Όταν η Γη κτυπά

Πηγή: Popular Science, Μάιος 2005

Τσουνάμι, ηφαίστεια, τυφώνες, κατολισθήσεις - Το μόνο βέβαιο για τα δολοφονικά στοιχεία της Φύσης είναι ότι δεν θα σταματήσουν ποτέ να μας πλήττουν. Μόνη μας άμυνα: ακόμα καλύτερες προβλέψεις και μέτρα προστασίας.

Εμείς οι άνθρωποι είμαστε εφήμεροι επισκέπτες σ' αυτό τον «οξύθυμο» βράχο του σύμπαντος. Στις 26 Δεκεμβρίου του 2004, στις 00:58:49 ώρα Γκρίνουιτς, η Μητέρα Γη φρόντισε να μας θυμίσει ξανά αυτή την αναπόδραστη αλήθεια, με ένα σεισμό 9,15 Ρίχτερ σύμφωνα με τελευταίες εκτιμήσεις.

Για εκατομμύρια χρόνια, μία τεκτονική πλάκα του φλοιού της Γης - η Ινδική - έσπρωχνε ένα εξίσου πεισματάρικο κομμάτι βράχου που ονομάζεται Πλάκα της Μπούρμα. Σαν να συγκρούονταν δύο τιτάνες, ένα τεράστιο ποσό συσσωρευμένης κινητικής ενέργειας απελευθερώθηκε όταν η Ινδική πλάκα εισχώρησε κάτω από τη δεύτερη, μόλις 160 χλμ. από τη Σουμάτρα της Ινδονησίας.

Ο σεισμός προκάλεσε παραμορφώσεις του φλοιού της Γης έως και 4.500 χιλιόμετρα μακριά από το επίκεντρό του - σε απόσταση πέντε ή έξι φορές μεγαλύτερη από ό,τι προηγούμενοι μεγάλοι σεισμοί. Ενώ η εκλυόμενη ενέργεια ισοδύναμη με την έκρηξη 25.000 ατομικών βομβών του Ναγκασάκι - μετατόπισε τον άξονα περιστροφής της Γης, μείωσε μόνιμα τη διάρκεια της ημέρας και προκάλεσε τεράστια υδάτινα τείχη που κατέκλυσαν χιλιάδες χιλιόμετρα ακτογραμμών - από το Andaman έως την Αραβία -, στέλνοντας σχεδόν ακαριαία στο θάνατο τουλάχιστον 200.000 ανθρώπους.

Το πιο τρομακτικό, όμως, σχετικά με την πρόσφατη καταστροφή που προκάλεσαν τα τσουνάμι είναι ότι σχεδόν σίγουρα θα ξαναζήσουμε αυτό το σκηνικό φρίκης. Το μόνο που μπορούμε να κάνουμε για να προστατευτούμε είναι ν' αναπτύξουμε τεχνικές για να γνωρίζουμε πού και πότε θα συμβούν τέτοιες μαζικές φυσικές καταστροφές.

Ευτυχώς, οι πρόοδοι στην τηλεπισκόπηση μέσω δορυφόρων, στην ανάπτυξη προσομοιώσεων σε υπολογιστές, στα ραντάρ, στην παρακολούθηση των σεισμών και στην πρόγνωση του καιρού δίνουν στους επιστήμονες ένα πλεονέκτημα. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν δορυφόρους προκειμένου, για παράδειγμα, ν' ανιχνεύουν ανεπαίσθητες μεταβολές της μορφολογίας του εδάφους.

Όχι ότι αυτό το οπλοστάσιο υψηλής τεχνολογίας κάνει αναγκαστικά τον κόσμο πιο ασφαλή. Το πρόβλημα, σημειώνουν οι ειδικοί, είναι ότι οι άνθρωποι συγκεντρώνονται απερίσκεπτα στις πιο επικίνδυνες περιοχές της Γης, με την αύξηση των κατοικιών και των δραστηριοτήτων σε δυνητικά καταστροφικές ζώνες. Η ανησυχία δεν έχει απλώς να κάνει με την τάση μας ν' αδιαφορούμε για τα «οικιστικά όρια ασφαλείας». Οι άνθρωποι επίσης δε σταματούν ν' αλλοιώνουν ή να καταστρέφουν τους φυσικούς αμυντικούς μηχανισμούς του πλανήτη. "Εάν εξαφανίσουμε την παραλιακή τροπική βλάστηση, καταστρέψουμε τους κοραλλιογενείς υφάλους και εξαλείψουμε τους βάλτους», προειδοποιεί η Ellen Prager, θαλάσσια γεωλόγος και συγγραφέας του βιβλίου Μαινόμενη Γη: επιστήμη και φύση των σεισμών των ηφαιστείων και των τσουνάμι, "θα είμαστε ακόμη περισσότερο ευάλωτοι στις καταστροφικές καταιγίδες και τα τσουνάμι".

