O zemljotresima kruži niz mitova: Šta o njima kaže nauka?

Ljudi postavljaju pitanja mogu li životinje, a uz njihovu pomoć i ljudi predviđeti potrese, događaju li se oni češće toekom punog Meseca ili možda u jutarnjim satima, može li niz manjih potresa smanjiti verovatnoću za neki veći i sl.

U ovom tekstu portal Index.hr pokušava da istraži koliko uporišta u nauci imaju neka od najčešćih nagađanja.

„Životinje predosećaju zemljotrese“

Kroz istoriju su zabeležena brojna svedočanstva koja govore da su se ribe, ptice, vodozemci, gmizavci, sisari i bubice znali čudno ponašati danima pre zemljotresa. Još su brojnija svedočanstva da su se životinje uznemirile nekoliko sekundi pre katastrofe.

Neobično ponašanje životinja kratko vreme pre potresa nije teško objasniti. Naime, neke životinje imaju izoštrena čula kojima mogu primetiti slabije seizmičke talase, poznate kao P-talasi, koji putuju brže od većih S-talasi.

No, kada je reč o predosećanju dolaska zemljotresa nekoliko dana ili nedelja pre nego što se dogode, stvari nisu baš tako jednostavne.

Najraniji zapis o neobičnom ponašanju životinja danima pre zemljotresa potiče iz Grčke iz 373. godine pr.n.e. U njemu stoji da su pacovi, lasice, zmije i stonoge nekoliko dana pre razornog zemljotresa napustili svoja staništa i uputili se na sigurno.

Jedino poznato uspešno predviđanje zemljotresa na temelju promena u životnoj sredini i ponašanju životinja dogodilo se u Kini, a predstavljeno je u časopisu Bulletin of the Seismological Society of America.

U analizi je opisano kako su u zimi 1975. kineski zvaničnici naredili evakuaciju grada Haichenga u severoistočnoj pokrajini Liaoning dan pre zemljotresa koji je imao magnitudu 7.3. Na akciju ih je pokrenuo izveštaj o neobičnom ponašanju životinja i nekim drugim promenama u životnoj sredini. Tom prilikom zabeležen je čak izlazak zmija iz rupa u zemlji usred ledene zime.

Dan pre glavnog zemljotresa 3. februara, počeo je niz manjih, koji su postajali sve učestaliji i ujutro 4. februara kulminirali potresom magnitude 5.1.

Najvažniji prediktor u ovom slučaju bio je slijed prethodnih potresa, uz neke druge anomalije kao što su geodetske deformacije, promjene razina podzemnih voda te promene u boji i hemiji u životnoj sredini.

Lokalne vlasti u saglasnosti sa Zhu Fengmingom, šefom seizmološke službe grada Liaoninga, zaključile su da bi sve zabeležene promene možda mogle pokazivati da će se dogoditi velik zemljotres.

U 8 sati ujutro 4. februara doneli su odluku o uzbunjivanju i evakuaciji stanovništva. Istog dana u 19:36 zemljotres magnitude 7.3 zatresao je Haicheng i celu pokrajinu. Poginulo je oko 2.000 ljudi, uglavnom zbog problema u organizaciji uzbunjivanja i evakuacije. Ali naknadne analize pokazale su da je to bila relativno mala žrtva u uspoređenju s procenom prema kojoj, da se nije preduzelo ništa, poginulo bi oko 150.000 ljudi.

Već 28. jula sledeće godine napuštenu susednu provinciju Hebei uzdrmao je veliki Tangshanski zemljotres, najsmrtonosniji u zabileženoj kineskoj istoriji.

Prema medijskim napisima i nekim studijama, nekoliko dana pre ove katastrofe takođe su prijavljeni čudni ekološki fenomeni, uključujući neobično ponašanje životinja i promene u nivoima vode u bunarima. Tim kineskih seizmologa poslan je u regiju, no oni nisu pronašli nikakve dokaze koji bi upućivali na dolazak zemljotresa. Dok su se vraćali kući, zaustavili su se kako bi prenoćili u Tangshanu. Ali poginuli su u zemljotresu magnitude 7.6 koji je odneo oko 300.000 života.

Nakon uspešnog predviđanja zemljotresa u Haichengu mnogi stručnjaci ponadali su se da bi se isti model mogao primeniti za predviđanje drugih potresa. Međutim, pokazalo se da su brojne kasnije uzbune bile lažne. Godine 1999. objavljeno je da je Kina uvela stroge propise u nastojanju da iskoreni lažna upozorenja o potresima kako bi sprečilo paniku i masovne evakuacije gradova izazvane lažnim prognozama velikih zemljotresa.

