Πρόγνωση σεισμών

Οι διαδικασίες στη Γη από την επιφάνειά της ως και τα βαθύτερά της στρώματα παράγουν φαινόμενα με καταστρεπτικό πολλές φορές χαρακτήρα. Ο σεισμός είναι από τα πιο δύσκολα φαινόμενα να εξηγηθούν από τη Φυσική λόγω των μη ομοιόμορφων δομών που κυριαρχούν και των άγνωστων διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στις ιδιάζουσες συνθήκες κυρίως στο εσωτερικό της Γης. Ακριβώς αυτή η αδυναμία να εξηγηθούν με σαφήνεια τα φαινόμενα και να περιγραφούν με ακρίβεια οι διαδικασίες που εξελίσσονται σε αυτά στερεί με τη σειρά της την ακρίβεια στη λύση του προβλήματος της Πρόγνωσης των Σεισμών. Την επίλυση των "άλυτων" προβλημάτων στη Φυσική ξεκινούν συνήθως ανατρεπτικές θεωρίες που σιγά σιγά εδραιώνονται και εκτοπίζουν τις προϋπάρχουσες αντιλήψεις. Αυτό συνέβη με τη μέθοδο ΒΑΝ και τώρα με το νέο ορισμό του σεισμού και τη δυνατότητα ασφαλούς πρόγνωσης. Μέχρι να δοθούν όλες οι εξηγήσεις και αυτό που ονομάζεται σήμερα "πρόγνωση" να γίνει απλά η λύση μιας εξίσωσης, ο τρόπος να πλησιάζουμε προς το παρόν στο ζητούμενο με το δυνατότερο μικρό σφάλμα φαίνεται να είναι η ταυτόχρονη προσέγγιση της λύσης με διαφορετικές μεθόδους που συγκλίνουν.

Πρόγνωση Σεισμών με τη μέθοδο της Ομάδας ΒΑΝ

Η μέθοδος ΒΑΝ είναι μια πειραματική μέθοδος για την πρόγνωση σεισμών. Το όνομα ΒΑΝ είναι ακρωνύμιο που σχηματίζεται από τα αρχικά των ονομάτων των τριών Ελλήνων επιστημόνων Παναγιώτης Βαρώτσος, Καίσαρ Αλεξόπουλος και Κώστας Νομικός. Σήμερα η ομάδα ΒΑΝ εδρεύει στο Ινστιτούτο Φυσικής του Στερεού Φλοιού της Γης (Solid Earth Physics Institute - S.E.P.I.) που στεγάζεται στο Πανεπιστήμιο Αθηνών. Ενεργό επιστημονικό προσωπικό του Ινστιτούτου σήμερα είναι ο Καθηγητής Παναγιώτης Βαρώτσος, ο Επίκουρος Καθηγητής Νικόλαος Σαρλής, ο Λέκτορας Ευθύμιος Σκορδάς και η Δρ. Μαίρη Λαζαρίδου. Από την ευρύτερη ελληνική σεισμολογική κοινότητα η ομάδα ΒΑΝ συνεργάζεται με τον Καθηγητή Άκη Τσελέντη του Πανεπιστημίου Πατρών και τον Ερευνητή Γεράσιμο Χουλιάρα του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου Αστεροσκοπείου Αθηνών.

Η έντονα ασύμμετρη κρυσταλλική δομή του α-χαλαζία, ο οποίος κρυσταλλώνεται στο τριγωνικό σύστημα, είναι αιτία της πιεζοηλεκτρικής συμπεριφοράς του

Η πρόβλεψη των σεισμών σύμφωνα με την μέθοδο ΒΑΝ βασίζεται στη ανίχνευση των σεισμικών ηλεκτρικών σημάτων (SES, Seismic Electric Signals). Τα σεισμικά ηλεκτρικά σήματα εμφανίζονται κατά την μηχανική καταπόνηση των πετρωμάτων στην περιοχή ενός τεκτονικού ρήγματος που προηγείται της θραύσεως και επομένως της εκπομπής σεισμικών κυμάτων. Η παραγωγή τους οφείλεται είτε στην πιεζοηλεκτρική συμπεριφορά πολλών ορυκτών, όπως π.χ. του χαλαζία ή στην μετανάστευση ατελειών του κρυσταλλικού πλέγματος. Έχουν προταθεί τέσσερες υποθέσεις (μοντέλα) για την ερμηνεία παραγωγής SES με τον δεύτερο μηχανισμό. Τα σεισμικά ηλεκτρικά σήματα διαδίδονται με μικρή εξασθένηση κατά μήκος τεκτονικών ρηγμάτων, λόγω της αυξημένης ηλεκτρικής αγωγιμότητας που κατά πάσα πιθανότητα προκαλεί η διείσδυση νερού σε αυτά και ίσως λόγω μηχανισμών που σχετίζονται με τον ιοντικό χαρακτήρα των πετρωμάτων. Τα σήματα αυτά κατόπιν ανιχνεύονται από σταθμούς οι οποίοι αποτελούνται από ηλεκτρόδια βυθισμένα στη γή, ενισχυτές και φίλτρα και καταγράφονται στην έδρα της ομάδας ΒΑΝ. Σήμερα η ομάδα ΒΑΝ είναι σε θέση να συντηρεί μόνο 9 τέτοιους σταθμούς διεσπαρμένους στην ελληνική επικράτεια, έναντι 17 που διέθετε το 1991. Οι σταθμοί ΒΑΝ παρουσιάζουν αξιοσημείωτη χωρική επιλεκτικότητα, π.χ. ο σταθμός IOA των Ιωαννίνων αποκρίνεται σε σεισμικά ηλεκτρικά σήματα που προέρχονται από την περιοχή της δυτικής Πελοποννήσου και του νότιου Ιονίου και παραδόξως όχι σε σήματα που προέρχονται από την την περιοχή των Ιωαννίνων.

Η παραγωγή σεισμικών ηλεκτρικών σημάτων έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά σε εργαστηριακές συνθήκες από τον Αναπληρωτή Καθηγητή του Εργαστηρίου Στερεάς Κατάστασης Πανεπιστημίου Αθηνών Βασίλειο Χατζηκωντή. Στα πειράματα αυτά διάφορα πετρώματα κομμένα σε μορφή κύβου μεγέθους ως δύο περίπου εκατοστών υποβάλλονται σε ελεγχόμενη πίεση σε πρέσα σύνθλιψης. Ταυτόχρονα καταγράφονται οι ηλεκτρομαγνητικές και ακουστικές εκπομπές του πετρώματος μέχρι τη στιγμή της θραύσης. Η διάταξη στο σύνολό της είναι προστατευμένη από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Τα αποτελέσματα του Χατζηκωντή συμφωνούν με τα αποτελέσματα της παρατήρησης στο πεδίο (δηλαδή σε σεισμικά φαινόμενα). Συγκεκριμένα διαπιστώνεται ότι όταν το πέτρωμα δώσει ηλεκτρικό σήμα πιεζόμενο, αν παραμείνει στην ίδια πίεση θα οδηγηθεί οπωσδήποτε σε θραύση. Αν όμως η πίεση ελαττωθεί, η θραύση είτε θα καθυστερήσει είτε δε θα γίνει. Αν αυξηθεί η πίεση, τότε η θραύση θα συμβεί ενωρίτερα από τον αναμενόμενο χρόνο, ο οποίος εξαρτάται και από την φύση του υλικού. Τέλος αν το πέτρωμα δεν έχει καταπονηθεί σε βαθμό που να δώσει ηλεκτρικό σήμα, τότε δεν θα συμβεί θραύση ακόμα και αν η πίεση παραμείνει για μακρό διάστημα.

Μεταφέροντας τα ευρήματα αυτά στα τεκτονικά ρήγματα, σημειώνεται ότι οι τάσεις που προκαλούνται λόγω των μετακινήσεων των τεκτονικών πλακών σπάνια υποχωρούν πριν την θραύση (σεισμό). Επομένως η εκπομπή σεισμικών ηλεκτρικών σημάτων ακολουθείται σχεδόν πάντα από σεισμό. Με γνώση των πετρωμάτων, της έντασης των ηλεκτρικών σημάτων και κυρίως της επιλεκτικότητας των σταθμών μπορεί να εκτιμηθεί η περιοχή, ο χρόνος και το μέγεθος ενός επερχόμενου σεισμού.

