ΧΡΟΝΙΚΗ ΠΡΟΓΝΩΣΗ ΣΕΙΣΜΟΥ
 

τεκτονικο περιβαλλον    επικεντρικη περιοχη    υπολογισμος επικεντρου    χρονος εκδηλωσης   υπολογισμος μεγεθους

η επιστημονικη ομαδα

Εισαγωγή

   Ακολουθώντας τα προηγούμενα αποτελέσματα, η χρονική πρόγνωση ενός μεγάλου σεισμού μπορεί να γίνει ως εξής:
   1. Από τις καταγραφές των διαφόρων σταθμών παρατήρησης του ηλεκτρικού πεδίου της γής, η τελευταία φάση της προετοιμασίας ενός μεγάλου σεισμού μπορεί να αναγνωρισθεί από την εκδήλωση και παρουσία ηλεκτρικών σημάτων υψηλής συχνότητας, αύξηση των ταλαντώσεων περιόδου 24 ωρών αλλά και ηλεκτρικών σημάτων μεγάλης διάρκειας(VLP).

     2. Δεδομένου ότι ο επικείμενος μεγάλος σεισμός θα εκδηλωθεί όταν το τασικό φορτίο της ταλαντούμενης λιθοσφαιρικής πλάκας στον εστιακό χώρο θα γίνει μέγιστο (μέγιστο πλάτος ταλάντωσης) το χρονικό παράθυρο 1- 2 ημερών θα επιλεγεί από την μελέτη και προσδιορισμό της αμέσως επομένης μεγίστης κορυφής της ταλάντωσης περιόδου 14 ημερών του κύματος "tidal".

   3. Για το επιλεγμένο χρονικό παράθυρο των 1 - 2 ημερών εφαρμόζεται η χρονική ανάλυση και προσδιορισμός του χρόνου από την ημερήσια μεταβολή του κύματος "tidal".    Ο χρόνος εκδήλωσης του επικειμένου μεγάλου σεισμού έχει προσδιορισθεί με τον τρόπο αυτό (μελέτη των κορυφών του κύματος "tidal") σε χρονικό παράθυρο   +/- 1- 2 ημερών και  +/- 1- 2 ωρών από τις αντίστοιχες χρονικές κορυφές..Εφαρμογή της μεθοδολογίας στο σεισμό της Σκύρου (Ms=6.1R, 26/07/2001) πρίν από την εκδήλωσή του.

     Ενα, πραγματικού χρόνου, παράδειγμα της συγκεκριμμένης μεθοδολογίας είναι η περίπτωση του σεισμού της Σκύρου (Ms=6.1R, 26/07/2001) που παρουσιάζεται στα επόμενα σχήματα  (20, 21, 22).

    Ο σταθμός καταγραφής του ηλεκτρικού πεδίου στο ΒΟΛΟ, από την 20η Ιουλίου 2001, διέγνωσε την τελική φάση της προετοιμασίας ενός μεγάλου σεισμού όταν παρατηρήθηκε μία απότομη μεταβολή - αύξηση της 24ωρης ταλάντωσης του ηλεκτρικού πεδίου.
    Την 21η Ιουλίου 2001, ένας σεισμός μεγέθους 5.2R (πρώτη πράσινη γραμμή) εκδηλώθηκε στον σεισμογόνο χώρο της Σκύρου (Σχ. 20).

Σχ. 20. Ταλάντωση του ηλεκτρικού πεδίου της γής που καταγράφηκε στο σταθμό του ΒΟΛΟΥ για την χρονική περίοδο  01/07/2001 -  24/08/2001.

    Θεωρητικά, θα ανεμένετο (με την προϋπόθεση ότι αυτό ήταν και τό κύριο σεισμικό γεγονός),να ελλατωθεί το πλάτος της ταλάντωσης, εφόσον είχε εκτονωθεί ενέργεια από τον σεισμογόνο χώρο.  Αντίθετα, μετά την εκδήλωση αυτού του σεισμικού γεγονότος, το ταλαντούμενο ηλεκτρικό πεδίο συνέχισε να αυξάνει σε πλάτος, δείχνοντας με τον τρόπο αυτό ότι το συγκεκριμμένο σεισμικό γεγονός, που είχε εκδηλωθεί, δεν ήταν το κύριο φαινόμενο. Προφανώς θα ακολουθούσε ένα μεγαλύτερο σε μέγεθος.

