زمین‌لرزه ۱۳۷۶ قائن
ویژگی‌ها

ساعت ۱۲ و ۲۷ دقیقه و ۲۹ ثانیه به وقت ایران روز ۲۰ اردیبهشت ۱۳۷۶ خورشیدی مطابق با ساعت ۷ و ۵۷ دقیقه و ۲۹ ثانیه به وقت هماهنگ جهانی روز ۱۰ مهٔ ۱۹۹۷ زمین‌لرزهٔ قائن به وسیلهٔ حدود ۲۹ دستگاه شتاب‌نگار نگاشته شد. مؤسسهٔ ژئوفیزیک دانشگاه تهران بزرگای موج سطحی زمین‌لرزه را Ms=۷٫۱، و شدت آن را IX+‎ در مقیاس مدودف–شپونهویر–کارنیک برآورد و گزارش کرد. اما سازمان زمین‌شناسی آمریکا و دانشگاه برکلی زمین‌لرزه را با مشخصات بزرگای گشتاوری Mw=۷٫۳، بزرگای موج سطحی Ms=۷٫۲، بزرگای انرژی Me=۷٫۷ و شدت X یا فجیع در مقیاس مرکالی گزارش کردند. این زمین‌لرزه از سال ۱۳۵۸ که دو زمین‌لرزهٔ کُریزان و کولی به فاصلهٔ زمانی کمتر از دو هفته منطقهٔ قائنات را به لرزه درآوردند تاکنون مهیب‌ترین زمین‌لرزه در منطقه بوده است. گسترهٔ بیشترین شدت زمین‌لرزه به صورت یک بیضی کشیده‌شده است که بخش جنوب شرقی گسلش سطحی را در بر می‌گیرد و از جنوب غربی روستای آهنگران تا جنوب روستای آبیز گسترش می‌یابد. محور بزرگ این بیضی بر گسلِ مسببِ زمین‌لرزه منطبق است و درازایی افزون بر ۵۰ کیلومتر دارد و محور کوچک بیضی در جهت عمود بر گسل درازایی حدود ۱۰ کیلومتر دارد.
زمین‌لرزهٔ قائن نیز همچون زمین‌لرزهٔ دشت بیاض (بزرگی ۷٫۳ و تلفات ۱۲٬۰۰۰ تا ۲۰٬۰۰۰) بر اثر گسل‌های امتدادلغز رخ داد؛ بدین معنی که قطعات پوسته‌ای در دو طرف گسل در جهت خلاف یکدیگر به موازات راستای گسل (سطح افق) جابه‌جا شدند. زمین‌لرزهٔ قائن احتمالاً بر اثر یک گسیختگی در امتداد گسل آبیز که جزئی از زون‌درزهٔ سیستان در شرق ایران محسوب می‌شود به وقوع پیوست. این احتمال از آنجا نشأت می‌گیرد که منحنی‌های هم‌شدت زمین‌لرزهٔ قائن با گسل آبیز هماهنگی کامل دارد. گسل آبیز گسلی است راست‌لغز راست‌گرد بزرگ‌زاویه که راستای عمومی آن شمال شمال غرب–جنوب جنوب شرق (N15–25W) بوده و در دو پایانه به‌ویژه در پایانهٔ شمال غربی راستای آن به N15W نزدیک می‌شود اما در بخش میانی راستای آن به N25W نزدیک‌تر است. گسل آبیز از شمال کریزان تا نزدیکی گزیک کشیده شده و احتمالاً در زمین‌لرزهٔ ۱۳۵۸ کریزان ایجاد شده است.