Τα δυσάρεστα νέα είναι ότι ο κίνδυνος γίνεται ολοένα μεγαλύτερος, καθώς όπου αυξάνεται ο πληθυσμός πρέπει ν' αλλάξει η γεωμορφολογία της περιοχής για να μπορέσει αυτός να συντηρηθεί. Τα ευχάριστα: νέα εργαλεία χαρτογράφησης και ψηφιακής απεικόνισης, όπως και ολοένα πιο αξιόπιστες υπολογιστικές προσομοιώσεις, αυξάνουν τη δυνατότητα των επιστημόνων να υπολογίζουν ποιες περιοχές θα μπορούσαν να πλήξουν οι πιο θανατηφόρες καταστροφές.

Ηφαίστεια

Εάν ποτέ πετούσατε πάνω από την κορυφή του Βεζούβιου στην Ιταλία, το θέαμα θα σας έκοβε το αίμα. Πυκνοκατοικημένα προάστια της γειτονικής Νάπολι φθάνουν έως τις πλαγιές ενός από τα βιαιότερα ηφαίστεια της γης. Έως το 79 μ.Χ., όταν ο Βεζούβιος εξερράγη αναπάντεχα και ενταφίασε την Πομπηία και τους 3.000 κατοίκους της κάτω από 4,5 μ. καυτής τέφρας, το ηφαίστειο είχε εκραγεί τουλάχιστον 30 φορές. Στην Πομπηία η καταστροφή ήταν ολοκληρωτική• τίποτε δεν ήταν γνωστό για την κάποτε πολύβουη ρωμαϊκή πόλη έως ότου ανακαλύφθηκε από τους αρχαιολόγους 1.600 χρόνια αργότερα.

Για την εκρηκτική φύση της Γης ευθύνεται ό,τι βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της. Η θερμοκρασία των ωκεανών μάγματος που κοχλάζει κάτω από το γήινο φλοιό φθάνει τους 1.100° C. Η θερμότητα αναγκάζει το μάγμα να κινηθεί ανοδικά μέσα στο φλοιό, εάν αρκετή ποσότητα μάγματος συγκεντρωθεί σε διαπερατό σημείο, εκτινάσσεται από εκεί στην επιφάνεια. Εδώ και αιώνες αυτό ακριβώς συμβαίνει στον Βεζούβιο, στη σκιά του οποίου ζουν σήμερα περισσότεροι από δύο εκατομμύρια άνθρωποι. "Γνωρίζουμε ότι από τον Βεζούβιο ίσως προέλθει μία τεράστια ηφαιστειακή έκρηξη", παρατηρεί ο William Menke, καθηγητής γήινων και περιβαλλοντικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο Columbia. Αυτό που δε γνωρίζουμε είναι το πότε. Με την ελπίδα της έγκαιρης πρόγνωσης, επιστήμονες από το Παρατηρητήριο του Βεζούβιου ελέγχουν τους σεισμικούς αισθητήρες που έχουν εγκατασταθεί εδώ και καιρό στο ηφαίστειο και καταγράφουν τις ανεπαίσθητες δονήσεις μέσα στο βουνό. Μία σειρά σεισμικών δονήσεων ίσως σηματοδοτεί ότι η έκρηξη βρίσκεται προ των πυλών.

Από την άλλη πλευρά, ένα ηφαίστειο μπορεί να είναι έτοιμο να εκραγεί χωρίς να παρατηρηθεί νωρίτερα ούτε μία αισθητή δόνηση. Ίσως το πιο χρήσιμο σύγχρονο εργαλείο για τους επιστήμονες που προσπαθούν να προσδιορίσουν εάν ένα ηφαίστειο είναι έτοιμο ν' αφυπνιστεί είναι το InSAR (Συμβολομετρία με ραντάρ συνθετικού διαφράγματος). Από τις αρχές της δεκαετίας του 1990, οι δορυφόροι που φέρουν τις αντίστοιχες συσκευές εκπέμπουν κύματα ραντάρ προς το έδαφος. Όταν τα κύματα επιστρέφουν στο δορυφόρο, το InSAR καταγράφει την ένταση του σήματος τους (που δείχνει το ποσοστό που ανακλάσθηκε συγκριτικά με το ποσοστό που απορροφήθηκε) και τη φάση τους (με την οποία υπολογίζεται ο συνολικός χρόνος κίνησης των κυμάτων). Με το InSAR οι επιστήμονες είναι σε θέση να εντοπίσουν τις μικροσκοπικές παραμορφώσεις της γήινης επιφάνειας όταν δεν υπάρχει σεισμική δραστηριότητα.

