Hrvoje Tkalčić: POTRES KOD ZAGREBA NEKA PITANJA I ODGOVORI

Ispričavam se svima kojima nisam uspio i ne uspijevam direktno odgovoriti na pitanja, no iz pristiglih pitanja sam dobio uvid u to što ljude najviše zanima. Zbog toga sam se odlučio objaviti još jedan status, i to u obliku nekoliko relevantnih pitanja i odgovora. Moram priznati da zbog svog redovnog posla i svega što nas je ove godine već snašlo nemam neograničeno puno vremena za pisanje, no sjetio sam se da bi ovo bila dobra prilika da se vratimo na neke relevantne teme o kojima sam već pisao u serijama o Mohorovičiću i marsotresima. Ako netko od novinara želi prenijeti ovo što sam napisao, neka slobodno izvoli, ali bih htio skrenuti pažnju na to da u Hrvatskoj ima kolega seizmologa koji mogu i kvalitetnije od mene odgovoriti na specifična pitanja o seizmičnosti u okolici Zagreba, i konkretno, o ovim potresima.

Što su potresi i kako nastaju?

Zemlja je dinamičan planet. Velike tektonske ploče i manji fragmenti od kojih se sastoji Zemljin gornji sloj su u konstantnom gibanju jer je ona u svojoj unutrašnjosti još uvijek topla. Ovisno o smjeru gibanja ploča i fragmenata, doći do zapinjanja na rubovima zbog trenja između njihovih ploha. Dvije ploče, ili dva manja fragmenta tako duže vremena mogu biti u stanju kompresije. Probajte naći dva poveća bloka spužve za pakiranje, pritisnite ih jedan uz drugi i zatim ih tako stisnute pokušajte pomaknuti lateralno u suprotnim smjerovima. Na početku to neće ići, sve dok ne primjenite dovoljno veliku silu da uspijete prevladati trenje i pomaknuti ih. Kada se blokovi konačno pokrenu, gibanje će biti ubrzano, kao da je došlo do proklizavanja. Upravo tako nastaje i potres – naglim proklizavanjem na dodirnim površinama koje se još nazivaju rasjedi.

Međutim, u prirodi je sve to skupa puno većih dimenzija i što su rasjedi veći, raste i mogućnost za veći potres jer je magnituda potresa proporcionalna površini rasjeda koja se aktivirala. Recimo, San Andreas rasjed koji se pruža u smjeru jugoistoka-sjevorozapada i stotinama kilometara prati zapadnoameričku obalu, ima sa svoje lijeve strane ploču veličine cijelog Pacifika, a s desne gromadu puno veću od cijelog američkog kontinenta. Zbog toga taj rasjed ima kapacitet za ogromne potrese, čak i one preko magnitude 8.0.

Treba još reći da osim tektonskih, postoje i vulkanski potresi, ali oni su manje relevantni u ovoj priči.

Zbog čega nastaju potresi kod Zagreba?

Nadam se da je svakome sada jasno da se kod potresa ispod Medvednice radilo o dva bloka stijena u kontaktu jer Zagreb je dosta daleko od rubova tektonskih ploča. No, samo postojanje Medvednice dokaz je da je područje geološki aktivno. Kroz geološku povijest Zemlje, neki dijelovi njezine kore su se uzdizali, drugi su se spuštali, a Medvednica je nekad čak bila i otok u Panonskom moru. Geolozima je poznato da se u području Medvednice nalaze rasjedi, a na koncu i veliki potres iz 1880. godine dogodio se na jednom od njih. Prve seizmološke analize jučerašnjeg glavnog potresa su pokazale da se radi o tzv. reversnom rasjedu (vidi sliku) kod kojeg do potresa dolazi zbog toga što su dva bloka u kontaktu bila dugo izložena kompresiji, baš kao u primjeru spužve za pakiranje.

Suprotno od reversnih su normalni rasjedi kod kojih su blokovi izloženi dilataciji, tj. sile su u suprotnom smjeru od kompresije.

Što se točno događa kod potresa?

Prilikom naglog proklizavanja iliti potresa, energija koja se akumulirala mjesecima, godinama, a ponekad i stoljećima, naglo se oslobodi u obliku valova. Kod prolaska tih valova kroz Zemlju, oscilacija čestica tla može biti ili u smjeru gibanja valova baš kao kod što molekule zraka osciliraju kod zvuka, ili pak okomito na smjer gibanja valova, sličnije valovima na površini mora. Prva vrsta su P valovi (primae), a druga su S valovi (secundae). Kad valovi stignu na površinu Zemlje iz njezine unutrašnjosti, a P uvijek prethode S valovima, slikovito se može reći da osjetljiva olovka seizmometra zapiše njihovo gibanje na pomičnom komadu dugačkog papira koji je omotan oko rotirajućeg mehaničkog valjka (a i doslovno, kod analognih zapisa). Taj se zapis naziva seizmogram.

Osim prostornih, još jedna kategorija valova su tzv. površinski valovi koji se šire površinom Zemlje.

