A Hét 1988/1 (33. évfolyam, 1-26. szám)
1988-04-15 / 16. szám
FEJEZETEK A FÖLD NAPLÓJÁBÓL lat is létrehozhat, amely hatalmas pusztítást vihet végbe a partvidéken. LILI TUDOIWW TECHNIKA 7. Az embert fenyegető természeti csapások között vitathatatlanul a földrengések a legalattomosabbak. Egy pusztító orkán vagy árhullám közeledtét akár napokkal korábban is előre lehet jelezni, s még egy vulkánkitörés sem szokott csak úgy, egyik pillanatról a másikra, előzmények nélkül bekövetkezni, a földrengés azonban többnyire teljesen váratlanul jelentkezik, s ha sűrűn lakott területet sújt, az áldozatok száma akár több tízezer is lehet. Joggal fölvetődik a kérdés: lehetséges-e egyáltalán a földrengések előrejelzése? Hogy erre a kérdésre érdemben válaszolni tudjunk, előbb magát a jelenséget kell közelebbről szemügyre vennünk. Egymillió földrengés évente Két jeles geofizikus. Benő Gutenberg (1889— 1960) és C. F. füchter számításai szerint évente kb. 150 000 olyan földrengés következik be. amelyet az ember is képes észlelni, a csak műszerekkel (nagyon érzékeny szeizmométerekkel és szeizmográfokkal) kimutatható földrengések száma ennél jóval nagyobb: eléri az egymilliót. A földrengéseket különböző szempontok alapján lehet osztályozni, a legelterjedtebb azonban a Mercalli-Cancani-Sieber-skála (vagy módosított változata a Medvegyev- Sponheuer-Kámík-skála), amely a földrengés által okozott jelenségek és károk alapján 12. egyre növekvő intenzitású földrengéstípust különböztet meg. Általában a 7-es és ennél nagyobb erejű földlökések anyagi károkat okoznak. de egy-egy földrengés következményei nagy mértékben függenek az érintett terület geológiai felépítésétől, az alkalmazott építési technológiától és természetesen a népsűrűségtől is. Az említett skálánál sokkal objektívabbnak mondható az ún. Richter-skála, amely a földrengés valódi energiáját tekinti kiindulási alapnak. Richter 1935-ben bevezette az ún. magnitúdó fogalmát, amely a talajmozgás amplitúdójának logaritmusából számítható ki az alábbi összefüggés szerint: M = log Y + f + C ahol M a magnitúdó, A az amplitúdó, T a mozgás periódusa, f a földrengés fészekmélységének és az epicentrumtól mért távolságnak kalibrációs függvénye, a C pedig a földrengésjelző állomásra vonatkoztatott korrekció. A Mer calli-skála és a Richter-skála értékei természetesen nem azonosak: az eddig műszerrel mért legnagyobb rengés (1964-ben Alaszkában) 8,6 magnítudójú volt. ami a Mercallí-skálán valahol 11 és 12 között lehetne. Az elmúlt évszázadok legpusztítóbb földrengése valószínűleg az 1755-ben bekövetkezett lisszaboni földrengés volt (ez inspirálta Voltaire-t a Candide megírására), amelynek magnitúdója feltehetően 9 körül mozgott. A különböző erősségű földlökések nagy számát tekintve logikusnak látszik az a feltevés, hogy Földünk felső öveiben szünet nélkül játszódnak le kisebb-nagyobb energiafelszabadulások, anyagmozgások, amelyek a Föld felszínén is éreztetik hatásukat. A földköpeny különböző pontjain felhalmozódó deformációs feszültségek egy idő után legyűrik a közeg ellenállását, hatalmas energia szabadul fel. amely hullámok formájában terjed tovább minden lehetséges irányban. Ahol ez az energia felszabadul — az a földrengés fészke vagy hipocentruma, a hipocentrum fölött sugárirányban a Föld felszínén található az epicentrum. Általában minél távolabb vagyunk az epicentrumtól, annál kisebbnek érezzük a földrengést. P, S és L hullámok A földrengéshullámoknak több fajtája ismert, ezeket a