To InSAR είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη μελέτη των ηφαιστείων σε χώρες οι οποίες συνήθως παραλείπονται από τις ερευνητικές επισκέψεις των Δυτικών επιστημόνων. Αν και ηφαίστεια όπως ο Βεζούβιος, το Rainer στην Πολιτεία της Ουάσιγκτον και το Φούτζι στην Ιαπωνία προσελκύουν το ενδιαφέρον των ειδικών, υπάρχουν πολλά εξίσου επικίνδυνα ηφαίστεια στην Κεντρική και Νότια Αμερική, καθώς και στην Ινδονησία. Το ηφαίστειο Gede απέχει μόλις 64 χλμ. από την πόλη της Τζακάρτα και τους 9 εκατομμύρια κατοίκους της. Η περιοχή γύρω από το Jede είναι πολύ δημοφιλής στους ντόπιους για διήμερες εκδρομές -μέχρι και γήπεδο γκολφ υπάρχει πάνω στο ηφαίστειο.

To Popocatepetl, στα 5.500 μ., υψώνεται πάνω από την πόλη του Μεξικού σε απόσταση μόλις 29 χλμ. Το «καπνισμένο βουνό» έχει εκραγεί 36 φορές ενώ σχεδόν κάθε μήνα εκτοξεύονται από το εσωτερικό του ατμοί και αέρια. Η καλδέρα του Atitlan απέχει 120 χλμ. από την πόλη της Γουατεμάλα. Με έναν απλό περίπατο στην πόλη, παρατηρεί ο Stanley Williams, καθηγητής Γεωλογίας και Ηφαιστειολογίας στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, "θα συνειδητοποιούσε κανείς ότι όλοι οι βράχοι πάνω στους οποίους πατάει προήλθαν από το Atitlan. Εάν αυτή η έκρηξη γινόταν σήμερα, θα σκότωνε πιθανότατα το 90% του πληθυσμού της χώρας". Για οποιοδήποτε από αυτά τα ηφαίστεια, η χρήση του InSAR για την πρόβλεψη πιθανής έκρηξης εξαρτάται από τη μορφολογία του εδάφους -οι βραχώδεις ή άγονες επιφάνειες παράγουν καλύτερες εικόνες από τις χιονισμένες ή δενδρόφυτες εκτάσεις.

Πως ένας δορυφόρος, ο INSAR, χρησιμοποιεί το ραντάρ για την πρόβλεψη ενδεχόμενης έκρηξης

Παραδοσιακά, οι επιστήμονες βασίζονταν σε μετρήσεις σεισμικών δονήσεων προκειμένου να προβλέψουν ηφαιστειακές εκρήξεις, οι οποίες, ωστόσο, σε ποσοστό 50% και πλέον δεν προσφέρουν ανάλογες σεισμικές ενδείξεις Αυτό το κενό καλύπτει το INSAR ένα δορυφορικό σύστημα χρονικής υστέρησης το οποίο ανιχνεύει τη διόγκωση της γης που συχνά προηγείται της ηφαιστειακής δραστηριότητας.

1. Ένας δορυφόρος τηλεπισκόπησης, 800 χλμ. πάνω από τη Γη, εκπέμπει έναν παλμό ραντάρ, ο οποίος σκεδάζεται στη γήινη επιφάνεια και ανακλάται πίσω στο δορυφόρο. To InSAR έχει ένα σαφές πλεονέκτημα απέναντι στους οπτικούς δορυφορικούς δέκτες, επειδή σε αντίθεση με το ορατό φως τα κύματα των ραντάρ διαπερνούν τα νέφη και είναι εξίσου αποτελεσματικά και στο σκοτάδι της νύχτας.

2. Έπειτα από μερικές εβδομάδες, το διαστημικό σκάφος διέρχεται για δεύτερη φορά από το ίδιο σημείο, εκπέμπει ένα δεύτερο παλμό και ανιχνεύει τυχόν μεταβολές στην τοπογραφία της περιοχής με ακρίβεια μικρότερη του εκατοστού.

3. Όταν ποσότητες μάγματος αρχίσουν να κινούνται ανοδικά από τα έγκατα του ηφαιστείου, οι δορυφόροι που είναι εξοπλισμένοι με το σύστημα InSAR καταγράφουν τις παραμορφώσεις της επιφάνειας που οι επίγειοι ανιχνευτές ίσως να μην μπορέσουν ν' ανιχνεύσουν.

Οι σεισμοί

Γνωρίζουμε τα εξής: οι σεισμοί πλήττουν περιοχές κατά μήκος των ρηγμάτων του φλοιού της Γης, στις οποίες οι λιθοσφαιρικές πλάκες εφάπτονται και συμπιέζονται. Η διαφορά μεταξύ ενός απαλού τρέμουλου της γης και ενός σεισμού που ξεπερνάει σε μέγεθος τους 8 βαθμούς της κλίμακας Ρίχτερ είναι εάν οι πλάκες μετακινούνται όταν τα μεταξύ τους φορτία είναι σχετικά μικρά ή έπειτα από τη συσσώρευση τεράστιων πιέσεων.

