Befolyásolhatjuk-e a földrengések kialakulását?

A mintegy harmincezer halálos áldozat mellett a biztosítótársaságok eddigi becslései szerint minden eddigit meghaladó mértékű anyagi kár keletkezett. A földrengés hosszú távon is komoly környezeti kárt is okozott a Fukushima I. atomerőmű hűtőrendszerének megrongálásával. A súlyos sugárveszély lehetősége heteken át lázban tartotta az egész világot. A helyszíni mérésekből és jelentésekből egyértelműen kiderült, hogy a Japánt ért fölmozgás akár tömegméretű atomkatasztrófához is vezethetett volna. A földrengések okairól és várható következményeiről kérdezem Juhász Árpád geológust, televíziós ismeretterjesztő műsorok tudományos szerkesztőjét, több népszerű geológiai és utazási könyv szerzőjét.

– A földrengéseknek mik a kiváltó okai? Megelőzhetőek lennének-e ezek a katasztrófák?
– A föld mélyében radioaktív izotópok vannak, amelyek a bomlásuk során hőt termelnek. Gyakorlatilag ez tartja melegen a föld belsejét, hőkiegyenlítő áramlásokat produkálva. A nagyobb hőmérsékletű anyagok, izzó olvadékok a sűrűségük miatt nyilván igyekeznek fölfelé hatolni, míg a felszín közelében lehűlő tömegek visszafelé, a föld köpenyének mélyebb tartományaiba áramlanak. Ez a dinamikus, állandó föl-alá áramlás tördeli szét a Föld szilárd kőzetburkát, ami kétféle törésvonalat hoz létre. Azon a helyen, ahol fölfelé alakulnak az áramlások, a lemezek szétnyílnak és távolodnak egymástól. Ezek döntő többsége az óceánok mélyén húzódik, méghozzá 60 ezer kilométeres hosszúságban, ami évente 5 és 10 cm közötti távolodási sebességet jelent. Tehát a Föld térfogata és így a felszíne sem nő, s nyilván ugyanennyi anyagnak el is kell tűnnie valahol. Ezek az olyan mélytengeri árkok mentén tűnnek el, mint amilyen a Csendes-óceán partjai mentén húzódó chilei árokrendszer. Tehát ott nyelődnek el, ahol lemezszegélyek vannak, s ott természetes módon földrengések is létrejönnek. A pusztítóbbak az egymásnak ütköző részek mentén keletkeznek, ahol mélytengeri árkok, és egymásnak tolódó kőzetrétegződések vannak, amelyek valódi szeizmikus rengéseket produkálnak.
Másrészt, az ember ősidők óta belakta ezeket a veszélyes térségeket, és együtt él ezzel a veszéllyel. Sőt, azt lehet mondani, furcsa módon a föld legsűrűbben lakott térségei gyakran teljesen egybeesnek a veszélyzónákkal, ahol elsősorban földrengések, vulkánkitörések, trópusi katasztrófák, ciklonok, tájfunok pusztítanak. Az ember ősi vágya, hogy ragaszkodik a szülőhelyéhez, és ezen még a katasztrófák sem szoktak változtatni. Egy időre néhány tízezer ember elmenekül, vagy evakuálják őket, utána görcsösen igyekeznek visszaköltözni, és mindenki ott akar otthont találni, ahol korábban élt.