Κατά την τελευταία δεκαετία η ομάδα ΒΑΝ έχει βελτιώσει την χρονική ακρίβεια των προβλέψεων, ορίζοντας την παράμετρο του "φυσικού χρόνου" (natural time), δηλαδή τον χρονικό δείκτη εξέλιξης του φαινομένου από την εκπομπή σεισμικών ηλεκτρικών σημάτων μέχρι την εκδήλωση του σεισμικού φαινομένου. Η μέθοδος ΒΑΝ έχει υιοθετηθεί επίσης για την μελέτη σεισμών και σεισμικών φαινομένων στην Ιαπωνία.

Πρόγνωση Σεισμών με τη μέθοδο Ευταξία - Εξήγηση του φαινομένου του Σεισμού κοντά στη γενική θραύση

Ο Αναπλ. Καθηγητής στο Φυσικό Τμήμα του Πανεπιστημίου Αθηνών Κωνσταντίνος Ευταξίας είναι ο συντονιστής της έρευνας για τη μελέτη και την εξήγηση του φαινομένου του σεισμού. Οι δημοσιευμένες εργασίες του, που ερμηνεύουν δεδομένα μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικής εκπομπής πολύ χαμηλών, χαμηλών και υψηλών ραδιοφωνικών συχνοτήτων, περιλαμβάνουν την εξήγηση των φαινομένων που προηγούνται άμεσα του σεισμού, την ερμηνεία των όσων παρατηρούνται κατά την εξέλιξή του από τη στιγμή που αυτός ξεκινά ώσπου να καταλήξει λίγες ώρες ή μέρες μετά στη γενική θραύση και τον παραλληλισμό του φαινομένου του σεισμού με άλλα καταστροφικά φαινόμενα που, ακολουθώντας τους ίδιους νόμους, οι διαδικασίες κοντά στην κατάρρευση περιγράφονται με τον ίδιο τρόπο.

Το Ρήγμα - Γενική περιγραφή και μηχανικές διεργασίες γένεσης σεισμών

Οι πλευρές του ρήγματος σταματούν να διολισθαίνουν λόγω των asperities

Τα τεκτονικά ρήγματα είναι σχηματισμοί στο φλοιό της Γης που ορίζουν ασυνέχειες σε πετρώματα που ολισθαίνουν μεταξύ τους. Πρόκειται στην ουσία για επιφάνειες κατά μήκος των οποίων ο φλοιός έχει υποστεί διάρρηξη (σπάσιμο) λόγω των τεκτονικών κυρίως τάσεων. Όταν έχουμε ολίσθηση των πετρωμάτων εκατέρωθεν του ρήγματος έχουμε αναπόφευκτα και τη γένεση τεκτονικών σεισμών. Αυτό συμβαίνει γιατί η ολίσθηση των πλευρών των ρηγμάτων δεν είναι συνεχής στο χρόνο και οι μετακινήσεις αυτές συμβαίνουν ξαφνικά με αποτέλεσμα την απότομη εκτόνωση των συσσωρευμένων τάσεων και την παραγωγή σεισμικών μηχανικών ελαστικών κυμάτων. Οι πλευρές των ρηγμάτων συγκρατώνται λόγω της τραχύτητάς τους και τα σκληρότερα άκαμπτα σημεία στα οποία τα ρήγματα σκαλώνουν καλούνται asperities. Τα asperities μπορούμε να τα εικονίσουμε σαν άκρες "δοντιών" σε επαφή που φύονται εντός των πετρωμάτων και προεξέχουν από τις πλευρές του ρήγματος μέσα σε αυτό μαγκώνοντας μεταξύ τους ώστε το γλίστρημα να σταματά. Όταν αυτά τα κέντρα στήριξης σπάζουν στο σύνολό τους στα σημεία επαφής τους, μετά από λίγο έχουμε την ολίσθηση που οδηγεί στη γενική θραύση. Η έναρξη του σεισμού ορίζεται στην επί συνόλου θραύση των asperities και η διαδικασία πλέον προς την ολίσθηση και τη γενική θραύση διαρκεί ελάχιστο χρόνο και είναι ανεπίστρεπτη.

Μικρορωγμές - Οι μονάδες της θραύσης

Έστω το μικροσχίσιμο μιας πέτρας που σχηματίζει μια ελάχιστη ρωγμή σε αυτή. Ας φανταστούμε μια τομή της επιφάνειας του σχισίματος σαν ένα φερμουάρ που ανοίγει και τα θετικά και αρνητικά φορτία του πετρώματος που δίνουν συνοχή σε αυτό να αποσπώνται βίαια δεξιά και αριστερά. Έτσι έχουμε φαινόμενη επιτάχυνση φορτίων προς την κατεύθυνση του σχισίματος και εμφανίζεται ηλεκτρική ροπή η οποία καταλήγει σε φθίνουσα ηλεκτρική ταλάντωση που αποσβαίνει με την εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, ότι γίνεται δηλαδή σε μια ραδιοφωνική κεραία που εκπέμπει. Η μικρορωγμή εκπέμπει σε ραδιοφωνική συχνότητα ταυτόχρονα με την εκπομπή ακουστικών συχνοτήτων κατά τη μικρή αυτή θραύση και πολλές φορές εκπέμπει και φωτόνια (τσακμακόπετρα). Οι μικρορωγμές έχουν την τάση να εξαπλώνονται αφού δημιουργούν αστάθεια λόγω κυρίως των μηχανικών ταλαντώσεων της μικροθραύσης σκανδαλίζοντας το μηχανισμό γένεσης διακλαδώσεων αν υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες που ευνοούν την ανάπτυξή τους, όπως η ομοιογένεια του υλικού και οι μηχανικές τάσεις που αυτό υφίσταται. Η διάδοση των μικρορωγμών στο ομοιογενές υλικό εμφανίζει φαινόμενα μνήμης, δηλαδή υπάρχει συσχετισμός της εξέλιξής τους σε μεγάλες αποστάσεις και μάλιστα η εξέλιξη όλων φαίνεται να καθορίζεται σύμφωνα με την προηγούμενη σειρά των καταστάσεων στο παρελθόν. Η εξέλιξη της διακλάδωσης των μικρορωγμών έχει δομή fractal.

Ηλεκτρομαγνητική εκπομπή σε MHz - Ενδεικτικό αλλά μη ικανό πρόδρομο φαινόμενο

Πολύ πριν φτάσουμε στις οριακές καταστάσεις των τελευταίων σταδίων γένεσης ενός σεισμού, οι τάσεις στο υπέδαφος είναι μοιρασμένες σε μια κανονική κατανομή που εκτείνεται σε μεγάλη απόσταση από το ρήγμα. Το υλικό των πετρωμάτων που εκτείνεται πέραν του ρήγματος χαρακτηρίζεται γενικά ως ετερογενές. Αυτό σημαίνει πως περιέχει κατά τόπους σκληρά και μαλακότερα υλικά και η όποια παραμόρφωση του συμπλέγματος συμβαίνει στα πιο εύθραυστα των συστατικών του από τις εφαρμοζόμενες τάσεις και είναι πλαστική, δεν έχει δηλαδή μνήμη. Οι τάσεις εκτονώνονται ευκολότερα στο μαλακότερο υλικό παραμορφώνοντάς το μη ελαστικά και όταν συναντούν την ασυνέχεια των σκληρών υλικών απλά τα χρησιμοποιούν ως γέφυρες για να μετακυλιστούν στο μαλακότερο υλικό πιο πέρα. Οι ρωγμές δε μεγαλώνουν ιδιαίτερα γιατί πάντα υπάρχει η ευχέρεια οι τάσεις να μετακυλιστούν περαιτέρω και οι συχνότητες εκπομπής από τις μικρορωγμές που δε διακλαδίζονται με χρονική και χωρική συσχέτιση καθηλώνονται στα MHz. Αυτό μόνο του είναι σημάδι ανησυχίας μεν αφού έχουν ενεργοποιηθεί διαδικασίες απορρόφησης των τάσεων που συσσωρεύονται αλλά και μη κρισιμότητας της κατάστασης λόγω του αποσβεστικού χαρακτήρα της διαδικασίας. Από τη μη πιεστικά επαναλαμβανόμενη πλαστική παραμόρφωση προκύπτει γενικά ευστάθεια και η επιστημονική ορολογία που περιγράφει το σύστημα στην παρούσα κατάσταση είναι πως αυτό χαρακτηρίζεται από "μη οργάνωση" ή "πολυπλοκότητα", διακρίνεται από "μη επίμονη συμπεριφορά" και παρουσιάζει "αρνητική ανάδραση", κλωτσά δηλαδή το σύστημα μακριά από ακραίες καταστάσεις.

