Minden jel arra mutat, hogy nem emberi tevékenység okozta a békési földrengéseket

Augusztus 19-én egy 4,2 magnitúdójú (M) földrengés pattant ki Békés vármegyében, Szarvas közelében. Ezt tucatnyi 2 M-nél nagyobb földmozgás követte, volt közöttük 3,8 M rengés is, majd egy nappal később egy újabb 4,2 földrengés következett be. A földmozgások száma ezt követően jelentősen csökkent.

Ezek a földrengések, bár nem okoztak nagyobb kárt, nem jártak sérülésekkel, mégis nagy figyelmet kaptak. A napokban Aszódi Attila, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem professzora felvetette, hogy ezek a földmozgások akár emberi tevékenységhez is kapcsolhatók, és mindez komoly vizsgálatot igényel. Minderre válaszul geofizikus és geológus szakemberek hangsúlyozták, hogy ennek valószínűsége minimális, és a békési földrengések minden bizonnyal természetes eredetűek.

Tényleg vannak ember okozta földrengések

Hogyan okozhat ember földrengést? – vetődik fel az első kérdés. Bár ez első hallásra furcsának tűnik, nem is olyan ritka esemény. Bányaműveletek, robbantással járó külszíni fejtések sokszor megzavarhatják a természetes földrengésjeleket, ezek azonban általában kis energiájú földmozgásokat okoznak.

Előfordulnak azonban komolyabb, ember által indukált földrengések is. Ezek jellemzően kőzetrepesztéssel járó szénhidrogén-kitermeléshez, geotermikusenergia-kinyeréshez kapcsolódó vízbesajtoláshoz, szénhidrogén-nyersanyag (kőolaj, földgáz) kitermeléséhez kapcsolódó meddő fluidumok visszasajtolásához, esetenként szén-dioxid földfelszín alatti tárolókba való visszajuttatásához kapcsolódhatnak.

Ezek a műveletek a felszín alatt néhány kilométer mélyen lévő kőzettestek áteresztőképességének, azaz permeabilitásának növelésére szolgálnak. A pórusnyomás-növekedés feszültséget kelt a kőzettestben, ami szeizmikus energia felszabadulásával járhat, ez pedig földrengésként észlelhető. Ezek a földrengések jellemzően nem nagyobbak 1-3 magnitúdónál, de előfordulhatnak ennél nagyobb földmozgások is. Ha a visszasajtolás vagy a kőzetrepesztés egy kőzetgyengeségi zóna, azaz egy vetőzóna közelében történik, akkor ez a feszültségátadás elmozdulást okozhat, ami akár nagyobb erősségű földrengésként észlelhető.

Az elmúlt évtizedekben számos 3-as magnitúdónál nagyobb, ember által indukált földrengés is volt a Földön. Az egyik legismertebb az Egyesült Államokbeli Oklahomában történt, ahol 2011 novemberében egy 5,6 M földrengés pattant ki 5,2 kilométer mélységben, és jelentős károkat okozott. A földrengés egy ismert törésvonalhoz kapcsolódott, azonban az intenzív kutatások arra mutattak rá, hogy az oka a területen zajló szénhidrogén-kitermeléshez kapcsolódó, jelentős mértékű szennyvíz visszasajtolása lehetett.

2006-ban a svájci Bázel környékén végeztek geotermikus fúrásokat. Több mint 11 ezer köbméter vizet injektáltak 5 kilométer mélységbe, és ez több mint ezer kisebb, az ember által nem érzékelhető (2 M-nél kisebb) földrengéssel járt. Azonban néhány órával a besajtolás kezdete után egy 3,4 magnitúdójú földrengés rázta meg a várost, ami jelentős ijedelmet keltett, és le is állították miatta a geotermikus projektet. A földmozgás okai nem pontosan ismertek, de kapcsolata a vízbesajtolással általánosan elfogadott. Hasonló nagyságú, geotermikus energia kinyeréséhez kapcsolódó, indukált földrengés történt Hollandiában, Groningen közelében (3,6 M), Kaliforniában (4,6 M) és Dél-Koreában (5,5 M). E földrengések fészekmélysége (hipocentruma) azonban jellemzően néhány (kevesebb mint 7) kilométer mélyen volt.