– Beszélhetünk arról, hogy az elmúlt két évszázadban gyakoribbá váltak a földrengések? Vagy csak azért érzékeljük úgy, hogy nőtt a számuk, mert sűrűn lakott térségeket érintenek?
– Két dologról van szó. Az egyik, hogy a helyi telekommunikáció azonnali közelségbe hozza a föld legtávolabbi pontján zajló eseményeket. Egy japán földrengés képei perceken belül itt vannak, a hazai telekommunikációs eszközöknek köszönhetően. Ennélfogva az egyszerű ember számára nyilvánvalóan úgy tűnik, hogy ezeknek a természeti katasztrófáknak a száma nagyobb, vagyis mind gyakoribbak. Nyilvánvaló, hogy ezt nem lehet szubjektív módon megítélni. Ráadásul ebben benne van a sokféle telekommunikációs eszköz, a tévécsatornák katasztrófa-éhsége is, hiszen láthatjuk, hogy a megszokott politikai híradók tulajdonképpen Kék fény-jellegű katasztrófa-híradókká váltak.
A kérdés másik oldala: megvannak a szakosított intézmények arra, melyek pontosan nyilvántartják, hogy egy adott évben mikor, hol, és milyen erősségű földrengés zajlott le. Az egész világot behálózzák a földrengésmérő obszervatóriumok. Minden nagyobb erősségű földrengés teljesen keresztülmegy a földön. Tehát egy ilyen erősségű földrengésnél, mint a legutóbbi japáni, ez azt jelenti, hogy a földrengéshullámok nem csak a felszín közelében és Ázsia térségében haladnak át, hanem áthatolnak az egész kőzetburkon, a földköpenyen, sőt a Föld magján is. Ezeknek az igen nagy erejű földrengéseknek köszönhető, hogy van valami elképzelésünk a föld belsejéről. Például hogy milyen sűrűségű. A földrengéshullámok ugyanis minél sűrűbb közegben haladnak végig, annál gyorsabban terjednek. A földrengéshullámoknak két különböző komponense van: egy hosszanti irányban és egy kereszti irányban rezgő. A keresztirányban rezgők a folyadékfázisú anyagban nem tudnak terjedni, ott csak a hosszanti irányú terjed.
Ennek alapján tudjuk, hogy a föld magjának külső része 2900 km. A felszín alatt és attól lefelé egy darabig egy kvázi folyékony halmazállapotú valami található, ami nem azt jelenti, hogy nem olyan sűrű, mint egy fém (mondjuk egy vas-nikkel ötvözet), de a nyomás és hőmérséklet furcsa játékának eredményeként a hanghullámok terjedése szempontjából szinte folyadékként viselkedik. A lényeg, hogy a földrengéshullámokat a föld túlsó partján is mérik. A hullámok beérkezési idejéből pontosan meg lehet határozni a távolságokat, már csak abból is, hogy a hosszanti hullámok rezgései mindig előbb érkeznek be, mint a keresztirányban rezgőké. Ennek alapján tehát a földön mindenütt pontosan észlelik, hogy mondjuk Japánban volt egy földrengés. Most már ezt évszázadok óta folyamatosan figyelik. Semmi olyan tendenciát, hogy a nagyarányú földrengések száma nőtt volna, nem lehet megállapítani.