szeizmogramokon (a szeizmográfok által rajzolt görbéken) jól meg lehet különböztetni. A P-hullámok. amelyeket longitudinális vagy sűrűség hullámoknak is neveznek a terjedés irányában rezegnek, sebességük a legnagyobb: 8—13,5 km/s. Az S-hullámok — transzverzális vagy nyíró hullámoknak is hívják őket — a terjedés irányára merőlegesen rezegnek és csak szilárd közegben figyelhetők meg, folyadékban vagy gázban nem terjednek. Sebességük 4—7,5 km/s. Az imént említett két hullámfajtát térhullámoknak is nevezik, mivel a hipocentrumból kiindulva a tér minden irányában terjednek, az L-hullámok ellenben felszíni hullámok, csak a földfelszín mentén terjednek, kb. 3,5—3,8 km/s sebességgel. Az L-hullámok felelősek elsősorban a Föld felszínén tapasztalható károkért és egyéb következményekért. A főlökést rendszerint több-kevesebb utórengés követi, olykor napok vagy hetek múlva is. Az utórengések energiája az esetek túlnyomó részében csupán töredéke a fölökésnek. A földrengéshullámok egyébként ugyanúgy viselkednek mint a fény- vagy a hanghullámok: ha valamilyen közeg határához érkeznek megtörnek vagy visszaverődnek. Az ilyen megtört vagy visszaverődött rengéshullámokat elemezve a geofizikusok és a szeizmológusok sok érdekeset megtudhatnak a Föld belső szerkezetéről, a különböző típusú kőzetrétegek elhelyezkedéséről és egyebekről. Tulajdonképpen a földrengések elemzése és a szeizmogramok kiértékelése alapján sikerült megállapítani azt hogy a Föld belseje köpenyre, külső és belső magra tagolódik, s természetesen azt is. hogy maga a földköpeny is további rétegekből áll. A földrengéshullám végighalad a Földön, akár többször is megtörhet vagy visszaverődhet, ha valamilyen közeghatárhoz érkezik, s ha a világ különböző pontjain működő földrengésjelző állomások szeizmogramjait kiértékelik, akkor útja jól nyomon követhető. A különböző sűrűségű és halmazállapotú közegekben az egyes hullámok különböző sebességgel terjednek, ez is mérvadó lehet, ráadásul — mint már említettem — az S-hullámok folyadékban nem terjednek, ezért ha nyomuk veszik, az szintén sok mindent elárulhat a vizsgáit közeg szerkezetéről. A kiértékelést megnehezíti, de ugyanakkor segíti is az a körülmény, hogy az egyes hullámfajták visszaverődve átalakulhatnak más típusú'hullámokká (pl. a P-hullámból S-hullám lesz és fordítva). Mindezt azért tárgyalom ilyen részletesen, mert a földrengések tanulmányozása mind elméleti, mind gyakorlati szempontból nagyon fontos. A földkéregre vonatkozó közvetlen megfigyelési adatunk legföljebb csak tízegynéhány kilométeres mélységből van, a mélyebb rétegeket csakis közvetve, elsősorban a földrengéshullámok segítségével vizsgálhatjuk. A litoszféra finomszerkezetét kb. 700 km-es mélységig ismerjük, mivel a legmélyebb rengések hipocentruma ebben a térségben található. A földrengések mintegy 85 %-a tektonikus eredetű tehát a litoszféra különböző mélységű pontjain keletkeznek. Ezek a legjelentősebb földrengések, hatásuk az epicentrumtól akár több száz kilométerre is érezhető. A vulkáni eredetű rengések a földrengések 10—12 %-át teszik ki, s amint a megnevezés is utal rá, a vulkáni tevékenységgel kapcsolatosak. Általában egy-egy vulkánkitörés kísérői, hatósugaruk azonban kicsi. (Gyakori eset, hogy egy földrengést vulkánkitörés követ, ilyenkor azonban a földrengés nem a vulkáni tevékenység következménye, hanem egyik kiváltó oka.) A legkisebb hatósugarú és a leggyengébb rengések az ún. beszakadásos rengések, amelyeket valamilyen földalatti