    Το επόμενο βήμα ήταν να υπολογιστεί το πιθανό χρονικό παράθυρο που θα εκδηλωνόταν ο αναμενόμενος σεισμός. Αυτό παρουσιάζεται στο σχήμα  (21).

Σχ. 21. Ταλάντωση περιόδου 14 ημερών του κύματος "tidal" για την χρονική περίοδο 29/06/2001 -  30/08/2001.

    Το σχήμα (21) δείχνει ότι το επόμενο μέγιστο του πλάτους της ταλάντωσης της λιθοσφαιρικής πλάκας που διεγείρεται από τα κύματα "tidal" θα είναι στις 25-26η Ιουλίου 2001.  Το προηγούμενο μέγιστο πλάτους ταλάντωσης ήταν στις 18 Ιουλίου 2001.

    Ηλεκτρικά πρόδρομα σήματα άρχισαν στις  20/07/2001 μετά το μέγιστο της 18ης Ιουλίου. Κατά συνέπεια ο αναμενόμενος μεγάλος σεισμός πιθανότατα θα εκδηλωνόταν στο επόμενο μέγιστο του τασικού φορτίου της λιθόσφαιρας, δηλαδή στις 25-26/07/2001. Η πράσινη κάθετη γραμμή στο σχήμα (21) δείχνει την χρονική στιγμή που εκδηλώθηκε ο σεισμός και που συμφωνεί με την παρουσιασθείσα θεωρία και φυσικό μοντέλο.

  Τέλος, ο αναμενόμενος, χρόνος μέσα στις υπολογισθείσες πιθανές ημέρες, εκδήλωσής του υπολογίστηκε από την μελέτη της ημερήσιας μεταβολής του κύματος "tidal" και παρουσιάζεται στο σχήμα  (22).

Σχ. 22. Ημερήσια μεταβολή του κύματος "tidal" για την περίοδο  25/07/2001 -  26/07/2001 σε σχέση με τον χρόνο εκδήλωσης του σεισμού της Σκύρου.

    Ο επικείμενος σεισμός ανεμένετο να εκδηλωθεί στις μέγιστες τιμές της ταλάντωσης του κύματος "tidal" και συγκεκριμμένα στη συμφασική τους σύμπτωση.  Η πράσινη γραμμή δείχνει τον ακριβή χρόνο της εκδήλωσης του σεισμού για την χρονική αυτή περίοδο των δύο ημερών.  Η χρονική διαφορά μεταξύ του αναμενόμενου (23h 40' GMT) χρόνου εκδήλωσης της 25ης Ιουλίου και του πραγματικού (00h 20' GMT) της 26ης Ιουλίου, είναι μόνο 40' λεπτά της ώρας (όχι και άσχημα για βραχυπρόθεσμη πρόγνωση!!).  Η χρονική αυτή διαφορά είναι μέσα στα χρονικά παράθυρα του +/- 1 ημέρα και +/- 1 ώρα (Thanassoulas et al. 2001).
 
 

Συμπεράσματα.

  Το θέμα της πρόγνωσης των σεισμών έχει μελετηθεί για αρκετές δεκαετίες με διάφορες μεθοδολογίες. Μελετώντας τις διάφορες μεταβολές των φυσικών ιδιοτήτων των πετρωμάτων της λιθόσφαιρας, διάφορα γεωλογικά φαινόμενα (π.χ διηγερμένη ανώμαλη εκπομπή ραδονίου στην επικεντρική περιοχή) αλλά κυρίως χρησιμοποιώντας για τις μελέτες αυτές στατιστικές μεθόδους, το αποτέλεσμα ήταν πολύ μικρό όσον αφορά την ζητούμενη απάντηση στα τρία κρίσιμα ερωτήματα του "που", του "πότε" και του "μεγέθους" σχετική με την πρόγνωση ενός επικείμενου σεισμού.
    Ακόμη, σε όλες αυτές τις μελέτες έλλειπε το φυσικό μοντέλο που θα δικαιολογούσε όλες τις πρόδρομες παρατηρήσεις υπαίθρου. Οι γεωτεκτονικές μελέτες, αν και έδωσαν μία πρώτη εικόνα, από γεωτεκτονική άποψη, όσον αφορά τις περιοχές όπου ένας μεγάλος σεισμός μπορούσε να εκδηλωθεί, απέτυχαν αρκετές φορές σε περιοχές όπου συνέβησαν μεγάλα σεισμικά γεγονότα  που προξένησαν μεγάλες καταστροφές, και δεν δικαιολογείτο η έκδήλωσή τους με το μέχρι τότε γεωτεκτονικό καθεστώς.