– Inkább csak a katasztrófa nagysága nőhetett, mivel városok és civilizációk épültek ezeken a helyeken? Tehát a halálos áldozatok száma nőtt inkább?
– Egyrészt nőtt a halálos áldozatok száma, másrészt egy-egy ilyen nagy katasztrófa alkalmával hatalmas anyagi értékek mennek veszendőbe. Ezeket a helyeket az ember újra be fogja építeni, mint ahogy egy idő után Japán is helyre fogja állítani a földrengés okozta foghíjakat. Lehet, hogy tíz-húsz év múlva az emberek agyából is törlődik ez. A pszichológusoknak az a tapasztalata, hogy ahol az emberek naponta a természeti katasztrófák árnyékában élnek, nem félelemben fekszenek le esténként. Ez olyan tudati sérülés lenne, amit a világ nem tudna tartósan elviselni. Olyan mélyen együtt élnek a veszély tudatával, hogy ez nem roncsolja a teljesítőképességüket vagy a pszichés tűrőképességüket.
– Említette, hogy a földrengések kialakulásának természetes földtani törvényszerűsége van. De ha visszatekintünk az elmúlt évszázadra, mondjuk az ipari forradalom óta eltelt időszakra, vajon nem függ-e össze a földrengések gyakorisága és erőssége az emberi tevékenységgel, mint ahogy a klímaváltozás következtében is számos természeti katasztrófa sújtja földünket?
– Biztos, hogy nem. Egy-egy kisebb földrengés alkalmával is olyan elképesztően nagy energiák szabadulnak fel, mely minden emberi léptéket nagyságrendekkel felülmúl. Az emberi tevékenység semmilyen formában nem tudja sem befolyásolni, sem megelőzni ezek kirobbanását. Erre nincs semmiféle remény. Nagyon egyenlőtlen küzdelem ez az ember és a Föld természeti ereje között.
– És az olajfúrások, az olajkutak?
– Semmit nem befolyásolnak.
– Vagyis a földrengések hatásának elkerülése érdekében csak annyit tehet az ember, hogy elkerüli ezeket a lemezhatárokat?
– Már teljesen beépítették ezeket, s az ember görcsösen ragaszkodik élete helyszíneihez. Úgy gondolom, hogy amit az emberiség megtehet – és ezt meg is kellene tenni –, az a tisztességes építkezés. A föld valamennyi területén, ahol már előfordultak földrengések, az eddigieknél legalább 2 Richter mérettel nagyobbra kellene tervezni a biztonságosságot. Ennek megfelelő alapozásra, tervezésre, a csatlakozó szerkezetek megfelelő kivitelezésére, ellenőrzésére van szükség, különös tekintettel a kórházakra, iskolákra, a mentőállomásokra, amelyek a mentés során exponált helyzetben vannak. Kiemelten vonatkozik ez a veszélyes üzemekre, amelyek egy-egy földrengés során olyan veszélyes anyagokat juttatnak a levegőbe, amelyek több kárt okozhatnak, mint a földrengés mechanikai hatása. És végül ebbe a kategóriába tartoznak az atomerőművek, amire éppen Japán a példa. Ez most tulajdonképpen nagyobb félelmet jelent, mint önmagában a földrengés pusztítása.
– Ez éppenséggel megkérdőjelezi a civilizáció jövőjét, biztonságát az energia-utánpótlás tekintetében, hiszen most több energia-nagyhatalom, úgymint Kína, Venezuela, Németország stb., felülbírálta az atomprogramját… Nem lehet, hogy a földrengések gyakorisága az energiakérdést fogja megkérdőjelezni a jövőben?
– Úgy gondolom, hogy a föld fosszilis energiakészlete véges. Most nincs értelme arról vitatkozni, hogy a jelenleg feltárt kőolajkészletek két vagy három évtizedre elegendők. Egy biztos: végesek. Ebből az is következik, hogy az emberiség egyre jobban rá lesz utalva a fosszilis energiahordozók kiváltására más energiahordozókkal. Minden törekvés ellenére az alternatív energiaforrások sokkal kisebb mértékben növekedtek az elmúlt évtizedekben, mint ahogy ezt eredetileg remélték és tervezték. Úgy tűnik, hogy egy jelentős ipari ország igazából csak akkor tudna meglenni atomenergia nélkül, ha a területén nagy mennyiségben lennének fosszilis energiahordozók. Venezuela elképzelhető, hogy el tud tekinteni az atomenergiától, hiszen rendkívül gazdag kőolajban. Ugyanakkor egy Japán, amelynek nincs kőolaja, földgáza, fosszilis energiaforrása, biztos, hogy nem. Hogyha ipart akar működtetni, akkor rá lesz szorulva arra, hogy továbbra is használja az atomenergiáját, csak legfeljebb még okosabb tervezéssel, még modernebb technológiákkal. Most pl. megsérült egy erőmű, amely épp bezárás előtt volt, hiszen egy kis túlzással napok választották el attól, hogy bezárják, függetlenül a földrengéstől.
– Általánosságban kimondhatjuk, hogy korunk földrengései az emberiség számára újabb kihívást és nagyobb veszélyt jelenthetnek, mint eddig gondoltuk. Pillanatok alatt gazdag városok mehetnek tönkre, a gazdaságra gyakorolt hatása is beláthatatlan lehet. Ez nem volt jellemző az elmúlt századokban. Ön szerint ez milyen üzenet lehet a ma emberének?
– Úgy gondolom, hogy a természeti katasztrófák csak jelzésértékű dolgok. Önmagában az emberi civilizációt ezek globálisan nem fenyegetik. Hogyha most prioritásokat kellene felállítani, hogy az emberiség jövője szempontjából mik a legfontosabb tényezők, akkor én első helyre természetesen az energiát tenném, hiszen energia nélkül nincs élet. Nincs mezőgazdaság, nincs élelmiszertermelés, nincs ipar. A második helyre mindenképpen a vizet sorolnám, aminek rendkívül szűkében vagyunk. Hiába borítja a föld felszínének kétharmadát óceán, az óceán vize ihatatlan sós víz, amelyből csak nagy energiafelhasználással tudunk iható vizet előállítani. A földön az édesvízkészletek egyre fogynak és szennyeződnek. A tiszta víz és a szennyezett víz aránya egyre nagyobb az utóbbi javára, és kérdésessé válik egyes régiók vízellátása, ami a klímavándorlás százmilliós hullámait indíthatja el Dél-Afrikából Európa felé. A harmadik helyre a tiszta levegőt tenném. Ezután következik a termőföld, ami ugyancsak fontos eleme az ökológiai lábnyomnak. Amilyen pazarlóvá válik az ember, a termékeny területeket egyre inkább energiatermelő növények termesztésére használja fel, másrészt a városok, az úthálózatok egyre nagyobb termőterületet foglalnak el, amelyből mind-mind az emberiség táplálását kellene megoldani.
– Ön szerint az energiakérdést kellene elsőként megoldani? Nem csak riogatások, hogy a föld energiakészlete és az olajmezők kiapadóban vannak?
– A földön vannak még fel nem kutatott területek, de ezek sarki részeken vannak, tundrákon, nehezen megközelíthető terepen, rossz természeti körülmények között. Ezek egyre inkább egyre mélyebb tengeri mezőkből hozhatók csak a felszínre, amelyek méregdrága termelési technológiák. A hagyományos, nagy kőolajtelepek a Közel-Keleten, beleértve Szaúd-Arábiát, Kuvaitot, Irakot, kimerülőben vannak. Tehát mindenképpen úgy tűnik, hogy a kőolaj mint meghatározó fosszilis energiahordozó csak korlátozott ideig áll már rendelkezésre és egyre drágább lesz. Egyre mélyebbre kell fúrni, egyre nehezebb körülmények között kell ezt a kőolajat kitermelni.
– Összességében úgy gondolom, a Japánhoz hasonló földrengés katasztrófáknak és a vulkánkitöréseknek az emberiségre gyakorolt hatása nagyságrendileg kisebb, mint amit az energiaválság és a klímaválság jelent az emberiségre.

