Η πρόβλεψη σεισμών προτού συμβεί είναι το Άγιο Δισκοπότηρο της σεισμολογίας. Εάν γνωρίζαμε πού και πότε θα πληγανόταν ένας καταστροφικός τύμβος, θα μπορούσαμε να εκκενώσουμε τους ανθρώπους, να απενεργοποιήσουμε τις γραμμές αερίου και να φτιάξουμε υποδομές για να προστατέψουμε τις ζωές και τα σπίτια. Δυστυχώς, όπως και το Άγιο Δισκοπότηρο, η πρόβλεψη του σεισμού θεωρείται σε μεγάλο βαθμό μύθος-γνωστή ως σφαίρα "ανόητων και σαλαταναίων" από τον σεισμολόγο Charles Richter, τον άνθρωπο πίσω από την κλίμακα Ρίχτερ.
σχετικό περιεχόμενο
- Οι αργούς σεισμούς είναι ένα πράγμα
Αλλά τώρα, νέα έρευνα υπαινίσσεται ότι οι ζώνες βλαβών που ετοιμάζονται να βουίζουν μπορεί πράγματι να υποστούν φυσικές αλλαγές που τηλεγράφουν ένα σεισμό.
Ο Marco Scuderi, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης, ανακάλυψε ότι θα μπορούσε να ανιχνεύσει αυτές τις αλλαγές με τη λήψη σεισμικών κυμάτων μέσω ενός εργαστηριακού μοντέλου σεισμού. Σε συνδυασμό με τις πραγματικές αναλύσεις των ζωνών βλαβών, αυτό το μοντέλο υποδηλώνει ότι η παρακολούθηση ενεργών βλαβών σε πραγματικό χρόνο μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναπτύξουν συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης και ίσως ακόμη και μια μέρα να προβλέψουν καταστροφικές φθορές πριν ξεκινήσουν. Ο Scuderi και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό Nature Geoscience .
Ο Jean-Paul Ampuero, ένας σεισμολόγος στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας που δεν συμμετείχε στη μελέτη, χαρακτήρισε τη μελέτη διεξοδική και τα αποτελέσματα υποσχέθηκαν. "Πρέπει να διερευνήσουμε τις συνέπειες που έχει στην ικανότητά μας να μετρήσουμε αυτούς τους πρόδρομους πριν από ένα μεγάλο σεισμό", λέει.
Ο Σκουντέρι δεν έφτασε ποτέ να προβλέψει σεισμούς - και είναι προσεκτικός για τη χρήση του "p-word" όταν μιλάει για το έργο του. Αντίθετα, ήθελε να καταλάβει εάν οι τακτικοί σεισμοί προκύπτουν από παρόμοιες διεργασίες όπως οι πιο πρόσφατα ανακαλυμμένοι, ευγενέστεροι ομολόγοι τους, γνωστοί ως αργούς σεισμούς.
"Δεν γνωρίζουμε αν οι γρήγοροι σεισμοί και οι αργές σεισμοί είναι ξαδέλφια ή αν είναι απομακρυσμένοι συγγενείς ή αν δεν είναι καν συγγενείς», εξηγεί ο συν-συγγραφέας και πρώην σύμβουλος του Scuderi Chris Marone, γεωεπιστήμονας στην Πενσυλβάνια Κρατικό Πανεπιστήμιο.
Έτσι Scuderi γύρισε σε μια τεράστια, μεταλλική σεισμική μηχανή σχετικά με το μέγεθος ενός Beetle Volkswagen για να μάθετε. Η Marone δημιούργησε την πρώτη έκδοση αυτής της μηχανής σεισμού στο Penn State στη δεκαετία του 1990, στη συνέχεια συνεργάστηκε με τον Scuderi και συνέταξε τη μελέτη του Cristiano Collettini στο Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης για να κατασκευάσει ένα δεύτερο στην Ιταλία.
"Φαίνεται πολύ μεγάλο και πολύ περίπλοκο, " λέει ο Scuderi. Και είναι - αλλά λέει ότι η λογική πίσω από την εσωτερική λειτουργία του είναι εύκολη. «Με αυτό το μηχάνημα, προσπαθούμε απλώς να αναπαράγουμε όσο το δυνατόν περισσότερο αυτό που συμβαίνει μέσα στη Γη».
