libris.ro

Câte ceva despre cutremure

(pricinaşul de serviciu)

de Radu-Ilarion Munteanu

Azi noapte*, pe la 2:11 (24 septembrie a.c), un mic cutremur mă trezi. De-aş fi dormit adânc, n-aş fi simţit. De altfel, la etjul VII, dacă bătrânul motan şade pe pat şi se scarpină (mişcare cu frecvenţa infrasunetelor, de câţiva  Herz, oscilaţiile pe care le simţi sunt asemănătoare cu cele cu care aici, în câmpia Dunării, se simte un seism cu magnitudinea de 4-5. Pe Richter, adică. Prilej util de a oferi publicului Egophobiei câteva noţiuni elementare. A propos de motan, nu s-a deranjat să se trezească. Ori, se ştie că animalele, fie ele de companie, fie semisălbatice, ori chiar sălbatice, sunt mai sensibile ca specia noastră la orice unde mecanice.

S-o luăm, aşadar, de la paşopt şi să reamintim câte ceva despre acustică, la nivel de mare public. Obiectul acusticii nu se limitează la sunete, adică vibraţiile mecanice cu frecvenţa între 16 şi cam 20,000 Hz, cât sesizează receptorul uman, al cări sensor e membrana timpanului. Ci întreaga fenomenologie ce ţine de oscilaţiile şi undele mecanice. Care se propagă în orice mediu nevid. Transmiţându-şi energia. Orice sistem mecanic cu proprietăţi elastice e capabil să oscileze. Şi când se află sub influenţa oricărei acţiuni periodice, intră în oscilaţie. Iar oscilaţiile se propagă, la rândul lor. Dacă pe strada noastră circulă un tramvai, geamurile noastre vibrează. Mişcarea tramvaiului are componente periodice. La motor, la roţi. Undele mecanice se propagă prin pământ şi prin aer şi fac geamul să vibreze. Cu propria freceveţă, evident. Asemenea exemple sunt nenumărate în viaţa de zi cu zi.

Aşadar, pentru propagarea energiei prin intermediul undelor mecanice sunt necesare două condiţii: o sursă oscilantă, un generator adică şi un mediu de propagare. Condiţiile mai sus precizate se întrunesc în fenomenologia seismică. Mediul e roca terestră, ale cărei proprietăţi elastice sunt demonstrate. Iar sursa o constitui interacţiunile dintre plăcile tectonice. Adică partea nu neapărat solidă, ci cu vâscozitate mult mai mare, mai aproape de starea solidă. Care pluteşte pe stratul nu neapărat lichid, ci unul cu vâscozitate relativ mai mică. De unde interacţiunea, id est ciocnirea plăcilor? Să continuăm cu alte date elementare de fizica pământului. De fapt structurile semilichide se află într-o megaconvecţie. Un număr de mişcări închise, pe verticală. Iar plăcile semisolide plutitoare le urmează. Astfel, unele plăci se îndepărtează mutual, altele se înghesuie. De pildă Atlanticul s-a format prin îndepărtarea dintre malul afro-european de cel al bicontinentului american. Iar mişcarea continuă. Cu centimetri pe an. Iar acolo unde plăcile se înghesuie sunt zone seismice şi vulcanice.

Dar care e cauza convecţiei? Se ştie că la adâncimi mici în comparaţie cu raza Pământului, temperature creşte cu câte un grad Celsius la fiecare 33 metri. Mergând spre adânc, temperatura creşte, dar mai rapid cu adâncimea. Dece? Cu circa 4.5 miliarde de ani, când planetele se formau (Soarele era foarte tânăr, abia un miliard de ani), erau fierbinţi. S-au răcit treptat. Evident, preponderent la suprafaţă. Şi acum miezul fierbinte al Pământului are o temperatură apropiată de cea a atmosferei solare, cam 3000 K. procesul de răcire a creat, în timpul geologic, un gradient de temperatură. Care e, iată, sursa termodinamică a convecţiei stratului semilichid.

Ce se întâmplă în zonele de ciocnire ale plăcilor? Sunt două posibilităţi: fie ambele tind să se ridice, cee ace e unul din factorii orogenezei, fie o placă intră sub cealalată (subducţie). În ambele cazuri, energia cinetică a celor două plăci se converteşte în energie potenţială, acumulată în tensiunile create local. Plus o component termică. Atunci când tensiunile găsesc  cale de generare a mişcării, energia acumulată se descarcă, generând unde seismice.

