Horvát földrengés: vajon itthon mennyire vagyunk biztonságban?

Kedden kora délután térségünkben kifejezetten súlyosnak számító földrengés rázta meg Horvátország délkeleti részét. A rengés epicentruma – a kipattanás térbeli helye feletti felszíni pont, amelyet a legnagyobb hatás ér és emiatt itt keletkeztek a legnagyobb károk – Zágrábtól 40-50 kilométerre délkeletre, Petrinja kisváros közvetlen közelében volt. A földrengés magnitudója, amely a jelenség során felszabaduló energiát jellemzi, 6,4-6,5 körül volt, erősségét jellemzi, hogy december 29-én az egész világon mért rengések közül ez volt a legerősebb, sőt az elmúlt teljes hónapban csak egyetlen chilei földrengés ereje haladta meg ezt. Bár katasztrófa Horvátország olyan területeit érte, amelyek határainktól 80-100 kilométerre vannak, a rengéshullámokat Magyarország nagy részén érezni lehetett. A horvát határ közelében levő megyékben, vagy akár a budapesti magasabb épületek felső emeletein a hatás helyenként kifejezetten ijesztő is volt.

Akik a földrengésekkel kapcsolatos híreket követik, általában tudják, hogy ezek leginkább Japánból, Chiléből és Dél-Amerika csendes-óceáni partvidékéről, illetve Indonéziából, Kaliforniából, Alaszkából, a karibi térségből érkeznek, térségünk ebben a mezőnyben szerencsére legfeljebb a „másodosztályt” képviseli. Október 30-án tőlünk jóval délebbre, a görög szigetek és a török tengerpart térségében volt ennél is erősebb (M=7,0) földrengés, míg a Kárpát-medence földmozgásai ritkán haladják meg az 5,0-5,2 magnitudó-értéket. Ennek oka abban keresendő, hogy a földrengések kipattanása térben nem véletlenszerű, hanem szabályosságot mutat. Földünk felső 50-200 kilométer vastag, szilárd rétege, a kőzetburok ugyanis nem egységes, hanem lemezekre oszlik: a világszerte tapasztalt földrengések túlnyomó része e lemezek határaihoz, a lemezek egymáshoz képesti elmozdulásaihoz kapcsolódik. Nem véletlen, hogy az amerikai geológiai szolgálat (USGS) globális földrengés-monitorozó szolgálatának térképén a fontosabb, nagyobb rengéseket okozó lemezhatárokat piros vonallal jelzik, ha pedig egy hosszabb időszak rengéseit világtérképen ábrázoljuk, azok ki is rajzolják ezeket a lemezhatárokat.

A rengés magnitudója (amelyet pl. a Richer-skálán adhatunk meg), minden rengés esetén egyedi adat és az esemény során felszabaduló energia nagyságrendjén adja meg. Az emiatt bekövetkező felszíni hatás; az érezhetőség vagy az épületkárok viszont helyről helyre változnak, ezt a földrengés helyi intenzitása (ezt a Mercalli- vagy az európai makroszeizmikus skálán adhatjuk meg) írja le.

Ahol gyakoribbak a nagyobb rengések, ott nyilván nagyobb a kockázat, a veszély. Chilében vagy Japánban senki nincs meglepve, ha naponta akár többször olyan élmény éri, mint amit kedden egy budapesti ház magasabb emeletein szerezhettünk. Ennek alapján kockázati térképeket szoktak szerkeszteni, ezek az adott helyen egy adott időszakra (pl. 50 év) megadható maximális várható intenzitás-értékre utalnak; arra, hogy várható-e azon a helyen, hogy az épületeket is veszélyeztető rengés bekövetkezik-e egy bizonyos idő alatt?

