Lesz-e nagy földrengés az USA-ban a japán rengés miatt?

A kőzetlemezek mozgása a nagy japán rengés előtt lelassult, emiatt sok feszültség halmozódott fel bennük. Lehetséges-e, hogy a Japánnál történt elmozdulás kihat ugyanannak a kőzetlemeznek a Csendes-óceán túlsó partján lévő részére is?

Számos elő- és utórengés kísérte a katasztrofális következményekkel járó, közel 9-es erősségű japán földmozgást. Az USA Geológiai Szolgálatának térképe jól mutatja, hol lépett fel feszültség az alábukó óceáni kőzetlemez és a vele szomszédos Eurázsiai-kőzetlemez között.

Az alábbi térkép a március 11-i, katasztrofális következményekkel járó japán földrengést megelőző, majd az azt követő nagyobb földmozgások kipattanási helyszínét mutatja. Kék árnyalattal az óceáni aljzatot, világosszürke színekkel pedig a szárazföld domborzatát jelölték.

A katasztrofális rengést (nagy kör) megelőző előrengések (rózsaszín körök) és azt követő további kisebb rengések (többi piros kör) kippattanásának helyszíne. A földrengéstérkép angol nyelvű változata a NASA honlapjáról tölthető le (NASA, Simmon, Allen, USGS)

A Japán-árok mentén is a mélybe bukik a Csendes-óceán aljzatát képező kőzetlemez. Utóbbi az árok jobb oldalán helyezkedik el, és a valóságban lassan nyugat felé (itt balra) halad. A legnagyobb piros kör a fő rengés kipattanási helyét mutatja, a kisebb rózsaszín körök az előrengések, a többi kisebb piros kör pedig az utórengések pozícióit jelzi. A nagy rengés előtt már több nappal mozgott a föld a térségben, március 9-én például egy 7,2-es erősségű rengést is tapasztaltak. A legnagyobb földmozgás, a korábbi 8,9-ről 9,0 erejűre átminősített rengés a vizsgálatok alapján 24,4 kilométer mélyen pattant ki a tengerfenék alatt.

A lesüllyedő óceáni kőzetlemez a kontinentális lemez alá tolódik, miközben a kőzettömegek egymásnak feszülnek (lásd az alábbi ábrán). Ez a mozgás azonban nem folyamatos. A lemezek mozgása a nagy japán rengés előtt lelassult, emiatt sok feszültség halmozódott fel bennük. A térképen jól látszik, hogy a rózsaszínnel jelölt előrengések a legnagyobb rengés fészkétől északkeletre pattantak ki, itt indult meg először az egymásnak feszülő lemezek elcsúszása. Bár északkeleten a lemez képes volt kisebb rengésekkel elmozdulni, ezt a mozgást nem követte a tőle délnyugatra lévő terület. Itt egészen március 11-ig halmozódott a felszültség, ez okozta a nagy földrengést. Utóbbi alkalmával a "beakadt" lemez végre tovább tudott mozogni, és a kőzettestek alábukása folytatódott délnyugaton is, ahol újabb, de már kisebb rengések támadtak.

A Japán térségében a csendes-óceáni aljzatot alkotó lemez (jobbra) a kontinentális alá bukik (balra), és haladása közben időnként földrengéseket vált ki (UNESCO)

Jól látszik a térképen emellett a Sendai városához közeli öböl kerek alakja, amely a szárazföld felé eső legbelső pontra fókuszálta a legnagyobb cunami-árhullámot. A Japán Meteorológiai Szolgálat jelentése alapján Kamaishi térségében 4,1; Oarai környékén 4,2 méter magas vízfal rontott a partvidékre. A szökőár legnagyobb hulláma 7,3 méteres volt, amelyet a Soma mérőállomásnál regisztráltak.

Lehet-e kapcsolat az elmúlt évek rengései között?

Felvetődhet a kérdés, hogy az egyes kőzetlemezekben halmozódó feszültség mekkora távolságon érezteti hatását. Például a Japánnál történt elmozdulás járhat-e érezhető következményekkel ugyanennek az óceáni lemeznek akár több ezek kilométerre, a Csendes-óceán túlsó partján lévő részére?

