Επιστήμονες προκαλούν σκόπιμα σεισμούς μέσα από μια σήραγγα βαθιά κάτω από τις Άλπεις. Αν και ακούγεται σαν κάτι βγαλμένο από ταινία Τζέιμς Μποντ, ο στόχος δεν είναι το χάος και η καταστροφή. Αντίθετα, οι ερευνητές του προγράμματος FEAR (Fault Activation and Earthquake Rupture) αναζητούν τρόπους να προσδιορίσουν τον κίνδυνο ενός σεισμού πριν αυτός συμβεί.
Παρά την αυξανόμενη παρακολούθηση των ρηγμάτων σε όλο τον κόσμο, οι ερευνητές εξακολουθούν να μην κατανοούν τους άμεσους παράγοντες που προκαλούν σεισμούς. Ούτε γνωρίζουν γιατί ορισμένες ρήξεις συμβαίνουν σε μικρά τμήματα των ρηγμάτων, ενώ άλλες εκτείνονται σε πολλά χιλιόμετρα, προκαλώντας μεγαλύτερη καταστροφή. Προς το παρόν, οι γεωεπιστήμονες περιορίζονται στη μελέτη αυτών των φαινομένων μόνο μετά την εμφάνισή τους, δηλώνει στο Live Science ο Domenico Giardini, καθηγητής σεισμολογίας και γεωδυναμικής στο Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Ζυρίχης.
«Ποια είναι τα σημάδια που μας δίνει η φύση;» διερωτάται ο Giardini. «Πάντα γίνονται σαφή μετά τον σεισμό, όχι πριν, οπότε προσπαθούμε να κατανοήσουμε καλύτερα πώς να αναγνωρίζουμε τα σημάδια».
Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να προκαλέσουν αληθινούς σεισμούς υπό ελεγχόμενες συνθήκες, με χιλιάδες αισθητήρες απευθείας πάνω σε ρήγμα – κάτι που δεν είναι εύκολο. Ωστόσο ο Giardini και οι συνεργάτες του εκμεταλλεύονται την τεράστια ισχύ των Άλπεων.
Γιατί επιλέχθηκαν οι Άλπεις
Αυτά τα βουνά στα σύνορα Ελβετίας και Ιταλίας έχουν βαθιά ρήγματα. Το ζιγκ-ζαγκ των ρωγμών στα έγκατα τους είναι αποτέλεσμα εκατομμυρίων ετών τεκτονικής δραστηριότητας. Μόνο η συμπιεστική δύναμη των πανύψηλων βουνών είναι αρκετή για να σπάσει τα πετρώματα 1 έως 2 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια.
Οι πλευρές των ρηγμάτων αυτών περιστασιακά ολισθαίνουν, παράγοντας μικρές σεισμικές δονήσεις. Εκμεταλλευόμενο μια προϋπάρχουσα σήραγγα που είχε χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή σιδηροδρομικού έργου, το πρόγραμμα FEAR πλησιάζει ένα από αυτά τα ρήγματα και αντλεί νερό μέσα σε αυτό για να το κάνει να προκαλέσει σεισμούς σε ένα βολικό χρονοδιάγραμμα. «Θα συνέβαιναν ούτως ή άλλως κάποια στιγμή στην ιστορία των Άλπεων, αλλά εμείς φροντίζουμε να συμβούν την επόμενη εβδομάδα», λέει ο Giardini.
Πώς προκαλούν τους σεισμούς
Η διαδικασία είναι παρόμοια με αυτή που ακολουθούν οι εταιρείες πετρελαίου και φυσικού αερίου όταν διοχετεύουν υγρά απόβλητα σε περιοχές με ρήγματα στην Οκλαχόμα ή το Τέξας. Το νερό λειτουργεί ως λιπαντικό, μειώνοντας την τριβή που απαιτείται για να ενεργοποιηθεί η ρήξη. Η διαφορά είναι ότι ο Giardini και η ομάδα του διαθέτουν πυκνό δίκτυο σεισμομέτρων και επιταχυνσιομέτρων απευθείας πάνω στο ρήγμα, ώστε να μετρήσουν με ακρίβεια πώς αυτό κινείται καθώς η τριβή μειώνεται.
Η ομάδα έχει ήδη πυροδοτήσει εκατοντάδες χιλιάδες σεισμούς μεγέθους έως μηδέν (επειδή οι σεισμοί μετρώνται σε μια μη γραμμική, λογαριθμική κλίμακα, είναι δυνατό να υπάρχουν πολύ μικροί σεισμοί με μέγεθος μηδέν ή ακόμη και με αρνητικά μεγέθη).
Την επόμενη εβδομάδα θα αρχίσουν την έγχυση ζεστού νερού στο ρήγμα για να δουν πώς η θερμοκρασία επηρεάζει την εξέλιξη ενός σεισμού. Και τον Μάρτιο, σύμφωνα με τον Giardini, θα αρχίσουν να προκαλούν σεισμούς μεγέθους έως 1.
Τι θέλουν να πετύχουν
Η ιδέα είναι ότι αν καταφέρουν να προσδιορίσουν τους παράγοντες που προκαλούν σεισμό συγκεκριμένου μεγέθους – αν, ουσιαστικά, μπορούν να προκαλέσουν σεισμό οποιουδήποτε μεγέθους επιθυμούν – θα είναι τελικά σε θέση να μετρήσουν ένα επικίνδυνο ρήγμα στον πραγματικό κόσμο πριν σπάσει και να υπολογίσουν τα είδη των πιέσεων που απαιτούνται για να προκαλέσουν σεισμό συγκεκριμένου μεγέθους σε αυτό το ρήγμα.
«Πριν από μερικά χρόνια σημειώθηκε ένας πολύ μεγάλος σεισμός στα σύνορα Συρίας και Τουρκίας», θυμίζει ο Giardini. «Γνωρίζουμε ότι το ρήγμα θα συνεχίσει προς τα νότια και προς τα βόρεια. Θέλουμε να προσπαθήσουμε να καταλάβουμε: ο επόμενος θα είναι 7 ή 8 ή 8,5;»
Ήδη ορισμένοι παράγοντες, όπως η ποσότητα παραμόρφωσης στα πετρώματα εκτός ρήγματος, αποδεικνύονται κρίσιμοι. Οι ερευνητές αρχίζουν επίσης να κατανοούν καλύτερα πώς οι σεισμοί μεταφέρονται από ένα ρήγμα σε ένα γειτονικό του. «Βλέπουμε παραδείγματα που δημιουργούμε εμείς υπόγεια και μοιάζουν πάρα πολύ με όσα συμβαίνουν στη φύση», λέει ο Giardini.