Neobično ponašanje životinja zabeleženo je i u Italiji pre zemljotresa u L’Aquili. Biolozi koji su proučavali koloniju rasplodnih žaba krastača (Bufo bufo) koje žive u talijanskom jezeru San Ruffino otkrili su da su one iznenada masovno nestale pet dana pre nego što je zemljotres magnitude 6.3 pogodio grad. Posebno je zanimljivo da se žabe nisu vratile još nekoliko dana nakon zemljotresa, što inače nije uobičajeno za njih.

Međutim, problem je u tome što veliki zemljotresi u većini slučajeva ne najavljuju konzistentno svoj dolazak. Brojne studije koje su napravljene na tu temu nisu potvrdile da je na temelju ponašanja životinja moguće pouzdano predviđati zemljotresa.

Primera radi, neka popularna teorija tvrdila je da postoji korelacija između učestalosti pojavljivanja oglasa o izgubljenim ljubimcima u San Jose Mercury Newsu i datuma kada su se dogodili zemljotresi u području San Francisca. Međutim, temeljita statistička analiza ove teorije, objavljena u časopisu California Geology 1988. godine, pokazala je da takva korelacija ne postoji.

Jedno istraživanje koje su sproveli kineski naučnici pokazalo je da pande koje su živele u utočištu kod Lushana nisu pokazale nikakve vidljive promene u ponašanju pre zemljotresa magnitude 7 koji je pogodio to područje 2013.

Jedna velika pregledna studija više naučnih radova koji su prikupljeni do 2018., u kojima je pokriveno više od 130 vrsta životinja, nije pronašla dovoljno dokaza koji bi pokazali da životinje mogu ponuditi upozorenja na zemljotrese satima, danima ili nedeljama unapred.

Statističke korelacije sugeriše da bi neka prijavljena neuobičajena ponašanja životinja mogla biti posledice manjih potresa (prethodnih potresa) koji ponekad prethode velikom zemljotresu.

No, budući da prethodni potresi mogu uzrokovati promene u životnoj sredini koje bi životinje mogle otkrivati, neki naučnici, uglavnom kineski i japanski, nastavljaju s istraživanjima na tu temu.

U jednom radu objavljenom 2000. godine američki geofizičar Joseph L. Kirschvink postavio je pitanje jesu li seizmički događaji kroz dugu evolucijsku istoriju kod nekih životinja kojima potresi predstavljaju ključan problem za opstanak (na primer rušenje, urušavanje i zatrpavanje jazbina i gnezda) mogli razviti mehanizme za rano upozoravanje.

„Ako zaista postoje prekursori značajnih potresa o kojima tek trebamo saznati (kao što su naginjanje tla, promene u podzemnim vodama, varijacije u električnom ili magnetskom polju), zaista je moguće da neke životinje osećaju te signale i povezuju percepciju s nadolazećim zemljotresom“, poručio je.

Ova pretpostavka ima uporište u činjenici da postoje brojne životinje koje mogu osetiti neke faktore, kao što su magnetska polja Zemlje (ptice), elektricitet (ribe), određeni mirisi (medvedi, psi…) i sl., koje ljudi ne mogu osetiti. Primera radi, poznato je da intenzivni stresovi na stenama duž raseda mogu danima i nedeljama pre potresa stvoriti piezoelektrične efekte koji proizvode slobodne pozitivne ione.

Međutim, potrebno je još mnogo istraživanja o ovoj temi. Budući da ih je teško sprovoditi u prirodi, jer je teško znati kada će se i gde zemljotresi dogoditi te što bi trebalo promatrati kod kojih životinja, Kirschvink je predložio da se prvo uspostave osnovni obrasci ponašanja životinja prilikom različitih zivotnih nadražaja koji bi se potom mogli testirati u laboratorijima.

„Zemljotrese je moguće predviđati“

Kako smo već pisali na Indexu, neki ljudi veruju da bi naučnici trebali znati kako predviđati zemljotrese, među ostalim, na temelju neobičnih promena u životnoj sredini i ponašanju životinja. No to, nažalost, nije tako, pre svega zato što naučnici nemaju pristup mestima na kojima se zbivaju zemljotresi, kilometrima pod zemljom.