Όταν οι τάσεις δεν υποχωρούν, καθώς η επίμονη συνέχιση των διαδικασιών της πλαστικής παραμόρφωσης του ετερογενούς υλικού τις μετατοπίζει χαοτικά, συναντούν ένα φραγμό: το ρήγμα. Τα πετρώματα κοντά στο ρήγμα αποτελούνται κατά βάση από σκληρούς σχηματισμούς που είναι άκαμπτοι. Κάποιοι από τους σκληρούς αυτούς σχηματισμούς κληρώνονται με το ρόλο των asperities και στα σημεία αυτά δεν υπάρχει πλαστικότητα στις παραμορφώσεις. Ενώ αρχικά οι τάσεις ακολουθούσαν κανονική κατανομή εκτεινόμενη συμμετρικά εκατέρωθεν του ρήγματος σε μεγάλες αποστάσεις, η ανυποχώρητη πιεστική συμπεριφορά τους τις αναγκάζει να παγιδεύονται όλο και πιο κοντά στο ρήγμα και η κατανομή τους μεταπίπτει σταδιακά σε συνωστισμό κατά μήκος του ρήγματος. Κατά την κίνησή τους αυτή έχουμε "σπάσιμο της συμμετρίας" και όταν οι τάσεις έχουν πια παραταχθεί κατά μήκος του ρήγματος έχουμε νέα συμμετρία αλλά όχι πια κινητικότητα των τάσεων, οι οποίες δε μπορούν πια να παραμορφώνουν στον ίδιο βαθμό το μαλακότερο του ετερογενούς υλικού και η εκπομπή των MHz φθίνει.

Ηλεκτρομαγνητική εκπομπή σε KHz - Σήμανση της έναρξης του Σεισμού με τη θραύση των asperities

Ο διπλός "ηλεκτρομαγνητικός σεισμός" της Αθήνας το Σεπτέμβρη του 1999. Στο επάνω γράφημα είναι οι καταγραφές των KHz και στο κάτω φαίνεται στον ίδιο χρόνο η εξέλιξη της πολυπλοκότητας του συστήματος που μετράται με την εντροπία. Οι τεκτονικοί σεισμοί ήταν επίσης δύο, ίδιας αναλογίας ενεργειών με τους Η/Μ, προέρχονταν από διαφορετικά ρήγματα και απείχαν 3,5 δευτερόλεπτα ο ένας από τον άλλο. Παρατηρούμε την ηλεκτρομαγνητική ησυχία στο τέλος του "Η/Μ σεισμού" που ορίζει την αρχή του αντίστοιχου τεκτονικού.

Το υλικό των σκληρών σημείων στο ρήγμα που συσσωρεύονται τελικά οι τάσεις θεωρείται ομογενές. Χαρακτηρίζεται από ελαστικότητα στις παραμορφώσεις και φαινόμενα μνήμης (επίμονη συμπεριφορά) δηλαδή εμφάνιση συσχετισμών της εξέλιξης των μικρορωγμών σε μεγάλες αποστάσεις. Το σύστημα που φέρει αυτές τις ιδιότητες και υποβάλλεται σε αυξανόμενη πίεση χάνει βαθμιαία την πολυπλοκότητά του, αυτοοργανώνεται και παρουσιάζει θετική ανάδραση, συντείνει δηλαδή στην κύλισή του προς ακραίες καταστάσεις. Έχει ενδιαφέρον να δούμε τι σημαίνει αύξηση της οργάνωσης (ή μείωση της πολυπλοκότητας) και ποια τα αποτελέσματά της.

Η μονάδα της θραύσης, η μικρορωγμή, έχει μια δεδομένη συμπεριφορά που την καθιστά προβλέψιμη στο πώς εξελίσσεται με δομή fractal στο χώρο και το χρόνο. Στο ομογενές υλικό των asperities, όταν οι τάσεις αρχίζουν και συσσωρεύονται γύρω από αυτά, οι μικρορωγμές αρχίζουν και ομαδοποιούνται. Αυτό σημαίνει πως οι τάσεις δεν κατανέμονται και δεν επιδρούν ομοιόμορφα σε όλη την έκταση του υλικού αλλά συγκεντρώνονται κατά τόπους σε ομάδες. Η κάθε μικρορωγμή χάνει τον ατομικό χαρακτήρα της και συμπαρασύρεται σε συμπεριφορές όμοιες με αυτές των διπλανών της, οργανώνονται δηλαδή σε νησίδες οι οποίες έχουν την τάση να συνενώνονται σε όλο και μεγαλύτερους σχηματισμούς μακροσκοπικού χαρακτήρα. Τελικό αποτέλεσμα αυτής της αυτοοργάνωσης είναι ο σχηματισμός μεγάλων ρωγμών από τη συνένωση των μικρότερων και η θραύση του υλικού των asperities στα σημεία στήριξης του ρήγματος που επωμίζονται όλο το φορτίο. Η διαδικασία αυτή εκπέμπει σε KHz. Η αρχή της εκπομπής αναγγέλει την έναρξη της "πολιορκίας των asperities" από τις συσσωρευμένες στο ρήγμα πια τεκτονικές τάσεις ενώ η λήξη της δηλώνει την ολοκλήρωση της θραύσης του συνόλου των σημείων στήριξης του ρήγματος. Αφού τα κλείθρα έχουν πια σπάσει, η τριβή που οφείλεται στο μαλακό του ετερογενούς υλικού είναι αυτή που κυρίως καθυστερεί την ολίσθηση που θα οδηγήσει στη γενική θραύση. Το τέλος της ηλεκτρομαγνητικής εκπομπής (ησυχία) των KHz γνωστοποιεί τη στιγμή που ο σεισμός έχει ξεκινήσει.

Διαταραχή του κύκλου και των ιδιοτήτων της ιονόσφαιρας

Οι τεκτονικές τάσεις στο φλοιό της γης που προετοιμάζουν σεισμούς φαίνεται πως προκαλούν ηλεκτρικά ρεύματα που με τη σειρά τους φτάνοντας στην επιφάνεια της γης τη φορτίζουν θετικά ή αρνητικά ανάλογα αν οφείλονται σε κίνηση οπών ή ηλεκτρονίων. Με καταγραφή σε ULF, ως το πολύ 1 Hz, παρακολουθώντας τον ημερήσιο κύκλο της ιονόσφαιρας παρατηρούμε πως, καθώς προετοιμάζεται επιφανειακός ή παραθαλάσσιος σεισμός άνω των 5,5 ρίχτερ, ο κύκλος της διαταράσσεται. Η ιονόσφαιρα σε γενικές ομαλές συνθήκες την ημέρα αναπτύσσει το κατώτερο στρώμα της (D) λόγω του ιονισμού από τις ακτίνες Χ από τον Ήλιο ενώ τη νύχτα το στρώμα αυτό εξαφανίζεται καθώς ηλεκτρόνια και ιόντα επανασυνδέονται λόγω της μεγάλης πυκνότητας και της άρσης του παράγοντα ιονισμού και το πλάσμα ξαναγίνεται αέριο. Τη νύχτα απομένει μόνο ένα στρώμα της ιονόσφαιρας (F) πολύ ψηλότερα από το D. Επειδή η ιονόσφαιρα βρίσκεται σε κατάσταση πλάσματος το στρώμα D λόγω πυκνότητας απορροφά τις χαμηλές ραδιοφωνικές συχνότητες HF ως και τα 10MHz ενώ το στρώμα F που είναι πιο αραιό τις επανακάμπτει πίσω στη γη. Τα κύματα αυτά τη νύχτα που δεν υπάρχει το στώμα D μεταδίδονται με διαδοχικές εσωτερικές ανακλάσεις στον κυματοδηγό γης - ιονόσφαιρας και μπορούμε και λαμβάνουμε ραδιόφωνο παγκοσμίου λήψεως (βραχέα κύματα) μερικές χιλιάδες χιλόμετρα μακριά σε αντίθεση με τη μέρα που η λήψη είναι μόνο τοπική.

