Ένα νέο τρισδιάστατο (3D) υπόγειο μοντέλο δείχνει πώς οι διακυμάνσεις στην αντοχή των πετρωμάτων κάτω από τη Θάλασσα του Μαρμαρά θα μπορούσαν να πυροδοτήσουν μελλοντικούς μεγάλους σεισμούς κατά μήκος του Ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας.
Τα ευρήματα βελτιώνουν την κατανόηση της μηχανικής των ρηγμάτων και υποστηρίζουν την καλύτερη πρόβλεψη σεισμών για την περιοχή της Κωνσταντινούπολης. Η Τουρκία βρίσκεται σε μία από τις πιο σεισμογενείς περιοχές του κόσμου, εκεί όπου αλληλεπιδρούν η Ευρασιατική, η Αφρικανική, η Αραβική και η Ανατολιακή τεκτονική πλάκα.
Αυτό το περίπλοκο γεωλογικό περιβάλλον έχει προκαλέσει πολυάριθμους καταστροφικούς σεισμούς κατά τη διάρκεια της ιστορίας της χώρας. Ένας από τους πιο αξιοσημείωτους ήταν ο σεισμός του Ερζιντζάν το 1939, ο οποίος στοίχισε τη ζωή σε περισσότερους από 30.000 ανθρώπους.
Από εκείνο το γεγονός και μετά, οι ερευνητές έχουν παρατηρήσει μια εντυπωσιακή τάση, κατά την οποία μεγάλοι, καταστροφικοί σεισμοί φαίνεται να εξελίσσονται σταδιακά προς τα δυτικά, κατά μήκος του Ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας (NAF).
Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν πλέον ότι η πιθανότερη τοποθεσία του επόμενου μεγάλου σεισμού βρίσκεται κάτω από τη Θάλασσα του Μαρμαρά. Αυτό το τμήμα του ρήγματος δεν έχει δώσει μεγάλο σεισμό για περισσότερα από 250 χρόνια, προκαλώντας ανησυχίες ότι η τάση συσσωρεύεται με την πάροδο του χρόνου.
Παρά τις δεκαετίες μελετών, ωστόσο, η λεπτομερής δομή του ρήγματος κάτω από τη Θάλασσα του Μαρμαρά παρέμενε ασαφής, περιορίζοντας τη δυνατότητα ακριβούς προσδιορισμού του σημείου από όπου θα μπορούσαν να ξεκινήσουν μελλοντικοί σεισμοί ή του τρόπου με τον οποίο θα μπορούσαν να μετριαστούν καλύτερα οι επιπτώσεις τους.
Δημιουργώντας το πρώτο τρισδιάστατο ηλεκτρομαγνητικό μοντέλο ρήγματος
Για να καλυφθεί αυτό το κενό, μια ερευνητική ομάδα υπό τον Δρ. Yasuo Ogawa, Ομότιμο Καθηγητή και Ερευνητή στο Κέντρο Διεπιστημονικής Έρευνας Ανθεκτικότητας του Ινστιτούτου Επιστημών του Τόκιο (Science Tokyo), σε συνεργασία με την Δρ. Tülay Kaya-Eken, Επίκουρη Καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Boğaziçi της Τουρκίας, πραγματοποίησε μια λεπτομερή έρευνα της περιοχής κάτω από τη Θάλασσα του Μαρμαρά.
Η μελέτη τους, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Geology, παρουσιάζει το πρώτο πλήρες τρισδιάστατο (3D) μοντέλο αυτής της κρίσιμης υπόγειας περιοχής. Το μοντέλο προσφέρει νέα γνώση για τις φυσικές διεργασίες που ελέγχουν το πώς και το πού δημιουργούνται οι σεισμοί κατά μήκος του ρήγματος.
Για τη δημιουργία αυτού του μοντέλου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μεγάλο σύνολο δεδομένων από μετρήσεις μαγνητοτελουργικών σταθμών που είχαν τοποθετηθεί σε περισσότερους από 20 σταθμούς στο παρελθόν.
Απλά, οι μαγνητοτελουργικοί σταθμοί μπορούν να καταγράψουν λεπτές αλλαγές στα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία της Γης που προκαλούνται από δομές βαθιά κάτω από την επιφάνεια.
Αυτές οι πληροφορίες επέτρεψαν στην ομάδα να ανασυγκροτήσει, μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται 3D αντίστροφη μέθοδος (3D inversion), μια τρισδιάστατη αναπαράσταση της ηλεκτρικής αντίστασης της περιοχής σε βάθη που φτάνουν δεκάδες χιλιόμετρα κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας.
Χαρτογράφηση ασθενών και κλειδωμένων ζωνών που ενδέχεται να προκαλέσουν ρήξεις
Η ανάλυση του ολοκληρωμένου μοντέλου αποκάλυψε ένα σύνθετο μοτίβο ζωνών με υψηλή και χαμηλή ηλεκτρική ειδική αντίσταση. Επειδή η ειδική αντίσταση μειώνεται παρουσία ρευστών, όπως το νερό, οι περιοχές με χαμηλή ειδική αντίσταση τείνουν να είναι μηχανικά ασθενέστερες, ενώ οι ζώνες με υψηλή ειδική αντίσταση είναι ισχυρότερες και σταθερά «κλειδωμένες».
«Πιστεύουμε ότι οι ανωμαλίες στην ειδική αντίσταση που παρατηρήθηκαν υποδηλώνουν περιοχές συσσώρευσης τάσεων, ρίχνοντας φως στις συνεχιζόμενες διεργασίες της μηχανικής των ρηγμάτων που εξελίσσονται σε αυτή την κρίσιμη περιοχή», επισημαίνει ο Ogawa.
Με βάση αυτά τα ευρήματα, η ομάδα υποστηρίζει ότι μελλοντικοί μεγάλοι σεισμοί ενδέχεται να ξεκινήσουν στα όρια όπου συναντώνται τα ασθενέστερα και τα ισχυρότερα τμήματα του φλοιού ή κατά μήκος των παρυφών ζωνών με πολύ υψηλή ειδική αντίσταση.
Συνολικά, τα αποτελέσματα φέρνουν τους ερευνητές πιο κοντά στην απάντηση ενός ερωτήματος μείζονος σημασίας για τους κατοίκους της Τουρκίας. Όπως εξηγεί ο Ogawa: «Τα αποτελέσματά μας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση της τοποθεσίας και του πιθανού μεγέθους μελλοντικών σεισμών μεγα-ώθησης (megathrust), με σημαντικές προεκτάσεις στην πρόληψη και τον μετριασμό των καταστροφών».
Η εκπόνηση τέτοιου είδους μελετών μπορεί τελικά να βοηθήσει στη μείωση των απωλειών ανθρώπινων ζωών και των ζημιών, όταν εκδηλωθεί ο επόμενος μεγάλος σεισμός κατά μήκος του Ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας (NAF).