Bennünket, magyarokat, leginkább az érdekel, hogy mekkora kockázatot jelent egy lehetséges földrengés Magyarországon és vegyük most ehhez a magyarok lakta Székelyföldet is, ahol, mint látni fogjuk, ez a veszély nagyobb. Ehhez egy, a fenti világtérképhez hasonlót kell a Kárpát-medence térségére készíteni. A GeoRisk Mérnöki Iroda és ELKH Geodéziai és Geofizikai Intézetének keretében működő Kövesligethy Radó Szeizmológiai Obeszervatórium (a „sashegyi földrengésjelző”) együttműködésében készültek hazánkra ilyen földrengés-katalógusok és térképek:

A mai Magyarország területén a Balaton keleti partja és Komárom között, Budapest déli és keleti előterében és Kecskemét környékén gyakoribb a földrengés, azonban térségünk igazán veszélyeztetett régiói Horvátország és Szlovénia (a keddi rengés után ez nem meglepő), a Kárpát-kanyar, tehát a Székelyföld déli része és a Román-alföld és Moldva kapcsolódó régiói, illetve az Alpoktól Északnyugat-Szlovákiáig húzódó sáv.

Amikor azonban arra vagyunk kíváncsiak, mennyire veszélyeztetett földrengések által egy környék, nem kizárólag a múltbeli rengések adataira támaszkodunk, hanem arra is kíváncsiak vagyunk, hogy a környék rengéseit mi okozza, és megpróbáljuk e folyamatok hatását a jövőre is kiterjeszteni. Amikor azt mondtam az írás elején, hogy világszerte a földrengések nagy része globális lemezhatárhoz kapcsolódik, akkor pontosan ilyesmit csinálok: földtani folyamatokat kapcsolok földrengésekhez, így olyan területeket is potenciálisan veszélyesnek nyilváníthatok, ahol a geológiai folyamat bizonyított, eddig mégsem észleltem földrengést – például azért, mert nem észlelek elég hosszú ideje.

Maguk a földrengések a kőzetek törésével, vagy már meglevő törések mentén viszonylag hirtelen (néhány vagy néhány tíz másodperc alatt bekövetkező) elmozdulásával keletkeznek. Ezt megelőzően abban a kőzetrészben fel kell halmozódnia valamilyen kőzetfeszültségnek; a kőzetrészt a szomszédai megnyomják, esetleg attól távolodva „helyet adnak neki”, így mintegy „meghúzzák”. Chilében, Japánban, Alaszkában – és Horvátország egy részén is – a nyomás a jellemző, de pl. az október végi izmíri földrengést húzásos feszültség okozta. A feszültség oka a kőzetek egyes részeinek egymáshoz képest történő elmozdulása. Lemezhatárokon ennek jellemző sebessége néhány centiméter évente, lemezeken belül – így például hazánkban is – ritkán haladja meg az évi pár millimétert. Ha a kőzet kevésbé merev, és/vagy elég meleg, akkor ez az alakváltozás akár folyamatosan is történhet. Ha azonban bármi miatt ez a folyamatos mozgás nem lehetséges (és a földrengésbiztonsági kutatás egy része épp ennek megállapítására irányul), a kőzetek mozgása leáll, de a feszültség halmozódni kezd. Minél több idő telik el így, annál nagyobb lesz az elmaradt mozgás, amely aztán a kőzetek törésével, a már említett rövid idő alatt játszódik le. Ekkor reng a Föld, ilyenkor keletkeznek károk.

A földrengés kipattanásakor rugalmas térhullámok (lényegében hanghullámok) kezdenek terjedni a kőzetekben, ezek sebessége a kőzetek anyagától függ. A gyorsabbak az Alföld laza üledékeiben másodpercenként jellemzően 2 kilométert, a keményebb kőzetekben 5-10 kilométert tesznek meg, és a teljes Földön áthaladnak. A „túloldalon” észlelt jelek vizsgálatával igazolták a Föld gömbhéjas szerkezetét a XX. század első felében. A térhullámok beérkezése alapján készülnek a nemzetközi földrengésjelző szolgálatok majdnem valós idejű adatai. Aki azonban a keddi rengés után az USGS vagy a potsdami GFZ oldalain várta a rengés adatait, 15-20 percig várni kényszerült; ennyi idő kellett ugyanis ahhoz, hogy a térhullámok kellő számú obszervatóriumig odaérjenek, és hogy az automata algoritmusok ebből adatokat szolgáltassanak. Az egyik ilyen algoritmust épp magyar geofizikus, Bondár István fejlesztette ki.

