Miért sci-fi kategória még mindig a földrengés-előrejelzés?

A földrengések előrejelzésével kapcsolatos kérdések mindig az utórengésekhez hasonlóan merülnek fel olyan katasztrófák után, mint a 2023. február 6-i törökországi-szíriai földrengés. De vajon megakadályozhatta volna a pusztítást egy előrejelzés? - merül fel sokunkban.

„Sajnos a hasznos előrejelzések még mindig a sci-fi birodalmába tartoznak”

– jelenti ki Harold Tobin, a Washingtoni Egyetem szeizmológiai és geológiai professzora, aki most elmagyarázza a földrengések mibenlétét, előrejelzési rendszerét, valamint az egyes területeken működő korai figyelmeztető rendszereket.

Megjósolhatnak-e a tudósok egy földrengést?

Röviden: nem. A tudomány még nem találta meg a módját a földrengések gyakorlati előrejelzésére. Egy értékelhető előrejelzésnek tartalmaznia kell a pontos időt, a helyet és a nagyságrendet – mindezeknek meglehetősen precízeknek kéne lenniük ahhoz, hogy érdemes legyen bejelenteni egy közelgő természeti katasztrófát.

A földrengések azért léteznek, mert a Föld tektonikus lemezeinek lassú és egyenletes mozgása feszültségeket okoz a földkéreg törései mentén. 

Ezek a repedések valójában nem is vonalak, hanem síkok, amelyek mérföldekre nyúlnak le a talajba, és az ezeket elfedő kőzetek súlya miatt hatalmas a nyomás rajtuk. Egy földrengés mindig a repedések kis pontján kezdődik, amikor a kőzetek alatti feszültség legyőzi ezt a nyomást, más szóval súrlódást.

Ilyenkor a repedés két oldala elcsúszik egymás mellett, amely másodpercenként egy-két mérföldnyire is elérhet. Az úgynevezett töréssíkon a két oldal egymáshoz érése a kőzet minden irányba mozgási hullámokat bocsát ki. Ezt úgy kell elképzelni, mint amikor hullámokat vet egy tóban a behajított kavics - csak ezek a hullámok megremegtetik a talajt és károkat okoznak.

A legtöbb földrengés minden figyelmeztető jel nélkül történik, mert az ominózus kis repedések egy ideig érzékelhetetlenek, ugyanis a körülöttük lévő, aktívan mozgó lemezek feszültsége ellenére bezáródnak és mozdulatlanná válnak, így jó ideig csendben vannak, amíg az igazi törés meg nem kezdődik. Ezért a szeizmológusok még nem találták meg a módszert, amivel érzékelni lehetne a vihar előtti csend előtt a kezdeti jeleket.

Mi a helyzet bizonyos területeken a földrengések valószínűségével?

„Ugyanakkor a földrengések tudománya mégis nagy utat tett meg abban, amit előrejelzésnek neveznek” – írja cikkében Tobin.

A szeizmológusok GPS-technológiával és egyéb eszközökkel ma már milliméteres pontossággal bemérhetik a lemezek mozgását, melyek azokon a helyeken észlelhetőek, ahol a Föld feszültsége felhalmozódik. A tudósok ismerik a múltbeli földrengések történeteit, amiből a jövőre is következtethetnek a paleoszeizmológia módszereivel, azaz a múltbeli rengések geológiailag megőrzött bizonyítékaival.

„Mindezen információk összesítése lehetővé teszi számunkra, hogy felismerjük a rengésre megérett területeket. Ezekkel az előrejelzésekkel évtizedekkel előre tudjuk vetíteni egy adott méretű földrengés valószínűségét egy adott régióban. 

Például az US Geological Survey becslése szerint a következő 30 évben a San Francisco-öböl térségében egy 6,7-es vagy annál erősebb földrengés valószínűsége 72 százalék" - magyarázza a szakértő.

Léteznek utalások arra, hogy földrengés várható?

Húsz pusztító földrengésből csak körülbelül egy ad magáról jelet előrengéssel. Ezek kisebb rengések, amelyek ugyanazon a helyen előzik meg a nagyobbakat. De ezek mégsem definiálhatók előrengéseknek, amíg nem követi őket egy nagyobb. Az, hogy képtelenség felismerni, egy előrengés földrengés is lehet, nagyban hozzájárul ahhoz, hogy hasznos előrejelzéseket lehessen adni.

Az elmúlt évtizedben számos 8-as vagy annál nagyobb erősségű földrengés történt, köztük a 2011-es 9-es erősségű Tohoku földrengés és szökőár Japánban, valamint a 2014-es 8,1-es erősségű Chilében. 

Érdekes módon úgy tűnik, hogy a legnagyobb földrengések túlnyomó többsége előzetes történéseket mutatott, akár szeizmométerek által észlelt előretörések sorozatát, akár a közeli földkéreg GPS-állomások által észlelt felgyorsult mozgását, amelyeket „lassú csúszási eseményeknek” neveznek a földrengéskutatók.