Η καταγραφή στα ULF της διατήρησης του στρώματος D της ιονόσφαιρας που απορροφά την Η/Μ ακτινοβολία και στη διάρκεια της νύχτας τις μέρες πριν το σεισμό της πόλης L'Aquila της Ιταλίας στις 6/4/2009. Η ανωμαλία δείχνεται με κόκκινο.

Η διαταραχή του κύκλου της ιονόσφαιρας κατά την προετοιμασία του σεισμού εντοπίζεται χρονικά μετά την εμφάνιση των MHz και πριν την έλευση των KHz. Όταν συμβαίνει η διαταραχή έχει παρατηρηθεί ότι είτε την ημέρα χάνεται το στρώμα D (ανύψωση της ιονόσφαιρας) και έχουμε ανάπτυξη του κυματοδηγού είτε τη νύχτα εμφανίζεται το στρώμα D (η ιονόσφαιρα χαμηλώνει) και ο κυματοδηγός εξαφανίζεται, αναλόγως αν στην επιφάνεια της γης έχουν συσσωρευθεί αρνητικά η θετικά ηλεκτροστατικά φορτία. Το αποτέλεσμα αντικατοπτρίζεται στις καταγραφές των ULF που είτε την ημέρα αντί τοπικού ελαχίστου εμφανίζουν τοπικό μέγιστο είτε έχουμε μόνιμα τοπικό ελάχιστο όσο διαρκεί το φαινόμενο. Όπως μπορεί κανείς να διαισθανθεί και χωρίς να υπάρχει μαθηματική απόδειξη ακόμη, η διαταραχή οφείλεται σε μεγάλης κλίμακας ισχυρό φαινόμενο. Επειδή όταν τα MHz ξεκινούν οι διεγέρσεις δεν είναι ακόμα ισχυρές αν και είναι πολύ απλωμένες χωρικά και στα KHz οι τάσεις, αν και ισχυρότατες, έχουν πια συσσωρευθεί σε ελάχιστη επιφάνεια κατά μήκος του ρήγματος, η εμφάνιση του φαινομένου που χρειάζεται το συνδυασμό μεγάλης και ισχυρά διεγερμένης επιφάνειας γίνεται μεταξύ της εμφάνισης MHz και KHz.

Στηριγμένοι στη διαταραχή της ιονόσφαιρας πριν τους μεγάλους επιφανειακούς σεισμούς ξένα επιστημονικά κέντρα έχουν αναπτύξει ένα δίκτυο πομπών και δεκτών VLF σε παγκόσμια κλίμακα που ανιχνεύουν αλλαγές στον κυματοδηγό της. Κάθε δέκτης έχει γύρω του, σε αποστάσεις της τάξης των 1000 - 10000 χιλιομέτρων, πομπούς σε διάταξη μαργαρίτας και μπορεί να γνωρίζει προς ποια κατεύθυνση συμβαίνει η διαφοροποίηση. Επειδή συνήθως ένας δέκτης είναι και πομπός σε συχνότητα διαφορετική από τις υπόλοιπες του δικτύου, η διάταξη μαργαρίτας ακολουθεί τον καθένα από τους δέκτες και με τον τρόπο αυτό μπορεί ανάλογα με την πυκνότητα του δικτύου να εξακριβωθεί η γενική περιοχή που βρίσκεται υπό διέγερση, σε ποιο τμήμα μιας χώρας όπως η Ιταλία για παράδειγμα ενδέχεται να εκδηλωθεί ο σεισμός.

Γεωμετρία Fractal - Απουσία χαρακτηριστικής κλίμακας

Φτέρη σε προσομοίωση fractal. Εμφανές παράδειγμα απουσίας χαρακτηριστικής κλίμακας

Οι δομές fractal και η γεωμετρία τους κυριαρχούν στη φύση σε σχέση με τα σχήματα της ευκλείδιας γεωμετρίας που απαντώνται σπάνια. Τα σχήματα αυτά έχουν την ιδιότητα να επαναλαμβάνονται στο χώρο ανεξαρτήτως κλίμακας. Τα σχήματα που βλέπει δηλαδή μια ακρίδα που κάθεται πάνω σε ένα κουνουπίδι είναι τα ίδια με αυτά που βλέπει στο κουνουπίδι ένα μικρό μυρμήγκι που είναι 10 φορές πιο μικρό ή ένα ακάριο που είναι 100 φορές πιο μικρό από την ακρίδα. Ο νόμος που περιγράφει την εξέλιξη του κουνουπιδιού στο χώρο είναι γραμμένος με την πιο απλή και συμπυκνωμένη μορφή στο γενετικό υλικό του και καταδεικνύει την οικονομία της φύσης που απλά επαναλαμβάνοντάς τον σε άλλη χωρική κλίμακα πλάθει με ακρίβεια ένα σχεδόν πανομοιότυπο σχηματισμό. Αν μια διαφορά 15% στο DNA δίνει τη διαφορά του ανθρώπου από ένα ποντίκι και μια διαφορά 0.1% στο DNA του ανθρώπου δίνει τη διαφορά των ανθρώπων μεταξύ τους, τότε αν ο ίδιος επακριβώς νόμος των fractal περιγράφει δύο φαινομενικά ασύνδετους σχηματισμούς, ακόμα και άλλης φύσης, τότε αυτoί οι σχηματισμοί σχετίζονται άμεσα μεταξύ τους και μάλιστα αν εξελίσσονται σε άλλη χωρική κλίμακα εμφανίζονται ο ένας ως η μικρογραφία του άλλου. Οι αισθήσεις μας μας εγκλωβίζουν στην κλίμακα των γεγονότων μέσα στα οποία ζούμε. Αν ζούμε στην κλίμακα του μυρμηγκιού, είναι δυνατό να δούμε με τα μάτια της ακρίδας και του ακαρίου και να καταλάβουμε πως η φύση επαναλαμβάνεται; Η απάντηση είναι πως ναι γιατί η επιστήμη μας προεκτείνει πέραν των ορίων των αισθήσεών μας.

Η κλιμάκωση της φύσης του σεισμού

Κουκλίτσες μπάμπουσκες

Το μέρος του σεισμού που παρατηρούμε με τις αισθήσεις μας στην κλίμακα της διάρρηξης των ρηγμάτων δίνει αποτελέσματα, όπως σπίτια που γκρεμίζονται, τα οποία είμαστε ικανοί να συλλάβουμε συνειδητά. Οι αισθήσεις μας όμως μόνο δε φτάνουν να περιγράψουν με ακρίβεια τους νόμους που διέπουν το φαινόμενο του σεισμού. Η βαθιά κατανόηση και η επιτηδειότητα να επεκτείνουμε τις αισθήσεις μας, η ικανότητα νοητικά επεξεργασμένης συσχέτισης μαζί με την ανάγκη να φτάνουμε σε επαλήθευση μας κάνουν ως ανθρώπους ξεχωριστούς στην ερμηνεία των φυσικών φαινομένων και επεκτείνουν την ικανότητα προφύλαξής μας από τα πιο επικίνδυνα ξεπερνώντας την επιτυχία των πιο ανεπτυγμένων αισθήσεων και ενστίκτου των λοιπών ζώων.

