Σύστημα προειδοποίησης σεισμών προειδοποιεί δευτερόλεπτα προτού να αρχίσουν οι δονήσεις

Από σελίδα του Scientific American, 5 Μαίου 2003

Οι περισσότεροι σεισμολόγοι συμφωνούν ότι η πρόβλεψη των σεισμών μερικές μέρες πριν δεν πρόκειται να είναι δυνατή σύντομα. Αλλά οι επιστήμονες, με βάση ένα σύστημα που αναπτύχθηκε στην Ιαπωνία, έχουν επινοήσει ένα έγκαιρο σύστημα προειδοποίησης που θα θέτει σε επιφυλακή τους κατοίκους της Νότιας Καλιφόρνιας προτού να αρχίσει ένας σεισμός.

Όταν ένας σεισμός χτυπά ο πρώτος παλμός της ενέργειας, που έρχεται από το σημείο της εστίας, περιλαμβάνει τα πρωτεύοντα (P - primary) ή κύματα συμπίεσης. Διατρέχουν όλη τη Γη και φτάνουν πρώτα σε ένα σεισμολογικό σταθμό.

Τα δευτερεύοντα (S - secondary) ή κύματα εγκάρσια. Δεν διαδίδονται μέσω υγρών σωμάτων (π.χ. στη θάλασσα ή στον εξωτερικό πυρήνα της Γης). Είναι πιο αργά από τα επιμήκη και τα ακολουθούν στο σεισμόγραμμα.

Τέλος, υπάρχουν και τα κύματα επιφανείας όπως τα Love ή τα κύματα Rayleigh, που έπονται των άλλων δύο. Διαδίδονται στα επιφανειακά στρώματα της Γης και για το λόγο αυτό δεν εμφανίζονται σχεδόν καθόλου σε σεισμούς με βαθύτερες εστίες.

Τα κύματα P ταξιδεύουν δύο φορές γρηγορότερα από τα δευτερεύοντα (S) κύματα και αυτά είναι που φέρνουν την ισχυρή καταστρεπτική μετακίνηση του εδάφους, χαρακτηριστική των μεγάλων σεισμών. Τα κύματα S χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για να αξιολογήσουν το μέγεθος ενός σεισμικού γεγονότος, αλλά αυτές οι πληροφορίες σταχυολογούνται μόνο μετά από το σεισμό. Το νέο σύστημα υπολογίζει τα πρώτα κύματα που φθάνουν -- τα κύματα P -- και παρέχει έτσι προειδοποιήσεις μέχρι και δεκάδες δευτερολέπτων προτού να αρχίσει να κινείται το έδαφος. Αυτός ο χρόνος ίσως φαίνεται ένα αμελητέο χρονικό διάστημα, αλλά είναι αρκετό για να καλυφθείτε κάτω από έναν πίνακα ή να κλείσετε τις γραμμές του γκαζιού και τους κεντρικούς αγωγούς του νερού.

Ο Richard Allen του Πανεπιστημίου του Wisconsin και ο Hiroo Kanamori του Τεχνολογικού Ίδρύματος της Καλιφόρνιας περιγράφουν το σύστημα αυτό, που το ονόμασαν ElarmS, στο περιοδικό Science. Αυτοί ανέπτυξαν το ElarmS χρησιμοποιώντας ιστορικά στοιχεία σεισμού, που συλλέχθηκαν από μια σειρά αισθητήρων και οι οποίοι μπήκαν σε όλη τη Νότια Καλιφόρνια. Η μέτρηση της συχνότητας των κυμάτων P επέτρεψε στους Allen και Kanamori να υπολογίσουν ποιά είναι η καταστροφική δυναμική από έναν δεδομένο σεισμό σε οποιοδήποτε σημείο στην περιοχή. Το σύστημα δουλεύει επειδή οι μικρότεροι σεισμοί τείνουν να στείλουν κύματα υψηλής συχνότητας P, ενώ οι σεισμοί μεγάλου μεγέθους έχουν παλμικά κύματα χαμηλότερης συχνότητας.

Το ElarmS σχεδιάζεται για να ανιχνεύσει σεισμούς μικρούς και μεγάλους, επειδή "μόνο εάν εργάζεται για μικρού μεγέθους σεισμικά γεγονότα μπορούμε να είμαστε βέβαιοι ότι το σύστημα", λέει ο Allen. "Εάν παρατηρούσαμε μόνο τα σεισμικά μεγέθη 6,  θα τα εξετάζαμε περίπου μόνο κάθε 30 χρόνια, και αυτό είναι μη πρακτικό."

Μάλιστα οι σεισμολόγοι που τρέχουν το ήδη καθιερωμένο δίκτυο των αισθητήρων της Νότιας Καλιφόρνιας, TriNet, ενσωματώνουν το πρόγραμμα των υπολογιστών των Allen  και Kanamori στο σύστημα τους. Το ElarmS θα δοκιμαστεί χρησιμοποιώντας στοιχεία, σε πραγματικό χρόνο, από μικρούς σεισμούς κατά τη διάρκεια των επόμενων ετών.

Ο Allen θεωρεί ότι αυτό θα είναι το πιο χρήσιμο στην ανάπτυξη ασφαλέστερων αυτοματοποιημένων συστημάτων μεταφορών, των κτηρίων και της υποδομής των πόλεων που μπορούν να προγραμματιστούν για να αντιδράσουν στα εισερχόμενα κύματα P.

"Δεν είναι ίσως λογικό να αναμένουμε ανθρώπους να αποκριθούν σε έναν συναγερμό που θα ακούνε μια φορά κάθε 30 χρόνια", λέει, "αλλά έχουμε τη δυνατότητα να χτίσουμε τώρα την υποδομή, που θα αποκρίνεται σε αυτές τις προειδοποιήσεις και θα προστατεύει τους κατόχους."