De ce sunt cutremurele atât de greu de prezis?

Vom putea vreodată să prezicem cutremurele? Această întrebare este de actualitate mai ales după cutremurul cu magnitudinea de 7,8 care a lovit recent statul Nepal. Dacă autoritățile ar fi primit mai multe avertizări cu privire la producerea unui cutremur major, atunci s-ar fi putut salva mai multe vieţi.

În prezent nu există nicio metodă care să poată prezice cutremurele similare celui care a avut loc recent în Nepal. Credit: AP/PA/Niranjan Shrestha

Deşi există date privind activitatea seismică anterioară din Nepal, în acest moment nu există nicio metodă care să ofere previziuni suficient de sigure pentru o evacuare a populaţiei în timp util. Deci, dacă nu putem prezice aceste evenimente acum, există direcţii de cercetare care să ne poată oferi previziuni utile în viitor?

Cuvântul cheie este „util”. În prezent este posibil să se facă prognoze pe termen lung cu privire la activitatea seismică pe baza datelor despre cutremurelor produse anterior. Nu există niciun motiv să credem că o regiune a Pământului se va comporta diferit în următoarele câteva mii de ani, faţă de modul în care s-a comportat în trecut în acelaşi interval de timp. Pe termen scurt, seismologii se pot baza pe datele obţinute de la stațiile de înregistrare a activităţii seismice, acestea furnizând înregistrări la o scară globală pentru o perioadă de aproximativ 40 ani.

În termen de câteva ore de la producerea unui cutremur major, seismologii au estimări ale epicentrului, magnitudinii (cantitatea de energie eliberată), adâncimea la care s-a produs cutremurul, orientarea faliei geologice care l-a provocat precum și pentru direcția în care aceasta s-a deplasat. Cutremurul din Nepal s-a datorat ciocnirii a două plăci tectonice care a provocat o compresie a faliei, adică partea superioară a Pământului a fost scurtată cu câţiva metri, partea de deasupra mutându-se spre sud, peste cea de dedesubt.

Obţinerea datelor despre cutremure

Informațiile despre cutremurele din trecut provin dintr-o serie de surse printre care se numără şi înregistrările istorice. Din păcate acestea înregistrări sunt incomplete, chiar și în cazul unor țări cu o tradiție îndelungată și documentată în ceea ce priveşte producerea dezastrelor naturale, cum ar fi China și Iranul. Există şi alte surse de informaţii, incluzând aici măsurarea și datarea deplasărilor (mişcările provocate de cutremure) aferente unor caracteristici naturale sau unor obiective construite de om care pot fi datate cu exactitate, cum ar fi pereții unui castel sau zidurile unui oraş. Marele Zid Chinezesc a reprezentat în acest sens o sursă documentată de date cu privire la efectele produse de cutremure asupra acestuia.

Seismologii pot săpa tranșee de-a lungul faliile tectonice despre care se ştie că sunt active sau se bănuieşte că ar putea fi active pentru a analiza pietrele și sedimentele afectate de cutremure. Aceste evenimente pot fi datate, de exemplu, prin analiza cu radiocarbon a plantelor prinse în faliile produse de cutremure.

Seismologii pot evalua cutremurele prin măsurarea deplasării unor caracteristici geologice. Credit: flickr/US Geological Survey, CC BY

Prin utilizarea datelor cu privire la perioada în care au avut loc cutremurele cu mărimea zonelor afectate, este posibil să se înțeleagă și să se realizeze un model al cutremurelor pentru sute sau chiar mii de ani. Oamenii de ştiinţă folosesc aceste informații ca pe un ghid pentru anticiparea comportamentului viitor al plăcilor tectonice, dar este clar că cutremurele nu se produc după o perioadă regulată de timp (interval de recurență).

De asemenea, nici fisurile tectonice nu se produc în mod necesar în același loc în cazul unor cutremure succesive. Un cutremur eliberează energia acumulată de-a lungul unui segment de falie, ceea ce poate conduce la acumularea de energie într-o regiune adiacentă, crescând astfel probabilitatea de producere a unui cutremur în acea zonă. Acest efect se poate produce la scurt timp după cutremurul iniţial, acest fapt explicând apariţia replicilor seismice. În Nepal s-au produs replici având o magnitudine mai mare de șase.

Zonele de risc de cutremure la nivel global

Înregistrările instrumentale și istorice pot fi utilizate împreună pentru a se obţine o imagine globală a activității seismice dintr-o anumită zonă geografică. Există, din păcate, multe zone aflate în pericol. Eurasia (N.t. masă continentală formată din Europa și Asia) suferă cel mai mult în acest sens din cauza coliziunii plăcilor tectonice indiene și arabe cu restul Eurasiei. Prin urmare, China, Iran, Pakistan și India se numără printre ţările cele mai expuse producerii unor cutremure majore similare celui din Nepal. Alte zone aflate în pericol se află de-a lungul marginilor Oceanului Pacific, Oceanului Indian, caz în care o placă tectonică alunecă sub o alta printr-un proces numit subducție. Cutremurele ce se produc la marginea unor astfel de plăci tectonice pot provoca valuri tsunami devastatoare, cum a fost cazul celui din Japonia, în anul 2011.

Zonele în care plăcile tectonice alunecă unele sub altele sunt declanşatoare de cutremure.

Noile direcţii de cercetare din seismologie includ măsurători precise ale deplasărilor unei falii în timpul cutremurelor și ale deplasărilor de la suprafața Pământului între cutremure. Anual în Himalaia are loc o convergenţă (scurtare) tectonică de aproximativ 20 mm, ceea ce reprezintă aproape jumătate din convergența globală datorată plăcilor tectonice pe care se află India și Eurasia. Cu alte cuvinte, în fiecare an, o persoană aflată în Siberia se apropie cu aproximativ 40 mm de o persoană din centrul Indiei, pe măsură ce scoarța Pământului se deformează în întreaga regiune dintre ele. În acest fel în scoarţa terestră se acumulează tensiuni care sunt eliberate prin cutremure.

Nu trebuie să fim naivi cu privire la posibilitatea de prezicere a cutremurelor, dar cu toate acestea orice cercetare asupra dinamicii plăcilor tectonice este binevenită.

Traducere şi adaptare după Why it is so hard to predict where and when earthquakes will strike