Új remény a földrengések előrejelzésére

Egy új méréssorozat alapján a rengéshullámok sebességéből a kőzetekben felhalmozódott feszültségre, abból pedig a várható földrengés időpontjára következtethetünk.

A Szent András-törésvonal helyzete

Az elmúlt évtizedekben folyamatosan fejlődött a földrengések megfigyelési módszere, és egyre pontosabban sikerül regisztrálni a kőzetburokban lezajló mozgásokat. A számítástechnika előretörése révén a felszín alatti régiókat, a kőzetek és törésvonalak térbeli jellemzőit is tudják már rekonstruálni - azonban a földrengések előrejelzése terén csak szerény előrelépések történtek. Ezen változtathat egy új felismerés.

Paul Silver és Fenglin Niu (Carnagie Institution) a Szent András-törésvonal mentén jelentkező elmozdulásokat tanulmányozták. Utóbbi egy aktív törésvonal Észak-Amerikában, amelynek két oldalán a kőzettestek elcsúsznak egymás mellett. A mozgás nem folyamatos, a kőzetlemezek időnként "összeakadnak", majd a halmozódó feszültség felszabadul, és földrengés formájában jelentkezik. Ennek időpontja azonban nehezen becsülhető. Mindössze azt lehet megállapítani, hogy a két kőzettömeg mozgása lelassul, esetleg megáll, és valamikor váratlanul újból megindul majd.

A szakemberek a Szent András-törésvonalnál jelentkező földrengések előtt, alatt és után vizsgálták a rengéshullámok felszín alatti terjedésének jellemzőit. Sikerült kimutatniuk, hogy a kőzetek belsejében terjedő rengéshullámok sebessége összefügg az adott kőzetre kifejtett feszültség nagyságával.

Ezt az összefüggést már korábban feltételezték, elméleti modellek alapján várható volt. Ahogy nő egy kőzettestre nehezedő nyomás, annak belsejében megváltoznak a mikroszkopikus törések, repedések jellemzői. A növekvő feszültség hatására összetett folyamatok indulnak meg, egyes repedések összezáródnak, ugyanakkor újak is keletkezhetnek.

A Szent András-törésvonal (USGS)

A kőzettest belső folytonossága emiatt változik, és ettől a rengéshullámok haladási sebessége is módosul. Utóbbi változás mértéke azonban csekély, és nehéz kimutatni. Eddig a hullámok terjedési sebessége és a légnyomás változása között azonosítottak összefüggést. A légnyomás ugyanis szerény mértékben, de szintén befolyásolja a kőzetekre ható felszültséget, és a bennük lévő mikroszkopikus törések jellemzőit.

Nemrég a légnyomástól független, a kőzettestek elmozdulása révén bekövetkezett változást sikerült azonosítani a fenti törésvonal mellett, egy közel egy kilométer mély fúrásban. A kéthónapos észleléssorozat alatt egyrészt sikerült újból igazolni, hogy a mikroszkopikus törések záródásával párhuzamosan növekszik a rengéshullámok terjedési sebessége.

A legfontosabb azonban az a megfigyelés volt, amelynek keretében a Richter-skálán egy hármas erősségű rengés előtt 10,6 órával változott meg a hullámterjedési sebesség. A megfigyelés elméletileg a földrengések rövid távú előrejelzésére használt módszer alapja is lehet. Segítségével megbecsülhető egy adott területen lévő kőzetekben felhalmozódott feszültség nagysága. A bekövetkezett rengéseket megelőzően rögzített adatok pedig utólag összevethetők a rengés nagyságával, amely így hasznos eszközt ad azok előrejelzésére.