Ο σεισμός ως αναπαριστόμενη σειρά διεργασιών στη φύση συμβαίνει σε τρεις τουλάχιστο κλίμακες στο υπέδαφος κι αν προσμετρήσουμε την κλίμακα των πειραμάτων του εργαστηρίου έχουμε τέσσερις διαθέσιμες προς αξιολόγηση. Σε όλες τις κλίμακες οι ίδιοι νόμοι περιγράφουν μαθηματικά το φαινόμενο και είναι εκπληκτικό να βρίσκει κανείς το μικρό σεισμό μέσα στο μεγαλύτερο όπως όταν ανοίγοντας μια μπάμπουσκα βρίσκουμε μέσα της μια ίδια μικρότερη κούκλα και μέσα στην πιο μικρή μια ακόμη μικρογραφία της πιο μεγάλης κ.ο.κ. Επιβεβαιώνεται μαθηματικά πως η εκπομπή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας των πρόδρομων σεισμικών σημάτων είναι ένας "ηλεκτρομαγνητικός σεισμός" με ίδια αποτελέσματα με αυτά του αντίστοιχου τεκτονικού σεισμού τα οποία αντιλαμβανόμαστε με διαφορετικού τύπου αισθητήρια όργανα σε μικρότερη μεν ενεργειακή κλίμακα με πανομοιότυπες όμως αναλογίες. Τέλος η στατιστική ανάλυση που εκφράζει τη σεισμική ακολουθία μιας συστάδας ρηγμάτων όπως π.χ. το τόξο της Ανατολίας περιγράφει με τον ίδιο τρόπο την εξέλιξη της πολυπλοκότητας που χαρακτηρίζει ένα από τα ρήγματά της που φτάνει στο όριο της θραύσης.

Η Ενοποιημένη Θεωρία Ευταξία σηματοδοτεί την έναρξη φαινομένων καταστροφής πριν αυτά εκδηλωθούν

Το εγκεφαλογράφημα της επιληπτικής κρίσης σε ποντίκι. Το κίτρινο χρώμα είναι από τη στιγμή έναρξης των συμπτωμάτων της κρίσης ενώ τα κόκκινα δείχνουν τις καταγραφές κατά την προετοιμασία της. Στο κάτω γράφημα αντιστοιχείται η εντροπία ως δείκτης πολυπλοκότητας της αλληλεπίδρασης των νευρώνων. Το ενδιαφέρον εντοπίζεται στη συσχέτιση της εξέλιξης της εντροπίας στα στάδια W1, W2 και W3 με αυτή στα αντίστοιχα μέρη του γραφήματος του δίδυμου "Η/Μ σεισμού" της Αθήνας.

Η "ξαφνική ησυχία" μετά την έντονη δραστηριότητα αλληλεπιδραστικής αυτοοργάνωσης μονάδων που ορίζει την αρχή ενός καταστροφικού γεγονότος δεν περιορίζεται στη γη και τους σεισμούς. Πολλά άλλα φαινόμενα, μεταξύ αυτών φυσικά, βιολογικά, κοινωνικά, πανικού χρηματιστηριακών κρίσεων κλπ έχουν εξηγηθεί και επαληθευτεί με το μοντέλο αυτό το οποίο ενοποιεί τις διαδικασίες που προηγούνται μιας καταστροφής. Η βασική παραδοχή είναι ότι η μονάδα (μικρορωγμή, νευρώνας, διαδηλωτής, φίλαθλος, κάτοχος μετοχών) ενός πληθυσμού που αλληλεπιδρά έντονα χάνει το χαρακτήρα της υπό συνθήκες stress και οργανώνεται σε όμοιες και συμπαρασυρόμενες συμπεριφορές με τις γειτονικές της με κατάληξη την καταστροφή.

Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι αυτό του φαινομένου της επιληψίας. Στον εγκέφαλο του υποψήφιου προς επιληπτική κρίση ατόμου σε φυσιολογική λειτουργία το εγκεφαλογράφημά του δείχνει το υγιές "θρόισμα" των εγκεφαλικών κυμάτων που εκπέμπονται από τους νευρώνες που αλληλεπιδρούν ως μονάδες. Εισάγουμε τον παράγοντα που πρόκειται να προκαλέσει κρίση στο άτομο και σιγά σιγά παρατηρούμε αλλαγή των εγκεφαλικών κυμάτων. Οι νευρώνες προσπαθούν να ανταπεξέλθουν στη δοκιμασία που τους υποβάλλουμε μα δεν έχουμε ακόμη σημάδια επιληψίας. Συνεχίζοντας όμως ο εγκέφαλος αλλάζει δραματικά συμπεριφορά. Τα κύματα αλλοιώνονται και στο εγκεφαλογράφημα φαίνεται οργάνωση κατά τόπους έντονης εγκεφαλικής δραστηριότητας νευρώνων μεταξύ τους που σχηματίζουν κέντρα μέσα στα οποία αλληλεπιδρούν έντονα. Συνεχίζοντας τα κέντρα ενώνονται σε μεγαλύτερους σχηματισμούς. Τέλος παύει η ξέφρενη αυτή εγκεφαλική δραστηριότητα και για κάποια ώρα το άτομο συνεχίζει να είναι ασυμπτωματικό. Η επιληψία όμως έχει ήδη αρχίσει και η κατάληξη σε κρίση που θα έρθει μετά από λίγο είναι διαδικασία μη αντιστρεπτή.

Είναι εκπληκτικό το ότι ο σεισμός μπορεί να παρομοιαστεί με μια επιληψία της γης.

Η άνοδος της στάθμης του νερού στα πηγάδια και ο ρόλος της παρουσίας του νερού στα ρήγματα

Είναι πιθανό όταν θραύονται τα asperities να ανοίγουν δίοδοι που συγκρατούν παγιδευμένο νερό σε υπόγειες δεξαμενές και αυτό να αρχίσει να αλλάζει τον υδροφόρο ορίζοντα, προκαλώντας απρόσμενη αύξηση της στάθμης του νερού στα πηγάδια μιας περιοχής. Αν μπορεί να αποκλειστεί το τυχαίο γεγονός τότε ο σεισμός έχει ξεκινήσει. Αν μπορεί να συμβεί και πριν τη θραύση των asperities στο χρόνο εκπομπής των MHz κατά την πλαστική παραμόρφωση του ανομοιογενούς υλικού τότε έχουμε απλά πρόδρομο ενδεικτικό σήμα. Ένα θέμα προς εξέταση είναι ο επηρεασμός ή όχι και κατά πόσο του χρόνου έλευσης της θραύσης του σεισμού από την κυκλοφορία του αποδεσμευμένου νερού μέσα στο ρήγμα. Αν δεχτεί κανείς τη δράση του νερού ως παράγοντα διάβρωσης είναι πιθανό να διαφοροποιεί το συντελεστή ολίσθησης του ρήγματος είτε με την απομάκρυνση είτε με την εναπόθεση υλικού είτε και λόγω της κυκλοφορίας του ιδίου και ενώ πριν τη θραύση των asperities η τριβή είναι άνευ σημασίας μιας και το ρήγμα συγκρατείται στα asperities και μόνο, όταν τα τελευταία έχουν σπάσει ο ρόλος του αποδεσμευμένου νερού πιθανόν ισχυροποιείται. Το οποιοδήποτε εύρημα πιθανό να μπορεί να συνδεθεί με τα υποθαλάσσια ρήγματα που όταν δίνουν σεισμό, ο χρόνος που μεσολαβεί από τη θραύση των asperities ως τη γενική θραύση μεγαλώνει από μερικές ώρες σε λίγες ημέρες. Ο χρόνος της υποθαλάσσιας διαδικασίας φαίνεται να σχετίζεται με το ολόπλευρο της πίεσης και με το ιξώδες του λασπώδους υλικού που συγκρατείται λόγω στάσιμου νερού μέσα στο ρήγμα, παράγοντες που ως γνωστό δυσχεραίνουν τη μετακίνηση και ανέλκυση μεγάλων ναυαγίων από τον αμμώδη θαλάσσιο πυθμένα.