افزون بر جابه‌جایی غالب امتدادلغز، نشانه‌هایی حاکی از گسلش معکوس نیز وجود داشت به‌گونه‌ای که سازوکار ژرفی زمین‌لرزه، راست‌لغز راست‌گرد با مؤلفهٔ معکوس کوچکی است. گسلش سطحی‌ای که موجب بروز زمین‌لرزه شد، ۱۲۵ کیلومتر طول داشت که با حداکثر جابه‌جایی ۲۳۰ سانتی‌متری نمود پیدا کرده بود. مؤلفهٔ قائم گسل نسبت به مؤلفهٔ افقی آن کوچک‌تر است، اما تأثیر توپوگرافی، قائم بودن گسل، و عملکرد مؤلفهٔ افقی باعث می‌شد که در برخی موارد جابه‌جایی قائم کاذب تا حدود نیم متر نیز مشاهده شود. اما در مجموع پهلوی غرب–جنوب غربی گسل نسبت به پهلوی دیگر بالا آمده است. گروهی از پژوهشگران ژاپنی که برای مطالعه و بررسی زمین‌لرزه به منطقه اعزام شده بودند درازای گسلش سطحی را ۱۱۰ کیلومتر و جابه‌جایی افقی آن را بین ۱ تا ۲٫۱ متر اندازه‌گیری کردند. درازای گسلش سطحی با توجه به بزرگی زمین‌لرزه، از آنچه انتظار می‌رفت طویل‌تر بود. با فرض جابه‌جایی افقی متوسط دو متری، نسبت جابه‌جایی افقی به درازای ۱۲۵ کیلومتری گسلش سطحی بسیار کم است و این نشان‌دهندهٔ افت تنش ایستایی اندکی در حدود ۵ بار می‌باشد؛ در نتیجه زمین‌لرزهٔ قائن بیشتر با یک زمین‌لرزهٔ بین‌ورقه‌ای جور در می‌آید تا یک زمین‌لرزهٔ درون‌ورقه‌ای. بیشینهٔ شتاب افقی جنبش زمین به هنگام زمین‌لرزه تقریباً برابر ۶٫۹ متر بر ثانیه—تقریباً سه چهارم شتابی که یک جسم به هنگام سقوط آزاد دارد—و در نزدیکی رومرکز زمین‌لرزه بود. لایهٔ پوسته‌ای که درگیر گسیختگی بود ۲۰ تا ۲۵ کیلومتر ضخامت داشت.
ژرفای کانونی این زمین‌لرزه توسط مؤسسهٔ ژئوفیزیک دانشگاه تهران ۱۸ کیلومتر، توسط سازمان زمین‌شناسی آمریکا ۱۰ کیلومتر، و توسط دانشگاه هاروارد ۲۷ کیلومتر برآورد شد. بررسی پس‌لرزه‌ها، درازای گسلش، و گسترهٔ بیشترین شدت زمین‌لرزه حاکی از آن است که ژرفای کانونی زمین‌لرزه می‌تواند بین ۱۰ تا ۱۲ کیلومتر باشد. رومرکز زمین‌لرزه در روستای اردکول در جنوب استان خراسان (امروزه در استان خراسان جنوبی) قرار داشت. روستای اردکول محصور در کوه‌ها و تپه‌هاست. اگرچه دولت ایران بیش از ۸۰۰ لرزه‌نگار را در سرتاسر کشور توزیع کرده بود اما به سبب اقلیم بیابانی منطقهٔ قائنات و دورافتادگی‌اش، تعداد معدودی لرزه‌نگار در این منطقه نصب شده بود. مؤسسهٔ ژئوفیزیک دانشگاه تهران و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن به صورت جداگانه لرزه‌نگارهایی موقت را در منطقه نصب کردند و طی دو ماه ۲۱۵ پس‌لرزه را به ثبت رساندند که شدیدترینشان با بزرگای گشتاوری ۵٫۹ در ۲۵ مه ۱۹۹۷ به وقوع پیوست. اکثر پس‌لرزه‌ها در امتداد گسیختگی و در گستره‌ای به طول ۱۰۰ کیلومتر و عرض ۳۰ کیلومتر به وقوع پیوست. فعالیت‌های پس‌لرزه‌ای عمدتاً در پایانهٔ جنوبی گسل گسیخته متمرکز بود اما بزرگ‌ترین پس‌لرزه در پایانهٔ شمالی گسل روی داد. مطالعات بر روی ژرفای پس‌لرزه‌ها حاکی از آن است که فعالیت‌های پس‌لرزه‌ای در ۲۵ کیلومتری بالایی پوسته متمرکز بوده‌اند و میانه‌ای با عمق ۱۱ کیلومتر داشته‌اند.