A XX. század folyamán a földrengések száma időről időre változott ugyan, de nem mutatott növekvő tendenciát. Hasonló volt a helyzet a felszabadult szeizmikus energia esetében is. Az áldozatok száma különösen magas volt a húszas és a hetvenes évek során. (1. táblázat). Évente átlagosan 20 ezer emberi életet oltottak ki a földrengések, és ez a szám a XX. század vége felé közeledve sem mutatott csökkenő tendenciát. Bár emelkedőt sem.

A fentiektől eltérő kép tárul elénk, ha a földrengések okozta károk időbeli eloszlását vizsgáljuk. Ezek értéke a hetvenes évek közepétől gyors és egyre nagyobb mértékû növekedésnek indult, és a Münchener Rückversicherung szakértői szerint a kilencvenes évek közepére elérte az évi 40 milliárd dollárt. Szembetûnő a teljes és a biztosított károk közötti különbség gyors növekedése is.

Az 1. táblázat és a müncheni biztosítási szakemberek felmérése alapján a következő megállapítások tehetők.

Az elmúlt száz év során az emberi életek megóvása terén tett intézkedések összességükben nem bizonyultak hatékonynak.

A földrengések okozta károk rohamos növekedése a XX. század harmadik negyedében arra utal, hogy a technikai és a társadalmi fejlődés a korábbiaknál kiszolgáltatottabb helyzetbe hozta az emberiséget a földrengésektől.

Elgondolkodtató a teljes és a biztosított vagyonokra vonatkozó károsodási értékek között gyorsan növekvő különbség. Ez valószínûleg abból ered, hogy a földrengések elsősorban a világ szegényebbik felén élőket sújtják, és jelzi, hogy az embereknek egyre kevesebb a lehetőségük arra, hogy a várható károkra preventív módon felkészülhessenek. A károk viselésében egyre nő ezért az egyes nemzetgazdaságokat sújtó teher.

Úgy tûnik, hogy fenti következtetésekkel kapcsolatban egy további általános megállapítás is megkockáztatható: az egyes országok kormányai nem hajlandóak kellő mértékben foglalkozni katasztrófamegelőzéssel, inkább vállalják a károk elhárításával kapcsolatos terheket. Ez egyaránt vonatkozik a károk enyhítését és megelőzését szolgáló tudományos kutatások támogatására, a katasztrófa elhárítás törvényi megalapozottságára, valamint a szükséges eszközök biztosítására.

Fentiek illusztrálása és a vázolt megállapítások alátámasztása érdekében az alábbiakban részletesebben foglalkozunk néhány, 1999-ben és 2001-ben kipattant nagy földrengéssel. Tesszük ezt azzal a céllal is, hogy a későbbiekben megvizsgáljuk: az egyes események következményeiből milyen következtetések vonhatók le hazai szeizmológiai viszonyainkra vonatkozóan.

Az emlékezetes izmiti földrengés mérete 7,4 magnitúdó volt, 16 km mélységben pattant ki a Márvány-tenger keleti részében, Törökország Kocaeli tartományában, 1999. augusztus 17-én hajnali 3 órakor. A földrengés egyértelmûen az Észak-anatóliai törésvonal- rendszerhez kötődik. A török szeizmológusok által készített térkép (1. ábra) izoszeiszta vonalai ezen tektonikai szerkezet menetét követik. A térkép szemlélteti azt a tényt, hogy a rázkódás mértéke nem mindig az epicentrumban a legnagyobb, és attól távolabb is lehetnek intenzitás-anomáliák. Ilyen például a térképen Izmit mellett Adapazári térsége is, ahol nem sokkal később szintén jelentős földrengésre került sor. A földmozgások nagyságára jellemző, hogy a VIII-as izoszeizta által körülvett terület hossza több mint 200 km, szélessége pedig 50-80 km. Tudvalevő: ezen a több mint 10 000 km 2-nyi területen belül súlyos épületkárok keletkeztek.

