Νέος τρόπος για την πρόβλεψη των καθιζήσεων του εδάφους και των σεισμών

Από σελίδα του PhysicsWeb, 17 Ιανουαρίου 2002

Η ανακάλυψη γεωλογικών ηλεκτρικών σημάτων που προηγούνται της σεισμικής δραστηριότητας, θα μπορούσε να οδηγήσει σε ένα προηγμένο σύστημα προειδοποίησης για τις καθιζήσεις του εδάφους και ακόμη και για μερικούς τύπους σεισμών. Ο Bernd Zimanowski και οι συνάδελφοι του στο Πανεπιστήμιο Wurzburg στη Γερμανία, έχει αναπτύξει έναν τρόπο για να ανιχνεύσει αυτές τις απότομες μεταβολές στην ηλεκτρεγερτική δύναμη που προκύπτει όταν παραμορφώνεται ο ηφαιστειακός βράχος. Οι σεισμοί και τα ηφαίστεια συνοδεύονται συχνά από ηλεκτρικά φαινόμενα, που μπορούν να δημιουργηθούν από εξαρθρώσεις κρυστάλλων, θερμικά προκληθέντα ρεύματα ή πόλωση που προκλήθηκε από πίεση (Roder και λοιποί 2002 Appl. Phys. Lett. 80 334).

Ο Zimanowski και οι συνάδελφοι του πίεσαν μαζί δύο κομμάτια ηφαιστειακού βράχου και τότε γλίστρησε ο ένας στον άλλο. Τα ηλεκτρόδια που ήταν τοποθετημένα σε κάθε βράχο, έλεγχαν την ηλεκτρεγερτική δύναμη η οποία τότε αυξήθηκε. Αν και η δύναμη ολίσθησης ήταν σταθερή, οι ερευνητές βρήκαν ότι το ηλεκτρικό σήμα που κορυφωνόταν περιοδικά, ανιχνεύθηκε λίγο πριν οποιασδήποτε μετακίνησης.

Βασισμένοι σε αυτό το πείραμα, ο Zimanowski και οι συνάδελφοι του, ανέπτυξαν έναν τρόπο και τον χρησιμοποίησαν για να μετρήσουν τα ηλεκτρικά σήματα στο όρος Στρόμπολι, ένα ενεργό ηφαίστειο στην Ιταλία, όπου οι καθιζήσεις του εδάφους είναι συχνές. Ο ανιχνευτής αποκάλυψε ένα μοντέλο, πρότυπο, στα σήματα παρόμοια με αυτό στο πείραμά τους, και η ομάδα αυτή πρότεινε μια διαδικασία τεσσάρων βημάτων για να το εξηγήσει.

Αρχικά,  πιστεύουν οι ερευνητές, η πίεση ενισχύεται μεταξύ των στρωμάτων του βράχου.   Ακολούθως σχηματίζονται "μικρο-μετακινήσεις" στις επιφάνειες του βράχου, καθώς σέρνονται ο ένας πάνω από τον άλλο, εκθέτοντας έτσι στον αέρα τμήματα νέου βράχου. Αυτό προκαλεί  την συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου, το οποίο παράγει έτσι το "πρόδρομο σήμα".

Σύμφωνα με τη γερμανική ομάδα, αυτή η τεχνική θα ήταν κατάλληλη κυρίως για ασταθή πρανή, επειδή δίνει προειδοποίηση για την πρόοδο των καθιζήσεων του εδάφους και των ηφαιστείων. "Ο ανιχνευτής του ηλεκτρικού πεδίου, θάβεται μεταξύ 30 και 50 εκατοστομέτρων μέσα στο έδαφος, αλλά το βάθος ανίχνευσής του είναι προς το παρόν ένα έως δύο χιλιόμετρα μέσα στο γήινο έδαφος", είπε ο Zimanowski.

Βελτιώσεις, θα μπορούσαν να αυξήσουν το βάθος που θα ανίχνευται το πεδίο, αρκετά χιλιόμετρα πιό κάτω, λένε οι ερευνητές. Επίσης, αυτές οι βελτιώσεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν, ώστε να ανιχνευθούν και οι δονήσεις των προδρόμων σημάτων, ορισμένων τύπων σεισμών.