Μπορεί να προβλεφθούν οι σεισμοί; Από τις κατσίκες στην τεχνητή νοημοσύνη

Οι τρομακτικοί σεισμοί στη μεθόριο Τουρκίας -Συρίας έδειξαν ότι παρά την επιστημονική πρόοδο στην σεισμολογία, δεν είναι ακόμη δυνατή η ακριβής πρόγνωση για το πότε θα «ξυπνήσει» ο Εγκέλαδος, κάθε φορά. Ανεξάρτητα από το πόσο σκληρά προσπαθεί η επιστήμη. «Συνήθως δεν υπάρχουν αξιόπιστα πρόδρομα φαινόμενα για έναν ισχυρό σεισμό», λέει ο σεισμολόγος Τόρστεν Ντάμ από το Γερμανικό Ερευνητικό Κέντρο Γεωεπιστημών στο Πότσνταμ.

 

Ωστόσο, υπάρχουν βραχυπρόθεσμα σημάδια που μπορούν να προειδοποιήσουν τους ανθρώπους σε σεισμογενείς περιοχές, να φτάσουν σε ασφαλή σημεία.

 

Σε ορισμένες περιπτώσεις, μικρότεροι σεισμοί προαναγγέλλουν έναν μεγαλύτερο. Αλλά αυτό μπορεί να γίνει γνωστό με βεβαιότητα μόνο μετά τον κύριο σεισμό. Και εξάλλου, δεν έχει κάθε μεγάλος σεισμός τέτοιους προσεισμούς.

 

Η συμπεριφορά των ζώων

 

Οι ειδικοί υποψιάζονται ότι η περίεργη συμπεριφορά ορισμένων ζώων μπορεί να είναι προάγγελος σεισμών. Αρκετά ερευνητικά προγράμματα ασχολούνται με τις παρατηρήσεις φρύνων ή κατσικιών που φεύγουν, λίγο πριν τον σεισμό.  Είναι δυνατόν κάποια ζώα να γνωρίζουν πριν από τους ανθρώπους ότι η γη πρόκειται να συγκλονιστεί ; Έχουν πιθανώς μια «έκτη αίσθηση» που τους λέει αυτό;  Στην Ιταλία, ένας διαβόητος ερευνητής σεισμών προέβλεψε την Παρασκευή, 4 Απριλίου 2009, έναν μεγάλο σεισμό στην περιοχή Σαλμόνα του Αμπρούτσο.

 

Ο ερευνητής είχε μετρήσει αυξημένη διαρροή του ευγενούς αερίου ραδονίου, το οποίο συχνά διαφεύγει από τη γη πριν από μεγάλους σεισμούς. Είχε επίσης παρατηρήσει περίεργη συμπεριφορά από φρύνους που αποσύρθηκαν από τους τόπους αναπαραγωγής τους, πέντε ημέρες πριν από τον σεισμό. Ο τότε επικεφαλής της υπηρεσίας Πολιτικής προστασίας της Ιταλίας προσέβαλε δημόσια τον επιστήμονα το ίδιο βράδυ ως «εντελώς ηλίθιο». Δύο μέρες αργότερα από ό,τι είχε προβλεφθεί, τελικά η γη σείστηκε, αλλά στη Λ’ Άκουιλα, περίπου 50 χιλιόμετρα μακριά. Ο σεισμός των 6,3 Ρίχτερ στοίχισε τη ζωή σε περισσότερους από 300 ανθρώπους.

 

Οι κατσίκες
 

Περίεργη συμπεριφορά παρουσιάζεται για παράδειγμα σε κατσίκες, που κρύβονται στο δάσος λίγες ώρες πριν από τις ηφαιστειακές εκρήξεις στην Αίτνα στη Σικελία. Αυτό παρατήρησε ο βιολόγος Μάρτιν Βικέλσκι  από το Πανεπιστήμιο της Κονστάντσα, στη Γερμανία.. Κατοχύρωσε ακόμη και το μοντέλο πρόβλεψής του.

 

Ωστόσο, για να μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε ζώα για να ανιχνεύσουμε τους σεισμούς έγκαιρα και αξιόπιστα, απαιτούνται πολλά δεδομένα: “Χρειαζόμαστε το ένα μεγάλο γεγονός μετά το άλλο που προβλέπουν. Γιατί όσο πιο συχνά το προβλέπουν, τόσο καλύτερα γίνεται – όπως με το δελτίο καιρού», λέει ο Βικέλσκι.

 

Οι ειδικοί από το Γερμανικό Ερευνητικό Κέντρο Γεωεπιστημών GFZ έριξαν μια πολύ προσεκτική ματιά στις μελέτες για την περίεργη συμπεριφορά των ζώων. Ωστόσο, μέχρι στιγμής, καμία ερευνητική ομάδα δεν ήταν πραγματικά σε θέση να προβλέψει αξιόπιστα τους σεισμούς μέσω συστηματικών παρατηρήσεων στα ζώα.