Az elmúlt másfél évben több erős földrengés is érte a Pacifikus partvidéket, az úgynevezett Pacifikus Tűzgyűrű térségét. Utóbbi a Csendes-óceán peremén körbefutó zóna, amelynek mentén sok helyen szubukció zajlik, és az óceáni lemez alábukása vulkáni aktivitást is generál, főleg Dél-Amerika, illetve Ázsia partvidékén. 2010 februárjában 8,8-as erejű rengés rázta meg Chilét, ezt követően szeptember végén 7,4-es földrengés volt Új-Zélandon, idén februárban pedig majdnem ugyanott egy 6,3-as rengést mértek. A március 11-i japán földrengés pedig 9 magnitúdós besorolásával egyike az elmúlt 110 év öt legnagyobb rengésének. Kérdés, vajon ezek összefüggenek-e egymással, azaz tud-e az egyik földmozgástól a kőzetlemezben megváltozó feszültség rövid időn belül másik rengést kiváltani, akár az óceán túloldalán?

Chris Goldfinger (Oregon State University, Corvallis) tengergeológus kutatásai alapján ennek kicsi az esélye. Bár a kőzetlemezek képesek bizonyos mértékig távolra is továbbítani a feszültségeket, a Japánnál történt rengés például elhanyagolható mértékben befolyásolhatja csak a Dél-Amerika partvidékén egy esetlegeses földmozgás kipattanását. Az előrejelzéseknek statisztikai becslésekre kell hagyatkozniuk, amihez pontos mérések maximum száz évre visszamenőleg állnak rendelkezésre. A korábbi rengésekre az egykori cunamik nyomán lerakódott üledékekből lehet becslést tenni - de itt is nagy a bizonytalanság.

Amikor 9-esnél is nagyobb a rengés

Az egyik leginkább veszélyesnek tekintett vidék Brit-Kolumbia térsége, ahol a kisebb méretű Juan de Fuca lemez évente 30-40 millimétert elmozdulva az Észak-Amerikai lemez alá bukik - azonban itt már jó ideje nem következett be igazán nagy földmozgás. Az utolsó legnagyobb rengés a régióban 1700. január 26-án volt, amely legalább 9-es erejű, esetleg még nagyobb lehetett.

A fenti kutatónak és kollégáinak vizsgálatai alapján a térségben az elmúlt 10 ezer évben még 18 ekkora rengés történhetett, és legalább még egyszer ennyi kisebb, de a Richter-skálán mérve még így is 8-as és 9-es közötti erejű - ezek szinétn súlyos pusztítást okozhattak. Egyesek a statisztikai becslések alapján elképzelhető, hogy valamikor a közeljövőben egy hasonlóan nagy rengés történik a térségben - azonban ennek időpontja nem jelezhető előre a mai módszerekkel.

Goldfinger és kollégái szerint a Csendes-óceán keleti partján, a kanadai Vancouver-sziget, illetve az USA-ban a Washington és Oregon államok közötti határig 10-15 százalék az esély egy 8-as erősségű rengésre a következő 50 évben. Még veszélyesebbnek tartják az ettől délre, Kaliforniáig elterülő vidéket, ahol ugyanezt a valószínűséget mintegy 37 százalékra becsülik.

Sajnos a földrengések előrejelzésén évek óta hiába fáradnak a szakemberek, eddig nem találtak olyan jelenséget, amelynek a segítségével biztosan azonosítható a közelgő veszély. Ma a katasztrófák következményeinek csökkentésében legfontosabb szerepet azok a riasztórendszerek játsszák, amelyek a már kipattant rengésekről küldenek gyorsan üzenetet. Ez jelenleg csak a cunamik előrejelzésében segít érezhető mértékben. Egy jelenleg még fejlesztés alatt lévő új rendszer a magát a rengést is "megelőzheti". Ez a keződő földrengésről azonnal elektromágneses jelet küld a szomszédos, veszélyeztetett vidékekre. A rengéshullámok terjedési sebessége 4000-7000 méter/másodperc közötti, míg a fénysebességgel küldött rádiójel (300 000 kilométer/másodperc sebességgel) még a rengés hullámának érkezése előtt adhat ki figyelmeztetést - azonban az időelőny csak másodpercekben mérhető.