Σεισμοί, κλιματική αλλαγή & καιρικά φαινόμενα: Υπάρχει κάποια διασύνδεση;

Όλο και συχνότερο φαινόμενο είναι το τελευταίο διάστημα οι σεισμικές δονήσεις στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου και στο Αιγαίο. Γνωρίζουμε ότι εξαιτίας της γεωμορφολογίας της περιοχής οι σεισμοί υπήρχαν  και ενδεχομένως να υπάρχουν στο μέλλον. Ωστόσο υπάρχουν κάποιες επιπλέον υποψίες ότι η συχνότερη σεισμολογική δραστηριότητα μπορεί να επηρεάζεται από την κλιματική αλλαγή ή από συγκεκριμένα καιρικά φαινόμενα. Σε ποιο βαθμό ισχύει

Υπάρχουν πολλοί μύθοι για τους σεισμούς. Ένας από τους πιο κοινούς είναι η ύπαρξη «καιρού σεισμού» - ορισμένοι τύποι καιρικών συνθηκών που τυπικά προηγούνται των σεισμών, όπως ζεστός και ξηρός, ή ξηρός και συννεφιασμένος.

Ο μύθος πηγάζει από τον Έλληνα φιλόσοφο Αριστοτέλη, ο οποίος τον 4ο αιώνα π.Χ εξέφρασε την εκτίμηση ότι οι σεισμοί προκλήθηκαν από παγιδευμένους ανέμους που διαφεύγουν από υπόγειες σπηλιές. Πίστευε ότι οι μεγάλες ποσότητες αέρα που παγιδεύονταν υπόγεια θα έκαναν τον καιρό στην επιφάνεια της Γης πριν από έναν σεισμό ζεστό και ήρεμο.

Με την έλευση της σεισμολογίας - η μελέτη των σεισμών - γνωρίζουμε τώρα ότι οι περισσότεροι σεισμοί προκαλούνται από τεκτονικές διεργασίες - δυνάμεις μέσα στη στερεή Γη που προκαλούν αλλαγές στη δομή του φλοιού της Γης, κυρίως τη ρήξη των υπόγειων βράχων κατά μήκος των ρηγμάτων (γραμμικές ζώνες της αδυναμίας). Γνωρίζουμε επίσης ότι οι περισσότεροι σεισμοί συμβαίνουν πολύ κάτω από την επιφάνεια της Γης, πολύ πέρα ​​από την επίδραση των θερμοκρασιών και των συνθηκών της επιφάνειας. Τέλος, γνωρίζουμε ότι η στατιστική κατανομή των σεισμών είναι περίπου ίση σε όλους τους τύπους καιρικών συνθηκών. Επομένως ο πιο πάνω μύθος δεν ισχύει.

Διαβάστε επίσης: Κλιματική αλλαγή: Ποια ακραία καιρικά φαινόμενα θα φέρει στην Κύπρο (ΒΙΝΤΕΟ)

Στην πραγματικότητα, σύμφωνα με το Αμερικανικό Γεωλογικό Ινστιτούτο, ο μόνος συσχετισμός που παρατηρήθηκε μεταξύ σεισμών και καιρού είναι ότι οι μεγάλες αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση που προκαλούνται από μεγάλες καταιγίδες, όπως τυφώνες, έχουν αποδειχθεί ότι προκαλούν περιστασιακά αυτό που είναι γνωστό ως «αργός σεισμό», που απελευθερώνονται  ποσότητες ενέργειας  σε  συγκριτικά μεγάλες χρονικές περιόδους και δεν καταλήγουν σε κούνημα του εδάφους όπως κάνουν οι παραδοσιακοί σεισμοί. Σημειώνουν ότι παρόλο που τόσο μεγάλες αλλαγές χαμηλής πίεσης θα μπορούσαν ενδεχομένως να συμβάλουν στην έναρξη ενός καταστροφικού σεισμού, «οι αριθμοί είναι μικροί και δεν είναι στατιστικά σημαντικοί».

Τι γίνεται όμως με το κλίμα; Υπάρχουν συνδέσεις μεταξύ κλιματικών φαινομένων και σεισμών;

Ζητήθηκε από τον γεωφυσικό Paul Lundgren του Εργαστηρίου Jet Propulsion της NASA στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια, να κάνει μια επιστημονική προσέγγιση για το θέμα.

Ζυγίζοντας τις σεισμικές συνέπειες του νερού

Για να δημιουργήσετε οποιαδήποτε σχέση μεταξύ κλίματος και σεισμών, λέει ο Lundgren, πρέπει πρώτα να προσδιορίσετε τι είδους τεκτονικές διαδικασίες μπορεί να σχετίζονται με τα κλιματικά φαινόμενα. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι οι σεισμοί μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να ανασταλούν από αλλαγές στην ποσότητα πίεσης σε ένα ρήγμα. Η μεγαλύτερη κλιματική μεταβλητή που θα μπορούσε να αλλάξει τα φορτία τάσης βλάβης είναι τα επιφανειακά ύδατα με τη μορφή βροχής και χιονιού. Ο Lundgren λέει ότι αρκετές μελέτες έχουν υποστηρίξει τέτοιους συσχετισμούς. Υπάρχει όμως μια παγίδα.