Bolygónk a japáni katasztrófa óta folyamatosan remeg.
A napok rövidebbek lettek, a föld tengelye elmozdult, az Antarktiszon gleccserek szakadtak le: a japáni földrengés nem csak az országot tolta közelebb Amerikához, de az egész földbolygót megrengette.
A japánok is számítottak földrengésre, de ilyen mértékűvel senki nem számolt. Az ország partjai előtt egy törésvonal fut, ahol az óceáni lemez az ázsiai kontinens alá csúszik be, körülbelül hetenként két milliméter sebességgel. A várt katasztrófa március 11-én, helyi idő szerint 14:46 perc 23 másodperckor következett be: a tengerfenék kőzete nem bírta tovább a kontinens nyomását és eltört. A mérések kezdete óta ez volt a negyedik legnagyobb földrengés és hatása az egész bolygóra kiterjedt.

A rengés a japáni Szendai városától 129 kilométernyire indult, ott keletkezett törés, 32 kilométeres mélységben. A tengerfenék olyan gyorsan tört szét, mint egy gleccser. Három és fél percen keresztül haladt a törés a kőzetben. Végezetül a hasadék 400 kilométer hosszan húzódott egészen a tengerszinttől 60 kilométeres mélységig. A fent fekvő lemez 27 méterrel előrébb – tehát keletre – és hét métert felfelé csúszott. Ez volt minden idők egyik legerősebb lemezmozgása. A rengés az Egyesült Államok geológiai szolgálatának adatai szerint 9-es erősségű volt. Az ütközés olyan mennyiségű energiát szabadított fel, mint amennyit egy több száz méter átmérőjű meteorit becsapódása jelentett volna. Még a 376 kilométernyire fekvő Tokióban is omlottak össze épületek és remegtek a házak. Az Antarktiszon is megfigyelhető volt a hatás, a gleccserek gyorsabban szakadtak le, írta a New Scientist magazin hasábjain Jake Walter glaciológus. A méréseket azoknak a GPS-készülékeknek a segítségével tudták elvégezni, amiket a gleccserekre telepítettek. A kontinenslemezek mozgása szokatlanul heves cunamikat váltott ki.

Az óriáshullámok a japánok számára további pusztítással jártak, de az óceán többi térsége megmenekült. A hullámok több száz kilométeres sebességgel rohantak Honshu partjai felé és néhány perccel a keletkezésük után elérték a szárazföldet. A tengerfenék egyenetlenségei felfelé nyomták a hullámokat, míg azok a 15 méteres magasságot is elérték.

A cunamik jellegzetessége, hogy míg a hullámok a tenger felszínén haladnak, addig a cunamik egészen a tengerfenékről indulnak, az egész tenger mozgásban van, és ennek megfelelően nagyon sok vizet juttat a szárazföldre. Japán meredek partjai még inkább felkorbácsolták a vizet, a tengervíz egy kilométeres távolságban jutott be a szárazföldre.

Az óceáni térségben fekvő országok szerencséje az volt, hogy a cunami a japán partok melletti viszonylag sekély vizekben keletkezett, ezért túl kevés víz mozdult meg ahhoz, hogy máshol is pusztítson. Amikor a hullámok a mélyebb vizekre értek, elvesztették magasságukat. A szigetek a formájuk miatt úszták meg a veszélyt, a vulkáni eredetű szárazföldek úgy állnak a tengerben, mint a ceruzák és nincs olyan talapzatuk, amin a hullámok megerősödhetnének. A cunamikat a nyílt tengeren ugyanis alig lehet észrevenni, a hajósok gyakran gyanútlanul haladnak át rajtuk. A Hawaii-szigetek ezzel szemben hegyvonulatként magasodnak az útban, ahol néhány méter magas cunamik okoztak csekély mértékű kárt.