Ο υπολογισμός του χρόνου εκδήλωσης ενός σεισμού είναι δύσκολη υπόθεση. «Απέχουμε πολύ ακόμη από την εποχή της πρόβλεψης των σεισμών», λέει ο Thomas Heafon, καθηγητής γεωφυσικής και πολεοδομίας στο Caltech. Μπορεί οι επιστήμονες να μην μπορούν να υπολογίσουν πότε θα συμβεί ο επόμενος σεισμός, μπορούν όμως όλο και πιο αποτελεσματικά να προσδιορίσουν τις περιοχές εκείνες όπου μεγάλες σεισμικές δονήσεις θα επέφεραν σημαντικές απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και οικονομική καταστροφή. «Πρόκειται για πόλεις με πολλά εξαώροφα έως και δεκαώροφα κτίρια κατασκευασμένα από οπλισμένο σκυρόδεμα», σημειώνει ο Heaton.

Στη λίστα του περιλαμβάνει την Τεχεράνη στο Ιράν και την Κωνσταντινούπολη στην Τουρκία -δύο πόλεις με πληθυσμό μεγαλύτερο των 1 2 εκατομ. και μεγάλα, βαθιά σεισμικά ρήγματα σε μικρή ακτίνα. Ακόμη περισσότερο επικίνδυνο είναι το τεράστιο ρήγμα των Ιμαλαΐων στη Βόρεια Ινδία. Οι τρεις Πολιτείες της Ινδίας από τις οποία περνάει έχουν συνολικά πληθυσμό πάνω από 25 εκατομ. κατοίκους, που ζουν κυρίως σε «χάρτινες» κατασκευές από τσιμέντο ή λάσπη.

Ο Jean-Philippe Avouac, καθηγητής γεωλογίας και διευθυντής του Τεκτονικού Παρατηρητηρίου στο Caltech, ταξίδεψε πέρυσι στο Νεπάλ για να μελετήσει ένα τμήμα του ρήγματος των Ιμαλαΐων. «Ένα μεγάλο μέρος του ρήγματος μεταξύ του Κατμαντού και του Dehradun, βόρεια του Δελχί, εδώ και δύο αιώνες δεν έχει προκαλέσει, εξ όσων γνωρίζουμε, κανένα ισχυρό σεισμό», σημειώνει. «Αργά ή γρήγορα [το ρήγμα] θα ενεργοποιηθεί, με τεράστια ενδεχομένως εκατόμβη θυμάτων, δεδομένης της πυκνότητας δόμησης στη Βόρεια Ινδία, της κατάστασης του εδάφους -το οποίο ρευστοποιείται εύκολα-και των κατασκευαστικών μεθόδων που χρησιμοποιούνται».

Ο Heaton εκθειάζει τη συμβολή τεχνολογιών όπως το InSAR και το GPS, χαρακτηρίζοντας τες ως «εκπληκτικά εργαλεία που μας έχουν βοηθήσει να κατανοήσουμε σε ποια σημεία της Γης συσσωρεύονται πιέσεις». Ακόμη περισσότερες ελπίδες αφήνει το σύστημα EarthScope -το οποίο, δυστυχώς, δεν πρόκειται να βελτιώσει παρά ελάχιστα την κατάσταση για χώρες όπως το Ιράν, η Τουρκία ή η Ινδία. Προϊόν της συνεργασίας της Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ και του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, το EarthScope θα περιλαμβάνει έναν αισθητήρα που θα εγκατασταθεί σε βάθος 3 χλμ. μέσα στο ρήγμα του San Andreas στην Καλιφόρνια και ένα δίκτυο εθνικής εμβέλειας από εκατοντάδες αισθητήρες GPS και μετρητές τάσης κατά μήκος των παρυφών της Ειρηνικής και της Βορειοαμερικανικής τεκτονικής πλάκας.

Για την ώρα, πάντως, η πλέον ελπιδοφόρα τεχνολογία για τις ζώνες υψηλού σεισμικού κινδύνου είναι το Παγκόσμιο Σεισμικό Δίκτυο (GSN), το οποίο αποτελείται από 135 ειδικές διατάξεις εγκατεστημένες σε όλο τον κόσμο, οι οποίες καταγράφουν τους σεισμούς σε πραγματικό χρόνο και στη συνέχεια αναμεταδίδουν τις πληροφορίες μέσω δορυφόρων ή του Διαδικτύου.