    Εκτός από την μακροπρόθεσμη πρόγνωση, της περιοχής των μερικών δεκάδων ετών, ούτε μεσοπρόθεσμη αλλά ούτε και βραχυπρόθεσμη λεπτομερής μεθοδολογία έχει παρουσιασθεί, με μεγάλο βαθμό πιθανότητας επιτυχίας, ώστε να δικαιολογείται ο όρος "μεσοπρόθεσμη η βραχυπρόθεσμη" πρόγνωση σεισμών.

    Σε μερικές περιπτώσεις όπου κάποιος προγνωστικός δείκτης π.χ κάποια μεταβολή μιας φυσικής παραμέτρου που σχετίζεται με την κατάρρευση του πετρώματος παρατηρηθεί και δείξει την μελλοντική εκδήλωση ενός μεγάλου σεισμού, δεν υπάρχει τρόπος να υπολογισθεί με αντικειμενικό τρόπο το χρονικό παράθυρο μέσα στο οποίο θα εκδηλωθεί ο επικείμενος σεισμός. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι δεν υπάρχει φυσικός μηχανισμός που να συνδέει αυτά τα δύο η και αν υπάρχει είναι φοβερά πολύπλοκος ώστε να υπολογισθεί αναλυτικά ο χρόνος εκδήλωσης του μελλοντικού σεισμού.

Κατά συνέπεια, αρχικά, είναι δικαιολογιμένη η άποψη ότι οι (μεγάλοι κυρίως σεισμοί) δεν ειναι δυνατόν να προβλεφθούν, ακολουθώντας αυτή την προσέγγιση του προβλήματος.

    Γενικά, η κατάσταση στο χώρο της πρόγνωσης των σεισμών συγκεντρώνεται σε δηλώσεις του τύπου:  "μεγάλοι σεισμοί μπορούν να συμβούν οπουδήποτε", "ένας μικρός σεισμός μπορεί να εξελιχθεί σε ένα μεγάλο" (χωρίς τις τεκτονικές προϋποθέσεις;), "μεγάλοι σεισμοί μπορούν να συμβούν όπουδήποτε τυχαία ", και "το συνολικό φαινόμενο είναι λίγο - πολύ χαοτικό έτσι κάθε προσπάθεια για πρόγνωση θα αποτύχει ".

    Ο κύριος λόγος για τις αποπροσανατολιστικές αυτές απόψεις είναι ότι το πρόβλημα μελετήθηκε από μία οπτική γωνία που δεν ήταν η κατάλληλη για την επίλυσή του.

    Σε αντίθεση με τα στοχαστικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα, η χρήση αναλυτικών μεθόδων της φυσικής, αλλά και η χρήση γνωστών αλλά ξεχασμένων στο παρελθόν φυσικών μοντέλων, έδωσε αποτελέσματα πολύ ακριβή και για τις τρείς παραμέτρους που απαιτούνται για μία επιτυχή βραχυπρόθεσμη πρόγνωση ενός μεγάλου σεισμού.