Seizmološkinja Iva Dasović s PMF-a u Zagrebu kaže da je istina da su dosadašnja istraživanja pokazala da su nekim vrlo snažnim zemljotresima prethodile neke zanimljive pojave, no ističe da ih nije sve moguće bez sumnje pripisati zemljotresima i procesima koji su tim zemljotresima prethodili.

„Da bismo se upustili u predviđanje ili prognozu zemljotresa, odnosno da bismo njihovu uspešnost mogli testirati, moramo znati jasno reći kad, gde i koliko jak zemljotres će se dogoditi, a po mogućnosti i verovatnoću da će se takav zemljotres dogoditi“, kaže Dasović.

„Dosad nije pronađen nijedan predznak koji bi bio konzistentan u nekom specifičnom području, a kamoli globalno. Štoviše, mnoga istraživanja pokazuju da su potresi haotične prirode i da, kad je rased zreo za pucanje, vrlo male promene u uslovima mogu dovesti do njegovog okidanja. Takođe, kada krene pucanje raseda u žarištu zemljotresa, raznolikost uslova na površini raseda, odnosno bolje rečeno zoni, odlučiće hoće li to pucanje stati ranije i bliže izvoru, pa ćemo imati slab potres, ili će se to nastaviti i dugo trajati, pa ćemo kao rezultat imati snažan zemljotres. Pre nego što se krene u izdavanje ikakvih predviđanja ili prognoza, moramo svesti verovatnoću lažnih uzbuna na najmanju moguću meru – u protivnom stvaramo paniku i gubimo poverenje društva“, upozorava Dasović.

„Pun Mesec može pokrenuti zemljotrese“

Jedno od pitanja koja se često postavljaju jeste utiče li položaj Meseca, Sunca i planeta na zemljotrese. Naime, za očekivati je da bi Mesec i Sunce, koji utiču na plime i oseke na Zemlji, na sličan način svojom gravitacijom mogli uteicati na pomicanje tektonskih površina. Pritom treba imati na umu da su plimne sile proporcionalne masi tela koje ih uzrokuje te da padaju s trećom potencijom udaljenosti tela. Plimne sile Sunca stoga imaju snagu oko 46% sila kojima utiče Mesec.

Američka organizacija U.S. Geological Survey (USGS) na svojim stranicama piše da brojne studije koje su sprovedene na tu temu nisu pokazale da postoje značajne korelacije između stope pojavljivanja potresa te plima i oseka kada se koriste veliki katalozi zemljotresa.

Ipak, nekoliko novijih studija otkrilo je određenu korelaciju. Primera radi, jedna je pokazala da su u vreme viših plima, tokom punog ili mladog Meseca, zemljotresi nešto verovatniji na plitkim rasedima u blizini rubova kontinenata i u podvodnim subdukcijskim zonama.

Tokom Zemljinih plima, u kojima se površina Zemljine kore diže i spušta za nekoliko centimetara, i tokom okeanskih plima, u kojima se površina okeana diže i spušta za metar ili više, povećavaju se i smanjuju pritisci na plitke rasede u blizini kontinentalnih rubova i u zonama subdukcije u kojima jedna tektonska ploča ponire pod drugu.

Kada se pritisak smanji, trenje među pločama slabi i one se oslobađaju, pa se povećava verojatnost da će kliznuti jedna uz drugu. To klizanje manifestira se kao potres. Tokom visokih plima faktor takvog povećanja verojatnosti procjenjuje se na oko 3. No tu treba uzeti u obzir da je pozadinska verojatnost događanja potresa na određenom mjestu i u trenutku u godini vrlo niska te da se mjeri delićima postotka, tako da povećanje ove malene verovatnosti za faktor 3 tokom visokih plima i dalje rezultira vrlo malom verojatnošću.

Jedno opsežno istraživanje objavljeno 2018. u časopisu Seismological Research Letters pokazalo je da ne postoji značajna korelacija između velikih potresa i Mesečevih faza.

U tom istraživanju Susan Hough iz U.S. Geological Surveyja uporedila je Mesečeve faze s datumima 204 potresa magnitude 8 ili više koji su se dogodili od 1600-ih godina do početka studije. Ono je pokazalo da učestalost zemljotresa nije bila povezana s položajima Meseca ili Sunca u odnosu na Zemlju.

„Podaci su potpuno nasumični“, rekla je Hough u saopštenju za javnost.

Hough smatra da će ljudi koji znaju za mit o vezi punog Meseca i zemljotresa, a naročito oni koji veruju u njega, bolje zapamtiti zemljotres koji potvrđuju taj mit, dok će one druge zaboraviti. Time će se njihova uverenja pojačati.