«Συνήθως, εκεί που είδαμε αυτούς τους τύπους συσχετίσεων βρίσκεται σε μικροσεισμικότητα - μικροσκοπικοί σεισμοί με μέγεθος μικρότερο από μηδέν, πολύ μικρότερο από ό, τι μπορούν να αισθανθούν οι άνθρωποι», είπε. «Αυτά συμβαίνουν αρκετά συχνά».

Ο Lundgren επικαλέστηκε το έργο του συναδέλφου του Jean-Philippe Avouac στο Caltech και άλλων, οι οποίοι βρήκαν μια συσχέτιση μεταξύ της ποσότητας της μικροσεισμικότητας στα Ιμαλάια και της ετήσιας εποχής των μουσώνων. Κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, μεγάλες ποσότητες βροχοπτώσεων πέφτουν στην Ινδο-Γαγγετική Πεδιάδα, η οποία περιλαμβάνει τις βόρειες περιοχές της ινδικής ηπείρου. Αυτό αυξάνει τα φορτία τάσης στον φλοιό της Γης εκεί και μειώνει τα επίπεδα μικροσεισμικότητας στα παρακείμενα Ιμαλάια. Κατά τη χειμερινή ξηρή περίοδο, όταν υπάρχει μικρότερο βάρος νερού στον φλοιό της Γης στον κάμπο, η μικροσεισμικότητα των Ιμαλαΐων κορυφώνεται.

Ο Lundgren λέει ότι είναι πολύ πιο δύσκολο, ωστόσο, να βγάλεις τέτοια συμπεράσματα για μεγαλύτερους σεισμούς.

Τι γίνεται με τις ξηρασίες;

Γνωρίζουμε ότι οι εποχιακές επιπτώσεις μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στα ρήγματα, αλλά τι γίνεται με τα λιγότερο περιοδικά κλιματικά φαινόμενα, όπως μια μακροχρόνια ξηρασία; Μπορούν επίσης να προκαλέσουν αλλαγές;

Όπως αποδεικνύεται, οι αλλαγές στα φορτία τάσης στον φλοιό της Γης από περιόδους ξηρασίας μπορεί, στην πραγματικότητα, να είναι σημαντικές. Η έρευνα του επιστήμονα JPL Donald Argus και άλλων το 2017 χρησιμοποιώντας δεδομένα από ένα δίκτυο σταθμών GPS υψηλής ακρίβειας στην Καλιφόρνια, το Όρεγκον και την Ουάσινγκτον διαπίστωσε ότι εναλλασσόμενες περίοδοι ξηρασίας και έντονων βροχοπτώσεων στη Σιέρα Νεβάδα μεταξύ 2011 και 2017 είχαν ως αποτέλεσμα την άνοδο στην οροσειρά  σχεδόν μια ίντσα και στη συνέχεια τη μείωση κατά το ήμισυ αυτής της ποσότητας, καθώς τα βράχια του βουνού έχασαν νερό κατά τη διάρκεια της ξηρασίας και στη συνέχεια το επανέκτησαν.

Ομοίως, η άντληση υπόγειων υδάτων από υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες από τον άνθρωπο, η οποία επιδεινώνεται σε περιόδους ξηρασίας, έχει επίσης αποδειχθεί ότι επηρεάζει τα πρότυπα φορτίων τάσης με τρόπο που επηρεάζουν τον φλοιό της Γης.

Τεκτονικές πλάκες στην Ανατολική Μεσόγειο 

Φωτιά και πάγος: Παγετώνες και τεκτονικές διεργασίες

Ένα άλλο φαινόμενο που σχετίζεται με το κλίμα και πιστεύεται ότι συνδέεται με τις τεκτονικές διεργασίες είναι ο παγετώνας. Η υποχώρηση ενός παγετώνα μπορεί να μειώσει τα φορτία τάσης στον φλοιό της Γης από κάτω, επηρεάζοντας την κίνηση του μάγματος στην κάτω επιφάνεια. Μια μελέτη στο περιοδικό Geology σχετικά με την ηφαιστειακή δραστηριότητα στην Ισλανδία μεταξύ 4.500 και 5.500 ετών πριν, όταν η Γη ήταν πολύ πιο δροσερή από τη σημερινή, βρήκε μια σχέση μεταξύ του υποβιβασμού και της αυξημένης ηφαιστειακής δραστηριότητας. Αντίθετα, όταν αυξήθηκε η παγετώδης κάλυψη, οι εκρήξεις μειώθηκαν.

Η ταχεία κίνηση των παγετώνων έχει επίσης αποδειχθεί ότι προκαλεί αυτό που είναι γνωστό ως παγετώδεις σεισμοί. Οι παγετώδεις σεισμοί στη Γροιλανδία κορυφώνονται σε συχνότητα τους καλοκαιρινούς μήνες και αυξάνονται σταθερά με την πάροδο του χρόνου, πιθανώς ως απάντηση στην υπερθέρμανση του πλανήτη.