Πρόγνωση σεισμών

Για πρώτη φορά οι κάτοικοι της Καλιφόρνιας θα μπορούν μέσω του δικτύου να γνωρίζουν και το ενδεχόμενο εκδήλωσης σεισμών. Είναι μια υπηρεσία που δημιουργήθηκε από την Αμερικανική Γεωλογική Υπηρεσία και θα ενημερώνεται ανά μία ώρα. Στην πρόγνωση υπολογίζονται οι πιθανότητες εκδήλωσης κάποιου μεγάλου επίγειου σεισμού, σε συγκεκριμένες περιοχές, κατά τη διάρκεια ενός εικοσιτετράωρου. 

Στο δίκτυο θα εμφανίζεται ένας χάρτης με διαφορετικά χρώματα ανάλογα με την πιθανότητα εκδήλωσης σεισμού. Οι περιοχές με κόκκινο χρώμα θα έχουν πιθανότητα εκδήλωσης ισχυρού σεισμού μέσα στο επόμενο εικοσιτετράωρο (πιθανότητα 1 στις 10), ενώ εκείνες με μπλε θα έχουν τη μικρότερη πιθανότητα (1 στο εκατομμύριο).

Οι χάρτες πρόβλεψης των σεισμών δημιουργούνται μετά από την εξέταση πολλών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων της εξέτασης του ρήγματος του San Andreas και άλλων ενεργών ρηγμάτων στην Καλιφόρνια με σεισμικά όργανα. Εκτός από τις σεισμολογικές μετρήσεις, συνυπολογίζεται το ιστορικό των σεισμικών δονήσεων σε κάθε περιοχή, καθώς και των μετασεισμών που ακολούθησαν.

Τσουνάμι

Εάν ρωτήσετε τους γεωλόγους πού θα μπορούσαν να εμφανιστούν τα επόμενα κύματα τσουνάμι, θα πάρετε από όλους την ίδια απάντηση: στη Βόρεια Αμερική και συγκεκριμένα στη Βορειοδυτική Ακτή του Ειρηνικού. Εκεί βρίσκεται η Ζώνη Καταβύθισης Cascadia, ένα ρήγμα μήκους 1.100 χλμ., παράλληλο προς τις ακτές, που εκτείνεται από τη Βόρεια Καλιφόρνια έως τη νήσο Βανκούβερ.

Όπως και στην περίπτωση σύγκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών στον Ινδικό Ωκεανό, που προκάλεσε τα τσουνάμι τον περασμένο Δεκέμβριο, η ζώνη Cascadia είναι το «σημείο προστριβής» της πλάκας Juan de Fuca με την πλάκα της Βόρειας Αμερικής. Τα φορτία που αναπτύσσονται υπογείως στην επιφάνεια επαφής των δύο πλακών θα μπορούσαν τελικά να οδηγήσουν σε θραύση των πετρωμάτων, όπως ακριβώς συνέβη στη Νοτιοανατολική Ασία -ένα φαινόμενο που οι γεωλόγοι ονομάζουν «μεγα-ωστικό σεισμό».

Οι σεισμοί σ' αυτή τη ζώνη σύγκλισης μπορούν εύκολα ν' αγγίξουν σε μέγεθος τους 9 βαθμούς της κλίμακας Ρίχτερ, εξηγεί ο Eric Gelst, γεωφυσικός από τη Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ, που έχει αναπτύξει προσομοιώσεις οι οποίες δείχνουν με ποιο τρόπο κύματα τσουνάμι από τη ζώνη Cascadia θα μπορούσαν να πλήξουν τις κατοικημένες περιοχές του Νοτιοδυτικού Ειρηνικού.

«Σε έναν από αυτούς τους ισχυρούς σεισμούς, η ακτογραμμή θα υποχωρήσει κατά ένα με δύο μέτρα», σημειώνει, επισημαίνοντας ότι αυτό θα συμβεί ακαριαία. «Σύμφωνα με το μοντέλο, τα παλιρροϊκά κύματα θα μπορούσαν να φθάσουν σε ύψος τα 20 μέτρα ή και περισσότερο». Πόλεις όπως π Seaside στο Όρεγκον, η Crescent στην Καλιφόρνια και η Westport στην Ουάσιγκτον ίσως να βυθίζονταν στο νερό μέσα σε λίγα μόλις λεπτά.

