Cercetătorii provoacă intențional cutremure, sub Alpi, ca să înțeleagă ce se întâmplă înainte ca un seism să lovească

Oamenii de știință provoacă în mod deliberat cutremure dintr-un tunel aflat adânc sub Alpi. Deși poate suna ca o scenă dintr-un film cu James Bond, scopul nu este haosul și distrugerea. Cercetătorii elvețieni din cadrul proiectului Fault Activation and Earthquake Rupture (FEAR) caută modalități de a determina pericolul unui seism înainte ca acesta să se producă.

În ciuda creșterii numărului de sisteme de monitorizare a faliilor din întreaga lume, cercetătorii încă nu înțeleg care sunt factorii declanșatori imediat ai cutremurelor. De asemenea, nu se știe de ce unele rupturi se produc pe segmente scurte de falie, în timp ce altele se extind pe zeci de kilometri, provocând distrugeri mult mai mari. În prezent, geologii pot studia aceste fenomene doar după ce au loc, a explicat Domenico Giardini, profesor de seismologie și geodinamică la ETH Zürich, pentru Live Science.

„Care sunt semnele pe care ni le transmite natura?”, a spus Giardini. „Întotdeauna devin clare după cutremur, nu înainte, așa că încercăm să înțelegem mult mai bine cum să le identificăm din timp.”

‹ ›

Cercetătorii declanșează cutremure reale, în condiții controlate, cu mii de senzori montați direct pe o falie

Pentru a face acest lucru, cercetătorii trebuie să declanșeze cutremure reale, dar în condiții controlate, cu mii de senzori montați direct pe o falie — o sarcină deloc ușoară. Giardini și colegii săi profită însă de forța uriașă a Alpilor înșiși. Aceste munți, aflați la granița dintre Elveția și Italia, sunt străbătuți de numeroase falii; rețelele lor întortocheate de crăpături sunt rezultatul a milioane de ani de mișcări tectonice. Doar forța de compresiune exercitată de masivele muntoase de deasupra este suficientă pentru a fractura rocile aflate la adâncimi între 1 și 2 kilometri.

Rocile de pe marginile acestor falii alunecă uneori, generând cutremure de mică intensitate. Folosind un tunel preexistent, construit inițial pentru un proiect feroviar, echipa FEAR se află acum foarte aproape de una dintre aceste falii și injectează apă pentru a provoca eliberarea tensiunii și declanșarea cutremurelor, la un moment ales de cercetători.

„Oricum s-ar fi produs la un moment dat în istoria Alpilor, dar noi ne asigurăm că se întâmplă săptămâna viitoare”, a spus Giardini.

Procesul este similar cu ceea ce se întâmplă atunci când companiile petroliere și de gaze injectează ape reziduale în zonele cu falii, în locuri precum Oklahoma sau Texas. Apa lubrifiază falia, reducând frecarea necesară pentru a produce ruptura.

Diferența este că Giardini și echipa sa au instalat o rețea densă de seismometre și accelerometre direct pe falie, pentru a măsura cu precizie modul în care aceasta reacționează la reducerea frecării. Echipa a declanșat deja sute de mii de cutremure de până la magnitudinea zero. (Deoarece magnitudinea cutremurelor se măsoară pe o scară logaritmică neliniară, este posibil să existe cutremure foarte mici, cu magnitudinea zero sau chiar negativă.)

„Vedem exemple pe care le producem noi înșine în subteran”

Săptămâna viitoare, cercetătorii vor începe să injecteze apă fierbinte în falie, pentru a observa cum influențează temperatura evoluția unui cutremur. Iar în martie, Giardini a spus că vor începe să provoace cutremure de până la magnitudinea 1.

Ideea este că, dacă vor reuși să identifice parametrii care declanșează un cutremur de o anumită mărime — practic, dacă vor putea declanșa cutremure la comandă — atunci vor putea măsura o falie periculoasă din lumea reală înainte ca aceasta să se rupă și să calculeze tipurile de tensiuni necesare pentru a provoca un cutremur de o anumită magnitudine pe acea falie.

„Acum câțiva ani [în februarie 2023], a avut loc un cutremur foarte mare la granița dintre Siria și Turcia”, a spus Giardini

„Știm că acea falie va continua să se extindă spre sud și spre nord. Încercăm să înțelegem: următorul cutremur va fi de magnitudine 7, 8 sau 8,5?”

Deja, spune el, anumiți parametri — precum gradul de tensiune acumulat în rocile din jurul faliilor — s-au dovedit a fi importanți. Cercetătorii încep, de asemenea, să înțeleagă mai bine modul în care cutremurele pot „sări” de la o falie la alta învecinată.

„Vedem exemple pe care le producem noi înșine în subteran și care seamănă foarte mult cu ceea ce se întâmplă în natură”, a spus Giardini.