ЗЕМЉОТРЕС НЕДОКУЧИВИ

Послдњих дана у хрватској јавности често се постављало питање чему служе сеизмологија и сеизмолози, ако не могу тачно предвидети када ће се, где и колико јак потрес догодити.

Многи се још увек сећају судског процеса у којем је шест италијанских научника процесуирано за убиство из нехаја због савета које су дали непосредно пре катастрофалног потреса у Л’Аквили, у којем је 6. априла 2009. године погинуло 309 људи. Међу њима троје сеизмолога, један вулканолог и двоје инжењера сеизмологије.

Суд је научнике осудио на шест година затвора зато што на темељу подрхтавања која су претходила великом потресу нису упозорили на могућу опасност. Бројни научници из целог света тада су протествовали против осуђујуће пресуде, истичући да до данас још није откривена метода којом би се потреси могли тачно предвиђати. Апелациони суд 2014, потом и Врховни суд 2015. одбацили су пресуде против научника који су током процеса тврдили да су подрхтавања била уобичајене сеизмичке активности и да се на темељу њих није могао предвидети велики потрес. У разговору с нашим сеизмологом др Јосипом Стипчевићем с Природословно-математичког факултета у Загребу, покушали смо разјаснити што сеизмологија може предвиђати и чему служи ако већ не може прецизно предвидети потресе.

За почетак, можете ли нам кратко објаснити што је сеизмологија и чиме се бави?

Сеизмологија је наука о потресима и свим ефектима који произлазе из потреса, попут потресних таласа. Она није стриктно ограничена само на проучавање потресних извора, односно онога што се у њима догађа током потреса. Она се, такође, бави проучавањем структуре тла, структуре дубоког и плитког тла, ефеката потреса, утицаја потреса на грађевине и слично. Дакле, сеизмологија је наука која истражује све појаве везане за потресе и структуру слојева кроз које се шире земљотресни, односно еластички таласи.

Укључује ли она и истраживање активности тектонских плоча?

Наравно, нама се увек у том контексту потреса намеће питање зашто они настају. Kада гледате Марс, видите да је Земља геолошки знатно активнија од већине других планета у Сунчевом систему. Примерице, Марс и наш Месец геолошки су много мање активни него Земља. Узрок потреса на Земљи је тај што је она геолошки жива планета. Kада погледате површину Земље, видите да се тектонске плоче крећу по њој. Kако их има више, оне су у интеракцији једна с другом. Због њиховог неједнаког кретања и интеракција долази до накупљања енергије на местима контакта. То је главни узрок тектонских потреса на Земљи. Ту се у својим подручјима истраживања сеизмологија преклапа с другим гранама геофизике и геологијом.

Нико не воли потресе. Но с друге стране, видимо да су геолошки мртве планете у начелу, такође, биолошки мртве. У том смислу могли бисмо рећи да је за живот на Земљи добро то што је геолошки активна. Је ли то тачно?

Тако је. Kолико год нам се чинило лоше то што је Земља геолошки активна, јер због тога имамо вулкане и потресе, с друге стране треба разумети да научна истраживања показују да без геолошког живота на Земљи не би било ни биолошког. Цео циклус размене материјала на Земљи одржава живот. Осим тога, Земљино магнетско поље један је од резултата унутрашњег живота Земље – конвекционих процеса који се збивају у њеној ужареној унутрашњости. Они одржавају магнетско поље које је јако важно за одржавање живота. На тај начин настаје Земљина магнетосфера која нас штити од сунчевог зрачења и космичких зрака.

Примерице, Марс је од геолошки живе планете с водом и атмосфером постао беживотна управо зато што је изгубио магнетски штит. То се догодило зато што је Марс мањи од Земље па су се процеси хлађења његове унутрашњости одвијали кудикамо брже. Марс, стога, данас има знатно дебљу и чвршћу литосферу и нема магнетско поље какво има Земља.

Једно од кључних својстава науке, за разлику од псеудонауке, јесте да даје нека предвиђања која се експериментално могу потврдити или оповргнути. Зашто сеизмологија не може тачно предвидети где ће се, када и колико јак потрес догодити, што људе највише занима?

Пре свега треба разумети да имамо низ једначина којима бисмо могли правити предикције потреса. Другим речима, и математички и физички врло добро смо наоружани. Међутим, главни проблем сеизмологије јесте то што наша мерења не можемо обављати непосредно. Све што радимо, радимо посредно. Ако меримо нешто на дубини од 10 километара, на којој се недавно догодио петрињски потрес, радимо то мерењем сеизмичких таласа и другим посредним методама. То су подаци на темељу којих закључујемо нешто о структури средине у којој се потрес догодио. Ми не можемо директно прићи и мерити у тачки у којој се догодио потрес. То је велики проблем.