    Η άποψη ότι οι μεγάλοι σεισμοί μπορούν να εκδηλωθούν οπουδήποτε μπορεί να αντικρουσθεί ισχυρά.  Ο Thanassoulas (1998) παρουσίασε αποτελέσματα, μελετώντας τους μεγάλους σεισμούς  (Ms>6R) του Ελληνικού χώρου για την περίοδο 1900 -  1997, σύμφωνα με τα οποία οι ζώνες διάρρηξης - ρήγματα όπου λαμβάνουν χώρα οι μεγάλοι σεισμοί, μπορούν να χαρτογραφηθούν με πολύ καλή ακρίβεια μετασχηματίζοντας τον αντίστοιχο βαρυτικό χάρτη σε χάρτη οριζόντιας βαθμίδος βαρυτικού πεδίου. Ο χάρτης ζωνών διάρρηξης - ρηγμάτων που προέκυψε από την μεθοδολογία αυτή έχει επαληθευθεί, μέχρι σήμερα, από τα μεγάλα σεισμικά επεισόδια του Ελληνικού χώρου κατά την περίοδο  1997 -  2002.  Κατά συνέπεια, με την μεθοδολογία αυτή αποκτάται μία βασική γνώση για τις περιοχές όπου μπορούν να εκδηλωθούν μεγάλοι σεισμοί ανεξάρτητα από την σεισμική τους προϊστορία.  Αυτή ήταν  η περίπτωση του σεισμού των Αθηνών, Ms=5.9R (1999) και των Γρεβενών,  Ms=6.5R (1995), περιοχών που στο παρελθόν δεν είχαν παρουσιάσει αξιοσημείωτη σεισμική δραστηριότητα και εθεωρούντο σχεδόν ασεισμικές.

 Κυρίως, απαιτείτο αρχικά ένα φυσικό μοντέλο  που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να απαντήσει στα ερωτήματα τα σχετικά με τις παραμέτρους της πρόγνωσης ενός σεισμού.Ενα τέτοιο φυσικό μοντέλο παρουσιάστηκε από τον  Thanassoulas (1991) για να δωθεί απάντηση στο ερώτημα "πού θα εκδηλωθεί" ένας μεγάλος επικείμενος σεισμός.  Οι εκ των υστέρων μελέτες των καταγραφών της ομάδαςVAN  (Thanassoulas 1991, Ifantis et al. 1993), με αναλυτικές μεθόδους, έδειξαν ότι τα ηλεκτρικά σήματα που παράγονται από το παρουσιασθέν πιεζοηλεκτρικό μοντέλο, μπορούν να εντοπίσουν την επικεντρική περιοχή επιτυχώς με την χρήση του τριγωνισμού τριών ανυσμάτων της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που είχε καταγραφεί σε τρείς διαφορετικές θέσεις - σταθμούς καταγραφής.  Ακόμη ο υπολογισμός ενός μόνο  ανύσματος εντάσεως ηλεκτρικού πεδίου, όπως καταγράφεται αυτό στο σταθμό του ΒΟΛΟΥ συνεχώς από την 2α Νοεμβρίου 2000 έως σήμερα, συμφωνεί πολύ ικανοποιητικά με την αζιμουθιακή διεύθυνση ΒΟΛΟΥ - κάθε σεισμού μεγάλου μεγέθους που έχει καταγραφεί.

    Η επόμενη ερώτηση "πότε ένας μεγάλος σεισμός θα εκδηλωθεί" δεν ήταν δυνατόν να απαντηθεί ούτε με την μελέτη των ηλεκτρικών σημάτων, σε όποιαδήποτε συχνότητα, ούτε από καμία άλλη μεθοδολογία.  Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι οι ηλεκτρικές διεργασίες που ενεργοποιούνται στον εστιακό χώρο, λόγω της παραμόρφωσής του από το υπερβολικό τασικό φορτίο, σε κάθε φάση και με κάθε μέγεθος, είναι λίγο-πολύ χαοτικές στην εκδήλωσή τους και κατά συνέπεια πολύ μεταβλητής χρονικής διάρκειας.  Αυτή είναι ίσως και η πιό πιθανή εξήγηση γιατί η ομάδα VAN δεν μπόρεσε να προβλέψει αξιόπιστα χρονικά (βραχυπρόθεσμα) την εκδήλωση κάποιου μεγάλου σεισμού.  Για το λόγο αυτό η χρονική πρόβλεψη θα πρέπει να μελετηθεί ξεχωριστά, μέσω άλλων φυσικών παραμέτρων και επιπλέον απαιτείται ένα διαφορετικό φυσικό μοντέλο.  Αυτό το μοντέλο παρουσιάσθηκε από τον Thanassoulas et al. (2001).   Με την εισαγωγή της ταλαντούμενης λιθοσφαιρικής πλάκας σαν φυσικού μοντέλου, η οποία εκτελεί εξηναγκασμένη μηχανική ταλάντωση υπό την επίδραση του κύματος "tidal",  πραγματοποιήθηκε εμμέσως ο υπολογισμός της χρονικής στιγμής του μεγίστου τασικού της φορτίου,  οπότε και εκδηλώνεται ο επικείμενος σεισμός (του οποίου ο εστιακός χώρος παράγει τα αντίστοιχα ηλεκτρικά σήματα).