A földrengések térhullámaiból származó jelek beérkezési mintája alapján lehet meghatározni azt is, hogy a kipattanás nyomásos, húzásos vagy oldalirányú-kitérő erőhatás (vagy ezek valamilyen kombinációja) következménye, amely az egyik legfontosabb adat a rengés okait – és a jövőbeni esetleges rengéseket kiváltó geológiai szerkezeteket – illetően. Ez az elemzés a geofizikus és geológus kollégák együttműködését igényli.

A károkat azonban nem ezek a – viszonylag gyenge – hullámok okozzák, hanem az általuk gerjesztett, a földfelszínen haladó és lényegesen lassabb (a fenti hullámok sebességének kb. a felével terjedő) felületi hullámok. A horvátországi rengés felületi hullámai pl. kb. másfél perc alatt értek Budapestre. Ezek néhány centiméteres hullámzást okoznak, amelynek jellemző hossza fél perc-egy perc. Épületkárok akkor keletkeznek, ha ennyi idő alatt egy épület annyira kileng a hullámzás hatására, hogy abban szerkezeti károk keletkeznek. Ez nemcsak a hullámok nagyságán, de a hullámcsúcsok követési gyakoriságán (frekvenciáján) is múlik. Nem véletlen tehát, hogy a földrengésbiztonsági kutatások egyre nagyobb hányada foglalkozik az egyes helyeken az előforduló legnagyobb elmozdulás gyorsulása mellett a felületi hullámok várható frekvenciájával. A magasabb vagy nagyobb építmények (pl. a paksi atomerőmű) tervezésekor fontos adat, hogy az épületek sajátfrekvenciája (valamilyen deformáció esetén milyen hullámzással tér vissza a nyugalmi pozícióba) ne essen a földrengésnél várható érték közelébe.

Mindezekből az adatokból áll elő a földrengés-veszélyeztetettségi térkép, amely azt igyekszik bemutatni, hogy az adott helyen egy időszakban mekkora a várható maximális intenzitás (ezt a gyakorlatban a maximális talajgyorsulással jellemzik):

Magyarország veszélyeztetettsége eszerint közepes (a Siófok-Komárom vonal mentén és a horvát határnál) vagy inkább alacsony, bár a Budapest-Eger-Kecskemét háromszögben azért nem zárhatók ki érdemibb földmozgások. Hazánkban nagyon részletes kockázatvizsgálatok csak a paksi erőmű telephelyének környezetére készültek, illetve Budapest altalajának a földrengéshullámokra gyakorolt erősítését vagy tompítását is kutatták, kutatják.

Hazánkban a keddi horvátországihoz hasonló rengéshez hasonlót észleltek (Komárom, 1763), és bár előfordulnak károkat okozó, sőt halálos áldozatot is szedő földrengések, ezek viszonylag ritkák; átlagosan 1-2 évtizedenként fordul elő olyan rengés, amelyet az ország nagyobb részében úgy lehet érezni, mint ahogy kedden éreztük Pécstől Budapestig, Kecskeméttől Szombathelyig. A jelenség ugyanakkor bármikor bekövetkezhet, ha a mostaninál várhatóan gyengébb változatban is.

Mit tehetünk, ha földrengést érzünk? Fél percig-egy percig tart, ha igazán hosszú, tehát túl sok idő nincs; én azt mondom, hogy ha a rengés ijesztő, aki az épületben van, álljon az ajtóba vagy bújjon masszív ágy vagy asztal alá, aki pedig kint, az távolodjon el az épületektől. Hazánkban az épületomláshoz vezető rengés elég ritka, de az épületek oldalán lepotyogó törmelék azért előfordulhat, vigyázzunk erre ilyenkor. Itt lehet hazánkra vonatkozó további földrengés-térképeket nézegetni. Ha pedig valaki gimnazistaként kedvet kap, hogy ilyen kutatásokba kapcsolódjon be, szeretettel várjuk jelentkezését az ELTE földtudományi alapképzési szakára.

A szerző egyetemi tanár, az ELTE TTK Geofizikai és Űrtudományi Tanszékének vezetője

>>>A Telex legfrissebb híreit itt találja<<<