Miért nem tudhattunk előre a szombati földrengésről?

Magyarország leggyorsabban emelkedő területe a Dunántúli-középhegység gerincvonala. Tudjuk, hogy a legtöbb rengés egy viszonylag szűk területen, a Komáromot a Balaton keleti végével összekötő vonal mentén pattan ki. Azt viszont nem tudjuk, hogyan lehet előrejelezni egy konkrét földrengést.

Január 29-én (szombaton), 18 óra 41 perckor Magyarországon nagynak számító földrengés történt Oroszlány és Tatabánya között. Erőssége 4,7-es volt a Richter-skálán, ehhez fogható földrengés 1985-ben volt utoljára hazánkban. Az eseményről és a geológiai háttérről, illetve a várható folytatásról folyamatosan beszámoltunk.

A cikkeinkhez kapcsolódó kommentekben sokan kérdezik, miért nem lehet előrejelezni egy konkrét földrengést. Felkértük Timár Gábort, az ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tanszékének vezetőjét, hogy foglalja össze az ezzel kapcsolatos tudományos ismereteket.

Mit mérünk a földrengéseknél?

A szombaton este a Dunántúl északi részét érintő földrengés csak nálunk volt szokatlan; világviszonylatban nem számít különösebben erősnek. Mielőtt az okairól beszélnénk, érdemes áttekinteni azt, hogyan lehet mérni a földrengések erejét, az általuk okozott károkat.

Az egyik ilyen mérőszám a földrengés magnitudója. A régebbi definíció szerint ez a felszín elmozdulásának maximális mértékét adta meg, ezt nevezzük Richter-magnitudónak. Minden földrengéshez egy ilyen érték tartozik. A skála logaritmikus: az 5-ös rengés során tízszer akkora elmozdulást tapasztalunk, mint a 4-es rengéskor. Manapság inkább a földrengés energia-magnitudóját adják meg, itt a 4-es és 5-ös rengés közti energiakülönbség körülbelül 31-szeres. A kétféle érték elég közel áll egymáshoz, de nem teljesen egyforma. Mindenesetre ez is magyarázza, hogy a szombati rengés magnitudójára 4,2 és 4,8-as érték közti becslésekről tudunk (a nagyobb értékek a valószínűbbek, az MTA Szeizmológiai Intézetének adata 4,7). A világon előforduló legnagyobb mért rengések magnitudója 9 körüli.

A január 29-ei magyarországi földrengés szeizmogramja. A rengésben felszabadult energia alapján helyezik el az eseményt a Richter-, azaz magnitudóskálán

A másik mérőszám a földrengés helyi intenzitása. Ezt régebben az ún. Mercalli-skálaértékkel mérték, ma az MKS- (Medvegyev-Sponheuer-Karnik-féle) skálát, vagy az európai makroszeizmikus skálát (EMS) használják. Ezekben az a közös, hogy 12-fokozatú, ún. tapasztalati skálák. Az egyes fokozatú rengés csak műszerrel mutatható ki, a tizenkettesnél minden emberi létesítmény elpusztul. A legenyhébb károk a 6. fokozatnál jelennek meg. A földrengés intenzitása helyről helyre változik, értelemszerűen általában a földrengés fészke fölötti felszíni pont, az epicentrum környékén maximális. A földrengés hatását az altalaj is befolyásolja; sziklára épült házakat a rengések kevésbé károsítanak, mint a laza üledékre építetteket. A szombati rengés maximális helyi intenzitása az eddigi jelentések alapján 6-7 között lehet.

A tapasztalati skálák (intenzitás-skálák, régebben a Mercalli-skála) a földrengés hatásait mérik. A képen egy a magyarországinál jóval nagyobb, Los Angeles környékén történt esemény következménye látható

Miért számít a fészekmélység?

A rengések kipattanási mélysége érdemben befolyásolja a felszínen tapasztalt pusztító erejüket. Minél sekélyebb a fészekmélység, minél közelebb van a kipattanás helye a felszínhez, annál nagyobb a felszíni elmozdulás. A Kárpát-medence középső részén a szilárd kéreg vékonyabb, és minthogy a rengés csak szilárd közegben keletkezhet, az itteni rengések sekélyfészkűek. A szombati rengés becsült mélysége 5 kilométer volt (összehasonlításként: a Háromszéki-havasokban gyakori rengések egy része több száz kilométer mélységben pattan ki). A sekély rengések nagy károkat képesek okozni az epicentrum környékén, azonban romboló hatásuk attól távolodva gyorsan csökken.

Földünk szilárd kérge állandó mozgásban van. A kontinensvándorlás, amelynek során valaha összefüggő földrészek évmilliók során szétváltak, míg mások egyesültek, ma is tart, a jellemző vízszintes mozgási sebesség évente néhány centiméter. Ahol ma hegyeket láthatunk, ott általában most is emelkedik a térszín, egyébként a nagyon hatékony erózió gyorsan eltüntetné azokat. A felszín vízszintes elmozdulását ismételt, nagypontosságú GPS-mérésekkel mérhetjük, a függőleges szintváltozásokat az egymást követő geodéziai szintezésekből, vagy egymás utáni műholdas radarmérésekből követhetjük. Ez utóbbiak szerint hazánk leggyorsabban emelkedő területe a Dunántúli-középhegység gerincvonala. Az elmozdulás történhet folyamatosan is, azonban ha valamiért elakad, elkezdődik a kőzetfeszültség halmozódása, amely előbb-utóbb földrengéshez vezet. Minél előbb pattan ez ki, annál kisebb a felszabaduló energia.