Ако повучемо паралелу с метеорологијом, која је друга грана геофизике, видимо да у њој можемо обавити мерења на много места, примерице на мерним станицама на тлу, на мору, помоћу метеоролошких балона са сондама, сателитима и сл. Kада имате такав начин мерења на хиљадама тачака, онда можете урадити неку предикцију иако чак и у метеорологији, зато што је реч о врло комплексном систему, тешко можете давати јако дугорочне прогнозе. Што идете даље у будућност, оне су све слабије. Сада замислите да сличан такав систем имате унутар Земље, а да немате могућност ни за једно непосредно мерење. Ми не можемо измерити податке на стотинама хиљада тачака да бисмо их уврстили у наше једначине и коначно закључили да с толиком и толиком сигурношћу можемо рећи да ће се потрес одређене јачине догодити у одређеном раздобљу. То је основни проблем сеизмологије.

Што онда сеизмологија може предвиђати?

Сеизмологија и остале геофизичке науке могу рећи на који начин се потрес догађа, која ће подручја бити угроженија и, што је најважније, како ће потрес који ће се догодити утицати на људе и грађевине у којима они станују. Чак и када бисмо могли добити нека боља предвиђања у сеизмологији, већи фокус требало би да буде на ономе што можемо предвиђати, а то је како ће потрес утицати на грађевине.

То је нешто као превенција у медицини?

Управо тако. Рецимо да се родите и онда вам неко треба дати предвиђања од чега ћете боловати за 50 година. Тешко је давати прецизна предвиђања на темељу мало варијабли које можете измерити. Стога би главни фокус требало бити на спречавању последица. Kада имамо мерења која говоре како ће потрес утицати на грађевине, законодавство и грађевинарство би се томе требало прилагодити. Примерице, чак и да можемо рећи да ће се неки потрес догодити кроз месец дана на неком подручју, што бисмо с тим предвиђањем могли направити?

Можемо ли на темељу њега иселити целокупно становништво тог подручја? Не, било би логичније да се на том подручју граде грађевине које могу издржати такве потресе. У Јапану и другим сеизмички врло активним подручјима људи тако живе. Они су константно под претњом потреса. Но прилагодили су се томе да се потрес може догодити и да последице могу бити страшне ако за њих нису припремљени. Ако су припремљени, оне ће бити минималне. То би требало бити заједнички циљ геофизике, грађевинарства и законодавства – да се прилагодимо чињеници да живимо на потресном подручју.

Шта сеизмологија може предвиђати од варијабли које занимају јавност, али и грађевинаре и оне који обликују политику?

Kада спојите геологију, геофизику и грађевинарство, можете направити пуно тога. Посматрањем површине земље, у чему се данас користе и геосателити, може се видети која су потресна подручја најактивнија. Сеизмологија вам из повесних записа може рећи да се на одређеном подручју догађају потреси одређене јачине, геолог може изаћи на терен и видети из стијена колике су дужине раседа и колика се максимална магнитуда на њему може очекивати.

Сеизмолози, опет, могу израчунати неку вредност вероватноће за одређени повратни период у којем се ти потреси могу догађати. Такође могу израчунати силу која може деловати на грађевине током таквих потреса. Такви подаци дају се грађевинарима који на темељу њих могу прилагодити начин градње. То је пут којим се тренутно мора ићи.

Може ли боље прикупљање података помоћи бољем предвиђању потреса у смислу да се може боље дефинисати повратни период за потрес неке јачине и да се максимална јачина може боље предвидети?

Наравно. У овом потресу ћемо прикупити мноштво мерења. Након тога следи научни део – проучавање онога што се догађало пре, тијеком и након потреса и повезивање с оним што смо знали од пре. Из тога можемо маного научити. Примерице, из записа потреса можемо дознати каква је структура тла у дубини. Можемо дознати како изгледа раседна плоча. Можемо дознати како се догађало распукнуће.

То ће све користити за неке будуће потресе који ће се сигурно догађати у том подручју. Моћи ћемо знати какве карактеристике имају потреси који се у том подручју догађају, какво је подземље. Можда ћемо дознати постоји ли на неком подручју које до сада није изгледало као јако потресно већа вероватноћа за јак потрес. Те и сличне ствари моћи ће се дознати. Нажалост, на овом степену на којем се налази геофизика, тачнија предикција је врло незахвална. У будућности, ко зна.

Kолико сеизмолога има у Хрватској?

Тренутно нас је само 14. Углавном су сви на терену или, пак, пуном паром обрађују податке који се прикупљају.

Је ли се у овим потресима, у загребачком и петрињском, остварило оно што се у сеизмологији знало?