 

Το ινστιτούτο Max Planck διεξάγει έρευνα με βάση το πρόγραμμα ICARUS, σε  ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης από τα ζώα. Ωστόσο, αυτό το πρόγραμμα σταμάτησε λόγω του ρωσικού πολέμου στην Ουκρανία. Επειδή τα δεδομένα συλλέγονται στον διαστημικό σταθμό ISS μέσω κεραίας και δίνονταν από τη Μόσχα μέχρι τον Μάρτιο του 2022. Από τότε όλα τελείωσαν

 

Συστήματα προειδοποίησης

 

Οι σεισμολόγοι μελετούν σύνθετα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης που έχουν σκοπό να δώσουν τουλάχιστον, στους ανθρώπους στις πληγείσες περιοχές, λίγο περισσότερο χρόνο, για να φτάσουν σε ασφαλή σημεία.
Τα περιφερειακά συστήματα προειδοποίησης εγκαθίστανται συχνά σε περιοχές που βρίσκονται σε επικίνδυνη ζώνη για σεισμούς, κατά μήκος των ορίων των τεκτονικών πλακών. Ένα σύστημα αισθητήρων καταγράφει απευθείας τους κραδασμούς στο έδαφος. Αυτό συμβαίνει επειδή οι σεισμοί παράγουν διαφορετικούς τύπους σεισμικών κυμάτων, συμπεριλαμβανομένων των κυμάτων συμπίεσης χαμηλών κραδασμών (κύματα P) και των εγκάρσιων κυμάτων (κύματα S).

 

Το κύμα S είναι το επικίνδυνο κύμα που προκαλεί καταστροφή. Σύμφωνα με τον καθηγητή σεισμολογίας Στέφανο Παρολάι από το Πανεπιστήμιο της Τεργέστης, λίγα δευτερόλεπτα χωρίζουν χρονικά την εμφάνιση  των δύο κυμάτων Ανάλογα με την απόσταση από το επίκεντρο του σεισμού, μπορεί να μεσολαβήσουν μερικά δευτερόλεπτα έως ένα λεπτό μεταξύ της άφιξης αυτών των δύο κυμάτων. Παίζει ρόλο και το εστιακό βάθος του σεισμού. Εάν οι αισθητήρες ενός συστήματος συναγερμού ανιχνεύσουν κύματα P συγκεκριμένης ισχύος, ηχούν πλήρως αυτόματα τον συναγερμό. «Όσο πιο μακριά είσαι, τόσο περισσότερος χρόνος υπάρχει για συναγερμό», εξηγεί.

 

Ωστόσο, εάν βρισκόμαστε πολύ κοντά στο επίκεντρο, ο συναγερμός θα φτάσει αργότερα από το επικίνδυνο κύμα S. Εάν η πληγείσα περιοχή είναι αρκετά μακριά, ο συναγερμός ενεργοποιείται απευθείας από τα σήματα σε πραγματικό χρόνο από το δίκτυο παρατήρησης. Στη συνέχεια, η συνδεδεμένη υποδομή απενεργοποιεί επίσης τις γραμμές ηλεκτρισμού και φυσικού αερίου, σταματά τα τρένα και προειδοποιεί τη βιομηχανία. Τέτοια συστήματα χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, στο Μεξικό, στην Ιαπωνία και στη δυτική ακτή των ΗΠΑ.

 
Σήματα βαρύτητας και τεχνητή νοημοσύνη

 

Οι ισχυροί σεισμοί μπορούν να εκτιμηθούν με ακρίβεια χρησιμοποιώντας την ανάλυση σημάτων βαρύτητας σε πραγματικό χρόνο, λένε Γάλλοι ερευνητές. Παρουσίασαν μια μέθοδο πέρυσι χρησιμοποιώντας σήματα βαρύτητας (PEGS). Αυτά είναι το αποτέλεσμα ξαφνικών μετατοπίσεων των βράχων και προκαλούν βραχυπρόθεσμες αλλαγές στη βαρύτητα. Και το πιο σημαντικό πράγμα για αυτά τα PEGS είναι ότι ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, γεγονός που επιτρέπει ταχύτερη λήψη και ανάλυση από τα σεισμικά κύματα P και S. Χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο AI, η ερευνητική ομάδα κατάφερε να χρησιμοποιήσει αυτά τα σήματα για ένα σύστημα προειδοποίησης που είναι οκτώ δευτερόλεπτα ταχύτερο από το καλύτερο σύστημα μέτρησης για σεισμικά κύματα.

 

Στατιστική βοήθεια
 

Μια συχνά συζητούμενη προσέγγιση είναι η αλλαγή στα ηλεκτρομαγνητικά σήματα στην ιονόσφαιρα που θεωρούνται πιθανοί πρόδρομοι μεγαλύτερων σεισμών. Στην πραγματικότητα, τέτοιες αλλαγές έχουν συνδεθεί επιτυχώς με τους σεισμούς, αλλά μέχρι στιγμής έχουν αποδειχθεί αναξιόπιστες ως μέθοδοι προειδοποίησης.

 

Οι ερευνητές προσπαθούν επίσης να προβλέψουν τους σεισμούς χρησιμοποιώντας στατιστικές μεθόδους. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιούν δεδομένα από το παρελθόν και εξετάζουν τη συχνότητα και την ένταση πολλών μικρών σεισμών, τους οποίους τα όργανα μέτρησης καταγράφουν, αλλά τους οποίους συνήθως οι άνθρωποι δεν αισθάνονται. Αλλά ακόμη και αυτό δεν ήταν πολύ επιτυχημένο μέχρι στιγμής: καμία από αυτές τις στατιστικές αξιολογήσεις δεν έχει δώσει μέχρι στιγμής αποτελέσματα που θα ήταν κατάλληλα για την πρόβλεψη σεισμών.