Hol várhatók földrengések?

A geológusok és geofizikusok két dolgot mérnek és térképeznek ezzel a kérdéssel kapcsolatban:

1. Hol vannak olyan törések, törésvonalak, töréses övezetek a földkéregben, amelyek mentén rendszeresek az elmozdulások?
2. Hol pattantak ki, illetve napjainkban hol pattannak ki a földrengések?

Ez a két dolog összefügg. A rengések általában az elmozdulási zónákhoz kapcsolódnak. Földünk legnagyobb rengései a kontinenseket hordozó kőzetlemezek peremein lépnek fel; hazánk szerencsére ezektől távol helyezkedik el. Nálunk is ismeretesek azonban olyan szerkezeti vonalak, amelyek mentén a kőzetek lassabban ugyan, de elmozdulnak. Ahol korábban már volt földrengés, ott pedig valószínűbb az újabbak kipattanása is.

A tudomány mai állása szerint tehát nagy pontossággal meg lehet mondani, hogy egy adott területen mi a valószínűleg előforduló legnagyobb rengési intenzitás. Hazánkban a legtöbb rengés egy viszonylag szűk területen: a Komáromot a Balaton keleti végével összekötő vonal mentén pattan ki. A hazánk területén észlelt eddigi legnagyobb, 1763-as komáromi rengés éppúgy ezen a vonalon történt, mint az 1985-ös berhidai, az 1810-es móri (erről készült a világ első földrengéstérképe). Emellett Budapest délkeleti peremén, továbbá Kecskemét és Eger környékén észleltek erős rengéseket a múltban. Közvetlen környezetünkben erősen földrengésveszélyes zónának számít Szlovénia hegyvidéki része, a Háromszék vidéke (román neve alapján ez a Vrancea-zóna), illetve kisebb mértékben a Bécstől délnyugatra húzódó törésöv (ez, mivel Sopronhoz viszonylag közel van, hazánkban is okoz észlelhető rengést).

A Pannon-medence és környezete földrengései (456-2004). Forrás: ELTE, OTKA, MTA Szeizmológiai Obszervatórium. A térkép nagyobb változata

Mi utalhat egy konkrét földrengésre?

Jóval nehezebb és ma még nem is megoldott probléma, hogy hogyan lehet előrejelezni egy konkrét földrengést. A tudomány két irányban kísérletezik. Az egyik módszer a nagypontosságú geodézián, GPS-méréseken és a felszíndeformáció radaros kimutatásán alapszik. Ahol az elmozdulás folyamatos, de azután hirtelen lelassul vagy megáll, az a kőzetfeszültségek felhalmozódására utal. Persze ennek a kipattanási ideje még mindig kérdéses, de legalább lehet tudni a veszélyről. A másik módszer még inkább a kísérleti stádiumában van, és azon alapul, hogy a földrengést megelőzően a kipattanási hely környékén megváltozik az elektromágneses tér iránya és erőssége. A jelenség kutatásában francia, orosz és japán kutatókkal közösen az ELTE-n dolgozó tudósok is részt vesznek.

Addig is, amíg e módszerek valamelyike alkalmazható lesz, a földrengésjelzésnek és az említett kapcsolódó kutatási területeknek komoly infrastruktúrája működik világszerte és így hazánkban is. Az MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézete keretében működő sashegyi Szeizmológiai (Földrengésjelző) Obszervatórium számos, a felszíni rengéseket mérő és rögzítő állomást, szeizmométert üzemeltet, és hozzáférésünk van a szomszédos országok mérési adataihoz is (ezen állomások adataiból végeztük pl. a 2010. február 28-i tűzgömb robbanási helyének megbecslését is). A nagy pontosságú geodéziai méréseket a Földmérési és Távérzékelési Intézet szervezi. Az intézmény Vác mellett, Pencen működő Kozmikus Geodéziai Laboratóriumában végzik a nagypontosságú GPS-felszínmozgási adatok gyűjtését és feldolgozását, és itt foglalkoznak a radaros felszínmozgás-vizsgálatokkal is.

Magyarország jelenlegi függőleges felszínmozgásának sebessége, milliméter/év egységben, az 1950-es és 1980-as szintezési eredmények alkalmazásával (néhai prof. Joó István munkája). A kép nagyméretű változatának letöltése

Amikor egy földrengés kipattan térségünkben, akkor a szeizmométerek adataiból állapítják meg a rengés helyét és fészekmélységét. A beérkező hullámok fázisából a földrengés kipattanási mechanizmusa is megismerhető, ami fontos adat az aktív törésvonalak kutatása számára, és segíti térségünk földfizikai, geodinamikai folyamatainak megértését. A geofizikusok számára a földrengés nemcsak pusztító esemény, hanem információforrás Földünk belső működésének megértéséhez is.

Timár Gábor