Η Τουρκία και το λάθος στα μοντέλα πρόβλεψης σεισμών

Η Κωνσταντινούπολη κουνήθηκε, μετά τον σεισμό 6,2 Ρίχτερ, περίπου 80 χιλιόμετρα δυτικά Πόλης, στη Θάλασσα του Μαρμαρά. Ακολούθησαν αρκετοί μετασεισμοί, με τον μεγαλύτερο να είναι 5,3.

Η Τουρκία διασχίζεται από δύο μεγάλα ρήγματα και ως εκ τούτου σεισμοί είναι συχνοί. Είναι ζωντανές οι μνήμες του μεγα-σεισμού μεγέθους 7,8 στις 6/2 του 2023, με επίκεντρο 26 χιλιόμετρα ανατολικά της πόλης Νουρνταγί, σε βάθος 18 χιλιομέτρων, στο Ρήγμα της Ανατολικής Ανατολίας. Οι νεκροί ήταν περισσότεροι από 53.000 στη γείτονα και 6.000 στα βόρεια μέρη της Συρίας.

Τι έδειξαν και οι σεισμοί στην Τουρκία

Στην πρόσφατη Ετήσια Συνάντηση της Σεισμολογικής Εταιρείας των ΗΠΑ, οι ερευνητές ασχολήθηκαν με ένα φαινομενικά απλό ερώτημα: πόσο πλατιά είναι τα ρήγματα.

Η Christie Rowe του Σεισμολογικού Εργαστηρίου της Νεβάδα στο University of Nevada, Reno και ο Alex Hatem του Γεωλογικού Ινστιτούτου των ΗΠΑ ανέλυσαν παγκόσμια δεδομένα από μεμονωμένους σεισμούς, συμπεριλαμβανομένων αυτών της Τουρκίας, προκειμένου να βρουν μια πιο ολοκληρωμένη απάντηση, που να εξηγεί τις επιφανειακές ρήξεις και τις βαθύτερες κινήσεις των ρηγμάτων, συμπεριλαμβανομένων των ζωνών ερπυσμού.

Σε προηγούμενη συνάντηση είχε αναφερθεί ότι οι ζώνες ρηγμάτων, όπως αυτές που παρατηρήθηκαν στην Τουρκία, είναι πολύπλοκα, διακλαδισμένα δίκτυα που εκτείνονται σε εκατοντάδες μέτρα, με πολλαπλά ρήγματα που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια γεγονότων όπως οι σεισμοί ΝΑ Τουρκίας του 2023 (M7,8 και M7,5). Αυτές οι ιδέες ήταν μέρος μιας ευρύτερης μελέτης που αμφισβητούσε την έννοια των στενών ρωγμών.

Όπου ζώνες ερπυσμού είναι προϊόν ερπυστικής παραμόρφωσης. Δηλαδή, πολύ αργής και συνεχούς παραμόρφωσης των πετρωμάτων, κατά μήκος ενός ρήγματος, χωρίς να προκαλείται σεισμός -χωρίς απότομη θραύση. Μπορεί να συμβαίνει είτε στην επιφάνεια της Γης, είτε σε μεγαλύτερα βάθη. Είναι τύπος ‘πλαστικής’ παραμόρφωσης που σχετίζεται με την αργή κίνηση των τεκτονικών πλακών ή τη συσσώρευση τάσης σε ένα ρήγμα.

Στη συνάντηση της αμερικανικής Σεισμολογικής Εταιρείας αναφέρθηκε πως οι ζώνες ρήγματος είναι συχνά ευρείες.

«Πρόκειται για δίκτυα με διακλαδώσεις και όχι στενές γραμμές, γεγονός που κάνει απαραίτητη την στροφή σε τρισδιάστατα μοντέλα για καλύτερη πρόβλεψη σεισμών και ανάλυση κινδύνου. Εν τω μεταξύ, οι στενές ζώνες ερπυσμού υπογραμμίζουν πιθανά σφάλματα στην ερμηνεία των σεισμικών γεγονότων του παρελθόντος.