No to ipak ne znači da Mesec i Sunce ni na koji način ne utiču na potrese.

Hough ističe da je poslednjih godina bilo nekoliko dobrih studija koje su pokazale da plimne sile malo moduliraju stope zemljotresa.

„To ima smisla: plime stvaraju stres u čvrstoj zemlji, a ne samo u okeanima. A u nekim slučajevima ta mala sila može biti ‘kap koja je prelila čašu’ i pokrenula rased da pokrene zemljotres“, objasnila je. No pritom je upozorila da je takođe važno razumeti da to nema nikakvu praktičnu vrednost za predviđanja zemljotresa.

Štaviše, brojni naučnici koji su istraživali uticaje plima i oseka na potrese ističu da će se mnogi dogoditi kada je uticaj plime i oseke malen te da treba imati na umu da studije koje pokazuju neku korelaciju ne znače da javnost može dobiti upozorenje o tačnom trenutku i mestu na kojem će se dogoditi neki sledeći veliki zemljotres.

„Zemljotresi se uglavnom događaju ujutru“

Jedan od raširenih dojmova je da se zemljotresi često događaju ujutru. Naučna istraživanja pokazuju da to nije tačno. Zemljotresi se događaju podednako učestalo u svim razdobljima dana.

Primera radi, podaci o zemljotresima magnitude veće od 4 u Kaliforniji u posljednjih 100 godina pokazali su da je njihova raspodela vremena prilično ujednačena.

Doduše, na grafikonu se može videti da su zemljotresi nešto učestaliji u jutarnjim satima nego u ostalim delovima dana, no Hough tumači da to nije nešto što bi trebalo generalizovati.

Ističe da je skup podataka premalen te da je povećanje slučajnost koja ne vredi kada se uzmu u obzir svi zemljotresi u svetu.

„Možda ćete videti slučajan klaster“, rekla je istaknuvši da kada se gleda šira slika, s mnogo više zemljotresa, kao što to rade seizmolozi, ne mogu se uočiti značajni uzroci.

U prilog tome govore veliki zemljotresi koji su se dogodili u Hrvatskoj. Primera radi, zemljotres u Zagrebu 2020. godine magnitude 5.3 dogodio se ujutru u 6:24. Ali zemljotres kod Petrinje 2020. magnitude 6.4 dogodio se posle podne u 12:20. Veliki zemljotres u Zagrebu 1880. magnitude 6.3 takođe se dogodio ujutru u 7:33, baš kao i zemljotres u Dubrovniku 1677., koji se dogodio u 8:45. Ali razoran zemljotres koji je pogodio Rijeku 1750. dogodio se oko 21 čas, a zemljotres magnitude 6 koji je pogodio Ston i Slano 1996. dogodio se u 20:44.

Utisak da se zemljotresi češće događaju ujutru najverovatnije je posledica činjenice da u to vreme odnose veće žrtve jer su ljudi u kućama, što znači da ih bolje pamtimo, te da tokom dana, kada se više krećemo, slabije zapažamo zemljotrese.

„Manji zemljotresi smanjuju verovatnoću većih“

Ljudi žele verovati da manji zemljotresi mogu osloboditi deo nakupljene energije u rasedima i tako smanjiti verovatnoću nekog većeg zemljotresa. I ovo je samo delomično tačno.

Pre svega, kada se upoređuju zemljotresi, treba imati na umu da su njihove magnitude izražene u logaritamskim skalama, što znači da svaki sledeći stupanj na skali označava mnogo veću razliku u snazi i oslobođenoj energiji u odnosu na prethodni. Svaki porast u jedinici magnitude odgovara povećanju otpuštene energije za 30-ak puta, a porast magnitude od 0.2 odgovara približno udvostručenju otpuštene energije.

Drugim rečima, potrebno je oko 30 potresa magnitude 3 da se oslobođena energija izjednači s energijom oslobođenom u potresu magnitude 4. Potrebno je oko 1000 potresa magnitude 3 da se izjednači s energijom oslobođenom u potresu magnitude 5 te 729 milijardi potresa magnitude 3 da se izjednači s jednim potresom magnitude 9.

Dakle, dok manji zemljotres može privremeno ublažiti stres na rasedu, on neće sprečiti veliki zemljotres koji se može dogoditi u nekom tektonskom području.

Naprotiv, Hough ističe da su izgledi za veliki zemljotres najveći neposredno nakon što se dogodi neki manji.

„Oslobodili ste stres, ali ste takođe uzdrmali koru“, ističe američka naučnica.