De a békési minden bizonnyal természetes volt

Ezek az ismeretek segítenek eligazodni az augusztus végi békési földrengések okainak értelmezésében. Az eddigi adatok, információk nem támasztják alá az emberi beavatkozás okozta földmozgás magyarázatát, nagy valószínűséggel természetes eredetű volt a földrengésraj. Ez összhangban van Timár Gábornak, az ELTE TTK Geofizikai és Űrtudományi Tanszék professzorának, valamint az ELKH Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet Kövesligethy Radó Szeizmológiai Obszervatórium munkatársainak véleményével.

Az egyik legfontosabb elem ebben az, hogy az ismert, embert által indukált földrengések esetében egyértelmű volt a jelentős energiájú, intenzív, nagy mennyiségű fluidumot a mélybe juttató, kőzetrepesztéssel járó geotermikus vagy szénhidrogén-kitermelő művelet, azonban ilyenről esetünkben nincs tudomásunk.

A másik fontos elem, hogy a békési földrengések, az automatikus hipocentrum-meghatározás alapján jellemzően több mint 10 kilométer mélységben (10-22 km) pattantak ki, azaz jóval mélyebben, mint azt egy ember által indukált földrengéstől várnánk. Fontos azonban hozzátenni, hogy a fészekmélység és fészekmechanizmus meghatározása nem egyszerű, ehhez még kellenek további szeizmológiai vizsgálatok, de ebben is vannak kiváló szakembereink, mint például Bondár István (ELKH CSFK Geokémiai és Földtani Kutatóintézet), akinek algoritmusa számos országban segíti e paraméterek pontos meghatározását.

Továbbá a földrengések epicentrumai (a fészekmélység felszíni vetülete) ráesnek egy délnyugat-északkelet irányú törészónára, ami szerepel az ELKH Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet és a Geomega Kft által idén közzétett szeizmotektonikai térképen (http://www.geomega.hu/letoltes/). Erről az is kiolvasható, hogy e törészóna mentén az elmúlt évtizedekben volt már feljegyzett földmozgás.

Mit is jelent a törészóna? Ezek olyan gyengeségi övek a földkéregben, ahol korábban (néhány száz, ezer vagy még több évvel ezelőtt) voltak már kőzetelmozdulások, és egy újabb nyomó- vagy széthúzóerő következtében fellépő feszültség felszabadulása várhatóan ismét e zónák mentén történhet. A szeizmotektonikai térképet összeállító geológus és geofizikus szakemberek értékelték a történelmi időkben ismert földrengéseket és a tektonikai (korábbi kőzetelmozdulásokra utaló) megfigyeléseket, és ezek alapján jelölték ki az aktívnak tekinthető törésvonalakat.

A Szarvas közelében húzódó törészóna mentén jellemzően oldalelmozdulásos földrengések pattannak ki, aminek nagy léptékű oka az, hogy az Adriai-kőzetlemez óramutató-járással ellentétes forgómozgása nyomást gyakorol térségünkre, amit keleti irányban blokkol, azaz megállít a vastag Ukrán-kőzetlemez. Ez a „satunyomás” időszakonként kőzettest-elmozdulást okoz a térségünkben lévő korábbi törésvonalak mentén. Ilyen törészóna több is van, amelyeket az idén megjelent szeizmotektonikai térkép is ábrázol.

Nagyobb, 5-ös magnitúdót meghaladó erősségű földrengések az eddigi adatok alapján néhány évtizedes ismétlődéssel pattannak ki:

• utoljára 1985-ben Berhidán volt egy 4,9 M rengés,
• azt megelőzően 1956-ban Dunaharasztiban 5,6-os,
• 1925-ben Eger környékén 5-ös,
• 1911-ben Kecskeméten 5,6 M rengés volt),

azaz a következő években, évtizedekben nem zárható ki egy ilyen esemény hazánkban.

Ezekre fontos felkészülni, mint ahogy – egyetértve Aszódi Attila professzorral – fontos a földrengések okainak jobb megértése, vizsgálata, legyenek azok akár természetes vagy emberi eredetűek. Ezekre a vizsgálatokra lehet alapozni létesítmények építését, kivitelezését, a földrengés által leginkább veszélyeztetett területeken pedig az emberek oktatását, felkészítését. Mindehhez a szakemberek megvannak hazánkban, Bondár István mellett az ELKH Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézetben, az ELTE Természettudományi Kar Földrajz- és Földtudományi Intézetében és egyéb geofizikai és geológiai intézményekben.

A szerző az MTA levelező tagja, intézetigazgató egyetemi tanár, kutatócsoport-vezető, ELTE TTK Földrajz- és Földtudományi Intézet, Kőzettan-Geokémiai Tanszék, MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport