Naukowcy od dawna zastanawiają się, czy można przewidzieć trzęsienie ziemi? Mimo licznych starań, wciąż jest to niemożliwe, co wynika z samej nieprzewidywalnej natury tych zdarzeń.
Trzęsienia ziemi, takie jak Tōhoku z 2011 roku, Christchurch z 2011 roku i Maule z 2010 roku, a także trzęsienia ziemi w Afganistanie i Turcji z 1999 roku, są często niszczycielskie, powodując rozległe uszkodzenia budynków i dużą liczbę ofiar śmiertelnych. Jednak nawet średniej wielkości zdarzenia, takie jak trzęsienie ziemi w L’Aquila z 6 kwietnia 2009 r., mogą powodować lokalne zniszczenia i ogromne straty materialne i ludzkie.
Pomimo znacznych postępów geologicznych, naukowcy są w stanie jedynie szacować, gdzie duże trzęsienia ziemi są najbardziej prawdopodobne w długim okresie czasu (lata do dziesięcioleci). Nie ma jeszcze wiarygodnego sposobu przewidywania w krótkim okresie (dni, tygodni lub miesięcy), kiedy trzęsienie ziemi o danej wielkości wystąpi w konkretnej lokalizacji.
Dlaczego tak trudno przewidzieć trzęsienie ziemi?
Powstawanie trzęsień ziemi jest bardzo złożonym procesem zachodzącym głęboko w skorupie ziemskiej. Wielkość i czas wystąpienia dużego trzęsienia ziemi zależy od różnych czynników, takich jak wielkość odcinka uskoku i wielkość nagromadzonych tam naprężeń.
Pomiar naprężeń jest sam w sobie wyczynem, ponieważ wymaga wiercenia w ziemi na głębokość kilku kilometrów. Ponadto naukowcy nie wiedzą dokładnie, jak duże naprężenia są potrzebne do przerwania uskoku. Jednak po nagromadzeniu wystarczającej ilości naprężeń nawet trzęsienie ziemi o małej sile może przerodzić się w duże wstrząsy lub je wywołać.
Możliwa strategia przewidywania trzęsień ziemi polegałaby na znalezieniu prekursora tego zdarzenia. Może ni, być obserwowalny sygnał, taki jak deformacja gruntu, anomalna emisja radonu z wnętrza Ziemi lub dziwne zachowanie zwierząt, wykryte przed wystąpieniem wstrząsów. Ten sygnał wskazuje wtedy – z dużym prawdopodobieństwem i silną statystyczną istotnością – gdzie, kiedy i z jaką siłą nastąpi trzęsienie ziemi.
Ta strategia przewidywania trzęsień ziemi nie zapewniła jeszcze udanego i statystycznie stabilnego schematu detekcji tych zdarzeń. Międzynarodowa Komisja ds. Prognozowania Trzęsień Ziemi dla Ochrony Ludności przeanalizowała w 2011 r. szereg proponowanych prekursorów i doszła do wniosku, że żaden z nich nie zapewnia wiarygodnej diagnozy nadchodzącego trzęsienia ziemi.
Roje trzęsień ziemi
Jako alternatywa do przewidywania trzęsień ziemi, naukowcy skupiają się na opracowywaniu prognoz trzęsień ziemi, czyli na ilościowym określaniu prawdopodobieństwa wystąpienia takiego zdarzenia. Ma to na celu poinformowanie społeczności o zagrożeniach sejsmicznych, które z kolei mogą zostać wykorzystane przez władze do podjęcia działań przed trzęsieniem ziemi.
Trzęsienia ziemi mają tendencję do występowania jako tzw. roje trzęsień ziemi, czyli sekwencje zdarzeń sejsmicznych występujących na lokalnym obszarze w stosunkowo krótkim czasie. Długość czasu używana do zdefiniowania samego roju jest różna, ale zazwyczaj dotyczy dni lub miesięcy (przykładem są wstrząsy wtórne, które następują po wstrząsie głównym).
Wydarzenia, które miały miejsce w danym regionie są analizowane pod kątem grupowania, a na podstawie tej wiedzy sejsmolodzy są w stanie skonstruować model prawdopodobieństwa dla przyszłych wydarzeń.
Charlotte Krawczyk, przewodnicząca Wydziału Sejsmologii Europejskiej Unii Nauk o Ziemi (EGU)
Te modele pozwalają naukowcom przewidzieć prawdopodobieństwo wystąpienia wstrząsów w danym miejscu w przyszłości.
Korzystając z modeli krótkoterminowych, naukowcy mogą określić, czy istnieje zwiększone prawdopodobieństwo wystąpienia trzęsienia ziemi w danej lokalizacji w okresie od kilku dni do tygodnia. Modelowanie może wykazać, że prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia w tym okresie i lokalizacji wzrosło z 1 na 10 000 lub 1 na 100 000 do 1 na 100 lub 1 na 1000. Jednak bezwzględne prawdopodobieństwo wystąpienia trzęsienia ziemi nadal pozostaje niskie, niższe niż 1%.
Warner Marzocchi, główny naukowiec z włoskiego Narodowego Instytutu Geofizyki i Wulkanologii (INGV), uważa, że to do decydentów należy wykorzystanie tych prawdopodobieństw do podjęcia działań łagodzących.
Działania łagodzące powinny być lekkie, bo w większości przypadków ostrzeżenia okazują się fałszywymi alarmami, a zatem decydenci muszą być ostrożni, aby zminimalizować skargi i utratę wiarygodności. Każda osoba powinna być skłonna do zrobienia tego, co leży w jej najlepszym interesie, otrzymując od władz pouczające ostrzeżenie o zagrożeniu.
Warner Marzocchi
Ale Davide Miozzo z CIMA Research Foundation we Włoszech, ostrzegł przed syndromem wywoływania wilka z lasu:
Jeśli komunikacja jest nadmiernie powtarzalna i zbędna, zostanie zlekceważona. A gdy instytucje stracą zaufanie ludności, sama populacja staje się bardziej podatna i mniej odporna na naturalne przeciwności losu.
Budynki wstrząsoodporne
Najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia ryzyka i zapobiegania szkodom jest wykorzystanie operacyjnego prognozowania trzęsień ziemi do budowy długoterminowych modeli prawdopodobieństwa przyszłych zdarzeń. Są one następnie wykorzystywane do informowania inżynierów zajmujących się trzęsieniami ziemi o zagrożeniu sejsmicznym, które można wykorzystać do opracowania odpowiednich projektów bezpieczeństwa sejsmicznego.
Żaden rodzaj działań łagodzących w krótkim okresie czasu nie zastąpi najlepszego działania długoterminowego, jakim jest budowa budynków odpornych na trzęsienia ziemi.
Warner Marzocchi
