Zašto je teško predvidjeti zemljotrese?

Zemljotres je, najjednostavnije rečeno, kada se zemlja trese.

Jeste li znali da se svaki dan dogode stotine zemljotresa, koji nisu uvijek dovoljno jaki da ih primijetimo?

Tu su i neki veliki potresi, koji uzrokuju ogromnu štetu i gubitak života.

Ovi zastrašujući događaji otvaraju mnoga pitanja, a evo nekih odgovora.

Čija je ‘krivica’ kada se dogodi zemljotres?

Površina Zemlje sastoji se od kilometara tvrdog kamena u slagalici pokretnih dijelova zvanih tektonske ploče, koje se nalaze na moru vrućeg, tekućeg kamena, koje se kotrlja dok se hladi, gurajući ploče uokolo.

Zemljotersi i vulkani nastaju na površini, gdje se one sudaraju.

Tehnički, ploče su tehnički uvijek u pokretu, ali su obično “zaključane“ jedna uz drugu, stvarajući pritisak sve dok nešto ispod zemlje ne pukne, oslobađajući ih da klize duž poznatih linija puknutih stijena, zvanih rasjedi, koje mogu biti duge kilometrima.

Kada pritisak iznenada popusti i ploča se pomakne, energija eksplodira u okolnu stijenu.

Kako znate koliko je zemljotres bio jak?

Naučnici koriste seizmografe, koji su nekada bili pokretne igle koje bilježe podrhtavanje tla, ali sada je oprema potpuno digitalna.

Postoji njihova globalna mreža, kao i lokalne i regionalne mreže, a većina podataka je otvorenog koda i automatski povezana.

Kombinacijom najmanje tri mjerenja, sistemi mogu precizno mapirati lokaciju, trajanje i veličinu zemljtoresa.

Postoji nekoliko različitih mjerenja snage zemljotersa, ali najčešće korištena magnituda odnosi se na ukupnu veličinu, a svaki je korak 10 puta veći od onog ispod.

Osim seizmometra, geolozi i seizmolozi imaju razne alate za prikupljanje podataka o gibanju kretanju Zemljine kore.

Senzori povezani GPS-om postavljaju se blizu seizmički aktivnih mjesta kako bi mjerili kretanje na površini.

Satelitske fotografije snimljene prije i poslije događaja mogu se uporediti piksel po piksel.

Satelitski radar nazvan InSAR jedan je od najvažnijih alata za uočavanje promjena na Zemljinoj površini.

On reflektira zrake radiovalova iz orbite preko Zemlje, a proces koji se zove interferometrija bilježi promjene u visini tačno u milimetar.

Satelit prolazi dva puta da vidi što se promijenilo na površini.

Zahvaljući tehnici i obradi velikih grupa podataka, signali se pronalaze brže nego što bi to mogli ljudi.

Može li jedan zemljotres izazvati drugi?

Iako je poznato da zemljotresi mogu izazvati druge potrese, pitanje kako se to događa tema je žestokih rasprava među naučnicima.

Zemljotresi razotkrivaju dva paradoksa o tome kako ljudi razumiju prirodni svijet – događaju se u vremenskim rasponima dužim od ljudskog iskustva i događaju se na dubinama koje daleko nadilaze sposobnost ljudi da ih direktno posmatraju.

Naučnici se time bave izradom modela i izračunavanjem vjerovatnosti.

Nakon zemljotersa naučnici gledaju podatke kako bi bolje razumjeli šta bi se sljedeće moglo dogoditi.

“Moramo postaviti stetoskop” na Zemlju, “kako bismo utvrdili šta se dole događa“, rekao je Harold Tobin, profesor nauke o Zemlji na Univerzitetu u Washingtonu.

“Široka ideja o tome da je uzrok [zemljotersa] nakupljanje naprezanja postoji već dugo, ali tek smo u posljednjih 20 godina imali tehnologiju za mjerenje pomoću satelitskih informacija”, objasnio je Tim Wright iz britanskog Centra za posmatranje i modeliranje potresa, vulkana i tektonike (COMET).