Japánban 1200 GPS-állomás található, amelyek műholdon keresztül mutatják az ország helyzetét. Ezeket azért helyezték ki, mert a földmozgások előjelei lehetnek egy vulkánkitörésnek. Most ezek a szenzorok azt is jelzik, hogy milyen hatása volt a földrengésnek: Japán egy csapásra négy és fél méterrel közelebb került az Egyesült Államokhoz, de az ország nem egyforma mértékben csúszott. Délnyugaton csak kilenc millimétert haladt kelet felé, de a tengerfenéken négy és fél méternél nagyobb mértékű is lehet az elcsúszás, csak ott nincs GPS, ami mérje.

A szárazföldi eszközök másféle mozgást is észleltek. Japán az északkeleti részen 75 centimétert süllyedt, amelynek végzetes következményei lehetnek, mert a cunamik így még mélyebben juthatnak be a szárazföld belsejébe.

A hatás nem csak az embereket érintette: a földgolyó a rengés óta is remeg. A földrengés megrázta, s azóta úgy leng, mint egy harang: az egész bolygó hat és fél perces időközökkel leng ki, derítették ki a bonni egyetemen. A talaj az egész földön hullámzik, de csak néhány tizedmilliméternyit. Mivel az egész bolygó remeg, ezek óriási energiát keltenek. Ha az embereknek jobb lenne a füle, akkor hallanák, ahogy az egész föld morog. De ezek a zajok tizenegy oktávval lejjebb vannak annál, amit az emberi fül észlelni képes. A föld tengelye 17 centiméterrel mozdult el a NASA szerint. A rengés szinte megcsavarta a bolygót és ezzel megrövidült a nappalok hossza. Bár ennek mértéke igen csekély, de a számítások szerint volt olyan időszak, amikor egy nap 23 óráig tartott.

A kutatókat megrázták a történtek. Úgy vélték, hogy ilyesmi sohasem fordulhat elő. 9-es erősségű földrengés Japán partjai előtt szerintük sohasem következhetett volna be:

• Ehhez hasonló nyomokat sem a tengerfenéken, sem a szárazföldön nem találtak. Az elmúlt évszázadokban nem volt olyan rengés, ami ilyen erős lett volna, a cunamik ellen pedig méteres magasságú falakat építettek, amelyek Japán északkeleti részét veszik körbe.

• A tektonikus lemezek ütközésének módja is egy mega-rengés ellen szólt. Az óceáni lemez szokatlanul meredeken csúszik az ázsiai kontinens alá. Ez azért van így, mert a kőzet nagyon régi, hideg és nehéz, ezért az elmélet szerint kevésbé erősen súrlódnak egymáson, és nem is renghet olyan sűrűn. Az élet rácáfolt erre, a cunami a falak felett pedig egyszerűen átcsapott.

Most a kutatóknak be kellett ismerniük, hogy az elméleteik tévesek voltak, és azt is, hogy nem vették figyelembe a veszélyre figyelmeztető jeleket. A lemezek kora miatti feltételes biztonságot a 2004 karácsonyakor Szumátrán történt cunami és földrengés már meg kellett volna, hogy cáfolja, ismerte el Emile Okal, az Evangston egyetem geofizikusa. Ráadásul Japán északkeleti része egyre inkább meghajlott, és a keletkező nyomás levezetésére csak egy igen erős földrengés lehetett képes. Okal szerint a történtek figyelmeztetésként kell, hogy szolgáljanak más régióknak is: Tonga és a Karib-térség északkeleti része hasonlókkal kell, hogy szembenézzen.

Minél pontosabban vizsgálják a kutatók az altalajt, annál több katasztrófa nyomára lesznek figyelmesek. Japán északkeleti részén volt már néhány cunami, erről árulkodnak a történelmi feljegyzések és a geológiai térképek is, de épp a legsúlyosabbról feledkezett el mindenki.

2001-ben Koji Minoura, a szendaji egyetem geológusa felfedezte, hogy 869-ben egy mega-cunami árasztotta el a most érintett régiót. Mivel az esemény olyan régen történt, írta Minoura, „egy nagy cunami valószínűsége egyértelműen magas”. A prognózis döbbenetesen pontos volt, de a tanulmány csak most, a történtek után tett hírre szert.

Forrás: Spiegel. http://www.spiegel.de/panorama/0,1518,752047,00.html