Ezek a megfigyelések azt sugallják, hogy talán tényleg vannak előjelei legalább néhány hatalmas rengésnek. Lehet, hogy az azt követő rengés puszta mérete miatt az egyébként szinte érzékelhetetlen változások a hibatartományban a fő eseményt megelőzően jobban kimutathatók voltak. Ezt viszont azért nem tudni, mert nagyon kevés 8-asnál nagyobb földrengés történik. A tudósoknak nem sok lehetőségük van arra, amely lehetővé tenné a hipotézisek statisztikai módszerekkel történő tesztelését.

Valójában, bár a földrengéskutatók mind egyetértenek abban, hogy ma még nem tudják előrejelezni a rengéseket, lényegében két tábort képviselnek. Az egyik csoport nézete szerint a földrengések apró hatások összetett sorozatának az eredménye – egyfajta érzékeny láncreakció, amely az úgynevezett "pillangóeffektusból" indul ki.

Eszerint a kicsi, triviálisnak tűnő események végül valami sokkal nagyobb következményekkel járó dolgot eredményezhetnek. Kis túlzással: ha egy pillangó valamelyik városban csapkodja a szárnyait, a légnyomás apró változása végül tornádót okozhat egy másik településen. Azaz mindig lesznek kiszámíthatatlan tényezők.

Más geofizikusok viszont úgy vélik, hogy egy napon feltárhatják az előrejelzés kulcsát, ha megtalálják a megfelelő jelzőrendszert a méréshez, és elegendő tapasztalatot szereznek benne.

Hogyan működnek a korai figyelmeztető rendszerek?

Napjaink egyik igazi áttörése, hogy a tudósok olyan korai földrengés-előrejelző rendszereket fejlesztettek ki, mint az USGS ShakeAlert, amely jelenleg Kaliforniában, Oregonban és Washington államban működik. Ezek a földrengés előtt pár másodperccel, vagy akár egy perccel riasztást küldenek a lakosok mobileszközeire és olyan létfontosságú helyekre, mint a közművek, kórházak, pályaudvarok, és így tovább.

Ez úgy hangzik, mint egy földrengés-előrejelzés, de nem az. A földrengés korai előrejelzése szeizmométerek hálózatán alapul, amelyek észlelik a földrengés legelejét egy törés esetén, és automatikusan kiszámítják annak helyét és nagyságát, mielőtt a káros hullámok nagyon messze érnének. Az érzékelés, számítás és adatátvitel fénysebességűnek mondható, mert a szeizmikus hullámok lassabban mozognak. Ez az időeltolódás az, ami lehetővé teszi a korai figyelmeztetést.

Például, ha egy földrengés kezdődik Washington állam partjainál az óceán alatt, a parti állomások észlelik azt, és az olyan városok, mint Portland és Seattle, több tíz másodperces figyelmeztetési időt kaphatnak. Sokszor akár ez is elegendő idő lehet az embereknek arra, hogy életbiztonsági intézkedéseket tegyenek.

Milyen bonyodalmakat hozna az előrejelzés?

Míg a földrengések előrejelzését gyakran a szeizmológia „Szent Gráljaként” emlegetik, valójában nagy dilemmákat okozna, ha megvalósulna.

Először is, a földrengések olyan ritkák, hogy minden korai módszer bizonytalan pontosságú. Ezzel a bizonytalansággal számolva vajon ki merne olyan jelentős lépéseket tenni, mint például egy egész város vagy régió evakuálása? Meddig maradjanak távol az emberek, ha a földrengés mégsem következik be? Hányszor fordulhat elő ilyen farkast kiáltó helyzet, amikor a közvélemény abbahagyja a parancsok teljesítését? Hogyan egyensúlyoznák a vezetők a tömeges evakuálási káoszból fakadó ismert kockázatokat a földrengéssel járó rizikókkal? 

„Az az elképzelés, hogy ilyen megbízható előrejelzési technológia létrejöjjön, csak délibáb” – jelenti ki a Washingtoni Egyetem szeizmológiai és geológiai professzora.

A szeizmológia úgy tartja, hogy nem a földrengések ölik meg az embereket, hanem az épületek. Ezért a tudósok hiába elég jók a földrengések veszélyeinek előrejelzésében, a legjobb megoldás a megfelelő épületek, hidak és egyéb infrastruktúra építésére vagy felújítására irányuló erőfeszítések megkétszerezése, hogy azok biztonságosak és ellenállóak legyenek földrengés esetén bármely területen. Ezek az óvintézkedések sokkal jobban megtérülnek életekben és megmentett vagyonban, mint a földrengések előrejelzésének remélt eszköze, legalábbis a belátható jövőben.