SeismografÎn contextul dezastrului de astăzi, 11.03.2011, din Japonia, provocat de un tsunami care a a avut drept cauză un cutremur în Oceanul Pacific, vă oferim un articol privind prognoza seismică. Vorbim despre ce sunt cutremurele şi dacă acestea pot fi prevăzute.

 

 

 

Se cunosc de zeci de ani plăcile tectonice ale Terrei şi zonele cu risc seismic ridicat. Ceea ce încă nu se cunoaşte este metoda prin care să se facă prognoze seismice sigure. Încercări s-au făcut şi se fac în continuare, se alocă fonduri substanţiale în această direcţie, cautându-se noi metode de predicţie. În ultimii ani au fost instalaţi nenumăraţi senzori în zonele cu risc seismic ridicat pentru crearea unor reţele transfrontaliere de monitorizare a fenomenelor geofizice asociate. Se pare că analiza variaţiei de câmp electromagnetic din zonele de risc seismic ridicat este unul din factorii importanţi în cadrul prognozelor pe termen scurt. În cele ce urmează vom vorbi despre unele aspecte legate de stadiul actual şi perspectivele prognozei seismice.

Ce ne spune ştiinţa despre predicţia de cutremure catastrofale? Se poate realiza o prognoză seismică precisă? Dacă nu acum, atunci poate în viitor? Dacă da, cum? Răspunsul la aceste întrebări  - în cele ce urmează.


Cutremurul este efectul de suprafaţă al unor frământări din adâncuri

Cutremurul de pământ este cel mai imprevizibil şi cel mai catastrofal fenomen al naturii. Nu vom face aici o analiză a mecanismelor ce generează cutremurele de pământ, dar trebuie să amintim că ele sunt, de fapt, efecte de suprafaţă ale unor frământări din adâncul scoarţei terestre: prăbuşiri, detensionări, erupţii vulcanice sau alte deplasări bruşte ale unor cantităţi imense de rocă sau magmă. În zonele de tranziţie dintre diversele plăci tectonice, aceste frământări interne au de multe ori, la suprafaţă, efecte catastrofale. Europa de vest, cu excepţia Italiei, este o zonă unde nu s-au semnalat cutremure catastrofale şi se poate spune că, din acest punct de vedere, este o zonă sigură.

În schimb, partea de est a Europei şi zona de trecere spre continentul asiatic este extrem de activă din punct de vedere seismic. În Asia, zona Kashmirului din Pakistan, Asia de sud-est şi Japonia sunt zone populate şi cu risc seismic ridicat. De asemenea, pe coasta de vest a Americii de Nord şi a Americii de Sud cutremurele catastrofale sunt dese şi intense. Colective importante de cercetători în Fizica Pământului s-au format tocmai în aceste zone, fiind renumite cele din Japonia, Statele Unite, Italia, Grecia şi, nu în ultimul rând, România.

 

Procesele mecanice din adâncul scoarţei produc unde electromagnetice ce pot să străbată straturile de rocă, ajungând la suprafaţă

Se ştie că multe materiale cristaline, când sunt supuse unor presiuni mecanice sau deformări, generează un câmp electric (efectul piezoelectric). Pe acest principiu funcţionează pick-up-ul cu cristal, microfonul cu electret şi mulţi alţi senzori de vibraţii. De asemenea, fricţiunea dintre două corpuri slab conductoare de electricitate provoacă o deplasare de sarcini electrice ce are ca efect apariţia unui câmp electric. Dacă luăm în calcul acest efect triboelectric, suprapus cu cel piezoelectric şi cu faptul că totul se petrece în adâncurile scoarţei la nivel de placă tectonică continentală sau transcontinentală, vom înţelege că vorbim de fenomene care generează câmpuri electromagnetice foarte intense. Ei bine, veţi spune că la suprafaţă sunt multe aparate sensibile la unde radio şi era imposibil ca până acum aceste perturbaţii să nu fi fost puse în evidenţă. Dar straturile de rocă sunt opace pentru undele electromagnetice şi  acestea sunt rapid atenuate atunci când vin de la multe zeci de kilometri adâncime. În schimb, undele electromagnetice de foarte joasă frecvenţă (de ordinul zecilor de hertzi sau chiar mai mici), pot străbate straturile de rocă cu atenuări mult mai mici. Cu alte cuvinte, roca nu mai este la fel de opacă pentru undele cu frecvenţă foarte joasă.