Όπως είπε ο Rowe “η ερπυστική παραμόρφωση δεν λαμβάνεται πάντα υπόψη στον υπολογισμό των διαστημάτων επανάληψης, οπότε η διαπίστωση ότι οι ζώνες ερπυσμού είναι αρκετά στενές σημαίνει ότι θα πρέπει να γνωρίζουμε πως ίσως συγχέουμε την ερπυστική με τη σεισμική ολίσθηση, όταν μελετάμε αυτά τα παλαιοσεισμικά αρχεία.

Ως γεωλόγος, πάντα ένιωθα μια νοητική ασυνέχεια όταν μιλούσα με μοντελιστές σεισμών που χρησιμοποιούν δισδιάστατα χαρακτηριστικά για να προσομοιώσουν σεισμούς. Αυτή η αντοχή στην ολίσθηση, η δύναμη ή η τριβή, προκύπτει από έναν όγκο πετρώματος που παραμορφώνεται κατά τη διάρκεια ενός σεισμού ή στο μεσοδιάστημα μεταξύ σεισμών. Άρα, το μέγεθος αυτού του όγκου ελέγχει την αντοχή του ρήγματος με πολύ απτούς τρόπους”».

ΠΟΛΛΟΙ ΣΕΙΣΜΟΙ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΟΥΝ ΠΟΛΛΑΠΛΑ ΡΗΓΜΑΤΑ

Τα ευρήματά των Rowe και Hatem ήταν βασισμένα σε πρόσφατες παρατηρήσεις σεισμών σε όλον τον κόσμο, από ποικιλία δεδομένων, όπως χάρτες ρηγμάτων και πλάτη ζωνών ερπυσμού από έρευνες που καταγράφουν αργές μετατοπίσεις σημείων κατά μήκος ρηγμάτων, όπως και δορυφορικές παρατηρήσεις, θέσεις μετασεισμών, και περιοχές που ορίζονται από συγκεκριμένους τύπους πετρωμάτων που αποτελούν δείκτες ερπυσμού και παραμόρφωσης.

Η μελέτη δείχνει πως οι ζώνες ρηγμάτων είναι πολύ πιο ευρείες από ό,τι υπέθεταν έως τώρα οι επιστήμονες και αμφισβητούν τα παραδοσιακά μοντέλα «τονίζοντας την ανάγκη για τρισδιάστατα μοντέλα ζωνών ρήγματος, για τη βελτίωση της πρόβλεψης σεισμών και της ανάλυσης κινδύνων».

Σημειώθηκε και ότι οι σεισμοί, όπως αυτοί στην Τουρκία, περιλαμβάνουν πολλαπλά ρήγματα, με σημαντικές ρωγμές να σημειώνονται σε μια ευρεία ζώνη.

«Αυτό υποδηλώνει ότι σημαντικά τμήματα του ευρέος φάσματος ρηγμάτων που αναπτύσσονται σε πολλούς σεισμούς μπορούν να ενεργοποιηθούν σε έναν και μόνο σεισμό», δήλωσε η Rowe, προσθέτοντας ότι αυτό το πλάτος αντιστοιχεί κάποιες φορές περίπου στο πλάτος των ζωνών που έχουν καθοριστεί για την ασφαλή δόμηση στην Καλιφόρνια.

«Θέλουμε να κατανοήσουμε πώς αυτό μπορεί να αλλάξει πράγματα όπως τα πρότυπα σεισμικής δόνησης που θα αναμέναμε ή το πόση ενέργεια “βγαίνει” από έναν σεισμό, διότι δεν είναι το ίδιο να έχεις ολίσθηση κατανεμημένη σε πολλά ρήγματα, σε σχέση με το να γίνεται όλη σε ένα και μόνο ρήγμα».

Oι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το πλάτος των ζωνών ερπυσμού στους εν λόγω σεισμούς είναι πολύ πιο στενό, κοντά στην επιφάνεια, αλλά και σε βάθος 10–25 χιλιομέτρων μέσα στη Γη, με τη Rowe να λέει πως «οι ζώνες ερπυσμού, με πλάτος μεταξύ 2 και 10 μέτρων, ίσως αποτελούν τη πιο εντοπισμένη συμπεριφορά που μπορεί να παρουσιάσει ένα ρήγμα».