În cazul subducţiei se mai întâmplă un fenomen: partea plăcii care intră sub cealaltă placă se fragmentează şi se fluidifică partial, întâlnind o temperatură superioară nivelului la care se găsea înainte de subducţie. Ceea ce iarăşi generează unde seismice.

Acesta e modelul seismic în cele mai largi linii. De fapt harta plăcilor tectonice e destul de complexă, nu puţine plăci sunt fragmentate, creind zone seismice locale. Pe teritoriul ţării noastre asemenea microzone se găsesc în sud vest, iar zona majoră, cea mai activă se află în curbura Carpaţilor.

Ca ultim element al schiţei contextuale, să observăm că, la fel ca în alte ştiinţe, unde mdelele empirice au precedat fundamentarea lor teoretică (legile lui Kepler, cele ale lui Mendel, tabelul lui Mendeleev), teoria derivei continentelor a fost propusă de geofizicianul şi meteorologul german Alfred Wegener cu mai bine de un secol în urmă (1912), dar pornind de la date paleontologice. Termodinamica scoarţei pământeşti (ultrarezumată mai sus) a fundamentat modelul câteva bune zeci de ani mai târziu.

Să revenim la clasificarea cutremurelor: sunt două mari categorii: de suprafaţă (10-30 km sub nivelul solului) şi de adâncime (100-150 km). cele din activa zonă Vrancea sunt, de cele mai multe ori, de adâncime. Iar epicentrul cutremurelor vrâncene se situează, de cele mai multe ori, în jurul a 110 km sub nivelul solului. Parametrii unui cutremur se măsoară pe două scări. Magnitudinea pe Richter, iar intensitatea într-un anume punct pe Mercalli. Magnitudinea e buletinul de identitate al unui cutremur. O măsură a energiei totale eliberate în urma acestuia. Scara Richter (definită în 1958) e una logaritmică. Energia unui cutremur de gradul x e de 10 ori mai mare decât cea a unuia de gradul x-1. Cum precizează dr. Radulian, directorul ştiinţific al INCDFP, într-un interviu publicat în volumul NOI. Fizicieni şi timpul regăsit (Ars Docendi, 2015). Magnitudinea se determină pe baze fizice, prin coroborarea datelor culese de la un număr de staţiuni de profil. Iată dece primele estimări, în primele ore, suferă, de regulă, unele ajustări. Intensitatea într-un punct e definite subiectiv, pe baza daunelor înregistrate. Oricum acest parametru e variabil cu punctul respectiv.

Cum undele seismice, fiind de natură mecanică, se propagă în toate direcţiile (nu neapărat sferic, deoarece mediul rocilor nu este izotrop), un cutremur de adâncime afectează o suprafaţă mai mare de sol decât unul de suprafaţă. Deci, la aceeaşi magnitudine, energia ajunsă la suorafaţă e mai concentrată la cutremurele de suprafaţă, deci distrugerile sunt mai mari. E cazul recentului cutremur din Italia. Dar cutremurele majore, de peste 7 grade Richter, sunt, statistic, mai rare decât cele de adâcime.

Mai există, conform dr. Radulian, un parametru secundar, care caracterizează o anume zonă epicentrală: energia totală pe unitatea de volum. Conform acestui parametru, zona Vrancea e cea mai activă din Europa. Conştiinţa publică are în vedere mai ales ultimele 2 cutremure majore cu epicentru în această zonă: cel din 1940 şi cel din 1977. Pe ultimul l-a trăit un segment deja minor din actuala populaţie. Mai ales generaţia născută după război, acum senectă şi în plin proces de extincţie. Dar date înregistrate există pe o perioadă mult mai lungă în trecut. Lista acestora e la dispoziţia cititorului, pe google.com. Dar acesta îşi pune întrebarea firească: dacă scara magnitudinii fu definită abia în 1958, pe ce bază sunt citate valori ale acestui parametru definitoriu înstatisticile care merg până la un mileniu în urmă? Răspunsul e la îndemână. Odată cu dezvoltarea seismologiei şi mai ales cu fundamentarea ei geofizic s-a făcut e, estimarea valorilor parametrilor evenimentelor din trecut pe baze comparative, ţinâd seama de înegistrarea documentară a distrugerilor. Desigur, cantitatea distrugerilor e, cum spunem, un element subiectiv şi corelarea acestuia cu un parametru fizic definit nu e liniară. Iată dece de la un punct în trecut cifrele sunt afectate de un grad variabil de aproximaţie. În măsura în care în procesul estimativ au fost introduse şi inregistrări seismografice – care acoperă o perioadă limitată dar nu foarte mica în trecut, gradul de aproximaţie e ceva mai mic.