Μέθοδος πρόγνωσης με την ανίχνευση έκλυσης Ραδονίου στα ρήγματα

Φαίνεται σε κάποιους τουλάχιστο σεισμούς, με παραδείγματα στην Ιταλία, να εμφανίζεται το στοιχείο ραδόνιο πριν και σε μικρότερες ποσότητες μετά από τη γενική θραύση του σεισμού. Το ραδόνιο είναι ευγενές αέριο οπότε δε σχηματίζει χημικούς δεσμούς, είναι βαρύ και μπορεί και παγιδεύεται σε κλειστούς χώρους όπως υπόγεια σπιτιών, είναι ραδιενεργό με χρόνο ημιζωής 3,8 ημέρες άρα εύκολα ανιχνεύσιμο και παράγεται στην αλυσίδα μετάπτωσης του ραδιενεργού ουρανίου μέσα στα πετρώματα. Εκεί συνεχίζει και παραμένει παγιδευμένο για μερικές ημέρες ώσπου να διασπαστεί ραδιενεργά ή αν προλάβει να ελευθερωθεί είτε κατά τις μικροθραύσεις του ρήγματος είτε στη γενική θραύση. Έχει παρατηρηθεί πως ως αποτέλεσμα της αύξησης των τάσεων κατά τα στάδια προετοιμασίας της σεισμικής ακολουθίας η συγκέντρωση του ουρανίου που απεγκλωβίζεται και παρασύρεται στα υπόγεια νερά αυξάνεται παροδικά και έτσι οι συγκεντρώσεις του ραδονίου που ελευθερώνεται εμφανίζονται για ένα ακόμη λόγο μεγαλύτερες πριν από τη γενική θραύση. Λόγω της εμπλοκής του δεύτερου παράγοντα στην αποδέσμευση του ραδονίου η απλή παρατήρηση της αύξησης της συγκέντρωσής του παραμένει πρόδρομο φαινόμενο καθώς δε μπορεί να σχετιστεί χωρίς περαιτέρω διερεύνηση με την έναρξη του σεισμού στη θραύση των asperities.

Διαφορική χαρτογράφηση της παραμόρφωσης του εδάφους από δορυφόρους

Χρησιμοποιώντας ετεροχρονισμένα συνδυασμούς συχνομετρημένων εικόνων τύπου SAR από το δορυφόρο ERS2 η ερευνητική ομάδα των Ελλήνων και Γάλλων επιστημόνων έκανε ανάλυση της παραμόρφωσης της επιφάνειας του εδάφους στο χρόνο στην περίπτωση του διπλού σεισμού της Αθήνας του 1999. Τα σημεία των παραμορφώσεων ήταν η πρώτη ένδειξη πως δύο ρήγματα διεγέρθηκαν και ακολούθησαν δύο διαφορετικές θραύσεις. Η τεχνολογία 10 χρόνια μετά θα μπορούσε να υλοποιήσει μετρήσεις, πραγματικού σχεδόν χρόνου, διαφορικής χαρτογράφησης της μεταβολής κατά τόπους του ύψους του εδάφους με σύστημα σκανδαλισμού για πιθανές εμφανείς ενδείξεις εν εξελίξει σεισμικών διεγέρσεων.

Έλεγχος απόκλισης της αναμενόμενης θερμοκρασίας του εδάφους με δορυφόρους

Ένας τρόπος ανίχνευσης της κινητικότητας των τεκτονικών τάσεων είναι η κατά τόπους αύξηση της θερμοκρασίας που παρατηρείται από δορυφόρους. Κατά τη διαδικασία της αξιολόγησης αφαιρείται το υπόβαθρο της ημερήσιας μεταβολής και ο θόρυβος λόγω των ατμοσφαιρικών διαταραχών και ανθρώπινων δραστηριοτήτων και είναι δυνατή η κατόπτευση της συγκέντρωσης των τάσεων γύρω από ένα ρήγμα.

Ο ρόλος της μνήμης των ηλεκτροευαίσθητων ζωντανών οργανισμών στην πρόγνωση

Οι ραδιοφωνικές συχνότητες φαίνεται να είναι ανιχνεύσιμες από κάποιους ζωντανούς οργανισμούς. Μερικά ηλεκτροευαίσθητα ζώα εκδηλώνουν ανησυχία αλλάζοντας συμπεριφορά όταν παρατηρούν την εμφάνιση των fractal ραδιοφωνικών συχνοτήτων που εκπέμπει η γη κατά τις διαδικασίες γένεσης των σεισμών. Εξετάζοντας το ρόλο της μνήμης, τα ζώα που είχαν επαναλαμβανόμενα το βίωμα της θραύσης που ακολούθησε την ηλεκτρομαγνητική σιγή κατόπιν έντονης ηλεκτρομαγνητικής εκπομπής είχαν τραυματική εμπειρία η οποία χαράχθηκε στη μνήμη τους λόγω των ορμονών του stress. Το αποτέλεσμα δίνει σχηματισμένο νευρωνικό κύκλωμα που αντιδρά έντονα στην επανεμφάνιση της σειράς των γεγονότων που είναι ανιχνεύσιμα από το ζώο. Είναι επίσης πιθανό να έχουμε μετάδοση της κρισιμότητας της κατάστασης από λίγα ζώα, με ήδη χαραγμένο το κύκλωμα στη μνήμη τους, στα υπόλοιπα (πχ. σκυλιά που γαυγίζουν, ζώα που μεταναστεύουν ομαδικά).

Φίδια

Τα φίδια είναι από τα ηλεκτροευαίσθητα ζώα και οι αντιδράσεις τους λαμβάνονται σε πολλά μέρη υπόψη στην εκτίμηση επερχόμενων καταστροφικών γεγονότων από σεισμούς. Στην Κίνα τα "φίδια που χτυπούν το κεφάλι τους" πετάγονται από τις φωλιές τους 3 - 5 ημέρες πριν τη γενική θραύση σεισμών που πρόκειται να συμβούν ως και 120 χιλιόμετρα μακριά. Όσο πιο μεγάλο είναι το επερχόμενο γεγονός τόσο πιο ταραγμένα είναι τα φίδια που ορμούν να ξεφύγουν χτυπώντας το κεφάλι τους εδώ κι εκεί. Τα φίδια δεν είναι εύκολο να αγγίζουν πράγματα που βρίσκονται μακριά από το σώμα τους, έχουν όμως την αίσθηση των κοντινών τους αντικειμένων εξ αποστάσεως. Σερνόμενα με την κοιλιά σε ξηρό περιβάλλον παράγουν και διατηρούν, ακόμα και αφού σταματήσουν, στατικό ηλεκτρισμό έως 1000 Volt και μπορούν να τον χρησιμοποιούν με τα αισθητήρια που φαίνεται να διαθέτουν τουλάχιστο στο κεφάλι για να κυνηγούν καθοδηγούμενα από ηλεκτροστατικά ίχνη στο διάβα τους όταν τους λείπουν δεδομένα όσφρησης καθώς και για να ελίσσονται ανάμεσα σε εμπόδια όταν δε μπορούν να δουν. Ο κροταλίας μάλιστα μπορεί και φορτίζεται κινώντας μόνο το κρόταλο στην ουρά του που παράγει έως και 100 Volt τάση και υπάρχουν είδη που το κρόταλό τους δεν κάνει θόρυβο. Η αίσθηση που δίνουν τα φορτία στα φίδια είναι να μπορεί το ζώο να ανιχνεύει την κατεύθυνση και την απόσταση είτε αντικειμένων είτε μικρών φορτισμένων σύννεφων υδρατμών που προέρχονται από προπορευόμενα ζώα αν τα φορτία αυτά βρίσκονται εντός των μερικών εκατοστών βεληνεκούς της που επεκτείνεται με την κίνηση του κεφαλιού. Η ονομασία της ιδιάζουσας αυτής αίσθησης είναι ηλεκτροστατική αίσθηση, προκύπτει από το χρησιμοποιούμενο όρο "electrostatic sense" των παραπομπών και ίσως να μπορούμε να την καταλάβουμε αν την παρομοιάσουμε με το πλησίασμα του ανάποδου της παλάμης του χεριού μας σε μια οθόνη τηλεόρασης καθοδικού σωλήνα. Ίσως η συνεχόμενη έκθεσή τους στην υψηλή τάση κατά την κίνησή τους τις καλοκαιρινές περιόδους και οι σπινθήρες που εξπούν από απροσεξίες του φιδιού να συνδράμουν στην ανάπτυξη της ηλεκτροευαισθησίας στα φίδια. Όταν είναι στη φωλιά τους μέσα στο έδαφος τα φίδια δε φέρουν μετά από κάποιο χρόνο στατικό ηλεκτρισμό αφού δεν κινούνται, τότε όμως τα ηλεκτρικά τους αισθητήρια λειτουργούν με πολύ αυξημένη ευαισθησία λόγω της ηρεμίας του ζώου και επειδή λόγω της ακινησίας του το επίπεδο του ηλεκτροστατικού θορύβου είναι εξαιρετικά χαμηλό. Τα φίδια, που δε φέρουν τόσο εξελιγμένη οργάνωση εγκεφάλου όπως τα θηλαστικά, είναι πιθανό να είναι ήδη προγραμματισμένα από τη φυσική επιλογή (μνήμη DNA) να αντιδρούν βγαίνοντας από τις φωλιές τους στην ανίχνευση εκπομπών fractal συχνοτήτων από τη γη, ακόμα και όταν βρίσκονται σε χειμέρια νάρκη. Το κουλουριασμένο σώμα τους μοιάζει με τις αντέννες λήψης των KHz και ο εγκέφαλός τους φαίνεται να είναι ο ευαίσθητος αποκωδικοποιητής στη βάση της κεραίας. Έχει καταγραφεί πως μακρόστενοι οργανισμοί τείνουν να ευθυγραμμίζονται κάθετα σε ηλεκτρικά πεδία με σκοπό να μειώνουν τη διαφορά δυναμικού που αναπτύσεται στο μακρύ τους σώμα που φαίνεται πως τα ενοχλεί αρκετά. Είναι πιθανό επίσης τα φίδια να είναι ευαίσθητα στα MHz όπως τα περισσότερα ηλεκτροευαίσθητα ζώα και έτσι να έχουν συνολική και άρα καλύτερη εκτίμηση του φαινομένου.