Kako znamo da se bliži zemljotres?

Naučnici se svo vrijeme pitaju je li moguće predvidjeti zemljotres.

“Nismo ni blizu kratkoročne prognoze”, rekao je Wright.

Geološki institut SAD-a, koji dokumentira globalne seizmičke događaje, ima web stranicu posvećenu razotkrivanju mitova o predviđanjima.

Nakon velikog zemljotresa postoji ogromna količina podataka koju treba prikupiti i dešifrirati, a neki od njih su odmah korisni.

“Možemo napraviti izračune o mjestima za koja je veća ili manja vjerovatnoća da će imati zemljoterse kao posljedicu [drugog]”, kazao je Wright.

On čeka InSAR podatke sa evropskog satelita koji će prvi put proći iznad južne Turske nakon niza zemljotresa visoke magnitude koji su se dogodili 6. februara.

Njegov tim i drugi koriste ove alate za mjerenje naprezanja na poznatim rasjedima.

Oni mogu modelirati ukupnu količinu energije koja bi na kraju mogla biti oslobođena u zemljotresu na određenom području i brzinu kojom će se osloboditi, s priličnom tačnošću.

“Ali, jednostavno ne znamo kada” će se to dogoditi, rekao je.

“Ne znamo da li bi to mogao biti jedan zemljotres magnitude osam ili deset potresa magnitude 7 [stepeni].”

U područjima koja su za to opremljena, rana upozorenja mogu se emitirati nekoliko sekundi prije udara, kako bi se usporili vozovi ili otvorila vrata za slučaj opasnosti.

Može li nauka ovo shvatiti?

Jedinstveni laboratorij u sjevernom dijelu države New York simulira zemljotrese tokom cijele godine.

Laboratorij za strukturno inženjerstvo i simulaciju zemljotresa (SEESL) Univerziteta u Buffalu ima dva ogromna stola koja podrhtavaju veličine sedam puta sedam metara, od kojih je svaki opremljen za držanje malih zgrada, dijelova mostova ili drugih jedinica infrastrukture.

“Moguće je izgraditi strukture koje ovo mogu preživjeti”, kazao je Michel Bruneau iz SEESL-a, misleći na potres magnitude 7,8 stepeni.

“Možete projektirati strukturu tako da je šteta ograničena, tako da stanari mogu pobjeći”, čak i za zgrade izgrađene od armiranog betona, materijala koji se koristi širom svijeta, dodao je.

Inženjeri mogu projektirati slabe tačke u strukturi tako što će ih odmaknuti od stubova koji drže zgradu i smjestiti ih u manje kritična područja.

Sljedeći korak je “ideja seizmičke otpornosti”, prema kojoj se zgrade mogu “oporaviti“, kaže Bruneau.

U laboratoriju razvijaju tehnologije za konstrukcije sa zamjenjivim dijelovima koji koncentriraju oštećenja, lome se i zatim brzo zamjenjuju, održavajući funkcionalnost zgrade ili mosta.

Vrijeme akumulacije traje desetljećima

Judith Hubbard gostujuća je docentica na školi za nauku o Zemlji i atmosferu Cornell i proučava rasjede širom svijeta.

“Cilj je otkriti koji su dijelovi rasjeda skliznuli i za koliko”, rekla je, jer će to pomoći u procjeni može li doći do okidanja na drugom dijelu rasjeda dok se pririsak prebacuje na sljedeću ranjivu poziciju.

Modeliranje greške zahtijeva što je više moguće informacija, iz što dužeg vremenskog razdoblja.

Usklađivanje tla i radiokarbonsko datiranje područja spadaju u područje paleoseizmologije, mapiranja drevnih događaja koji daju informacije o budućim.

Čak i hemijski zapisi iz koralnih grebena na granicama ploča pomažu da se sastavi priča.

“Ono što je jako teško je što je vrijeme akumulacije [pritiska] tako dugo – desetljećima, milenijima, a oslobađanje [zemljotresa] traje 30 sekundi ili jednu ili dvije minute. Razlika između tih vremenskih skala je tako velika,” rekao je Tobin.