    Στην εργασία αυτή εδείχθη ότι η σεισμικότητα μιας περιοχής υφίσταται την επίδραση και επηρεάζεται ισχυρά από τα κύματα "tidal" δεδομένου ότι η λιθόσφαιρα, εξαιτίας τους, παραμορφώνεται και φορτίζεται ανάλογα τασικά. Η μελέτη των μεγάλων σεισμών  (Ms>5.5) της χρονικής περιόδου 1995 -  2001, επαλήθευσε την ομαδοποίησή τους στις κορυφές της ετήσιας περιόδου ταλάντωσης της λιθόσφαιρας. Αυτό σημαίνει ότι κατ'αρχάς "επικίνδυνοι" χρονικοί περίοδοι ενός σεισμογενούς χώρου είναι κυρίως οι μήνες του Ιουνίου - Ιουλίου όπου η ετήσια ταλάντωση έχει το μεγαλύτερο πλάτος της.

    Ακόμη εδείχθη ότι η σεισμικότητα εξαρτάται στενά από την ταλάντωση περιόδου 14 ημερών της λιθόσφαιρας. Η μελέτη αυτού του συσχετισμού δείχνει μεγάλο βαθμό πιθανότητας σωστού υπολογισμού του χρόνου εκδήλωσης ενός σεισμού μέσα σε ένα χρονικό παράθυρο +/- 1-2 ημέρες και +/- 1-2 ώρες μέσα στις προηγούμενες 1-2 ημέρες. Οι συμφασικές κορυφές της ταλάντωσης του κύματος "tidal" είναι οι πιό πιθανές χρονικές στιγμές για την εκδήλωση ενός μεγάλου σεισμού.

     Η μεθοδολογία αυτή εφαρμόστηκε, εκ των προτέρων, στην περίπτωση του σεισμού της Σκύρου  (Ms=6.1R, 26/07/2001). Ηλεκτρικά σήματα καταγράφηκαν μερικές ημέρες πριν από την εκδήλωση του σεισμού, από αυτά υπολογίστηκε η αζιμουθιακή διεύθυνση του επικέντρου σε σχέση με τον σταθμό του ΒΟΛΟΥ, ενώ  με την μελέτη της μεταβολής του κύματος "tidal" έγινε δυνατός ο υπολογισμός του χρόνου εκδήλωσής του.  Τα αποτελέσματα αυτά παρουσιάσθηκαν στις 23 Ιουλίου 2001, σε ένα σεμινάριο που οργανώθηκε από την Βουλγαρική Ακαδημία Επιστημών στη Σοφια, με θέμα την πρόγνωση των σεισμών.  Ο αναμενόμενος σεισμός εκδηλώθηκε κατά την διάρκεια του σεμιναρίου  (Thanassoulas, 2001). Η απόκλιση χρόνου μεταξύ θεωρητικά αναμενόμενου και πραγματικού χρόνου εκδήλωσης του σεισμού ήταν μόνο 40' της ώρας.

  Συμπερασματικά, μπορεί να λεχθεί ότι, το φυσικό μοντέλο που παρουσιάσθηκε (και που επαληθεύθηκε από τα προηγούμενα αποτελέσματα),   η αναλυτική μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην εργασία αυτή και τα αποτελέσματα που προέκυψαν μέχρι τώρα, είναι πολύ ικανοποιητικά για την υλοποίηση όχι μόνο "βραχυπροθέσμου πρόγνωσης" αλλά "πολύ βραχυπροθέσμου πρόγνωσης" σεισμών.
 

τεκτονικο περιβαλλον    επικεντρικη περιοχη    υπολογισμος επικεντρου    χρονος εκδηλωσης  υπολογισμος μεγεθους

η επιστημονικη ομαδα