Φρύνοι

Σε μια αποικία ζευγαρώματος φρύνων στη λίμνη San Ruffino της Ιταλίας, που τα ζώα παρακολουθούνταν από βιολόγους επιστήμονες για 4 χρόνια, ενώ μόλις είχε αρχίσει το ζευγάρωμα οι αρσενικοί φρύνοι εξαφανίστηκαν από την αποικία σε ποσοστό 96% πέντε ημέρες πριν τη γενική θραύση του σεισμού των 6,3 ρίχτερ που συνέβη 75 χιλιόμετρα πιο μακριά στην πόλη L'Aquila στις 6 Απριλίου του 2009. Αμέσως μετά το σεισμό τα αρσενικά που είχαν εξαφανιστεί άρχισαν να εμφανίζονται πάλι στην αποικία. Επίσης τρείς ημέρες πριν τη σεισμική δόνηση ο αριθμός των ζευγαριών των φρύνων ξαφνικά μηδενίστηκε. Τέλος δε βρέθηκε γόνος από ζευγάρωμα από έξι μέρες πριν τη σεισμική δόνηση έως και έξι μέρες αργότερα. Καθώς λόγω καιρικών συνθηκών αυτή η συμπεριφορά των φρύνων δε μπορούσε να δικαιολογηθεί και επειδή οι αρσενικοί φρύνοι είχε παρατηρηθεί πως συνήθιζαν να παραμένουν στην αποικία ζευγαρώματος μέχρι να παραχθεί ο γόνος, η ιδιάζουσα αυτή συμπεριφορά συνδέθηκε άμεσα με το σεισμό με διάφορες εκδοχές χωρίς όμως να μπορεί να αποδειχθεί το πώς οι φρύνοι ήταν σε θέση να αντιληφθούν το επερχόμενο γεγονός και μάλιστα νωρίτερα από το σύνηθες των 1-3 ημερών πριν που φαίνονται να επηρεάζονται τα υπόλοιπα ζώα. Οι καταγραφές Ευταξία (βλ. σχήμα καταγραφής ULF) των ηλεκτρομαγνητικών προσεισμικών ραδιοφωνικών σημάτων δείχνουν εκπομπή υπερ-χαμηλής συχνότητας συνεχώς από 8 έως 3 ημέρες πριν το γεγονός της γενικής θραύσης, εκπομπή MHz που εμφανίστηκε δύο φορές, 11 ημέρες και ακόμη πιο έντονη 4 ημέρες πριν το γεγονός και εκπομπή KHz που εμφανίστηκε και σταμάτησε αυθημερόν 2 ημέρες πριν τη γενική θραύση. Αν οι φρύνοι αντέδρασαν σε ραδιοφωνικές συχνότητες και όχι σε κάποιο άλλης φύσης προσεισμικό σήμα τότε δείχνουν να είναι ευαίσθητοι στη διαταραχή του κύκλου της ιονόσφαιρας που μπορεί να προκαλέσει ένας επιφανειακός ισχυρός σεισμός, οπότε αντιλαμβάνονται την τοπική διαφοροποίηση του κύκλου της κρίσιμης συχνότητας και ίσως καταλαβαίνουν τα MHz. Η εντελώς ενστικτώδης συμπεριφορά τους και τα υψηλά ποσοστά των αρσενικών φρύνων που την ακολούθησαν θα έδειχναν πως η μνήμη της αντίδρασής τους είναι καταγεγραμμένη γενετικά, όμως το συγκεκριμένο είδος (bufo bufo) έχει διαπιστωμένο χρόνο ζωής σε αιχμαλωσία τα 50 χρόνια, χρόνος αρκετός για να εκπαιδευτεί ένας πληθυσμός που ναι μεν δε μεταναστεύει, φαίνεται όμως να μπορεί να αφουγκράζεται μεγάλους σεισμούς με μικρό εστιακό βάθος που επίκεινται αρκετές δεκάδες χιλιόμετρα μακριά.

Σεισμικές Λάμψεις στον ουρανό

Σε κάποιες περιπτώσεις μεγάλων σεισμών εμφανίζονται φώτα ή αίγλη στον ουρανό κάποια λεπτά ή και μερικές ώρες πριν την εκδήλωση της γενικής θραύσης. Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση του Κόμπε της Ιαπωνίας στις 17 Ιανουαρίου του 2005 που είχε μέγεθος 6,9 ρίχτερ και σκοτώθηκαν πάνω από 5500 άνθρωποι. Υπήρξαν 23 διαφορετικές αναφορές μιας λευκής, μπλε ή πορτοκαλί φωτεινής αίγλης στον ουρανό που εκτεινόταν σε 200 μέτρα ύψος και απλωνόταν από 1 ως 8 χιλιόμετρα κατά μήκος του εδάφους. Κατά καιρούς το φαινόμενο έχει εμφανιστεί σε μεγάλους σεισμούς και πρόσφατα έχει καταγραφεί σε βίντεο. Οι επιστήμονες το έχουν συσχετίσει με τις προσεισμικές διαταραχές της ιονόσφαιρας όπως φαίνεται από την τρίτη παραπομπή της αντίστοιχης ενότητας και από αυτές που ακολουθούν.

