिरिक्त पानी का अधिशेष (सरप्लस) हो सकता है। लेकिन यदि सूखा बाद में शुरू होता है, यानी अतिरिक्त पानी के निकल जाने के बाद लेकिन ज़मीन के पानी को रोकने की क्षमता पूरी तरह से वापस पाने से पहले, तो नदी को घाटे का सामना करना पड़ सकता है। इसका अर्थ है कि भूकंप के बाद नदी के तेज़ी से बहने को देखना ही भविष्य के सूखे की भविष्यवाणी करने के लिए पर्याप्त नहीं है। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि यदि भूकंप के कारण किसी क्षेत्र में जल संकट की संवेदनशीलता बढ़ गई है, तो यह समझने के लिए कि वैज्ञानिकों को केवल नदी के प्रवाह को ही नहीं, बल्कि भूमिगत जल स्तर और चट्टान एवं मिट्टी में होने वाले विशिष्ट परिवर्तनों को भी मापने की आवश्यकता है जो पानी की गति को नियंत्रित करते हैं। इन अतिरिक्त मापों के बिना, यह जानना असंभव है कि नदी केवल तेज़ी से बह रही है या उसने वास्तव में अपनी दीर्घकालिक स्मृति खो दी है।
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