Είναι σχεδόν αδύνατο να προβλέψουν οι γεωλόγοι πότε ακριβώς θα ενεργοποιηθεί η ζώνη Cascadia. Καθώς εδώ και πολλά χρόνια δεν έχει παρατηρηθεί καμιά σεισμική δραστηριότητα στην περιοχή, είναι δύσκολο να υπολογιστεί η συχνότητα των σεισμικών δονήσεων. Γεωλογικές ενδείξεις για επτά ισχυρούς σεισμούς τα τελευταία 3.500 χιλιάδες χρόνια με επίκεντρο το ρήγμα Cascadia οδηγούν τους επιστήμονες στο συμπέρασμα ότι κύματα τσουνάμι δημιουργούνται στην περιοχή με συχνότητα 3 έως 5 αιώνες.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν πρόσφατα ότι το 1700 τεράστια παλιρροϊκά κύματα έπληξαν τις νοτιοδυτικές ακτές του Ειρηνικού. Εντόπισαν επίσης ιαπωνικά κρατικά έγγραφα του ίδιου έτους που αναφέρονται σε μεγάλα κύματα τσουνάμι, ενώ σε αρκετά μεγάλη απόσταση από τις ακτές της Ουάσιγκτον και του Όρεγκον βρήκαν στο υπέδαφος στρώματα από άμμο.

Όπως και στην περίπτωση των ηφαιστείων, το σύστημα InSAR είναι χρήσιμο για τον εντοπισμό τυχόν μεταβολών στη μορφολογία των ακτών κατά μήκος της Cascadia. Επιπλέον, δέκτες GPS, οι οποίοι συνιστούν ένα δίκτυο με το όνομα PANGA (Pacific Northwest GPS Array), έχουν εγκατασταθεί σε επίγειους πύργους και μετρούν σε καθημερινή βάση τις «αμυδρές ολισθήσεις», τις απειροελάχιστες μετατοπίσεις του ρήγματος, που συχνά περνούν απαρατήρητες από τους επιστήμονες.

Όταν σημειωθεί ένας σεισμός, οι πρώτοι που θα το διαπιστώσουν θα είναι πιθανότατα οι ερευνητές του Κέντρου Προειδοποίησης Για Τσουνάμι στη Δυτική Ακτή και την Αλάσκα, το οποίο εδρεύει στο Palmer της Αλάσκα.

Ο Geist, ωστόσο, προειδοποιεί ότι δε θα πρέπει να επαναπαυτούμε στα υπερσύγχρονα συστήματα προειδοποίησης. Σε κάποιες περιπτώσεις, π ζώνη Cascadia απέχει λιγότερο από 160 χλμ. από την ακτή. Ανάλογα με το σημείο του ρήγματος όπου θα εκδηλωθεί ο σεισμός, ίσως να χρειαστούν λίγα μόνο λεπτά για να φτάσουν τα παλιρροϊκά κύματα στη στεριά.

Πλωτήρες DART: Τοποτηρητές κυμάτων

Οι Πλωτήρες DART είναι οι καλύτεροι ανιχνευτές τσουνάμι. Είναι γνωστό ότι δεν προκαλεί κάθε υποθαλάσσιος σεισμός κύματα τσουνάμι. Οι περισσότερες όμως σεισμικές δονήσεις που συνοδεύονται από τσουνάμι παρατηρούνται κατά μήκος ζωνών καταβύθισης όπως Irak το ρήγμα Cascadia, όπου μία ηπειρωτική πλάκα βυθίζεται κάτω. Το σύστημα πλωτήρων DART (Deep-Ocean Assessment and Reporting Tsunami) αποτελεί' το πιο σύγχρονο σύστημα προειδοποίησης για την εμφάνιση αυτών των τερατωδών κυμάτων. Ακόμη βεβαία δεν έχει εξακριβωθεί στην πράξη π αποτελεσματικότητα των πλωτήρων. Μολονότι το σύστημα έχει περάσει εξαντλητικές δοκιμές, δεν έχουν εμφανιστεί κύματα τσουνάμι, από το 1998 στην περιοχή όπου εγκαταστάθηκε.

Τυφώνες

Ο Scott Riser δε χρειάστηκε περισσότερο από ένα δευτερόλεπτο για να κατονομάσει την πόλη των ΗΠΑ και πιθανώς εκείνη σε όλο τον κόσμο όπου θα σημειώνονταν οι μεγαλύτερες καταστροφές από έναν τυφώνα 5ης κατηγορίας. «Η Νέα Ορλεάνη», απαντά ο Kiser, διευθυντής ενός προγράμματος της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ για τους τροπικούς κυκλώνες. «Η πόλη, καθώς βρίσκεται κάτω από το επίπεδο της θάλασσας - ανάμεσα στον ποταμό Μισισίπι και τη λίμνη Pontchartrain - αποτελεί πραγματικό υδρολογικό εφιάλτη».

Το μεγαλύτερο πρόβλημα, εξηγεί, θα ήταν τα κύματα θύελλας, οι τεράστιοι κυματισμοί που δημιουργούνται από τους ισχυρούς ανέμους που πνέουν μπροστά από το «μάτι» του  τυφώνα. Στην περίπτωση της Νέας Ορλεάνης, εάν τα κύματα αυτά αποκτούσαν μεγάλο μέγεθος θα μπορούσαν να πλημμυρίσουν γρήγορα ολόκληρη την πόλη.