üreg vagy barlang beomlása idéz elő. A földrengés sajátos esete a tengerrengés. amelynek epicentruma rendszerint a tengerben található. A tengerrengés következtében hatalmas árhullámok indulnak el a szárazföld irányában. A szökőár vagy tsunami 3—7 óriási hullámból áll, amelynek hossza a 300 km-t is meghaladhatja, s bár a magassága a nyílt tengeren nem több 1 —2 méternél, a szárazföld előtti sekély vizekben a hatalmas vízmennyiség felhalmozódik és akár 30—40 m magas hullámfa-A földrengések előrejelzése A földrengések előrejelzésének kérdése egyre intenzívebben foglalkoztatja a geofizikusokat. A szakemberek többsége úgy véli. hogy az előrejelzés elvileg lehetséges, de a gyakorlati megvalósítás csak akkor válik időszerűvé, ha sikerül kiépíteni egy olyan sűrű földrengésjelző-állomás-hálózatot. amely egyenletesen befedi a Föld felszínét. Természetesen már az is sokat elárul, hogy Földünk mely pontjain és tájain a leggyakoribbak a földrengések. Vannak igen aktív övezetek — pl. Amerika nyugati partvidéke. a Kamcsatka-félszigettől a Japán szigetvilágon át a Fülöp-szigetekig és Indonéziáig terjedő térség, Európában pedig a Balkán-félsziget déli része és a Földközi-tenger vidéke ilyen —, akadnak ugyanakkor szinte földrengésmentes övezetek is. pl. az Orosz-tábla a Szovjetunió európai részén. A Kárpát-medence szeizmikus aktivitása nem különösebben jelentős, de időnként itt is előfordul komolyabb földrengés. Az eddig elmondottakból már nyilvánvaló, hogy a földrengések ott a leggyakoribbak és a legerősebbek. ahol intenzív tektonikus tevékenység zajlik le a litoszférában. Ilyen helyek elsősorban az óceáni árkok és a közép-óceáni hátságok, továbbá azok a területek, ahol a litoszféralemezek egymásra todódnak (Dél-Amerika nyugati partvidéke, az Indiai-szubkontinens és Ázsia összeütközése). Nyilvánvaló, hogy ezeken a területeken a legvalószínűbb egy-egy újabb földrengés kialakulása, de sajnos mérőműszereinek még nem olyan érzékenyek, hogy a nagy rengéseket bevezető mikrorengéseket képesek legyenek regisztrálni. Hogy ilyen bevezető mikrorengések valóban létezhetnek, arra a különböző élőlényeknek a földrengést megelőző időszakban tanúsított viselkedéséből lehet következtetni. Azokban az országokban — elsősorban Kínában és Japánban —, ahol a földrengés gyakori „vendég". már régóta tudják, hogy az állatok szokatlan viselkedése a közelgő földrengés jele. A háziállatokon idegesség lesz úrrá, a kutyák ugatni kezdenek, a lovak és a galambok nem hajlandók zárt térben tartózkodni, a malacok egymást falják föl, sőt arra is volt példa, hogy egy másfél mázsás disznó idomított rendőrkutyát megszégyenítő módon átmászott egy kétméteres palánkon — félelmében. A patkányok és más rágcsálók megzavarodnak, de a halak is furcsán viselkednek: tömegesen a szárazföldre szaltóznak a folyókból vagy a tavakból. Még az alacsonyabbrendű élőlények is (pl. a férgek, rovarok) megérzik a földrengés közeledtét és valamiképpen menekülni igyekeznek. Feltehető, hogy az emberben is megvan ez az „előrejelző képesség", pontosabban az a szerv, amely regisztrálja a mikrorezgéseket, csak éppen nem képes a felgyülemlett feszültségeket megfelelő módon értelmezni, esetleg más okokra vezeti vissza. Ha majd többet megtudunk az élő szervezet rejtett „műszereiről", felfogó berendezéseiről, s természetesen ha sikerűi majd földrengésjelző műszereinket is tökéletesítenünk, akkor talán a földrengések megbízható előrejelzése sem lesz már többé probléma. LACZA TIHAMÉR 16