Ca de atâtea ori, nu vom insista citând prea multe date disponibile lesne cititorului. Un element mai semnificativ al estimării magnitudinii unui cutremur trecut e perioada. Având în vedere amplitudinea medie destul de caracteristică unei zone geologice anume, deci densitatea de energie în propagare, durata unui cutremur e corelată destul de strâns cu magnitudinea, inregistrarea documentară a duratei marilor cutremure a ajutat substantial estimarea pe termen lung şi foarte lung.

Cu toată relativitatea estimărilor evenimentelor trecute, de departe cel mai puternic cutremur vrâncean a fost cel din 1802. Care s-a resimţit practic în intreaga Europă.

Intervalul între 2 cutremure cu magnitudinea cel puţn 7 Richter în secolul XX variază în limte largi. Dar media este aproape de 25 de ani. De la marele cutremur din 1977 au trecut 39 de ani, iar din 40 până în 77 trecuseră alţi 37. Din 1908 pana-n 40 trecusera 32 de ani.

Că urmează cu mare probabilitate un alt cutremur major cu epicentru în Vrancea e evident. Că e imposibil de prezis când e şi mai evident. Că fiecare cutremur minor eliberează o câtime din energia acumulată in situ e arhicunoscut. Dar cum scara Richter e logaritmică în baza 10, ar fi nevoie ar f nevoie de 10,000 cutremure de 3 Richter ca să detensioneze energia unuia de 7 Richter. Adică aproximativ un secol, mult mai mult decât intervalul mediu dintre 2 cutremure vrâncene majore. Descărcarea de energie a celor 2 cutremure apropiate, 86 şi 90, la 3 ani şi 8 luni diferenţă ar putea fi de natură să întârzie întrucâtva următorul cutremur major, dar e imposibil de spus cât. Anticiparea declaşării unui cutremur majr a progresat, în ultimele zeci de ani, până la aproximativ 30 de secunde. Valorificarea optimă a acestui interval se limitează la măsuri refkexe de securuzare, ca închiderea gazelor şi a altor furnizori. Oricum reflexul inerent de panică face ca pagubele inerente să fie minime dacă populaţia nu e anunţată. Minime, dar oricum mari.

O proprietate cunoscută a zonei epicentrale Vrancea e distribuţia radială a intensităţilor. Masivele Carpaţilor funcţionează ca un ecran relativ. Care protejează întrucâtva zona intracarpatină. Şi chiar mai mult. În sud, Bucureştii sunt pe o direcţie preferenţială de propagare, dar la vest de Corabia intensitatea locală scade semnificativ. Nu la zero, dar scade. E adevărat că Banatul e relativ protejat, dar nuai faţă de cutremurele vrâncene. Zonă insăşi prezintă, însă, o seismicitate secudară, de risc redus. Iar direcţia intensităţii maxime e spre Moldova, cu precădere spre Iaşi – Chişinău. Această asimetrie e determinată de relieful specific ţării noastre.

Cutremurul proaspăt a degajat, la magnitudinea stabilită de 5.3 Richter, cev mai mult de o sutime din energia marelui cutremur din 77. După cel din mai 90, la nivel apropiat de acesta, au mai fost alte 7. Deci media intervalelor e de cam 2 ani. Cu totul insufficient pentru a descărca semnificativ situl. Nesemnificativ ca pagube, acesta a rpovcat totuşi ceva ai multe efecte emoţionale decât merita. Cncluzia pare evidentă. Nu avem ce aştepta de la cutremurele individuale, ci de la educarea populaţiei. Suntem o naţie cu un simt subdezvoltat al disciplinei publice, iar un algoritm de prevenţie tehică ar mai cere cel puţin câţiva ani penrfru a fi implementat. Deşi avem şansa unui sistem integrat de urgenţă superior multor ţări europene. Acesta şi perfomanţele elevilor olimpici par să fi rămas singurele domenii în care România e în present performantă.

În final, adresez mulţumirile mele pe această cale colegei Gina Pietricică, geofizician, pentru interviul luat dr. Radulian. Din care am preluat câteva informaţii care să rotunjească tabloul de faţă.

#

Nota bene: * articolul a fost scris a doua zi după micul cutremur

 

libris.ro

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *