Ψηλά πάνω από τη Γη όπου δεν φτάνουν τα σεισμικά κύματα, οι
δορυφόροι μπορεί να τα καταφέρουν να προβλέπουν τους σεισμούς πριν αυτοί να χτυπήσουν. Η
πρόβλεψη αυτή έχει μικρό έως συνηθισμένο ρίσκο και στηρίζεται στην παραμόρφωση του
φλοιού ή άλλα υπέρυθρα σήματα γύρω από την περιοχή ενός ρήγματος.
Για πολλούς ανθρώπους οι σεισμοί είναι συνώνυμοι με το απρόβλεπτο. Χτυπούν
ξαφνικά σε συνηθισμένες μέρες και παρά την πρόοδο της σεισμολογίας οι επιστήμονες δεν
μπορούν ακόμη να μας προειδοποιήσουν για έναν επικείμενο σεισμό, όπως μπορούν να κάνουν
οι μετεωρολόγοι για μια επικείμενη καταιγίδα.
Αν και οι σεισμοί μοιάζουν να χτυπάνε ξαφνικά, η θηριώδης ενέργεια που ελευθερώνουν
αποτίθεται για μήνες και χρόνια πριν το σεισμό με τη μορφή παραμορφώσεων εντός του
φλοιού της Γης. Αυτή τη στιγμή οι ασχολούμενοι με την πρόβλεψη των σεισμών δεν έχουν μια
κατευθείαν μέθοδο να βλέπουν αυτές τις τάσεις ή να ανιχνεύουν πότε αυτές φτάνουν σε
κρίσιμα επίπεδα.
Η κατάσταση αυτή ωστόσο μπορεί να μεταβάλλεται. Η τεχνολογία των δορυφόρων
που αναπτύχθηκε στη NASA και αλλού μπορεί να είναι σε θέση να συλλάβει τα σήματα ενός
επικείμενου σεισμού, κάποιες ημέρες η εβδομάδες πριν αυτός χτυπήσει, δίνοντας το χρόνο
αντίδρασης στους πολίτες και στις αρχές αντισεισμικού σχεδιασμού.
"Υπάρχουν αρκετές μέθοδοι βασισμένες σε δορυφόρους που υπόσχονται αρκετά στην ανίχνευση
των πρόδρομων φαινομένων," λέει ο Jacob Yates, ένας ερευνητής στο διαστημικό κέντρο
Goddard της NASA. "Μια μέθοδος είναι η συμβολλομετρική με ραντάρ συνθετικού διαφράγματος
(InSAR). Βασικά η μέθοδος InSAR είναι όταν δύο απεικονίσεις από ραντάρ μιας δεδομένης
τεκτονικής περιοχής συνδυάζονται σε μια διαδικασία που λέγεται συνένωση δεδομένων, και
επιτρέπει την ανίχνευση οποιωνδήποτε μεταβολών στις κινήσεις του επιφανειακού εδάφους."
Η τεχνική αυτή είναι αρκετά ευαίσθητη για να ανιχνεύσει αργές κινήσεις του εδάφους, της
τάξης του 1 mm ανά έτος. Το είδος αυτό της ευαισθησίας, συνδυαζόμενο με την ευρείας
κλίμακας επισκόπηση του εδάφους με τους δορυφόρους, επιτρέπει στους επιστήμονες να
βλέπουν τις μικροσκοπικές κινήσεις και συσπάσεις του εδάφους γύρω από ένα ρήγμα με
περισσότερες λεπτομέρειες απ' ότι πριν. Παρακολουθώντας αυτές τις κινήσεις, μπορούν να
συμπεράνουν σε ποια σημεία συσσωρεύονται μεγάλες τάσεις στο έδαφος.
Μια ομάδα επιστημόνων από τη NASA και από πανεπιστήμια, καθοδηγούμενη από
τον Carol Raymond του JPL, μελέτησε πρόσφατα τη δυνατότητα πρόγνωσης των σεισμών από τ5ο
διάστημα. Η αναφορά τους η οποία παραδόθηκε τον περασμένο Απρίλιο, περιγράφει έναν
εικοσαετή σχεδιασμό ανάπτυξης ενός δικτύου δορυφόρων - Το Παγκόσμιο Δορυφορικό Σύστημα
για τους Σεισμούς (GESS) - το οποίο χρησιμοποιεί το InSAR για να παρακολουθεί τις ζώνες
των ρηγμάτων ανά τον πλανήτη.
Με λίγη πρακτική, λέει ο Raymond, οι επιστήμονες προοδευτικά θα μπορέσουν να
χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα του InSAR για ν' αποφασίσουν πότε οι τάσεις στο φλοιό της
γης έχουν φθάσει σ' επικίνδυνο επίπεδο, και να εκδίδουν ένα μηνιαίο δελτίο
επικινδυνότητας για ένα συγκεκριμένο ρήγμα. Ένα τέτοιο δελτίο θα λέει π.χ ότι στο ρήγμα
του San Andreas κατά τον επόμενο μήνα υπάρχει 2%, η 10%, η 50% πιθανότητα να εκδηλωθεί
ένας μεγάλος σεισμός.
Οι τωρινές μέθοδοι είναι λιγότερο σίγουρες. Για παράδειγμα, Η Αμερικανική Γεωλογική
Επιθεώρηση, πρόσφατα έδωσε στη δημοσιότητα μια ενημερωμένη έκθεση για τον κίνδυνο
σεισμού στην περιοχή του κόλπου του Αγίου Φραγκίσκου, βασισμένη στο ιστορικό της
σεισμικής δραστηριότητας της περιοχής, την γεωλογία της περιοχής και σε μοντέλα του
υπολογιστή. Η μελέτη αναφέρει μια πιθανότητα 62% για ένα μεγάλο σεισμό (μεγέθους 6,7 η
μεγαλύτερο) ο οποίος θα χτυπήσει την περιοχή εντός των προσεχών 30 ετών. Αυτό δεν είναι
κάτι που μας βοηθάει στον καθημερινό σχεδιασμό της ζωής μας.
Εύρεση και νέων μεθόδων
Η μέθοδος InSAR δεν είναι η μοναδική μέθοδος πρόγνωσης. Ενώ οι δορυφόροι
InSAR απλά βελτιώνουν τα δεδομένα που είναι διαθέσιμα στην ορθόδοξη σεισμολογία,
υπάρχουν άλλες τεχνικές που βρίσκονται έξω την ορθόδοξη σεισμολογία.
Μια από αυτές τις ιδέες είναι να αναζητήσουμε απότομες μεταβολές στην ακτινοβολία του
υπερύθρου. Ο Friedemann Freund, καθηγητής φυσικής στο πανεπιστήμιο San Jose και στο
ερευνητικό κέντρο Ames της NASA, εξηγεί: " Κατά τις δεκαετίες του 1980 και 1990 Ρώσοι
και Κινέζοι επιστήμονες παρατήρησαν μερικές παράξενες θερμικές ανωμαλίες, σχετιζόμενες
με τους σεισμούς στην Ασία - π.χ. τον σεισμό του 1998 στο Zhangbei κοντά στο μεγάλο
τείχος της Κίνας. Ο σεισμός αυτός συνέβη όταν οι θερμοκρασίες του εδάφους στην περιοχή
ήταν περίπου -20o C. Ακριβώς πριν τον σεισμό, θερμικοί ανιχνευτές ανίχνευσαν
θερμοκρασιακές μεταβολές της τάξης των 6o έως 9o, σύμφωνα με τα Κινεζικά αρχεία.
Δορυφόροι εφοδιασμένοι με κάμερες υπερύθρου, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να
ανιχνεύσουν αυτά τα θερμά σημεία από το διάστημα. Πράγματι, όταν ο Freund και ο
συνεργάτης του Dimitar Ouzounov από το διαστημικό κέντρο πτήσεων Goddard της NASA (GSFC)
εξέτασαν δεδομένα στην περιοχή του υπερύθρου από τον δορυφόρο Terra της NASA, ανακάλυψαν
μια θέρμανση του εδάφους στη Δυτική Ινδία ακριβώς πριν από τον σεισμό της 26ης
Ιανουαρίου του 2001 στο Gujarat. Η θερμική ανωμαλία έφτανε τους +4 C°," λέει ο Freund.
 Εικόνα
αριστερά: Μια εικόνα στο υπέρυθρο της περιοχής γύρω από το Gujarat, της Ινδίας, στις 21
Ιανουαρίου του 2001. Οι πορτοκαλί και κίτρινες περιοχές παρακολουθούν τις θερμικές
ανωμαλίες που εμφανίστηκαν ημέρες πριν τον σεισμό της 26ης Ιανουαρίου. Το αστεράκι με το
περίγραμμα παριστάνει δείχνει το επίκεντρο του σεισμού.
Τι είναι αυτό που κάνει τα πετρώματα που βρίσκονται υπό πίεση να εκπέμπουν
υπέρυθρη ακτινοβολία; Κανείς δεν είναι βέβαιος. Το φάσμα συχνοτήτων της εκπομπής δείχνει
ότι η εσωτερική θερμότητα από τριβές - π.χ. πετρώματα που τρίβονται μεταξύ τους - δεν
είναι υπεύθυνη για την ακτινοβολία.
Σε ένα εργαστηριακό πείραμα, ο Freund και οι συνεργάτες του τοποθέτησαν κομμάτια
κόκκινου γρανίτη υπό πίεση 1500 τόνων - μιμούμενοι κατά κάποιο τρόπο αυτό που συμβαίνει
χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της γης. Μια ευαίσθητη κάμερα που κατασκευάστηκε στα
κέντρα JPL και GSFC παρακολουθούσε τα πετρώματα και κατέγραψε τις εκπομπές στο υπέρυθρο.