Πριν οι πρώτοι άποικοι επιλέξουν τις όχθες του Μισισίπι ως σημείο εγκατάστασης, ο ποταμός δημιουργούσε φυσικά αναχώματα εναποθέτοντας ιλύ και λάσπη στις ελώδεις εκτάσεις που τον περιέβαλλαν. Μετά από την καταστροφική πλημμύρα του 1927, με 300 θύματα και 600.000 άστεγους κατά μήκος του ποταμού, οι αρχές της Νέας Ορλεάνης αποφάσισαν να κατασκευάσουν φράγματα - κάποια με ύψος έως και 7,5 μ.- για ν' αποφευχθεί η υπερχείλιση του ποταμού κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων. Οι κάτοικοι της περιοχής είχαν ν' αντιμετωπίσουν επίσης τον κίτρινο πυρετό, μία ιογενή νόσο που μεταδίδεται από τα κουνούπια. Από το 1817 έως το 1915, 40.000 άνθρωποι πέθαναν από την επιδημία. «Έτσι αποφασίστηκε ν' αποξηρανθούν οι βάλτοι», αναφέρει ο ΑΙ Naomi, υπεύθυνος του προγράμματος που εκπονεί το Σώμα Μηχανικού στη Νέα Ορλεάνη. Με τη δημιουργία των φραγμάτων και την αποξήρανση των βάλτων, η πόλη θα μπορούσε πλέον να επεκταθεί σε περιοχές που πριν δεν μπορούσαν να κατοικηθούν. «Όταν όμως αφαιρείται το νερό από τους βάλτους», συνεχίζει, «το έδαφος αρχίζει να βυθίζεται».

Σήμερα, κάποιες περιοχές της Νέας Ορλεάνης βρίσκονται έως και 6 μ. κάτω από τη στάθμη της θάλασσας και η πόλη βυθίζεται με ρυθμό 9 χιλιοστών το χρόνο. «Το γεγονός αυτό αναγορεύει τη Νέα Ορλεάνη στην πλέον ευάλωτη μεγαλούπολη στους τυφώνες», λέει ο John Hall από το Σώμα Μηχανικού. «Ο λόγος είναι ότι τα κύματα δε χρειάζεται να ξεπεράσουν κάποιο ύψος για να την πλημμυρίσουν».

Σύμφωνα με την κλίμακα Saffir-Simpson, ένας τυφώνας 5ης κατηγορίας είναι μία θύελλα «με ανέμους ταχύτητας μεγαλύτερης από 250 χλμ./ώρα και κύματα θύελλας που υπερβαίνουν τα 5,5 μέτρα».

Μολονότι πολύ σπάνια τέτοιας έντασης τυφώνες πλήττουν άμεσα τη Νέα Ορλεάνη - ίσως κάθε 500 έως 1.000 χρόνια - σε μία τέτοια περίπτωση τα κύματα θύελλας θα υπερχείλιζαν τη λίμνη Pontchartrain (η οποία περιέχει υφάλμυρο νερό και βρίσκεται δίπλα στον Κόλπο του Μεξικού), θα ξεπερνούσαν τους υδατοφράκτες και θα έπνιγαν την πόλη κάτω από 12 μ. νερό. Εάν συνέβαινε αυτό, «το σύστημα των φραγμάτων θα λειτουργούσε σαν μία τεράστια μπανιέρα», εξηγεί ο Harley Winer, υπεύθυνος παράκτιων εγκαταστάσεων από το Σώμα Στρατού που εδρεύει στη Νέα Ορλεάνη. Το νερό θα παγιδευόταν ανάμεσα στα φράγματα του Μισισίπι και τους υδατοφράκτες που προστατεύουν από τους τυφώνες. «Πρόκειται για ένα μάλλον απίθανο σενάριο», τονίζει ο Winer, «που δεν μπορεί, ωστόσο, ν' αποκλειστεί».

Στη Νέα Ορλεάνη έχει σχεδόν ολοκληρωθεί το Πρόγραμμα Προστασίας από Τυφώνες, ένα σύστημα εγκαταστάσεων που κόστισε 740 εκατομ. δολ. και υλοποιήθηκε υπό την εποπτεία του Naomi, με σκοπό να περιτοιχίσει την πόλη με υδατοφράκτες οι οποίοι θα μπορούσαν να προστατεύσουν τους κατοίκους από τα κύματα τυφώνα 3ης κατηγορίας. Στο μεταξύ, ο Winer με συναδέλφους του από το Σώμα Στρατού ήδη σχεδιάζουν ένα νέο σύστημα φραγμάτων που θα μπορούσαν να συγκρατήσουν τα κύματα ενός τυφώνα 5ης κατηγορίας όπως ο Ivan, ο οποίος πέρυσι παραλίγο να «επισκεφθεί» την πόλη.