 

 

Seismograf

Seismografe la INFP Măgurele
(foto Paul Dolea)


În ultimii ani, geofizicienii specializaţi în studiul cutremurelor au început să dea o importanţă din ce în ce mai mare interdependenţei dintre magnitudinea cutremurelor şi emisia de unde electromagnetice de foarte joasă frecvenţă, plasând senzori adecvaţi în zonele cu risc seismic ridicat şi analizând atent rezultatele înregistrate înainte, în timpul şi după încetarea mişcărilor telurice de mare amplitudine.

 

Pot fi prevăzute cutremurele catastrofale?

Cutremurul de la Loma Prieta (California, 17 octombrie 1989), de la Kobe (Japonia, 17 ianuarie 1995) şi foarte recent, Aquila (Italia, 06 aprilie 2009), ca să enumerăm doar câteva cutremure mai mediatizate, au fost însoţite de fenomene electromagnetice precursoare ce au fost puse în evidenţă în înregistrări indubitabile. Această intensificare a emisiei de unde electromagnetice de foarte joasă frecvenţă apare cu zeci de ore înaintea unui cutremur devastator, iar cu câteva minute înainte de declanşarea mişcărilor telurice de suprafaţă, intensitatea emisiei creşte brusc. Multe animale, păsări sau peşti sunt sensibile la acest gen de unde şi ajung într-o stare de agitaţie aparent inexplicabilă. Pot de asemenea să apară ionizări ale atmosferei, dând impresia formării unor “aurore boreale”, chiar dacă evenimentul are loc undeva, departe de poli.

Punerea în evidenţă pe cale experimentală a acestor unde electromagnetice este foarte dificilă, necesitând aparatură specială şi extrem de sensibilă. Costurile aferente sunt foarte mari, având în vedere că trebuie menţinute în funcţiune staţiile de monitorizare, zi şi noapte, timp de zeci de ani, în aşteptarea unui cutremur devastator. Dar asemenea organismelor meteorologice transfrontaliere, geofizicienii şi staţiile lor seismologice intensifică colaborările şi schimbul de informaţii în acest domeniu, încercând să găsească metode repetitive şi cât mai credibile de prognoză. Au apărut şi hărţi de predicţie pentru zonele de interes. De exemplu, în cadrul unui proiect de colaborare dintre Advanced National Seismic System (ce este parte a United States Geological Survey) şi Swiss Seismological Service se publică zilnic, pentru următoarele 24 ore, o hartă asemănătoare cu cele izotermice sau izobare utilizate în meteorologie, ce redă în termeni probabilistici şi culori sugestive, riscul unui seism major în diverse zone din California.

 

Seismograf

Prognoza de risc seismic pentru 24 ore în California
(credit United States Geological Survey)

 

Ce va urma?

Următorii ani vor aduce, în mod sigur, noi informaţii referitoare la cauzele geofizice ale cutremurelor catastrofale. Dezvoltarea unei reţele globale de monitorizare a fenomenelor precursoare (mecanice, electromagnetice, radiative, etc.), dezvoltarea unor modele matematice de predicţie de mare anvergură şi din ce în ce mai fidele va permite sper, în final, elaborarea unor buletine de avertizare cu grad înalt de credibilitate. Dar până atunci, va trebui să mai urmărim, cu o oarecare teamă, peniţele tremurânde ale seismografelor...