Επιπλέον αναπτύχθηκε και μια ηλεκτρική τάση στην επιφάνεια των πετρωμάτων. Αυτό κάνει
τον Freund να πιστεύει ότι η αιτία είναι μάλλον ηλεκτρική.
Τα συνήθη πετρώματα είναι μονωτές. Πετρώματα που βρίσκονται σε μεγάλη πίεση όμως μερικές
φορές συμπεριφέρονται ως ημιαγωγοί. Ο Freund πιστεύει ότι πριν από ένα σεισμό, ζεύγη
θετικών φορτίων που λέγονται "ηλεκτρόνια ατελειών" ή "θετικές τρύπες" διαχωρίζονται και
μετακινούνται στην επιφάνεια των πετρωμάτων υπό πίεση. Εκεί επανασυνδέονται και κατά τη
διαδικασία αυτή εκπέμπεται υπέρυθρη ακτινοβολία. Η εξήγηση αυτή βρίσκει κάποια
υποστήριξη από τα πειράματα, αλλά είναι ακόμα μια νέα θεωρία και δεν έχει ακόμη κερδίσει
την υποστήριξη των επιστημόνων.
Τα ηλεκτρικά ρεύματα στα πετρώματα θα μπορούσαν να εξηγήσουν και μια άλλη περίεργη
παρατήρηση: Οι επιστήμονες που ερευνούν με ευαίσθητα μαγνητόμετρα, έχουν καταγράψει
ακριβώς πριν τον σεισμό μικρές, αργές διαταραχές του γήινου μαγνητικού πεδίου. Ένα
παράδειγμα συνέβη κατά τον σεισμό της Loma-Prieta που κατέστρεψε το San Francisco το
1989. Σχεδόν 2 εβδομάδες πριν τον σεισμό, η καταγραφή των χαμηλής συχνότητας μαγνητικών
σημάτων (0.01-0.02 Hz) αυξήθηκαν 20 φορές πάνω από τα συνήθη επίπεδα και κορυφώθηκαν
ακόμη περισσότερο την ημέρα του σεισμού.
Η αιτία αυτών των σημάτων είναι άγνωστη. Εκτός από την ιδέα του Freund, οι θεωρίες
περιλαμβάνουν τη μετακίνηση βαθιών, ιοντικών υπόγειων νερών στις ρωγμές που ανοίγονται
με τη συντριβή των βράχων, ηλεκτρομαγνητική ενέργεια που ελευθερώνεται από τα ηλεκτρόνια
που έρχονται από τους κρυστάλλινους βράχους όπως ο γρανίτης, και μια πιεζομαγνητική
επίδραση που προκαλείται από την πίεση που εφαρμόζεται σε ορισμένα είδη βράχων.
Μια εταιρία που λέγεται "QuakeFinder" (ανιχνεύτρια σεισμών) ελπίζει
ότι αυτά τα αδύναμα μαγνητικά σήματα, (τυπικά μικρότερα από 1 nanotesla) μπορούν να
ανιχνευτούν από ένα δορυφόρο σε χαμηλή τροχιά. Τις διαταραχές αυτές μπορούν επίσης να
ανιχνεύσουν αισθητήρες επί του εδάφους, αλλά οι δορυφόροι σε περιφορά γύρω από τους
πόλους έχουν το πλεονέκτημα ότι καλύπτουν το μέγιστο της γήινης επιφάνειας κάθε μέρα.
Στις 30 Ιουνίου του 2003, η QuakeFinder έθεσε σε τροχιά τον δορυφόρο QuakeSat. Με
μέγεθος μόλις 4 ίντσες Χ 4 ίντσες Χ 12 ίντσες ο δορυφόρος αυτός θα λειτουργήσει για ένα
χρόνο και θα προσπαθήσει να ανιχνεύσει μαγνητικά σήματα που γεννώνται από την τεκτονική
δραστηριότητα. Οι πρώτοι 6 μήνες της αποστολής θα δαπανηθούν για το καλιμπράρισμα (την
σωστή τοποθέτηση) του δορυφόρου και για τη συλλογή δεδομένων που θα χρησιμοποιηθούν ως
βάση. Στη συνέχεια επίγειοι ελεγκτές θα ψάξουν για σεισμούς.
Τόσον οι υπέρυθρες όσο και οι μαγνητικές μέθοδοι της ανίχνευσης σεισμών είναι
αμφιλεγόμενες. Για τα τωρινά δεδομένα η μέθοδος InSAR μοιάζει να είναι ένα ασφαλέστερο
στοίχημα για την πρόγνωση των σεισμών. Και οι τρεις μέθοδοι όμως αποτελούν μια πρόκληση.
Κάποια μέρα η τοπική υπηρεσία για την πρόβλεψη του καιρού δεν θα μας προειδοποιεί μόνο
για τις καταιγίδες πάνω από τα κεφάλια μας αλλά και γι αυτές που δημιουργούνται κάτω από
τα πόδια μας. |