Κατολισθήσεις

Κατολίσθηση, χείμαρρος πετρωμάτων - όπως και να το ονομάσετε, το αποτέλεσμα είναι το ίδιο: μάζες εδάφους που υπό κανονικές συνθήκες είναι σταθερές και ακίνητες ακολουθούν πτωτική πορεία, Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι κατολισθήσεις οφείλονται σε μεγάλες ποσότητες νερού που εμποτίζουν μία απότομη πλαγιά ή σε σεισμικές δονήσεις. Αν και οι μηχανισμοί αυτοί είναι δυνατόν να δράσουν οπουδήποτε, η Κεντρική Αμερική - με τους απόκρημνους λόφους, τις συχνές και ισχυρές βροχοπτώσεις και το ασταθές ηφαιστειακό έδαφος-αποτελεί πιθανώς τον υπ" αριθμόν ένα στόχο. Ο Ed Harp, γεωλόγος ειδικός στις κατολισθήσεις, από την Αμερικανική Γεωλογική Υπηρεσία (USGS), περιγράφει το έδαφος της Κεντρικής Αμερικής σαν «θραύσματα γυαλιού που διασυνδέονται». Αυτός ο τρόπος συνοχής, εξηγεί, επιτρέπει στο έδαφος να παραμένει σταθερό ακόμη και σε σχεδόν κατακόρυφες πλαγιές, χωρίς ν' αποκολλάται.

Κατά τη διάρκεια σεισμών, όμως, το ηφαιστειακό έδαφος χάνει τη συνοχή του. «Εάν αυτός ο όγκος ταρακουνηθεί, θα καταρρεύσει», εξηγεί ο Harp. Επιπλέον, λόγω της σπογγώδους υφής του μπορεί ν' απορροφήσει πολύ νερό πριν «διαλυθεί εις τα εξ ων συνετέθη» αμετάκλητα και καταστροφικά. Το 1998, όταν ο τυφώνας Mitch έπληξε την Κεντρική Αμερική, οι δυνατές βροχοπτώσεις προκάλεσαν εκατοντάδες κατολισθήσεις. Βουνά από λάσπη καταπλάκωσαν χιλιάδες χωρικούς που ζούσαν κοντά στο ηφαίστειο Casita της Νικαράγουα, όταν καταρρακτώδεις βροχές εμπότισαν τις πλαγιές και το έδαφος υποχώρησε.

Έκτοτε, οι νέοι «χάρτες επικινδυνότητας» για την Κεντρική Αμερική βοηθούν τις ντόπιες Αρχές να ιεραρχήσουν τις πιο επικίνδυνες για κατολισθήσεις περιοχές. Για να δημιουργήσουν πολλούς από αυτούς τους χάρτες, οι γεωλόγοι χρησιμοποιούν το ASTER (Προηγμένο Διαστημικό Ραδιόμετρο Θερμικής Εκπομπής και Ανάκλασης), όργανο του δορυφόρου Terra της NASA. To ASTER μπορεί να φωτογραφίσει τη Γη σε 14 μήκη κύματος, παρέχοντας δεδομένα με ανάλυση που φθάνει τα 15 m² ανά pixel. Σε μικρότερα ύψη, οι ερευνητές δημιουργούν χάρτες επικινδυνότητας για δυνητικά ασταθές έδαφος, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία LIDAR (Light Detection and Ranging -Φωτοανίχνευση και επόπτευση). Μία κάμερα LIDAR -συνήθως επάνω σε ένα μικρό αεροπλάνο ή ελικόπτερο - λειτουργεί σαν ραντάρ, χρησιμοποιώντας όμως παλμούς φωτός αντί για ραδιοκύματα.

Μετά τον τυφώνα Mitch, η Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ένα επίγειο δίκτυο αυτόματων μετεωρολογικών σταθμών θα μπορούσε ν' αποδειχτεί πιο αποτελεσματικό στην προστασία των κατοίκων της Κεντρικής Αμερικής. Η υπηρεσία σχεδίασε και χρηματοδότησε με 3,8 εκατομμύρια δολ. ένα ανάλογο δίκτυο στη Γουατεμάλα, την Ονδούρα και το Ελ Σαλβαδόρ. Σήμερα υπάρχουν 56 τέτοιοι σταθμοί, καθένας από τους οποίους καταγράφει σε πραγματικό χρόνο την ένταση της βροχής και τη στάθμη των ποταμών και εν συνεχεία μεταδίδει τα δεδομένα μέσω ανοδικής ζεύξης ραδιοκυμάτων.

«Υπάρχουν πόλεις στην Κεντρική Αμερική που ενημερώνονται απευθείας», παρατηρεί ο Mark Smith, ειδικός στα επίγεια ύδατα από τη Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ, που συμμετείχε στην εγκατάσταση του δικτύου.