Ανθρώπινες χρήσεις νερού και επαγόμενη σεισμικότητα

Εκτός από τις κλιματικές επιπτώσεις του νερού στη σεισμικότητα, η ανθρώπινη διαχείριση και οι εφαρμογές του νερού μπορούν επίσης να επηρεάσουν τους σεισμούς μέσω ενός φαινομένου που είναι γνωστό ως επαγόμενη σεισμικότητα.

Για παράδειγμα, το νερό που αποθηκεύεται σε μεγάλα φράγματα έχει συνδεθεί με σεισμική δραστηριότητα σε διάφορες τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο, αν και ο αντίκτυπος εντοπίζεται στη φύση. Το 1975, περίπου οκτώ χρόνια μετά τη δημιουργία της λίμνης Oroville της Βόρειας Καλιφόρνιας, της δεύτερης μεγαλύτερης ανθρώπινης δεξαμενής της πολιτείας, πίσω από το φράγμα Oroville, μια σειρά σεισμών σημειώθηκαν κοντά, ο μεγαλύτερος με μέγεθος 5,7 Ρίχτερ. Λίγο αφότου το νερό της δεξαμενής μειώθηκε στο χαμηλότερο επίπεδο από τότε που είχε αρχικά γεμίσει για να επισκευαστεί η είσοδος στο εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας του φράγματος και στη συνέχεια ξαναγεμίστηκε, συνέβησαν οι σεισμοί.

Αρκετές μελέτες που διερεύνησαν τους σεισμούς κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι διακυμάνσεις στο επίπεδο της δεξαμενής και οι αντίστοιχες αλλαγές στο βάρος της δεξαμενής, άλλαξαν τα φορτία τάσης σε ένα τοπικό ρήγμα, προκαλώντας τους σεισμούς. Η παρακολούθηση της σεισμικής δραστηριότητας στη δεξαμενή τα χρόνια που ακολούθησαν τους σεισμούς καθιέρωσε μια εποχική συσχέτιση μεταξύ του επιπέδου του ταμιευτήρα και της σεισμικότητας. Η σεισμικότητα μειώνεται καθώς η δεξαμενή γεμίζει το χειμώνα και την άνοιξη και οι μεγαλύτεροι σεισμοί τείνουν να συμβαίνουν καθώς το επίπεδο της δεξαμενής πέφτει το καλοκαίρι και το φθινόπωρο.

Η επαγόμενη σεισμικότητα μπορεί επίσης να συμβεί όταν οι εφαρμογές ανθρώπινου νερού λιπαίνουν ένα ρήγμα. Μελέτες από το USGS και άλλα ιδρύματα έχουν συνδέσει τις απότομες αυξήσεις της σεισμικής δραστηριότητας στην Οκλαχόμα και άλλες μεσοδυτικές και ανατολικές πολιτείες των ΗΠΑ τα τελευταία χρόνια με την αύξηση της πρακτικής έγχυσης λυμάτων στο έδαφος κατά τη διάρκεια πετρελαϊκών επιχειρήσεων. Τα φρεάτια έγχυσης τοποθετούν υγρά υπόγεια σε πορώδεις γεωλογικούς σχηματισμούς, όπου οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μερικές φορές μπορούν να εισέλθουν σε θαμμένα ρήγματα που είναι έτοιμα να γλιστρήσουν, αλλάζοντας την πίεση των πόρων πάνω τους.

Η μεγάλη εικόνα της διασυνδεσιμότητας του συστήματος της Γης

Ο Lundgren  λέει ότι όταν άρχισε να μελετά σεισμούς, όλα επικεντρώθηκαν στην κατανόησή τους στο πλαίσιο της τεκτονικής των πλακών και των διαδικασιών που συμβαίνουν μέσα στον φλοιό της Γης. Αλλά τώρα αυτό αλλάζει.

"Την περασμένη δεκαετία περίπου, με την ευρεία υιοθέτηση νέων τεχνολογιών όπως το GPS που έχουν μεγαλύτερη χωρική κατανομή και ευαισθησία, οι άνθρωποι έχουν αρχίσει επίσης να εξετάζουν άλλες επιδράσεις δεύτερης τάξης-άλλους παράγοντες που μπορεί να επηρεάσουν τους σεισμούς", είπε. είπε. «Είναι πολύ συναρπαστικό να μπορείς να βρεις πιθανούς δεσμούς μεταξύ σεισμών και κλίματος, όπως εποχιακές διαφορές. Η πρόκληση, ωστόσο, είναι ο τετραγωνισμός τέτοιων συνδέσεων με τη θεμελιώδη φυσική.

«Δεν είμαστε κοντά στο να μπορούμε να προβλέψουμε πότε μπορεί να συμβεί σεισμός ως αποτέλεσμα κλιματικών διαδικασιών», κατέληξε.

Αυτό που τονίζουν αυτές οι μελέτες είναι η απίστευτη πολυπλοκότητα του Γήινου μας συστήματος. Η συνεχής έρευνα θα μας βοηθήσει να αποκαλύψουμε καλύτερα πώς διασυνδέονται τα διάφορα συστατικά του, μερικές φορές με εκπληκτικούς τρόπους.

Πηγή: ΝASA