Μέσα στο μέταλλο μέταλλο, τα μεταλλικά μπλοκ δρουν σαν τεκτονικές πλάκες που ολισθαίνουν το ένα μετά το άλλο, και το έδαφος επάνω χαλαζία στέκεται για τα θρυμματισμένα βράχια στη διεπαφή μεταξύ των πιάτων. Επειδή οι σεισμοί προέρχονται βαθιά στη Γη και όχι πάνω σε εργαστηριακό πάγκο, οι ερευνητές μπορούν να τροποποιήσουν την οριζόντια και κατακόρυφη δύναμη που ασκείται στα μπλοκ για να αναπαράγουν πιέσεις σε διαφορετικά βάθη κάτω από την επιφάνεια της Γης. Και για να προσομοιώσουν την ακαμψία ή τη συμπιεστότητα των τεκτονικών πλακών, μπορούν να αλλάξουν την ακαμψία του ελατηρίου στο έμβολο που χρησιμοποιείται για να σπρώχνουν τα μπλοκ το ένα μετά το άλλο.
Με το χτύπημα της ακαμψίας του ελατηρίου και της πίεσης στο σφάλμα, ο Scuderi θα μπορούσε να αλλάξει αν οι πλάκες κολλήθηκαν μεταξύ τους, έπειτα ολίσσονται βίαια σαν έναν τυπικό σεισμό ή αργότερα ελευθερώθηκαν με τον καιρό - περισσότερο σαν αργός σεισμός. Το να είναι σε θέση να δημιουργήσει το πλήρες φάσμα της σεισμικής συμπεριφοράς στο εργαστήριο μόνο με την αλλαγή μερικών μεταβλητών του είπε ότι αργούς σεισμούς και γρήγορους σεισμούς μπορεί να προκύψουν από παρόμοιες φυσικές διαδικασίες σε τεκτονικές βλάβες.
Επιπλέον, πριν, κατά τη διάρκεια και μετά τον «σεισμό», πυροβόλησε τα σεισμικά κύματα στο σφάλμα και μέτρησε πώς άλλαξαν καθώς περνούσαν μέσα από αυτό. Τα σεισμικά κύματα ανέκαμψαν πάντοτε ακριβώς πριν το σφάλμα έσπασε - ένα πρόδρομο σήμα που αποδεικνύεται ότι έχει εμφανιστεί και στον πραγματικό κόσμο.
Μεταξύ του 2005 και του 2006, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής έναν σεισμολόγο από το Πανεπιστήμιο Ράις πυροβόλησε σεισμικά κύματα μέσα από το σφάλμα του Σαν Αντρέας από μια τρύπα που είχε βυθιστεί βαθιά στο υπέδαφος. Όταν μέτρησαν τις ταχύτητες των κυμάτων καθώς ταξίδευαν μέσω του λάθους, οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι τα κύματα είχαν επιβραδυνθεί πριν από δύο διαφορετικές σεισμούς. Άλλες μελέτες που μέτρησαν απλώς τον θόρυβο του σεισμικού περιβάλλοντος στις περιοχές βλάβης ανίχνευσαν παρόμοιες επιβραδύνσεις την ίδια χρονική στιγμή με τους σεισμούς, αλλά δεν ήταν τόσο σαφείς για πότε συνέβη ακριβώς αυτές οι επιβραδύνσεις.
Θα είναι μια πρόκληση να παρακολουθούνται ενεργά ζώνες βλαβών για αυτά τα πρόδρομα σήματα έξω από το εργαστήριο. "Έχουν βρεθεί αυτό στο εργαστήριο στην κλίμακα εργαστηριακών πειραμάτων", λέει ο Ampuero. "Πώς μπορείτε να το μετατρέψετε σε μια βλάβη μήκους 100 χιλιομέτρων, όπου η διαδικασία προετοιμασίας για σεισμό συμβαίνει σε βάθος 10 χιλιομέτρων;"
Ο Joan Gomberg, ένας σεισμολόγος με την Αμερικανική Γεωλογική Έρευνα που δεν συμμετείχε σε αυτή την έρευνα, συμφωνεί ότι η προσπάθεια ανίχνευσης αυτών των προδρόμων σημάτων εκτός του εργαστηρίου δεν θα είναι εύκολη - αλλά πιστεύει ότι τα αποτελέσματα του Scuderi θα μπορούσαν να σημαίνουν ότι αξίζει να δοκιμάσουμε. "Εάν είναι εφικτό, είναι εξαιρετικά συναρπαστικό", λέει. "Υποδεικνύει ότι θα μπορούσαν να υπάρξουν τρόποι πρόβλεψης ενός μεγάλου σεισμού ή καταστροφικού σεισμού στην κατασκευή".