Što je uzrok materijalnoj šteti u Zagrebu?

Zbog načina na koji se giba tlo kod P valova, oni se osjete ili kao udarac (kod kompresije) ili kao propadanje (kod dilatacije), mogu vas izbaciti iz kreveta, ali rijetko mogu prouzročiti značajniju štetu. Upravo su stoga S (ili transverzalni) valovi, kod kojih se čestice tla gibaju okomito na smjer širenja valova, prouzročili najveće štete u Zagrebu. Ta vrsta gibanja je analogna onome što je većina ljudi opisala kao osjećaj ljuljanja. Ljuljanje kod umjerenih potresa može potrajati nekoliko sekundi, a kod onih jačih i oko minutu ili dulje. Pogledajte na gogle-u videa snimljena za vrijeme Tohoku ili drugih poznatijih potresa.

Inače, kod većih udaljnosti od žarista potresa, zapravo površinski valovi uzrokuju najviše štete. Vjerujem da je ovako plitak potres (dubine od oko 10 km) generirao i površinske valove koji su se mogli osjetiti na širem području.

Kako određujemo točnu lokaciju potresa?

Zamislimo da se dogodio potres na nepoznatoj lokaciji, a vi imate tri seizmometra: jedan u Puli, drugi u Dubrovniku i treći u Osijeku. Zamislimo i to da ste na zapisanim seizmogramima jasno prepoznali trenutak kad su stigli P i S valovi. Iz vremena koje je proteklo između nadolazaka P i S valova, možete zaključiti koliko daleko je potres, po istoj logici po kojoj se može odrediti daljina olujnog oblaka brojeći sekunde izmedju bljeska munje i zvuka groma. U Puli ste tako na seizmogramu izmjerili da je vrijeme koje je proteklo izmedju nadolazaka P and S valova 6.6 sekundi, u Dubrovniku je ta razlika 40.6 sekundi, a u Osijeku 31.9 sekundi. I bez računa vam je odmah jasno da je potres najbliže Puli, a najdalje Dubrovniku. Ako pretpostavimo da se P valovi gibaju prosječnom brzinom od 8 km/s, a S valovi prosječnom brzinom od 4.5 km/s, lako ćemo izračunati na osnovi vremenskih razlika izmedju nadolazaka S i P valova da je potres udaljen 68 km od Pule, 418 km od Dubrovnika, a 328 km od Osijeka. To je slično primjeru munje i groma, samo što je brzina zvuka kroz zrak (0.34 km/s) dosta manja od brzine P i S valova, a brzina svjetlosti praktički beskonačno velika relativno u odnosu na brzinu zvuka, tako da bi 3 sekunde izmedju munje i groma odgovarale udaljenosti od samo jednog kilometra.

Odredili smo da je potres na 68 km daleko od Pule, ali on se mogao dogoditi u bilo kojem smjeru od Pule na udaljenosti od 68 km. Drugim riječima, rješenje je negdje na kružnici radijusa 68 km sa središtem u Puli, možda negdje u moru, a možda i na kopnu. Ako istu logiku primjenimo i na Dubrovnik i Osijek, te nacrtamo i ostale dvije kružnice na zemljopisnoj karti, one će se presjeći približno u jednoj točci koja pripada svim triju kružnicama. Proizlazi da je ta točka grad Rijeka, i to je u ovom slučaju naše rješenje. Ako sam ovo dobro opisao, shvatili ste princip metode trijangulacije, a ona se osim lokacije potresa koristi još u astronomiji, geodeziji, u vojne svrhe, itd.

Po istoj ovoj metodi, naši seizmolozi su odredili da je epicentar jučerašnjeg glavnog potresa bio kod Markuševca.

Hoće li biti još potresa u Zagrebu i okolici i možemo li predvidjeti potrese?

Bit će ih vjerojatno još dosta manjih u slijedećim danima, što će uzrokovati podrhtavanje tla, ali kao što sam u prethodnom dijelu napisao, to je norma kod većine umjerenih i većih potresa. Dakle, postupno smirivanje. Nezahvalno je davati prognoze o tome čeka li nas veći potres, kada i gdje, te koje magnitude, jer činjenica je da za sada znanstvenici još nemaju recept po kojem je to moguće utvrditi, sviđalo se to nekome ili ne. Međutim, ono što možemo je predvidjeti kako će se gibati tlo i koji će učinak to imati na zgrade i infrastrukturu za razne moguće scenarije budućih potresa. Jučerašnji i današnji potresi rezultirat će u velikom broju zabilježenih podataka na seizmogramima u cijeloj Hrvatskoj i široj regiji i omogučit će kolegama seizmolozima da kalibriraju postojeće modele arhitekture podzemlja ispod sjeverne Hrvatske i bolje odrede položaj i orijentaciju rasjeda, a kroz to onda i učinak valova potresa na infrastrukturu grada Zagreba i okolice.

Vezano

Geofizičar Hrvoje Tkalčić: POTRES KOD ZAGREBA

Hrvoje Tkalčić/Hrvatsko nebo