За Загреб имамо јако добре историјске записе. Знали смо да је Загреб потресно врло угрожен. На то смо упозоравали протеклих година и десетлећа. Kада погледате последњих 150 година, у Загребу се догодило неколико јаких потреса. Од оног великог 1880. до данас имали смо серију јаких потреса. Знали да се на загребачком подручју могу догађати такви потреси и ето, сада се догодио. Што се максималне јачине потреса за околину Загреба тиче, обично се процењује да то може бити потрес магнитуде 6,0 или 6,5. Ови подаци које смо прикупили помоћи ће нам да то још боље дефинишемо. Што се тиче петрињског потреса, знали смо да је и то подручје активно.

Ту се догодио славни потрес из 1909. на темељу којег је Андрија Мохоровичић открио Мохоровичићев дисконтинуитет, што је једно од највећих открића у хрватској науци. Међутим, до сада није било јасних индикација да би се могао догодити потрес ове магнитуде. Било је процена да се може догодити потрес магнитуде веће од 6,0. Но цео тај пробабилистички хазард одређене магнитуде и одређеног повратног раздобља с овим ће се потресом променити. Срећа у несрећи је да се то, ипак, релативно ретко догађа, јер подручје северозапада Хрватске није сеизмички јако активно ако га успоредите с неким другим деловима свијета, примерице с Грчком и Турском. С друге стране, они се догађају довољно често и довољно су јаки да их не можемо игнорисати. Проблем је када се због тих дужих раздобља без јаких потреса уљуљкамо и заборавимо да живимо у потресно угроженом подручју.

Вама као сеизмолозима та реткост потреса сигурно отежава посао, зар не?

Био бих најсрећнији да уопше немамо шта мерити. Но кад се потрес већ догодио, треба прикупити и искористити податке да бисмо неке ствари могли боље одредити у будућности. Ипак, данас постоје и друге методе којима се може проучавати структура тла. Постоји нешто што се зове амбијентални шум. Тло се константно тресе. Било због људских активности или природе – ветрова, таласа и сл. Можемо користити те сигнале за проучавање унутрашњости земље.

Неки су научници веровали да би неки сигнали, попут повећаних емисија гаса радона из стена, могли најављивати потресе. Било је и оних који су мислили да би их неке животиње могле најавити својим понашањем. Примјерице, у Л’Аквили се спомињало наводно сељење жаба пре потреса. Неки, пак, верују да би гравитација Месеца и Сунца могла узроковати плимски талас у унутрашњости Земље који би могао бити повезан с повећаном тектонском активношћу. Другим речима, да би пун месец могао повећати ризик за потрес. Ту негфе у време око потреса у Петрињи био је пун. Но неке студије показују да је тај утицај преслаб.

Постоје ли неке назнаке да би сеизмологија у некој скоријој будућности могла препознати најаве могућих потреса?

Месец и Сунце утичу на Земљу гравитационо већ милијардама година. Фокусирани смо на одређени догађај, па нам се може чинити да постоји веза. Међутим, на Земљи се свакодневно догађају слични, па и знатно јачи потреси. У времену након што се догодио петрињски било је више потреса широм Земље магнитуде веће од 6,0. Kада погледате статистички, не налази се повезаност. Kорелација не подразумева каузалност.

Животињски фактор је изван мога истраживања. Животиње знају бити кудикамо осетљивије на одређене подражаје у околини. Но покушајте замислити да се предикције праве на темељу тога што жабе скачу у неком смеру. Што се тиче гаса радона, показало се да би се његове повећане емисије могле повезати с потресима. Но то је потврђено у мањем делу потреса. Да бисмо се могли поуздати у тај ефект, он би морао бити присутан и сигуран у великој већини потреса.

Постоји ли нека грана сеизмологије која се развија у смеру бољих предвиђања или би требало прихватити да је решење искључиво у превенцији квалитетном градњом?

Ми, свакако, треба да прихватимо да живимо у свету у којем су наше грађевине изложене потресима. Kада стојимо насред ливаде, нама се неће догодити ништа, чак ни када би ударио врло јак потрес. Не убија потрес, него оно што смо сами изградили. Но у задњих неколико година с развојем вештачке интелигенције и с тиме повезаних рачунарских метода јављају се неки охрабрујући лабораторијски резултати. Један рад је показао да се помоћу лабораторијских мерења напрезања и рачунарских обрада могу урадити одређена добра предвиђања.

Но једно су мерења у лабораторији, а друго збивања у стварности у природи. Ту се враћамо на почетак разговора где смо рекли да немамо могућности за непосредна мерења. Можда ћемо у будућности успети нешто боље на темељу посредних мерења. У нашој истраживачкој групи тренутно радимо на примени метода машинског учења и неуронских мрежа у сеизмологији. Ове методе су се у досадашњим истраживањима показале врло успешним и пружају наду да ће у будућности можда омогућити чак и предикцију потреса.

(Извор Индекс)

(Фото Даворин-Вишњић/Сањин-Струкић PIXSELL)