Η μέθοδος Τσιάπα

Η μέθοδος Τσιάπα για πρόγνωση σεισμών αναφέρεται συχνά από τα ελληνικά Μέσα Μαζικής Ενημέρωσης. Η μέθοδος έχει αναπτυχθεί από τον ερασιτέχνη ερευνητή σεισμικών φαινομένων Ηλία Τσιάπα. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, σεισμοί που συμβαίνουν στην Κεντρική και Βόρειο Αμερική σε βόρεια γεωγραφικά πλάτη 1 έως 40 μοίρες, τείνουν να "μεταναστεύουν" προς την Ανατολική Μεσόγειο με ρυθμό περίπου 1,8 μοίρες ανά ημέρα, μετρούμενο επί του τόξου μεγίστου κύκλου. Με βάση αυτόν τον ισχυρισμό, ο Τσιάπας εκδίδει προγνώσεις σεισμών που υποτίθεται ότι θα συμβούν στην Ελλάδα περίπου 50 έως 55 ημέρες μετά από γνωστούς σεισμούς της Κεντρικής Αμερικής, του Μεξικού, της Καλιφόρνιας, της Καραϊβικής και του Ανατολικού Ειρηνικού. Επιπλέον, για ερμηνεία του φαινομένου, ο Ηλίας Τσιάπας προτείνει μια εκτενή γεωλογική και γεωφυσική θεωρία η οποία διαφέρει ριζικά από την κοινώς αποδεκτή επιστημονική άποψη περί τεκτονικής προελεύσεως των σεισμών. Μέχρι στιγμής οι διαπιστώσεις περί μεταναστεύσεως σεισμών και η γεωθεωρία Τσιάπα δεν έχουν δημοσιευθεί σε έγκυρα επιστημονικά περιοδικά με κρίση (peer review) από την επιστημονική κοινότητα, με αποτέλεσμα να χαρακτηρίζονται ως ψευδοεπιστήμη από τους επαγγελματίες σεισμολόγους, όμως αποτελούν συχνά θέμα τηλεοπτικών εκπομπών και άρθρων σε εφημερίδες και περιοδικά ευρείας κυκλοφορίας.

Η Πρόγνωση των Σεισμών υποφώσκει

Υπάρχει ένας σταθμός στην Ελλάδα που είναι υπερβολικά ευαίσθητος στα ηλεκτρομαγνητικά ραδιοφωνικά σήματα που εκπέμπει σε KHz η γη. Βρίσκεται σε νησί στο Ιόνιο και έχει καταγράψει λίγες ώρες πριν, αλάθητα, σήματα για όλα τα μεγάλα γεγονότα από 6 ρίχτερ και άνω που έχουν λάβει χώρα και στον τόπο μας σε όλη την έκταση του Ελλαδικού χώρου αλλά και για γεγονός στην Ιταλία σε απόσταση 800 χιλιομέτρων. Μέχρι στιγμής δεν έχει βρεθεί άλλος σταθμός τόσο ευαίσθητος στα KHz και δίνει με τη μέθοδο Ευταξία με ακρίβεια ωρών το χρόνο έλευσης των θραύσεων των σεισμών στον Ελλαδικό χώρο και εκτιμά το μέγεθός τους, όχι όμως το επίκεντρο. Ίσως με εκτεταμένο δίκτυο, τη μέτρηση κατά τόπους της διαφοροποίησης του κύκλου της κρίσιμης συχνότητας της ιονόσφαιρας, την ακριβή μοντελοποίηση της επιφάνειας και του υπεδάφους με μαγνητοτελλουρικές μετρήσεις και την εκμετάλλευση της "τοπικότητας" των MHz να μπορούσε να υπάρξει καλύτερο αποτέλεσμα. Προς το παρόν χρειάζεται συνεργασία για να έχουμε αποδεκτό σφάλμα στην Πρόγνωση Σεισμών. Η μέθοδος ΒΑΝ δίνει πρόγνωση με χρονικό παράθυρο της τάξης του μήνα, το μέγεθος του επερχόμενου γεγονότος με απόκλιση λίγο μεγαλύτερη του μισού Ρίχτερ και το επίκεντρο με ακρίβεια ανάλογη της έκτασης του δικτύου των σταθμών που συλλέγουν ηλεκτρικά δεδομένα. Οι δορυφόροι που χαρτογραφούν τη γη περιστρεφόμενοι γύρω της κάθε λίγες ώρες μπορούν και δίνουν λεπτομερή στοιχεία για ανύψωση του εδάφους κατά τόπους οπότε είναι δυνατό να γνωρίζουμε την ταυτότητα των περισσότερων υποψήφιων επίγειων περιοχών που φαίνονται να κινδυνεύουν. Αυτές οι μέθοδοι μαζί και μόνο θα μπορούσαν ήδη να μας δίνουν καθημερινό δελτίο σεισμών.

Πρόκληση Σεισμών

Έχει ήδη αρχίσει η πρόκληση σεισμών με κάποιες μεθόδους. Η μία είναι με τη χρήση πυρηνικών και η άλλη μέθοδος έχει αναφερθεί στη διάλεξη Ευταξία το 1988 και αφορά στη χρήση ισχυρών ηλεκτρομαγνητικών παλμών (EMP ή ΗΜΠ). Εδώ πρέπει να επισημάνουμε πως σε όλες τις πυρηνικές εκρήξεις εκτός από το ωστικό κύμα που προκαλεί δονήσεις ικανές να διεγείρουν και να επιταχύνουν τις διαδικασίες γένεσης σεισμών, με ταλαντώσεις που δημιουργούν τα εναλασσόμενα τοπικά μέγιστα και τοπικά ελάχιστα που προστίθενται στις τάσεις του υπεδάφους, δημιουργείται επίσης έντονος ηλεκτρομαγνητικός παλμός (NEMP) που είναι γνωστό πως έχει την ικανότητα να καταστρέφει οποιαδήποτε ηλεκτρονική συσκευή βρίσκεται σε απόσταση κάποιων χιλιομέτρων. Οι ΗΜΠ στα πετρώματα δρουν ακριβώς στο επίπεδο των μικρορωγμών διεγείροντας τους μηχανισμούς γένεσης των σεισμών στα asperities ακόμη και όταν δεν υπάρχουν οι απαιτούμενες συσσωρευμένες τάσεις στο υπέδαφος. Στα πειράματα που έγιναν μόνο με ΗΜΠ στη Ρωσία εμφανίζονταν σεισμικές διαταραχές σε διάστημα λίγων ημερών μετά. Τα αποτελέσματα αυτά θα μπορούσαν να είναι ενθαρρυντικά καθώς αν έχουμε πρόγνωση ενός γεγονότος, ακόμη και μακράς διάρκειας με τις στατιστικές μεθόδους των σεισμολόγων, μπορούμε να σκανδαλίσουμε τη διαδικασία της γένεσης του σεισμού ώστε να συμβεί σε ελεγχόμενο παράθυρο χρόνου. Σε βραχείας πρόγνωσης σεισμό η εφαρμογή μιας μεθόδου πρόκλησης θα μπορούσε να περιορίσει το παράθυρο χρόνου σε λίγες ώρες ως και μερικά λεπτά. Αυτό θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο σε κάποιον οργανισμό προληπτικής αντισεισμικής προστασίας που θα μπορούσε να προγραμματίσει εκκενώσεις και να εκτονώσει ελεγχόμενα τις τάσεις του υπεδάφους. Βέβαια μην έχοντας κατανοήσει ακόμη πλήρως τους μηχανισμούς γένεσης και πρόκλησης σεισμών, το πειραματικό σφάλμα της πρόγνωσης σε μια πρώιμη προσπάθεια ίσως είναι τέτοιο που να γίνει λάθος και να σκανδαλιστεί γεγονός που θα είναι πέρα από κάθε έλεγχο. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων αυτών θα μπορούσαν να αποδειχθούν επίσης καταστροφικά αν γινόταν εφαρμογή της γνώσης αυτής ως όπλο μαζικής κλίμακας.

Πηγές

• Sir James Lighthill, επιμ. (1996). A Critical Review of VAN - Earthquake Prediction from Seismic Electrical Signals. London, UK: World Scientific Publishing Co Pte Ltd. ISBN 978-9810226701. 

• Γ. Σταυρακάκης (1999). «Γιατί είναι άχρηστο το ΒΑΝ» (HTML). Το Βήμα της Κυριακής. Αθήνα: ΔΟΛ. Ανακτήθηκε στις 25 Μαρτίου 2010. 

Παρατηρήσεις

• Ο όρος "σεισμός" στο κείμενο χρησιμοποιείται για το συνολικό φαινόμενο με ορισμένη αρχή τη θραύση των σημείων στήριξης του ρήγματος (asperities) και κατάληξη την ολίσθηση του ρήγματος και τη γενική θραύση. Κυρίως χρησιμοποιείται ο όρος "γενική θραύση" για να αποδοθεί ο "σεισμός" με την παλιά του έννοια.