1. ábra. Az izmiti földrengés izoszeizta térképe (Időpont: 1999. augusztus 17., helyi idő 3 óra 2 perc, méret: 7,4 magnitúdó)

Az izmiti földrengés bekövetkezésének valószínûségére svájci szakemberek már 1997-ben megjelent dolgozatukban felhívták a figyelmet. Rámutattak arra, hogy Északnyugat-Anatólia 20 mm/év sebességet is meghaladó mértékben mozog Isztambulhoz (az európai kontinenshez) viszonyítva, de ez az érték az Izmiti-öböl térségében átlagosan csak 4 mm/év, ami feszültség-felhalmozódást kell, hogy eredményezzen (2. ábra). Tehát ezt a földrengést nem tekinthetjük váratlan csapásnak.

2. ábra. Elmozdulási vektorok eloszlása Északnyugat-Törökországban ûrgeodéziai (GPS) megfigyelési kampányok alapján az 1990., 1992., 1994. és 1996. évben. A mozgásokat Isztambulhoz viszonyítva adták meg. A hibaellipszisek az egyes vektorok végén a formális megfigyelési hiba hússzorosának felelnek meg.

A törökországival szemben, a nem sokkal később (1999. szeptember 7-én) kipattant, 6 magnitúdós athéni földrengés helyén a szakemberek nem számítottak nagyobb szeizmológiai eseményre. A rengést szeptember 8-a és október 29-e között 1023 - azaz napi 20 - többé-kevésbé erős, érezhető rengés követte. A keletkezett anyagi kár hatalmas volt.

A két rengés közös vonása, hogy mindkettő gyorsan fejlődő településeket sújtott. Ha Athén nem nőtt volna rohamléptekben, méreteiben, lakosságában és az infrastruktúra koncentrációjában, akkor a károk nem lettek volna számottevőek. Így a földrengés 160 áldozatot követelt, és a kár mértéke meghaladta a 650 millió dollárt. A veszteségek Izmit esetében még jelentősebbek voltak. Több milliárd dollárra tehetőek. A hivatalos adatok szerint a földrengésnek 15 851 áldozata volt. Az epicentrumban összeomlott vagy súlyosan károsodott az épületek 33%-a, közepesen sérült 31% és kisebb mértékben 36%. A pusztító erő méretére jellemző, hogy a mintegy 80 km-re lévő Isztambulban is háromezernél több ház szenvedett súlyos sérüléseket vagy omlott össze, további 13 300 károsodott közepesen és 12 500 kisebb mértékben.

Az épületek pusztulásának és sérülésének közös oka, hogy a Törökországban érvényben lévő építési előírásokat nem tartották be, továbbá, hogy az új épületek tervezése és kivitelezése során súlyos mulasztások történtek. Hasonlóan jelentős veszteségeket szenvedtek a térségben lévő ipari és a vonalas mérnöki létesítmények (az áramszolgáltatás a földrengés pillanatában megszûnt, és még Ankarában is áramellátási zavarok léptek fel, két napig szünetelt a telefonösszeköttetés, a mobiltelefon-hálózatokat sem lehetett hosszabb ideig használni, több helyen megrongálódott az Isztambult Ankarával összekötő autópálya és több vasútvonal).

Nyilvánvaló: ami Izmitben történt, az a Föld különböző térségeiben megismétlődhet. A világ gyorsan fejlődő városainak, városkonglomerátumainak jelentős része (mintegy harmada) nagy szeizmológiai aktivitást mutató területeken, vagy azok közelében található. Az ilyen térségekben az odavándorló nagyszámú új lakos miatt a lakásépítések, mind a tervezés, mind a kivitelezés szintjén az építésügyi normák (ha van ilyen egyáltalán) be nem tartása mellett gyakorlatilag ellenőrizetlenül folynak. AMárvány- tenger térségénél maradva elmondható, hogy itt a kérdéssel foglalkozó szeizmológus szakértők további földrengésekkel számolnak. Különösen aggódva tekintenek a rohamléptekkel fejlődő megapoliszra, a tízmilliós Isztambulra. Történeti forrásokból tudjuk, hogy ezt a várost 1500 és 1800 között legalább tíz olyan pusztító rengés sújtotta, mely sok emberi életet oltott ki, és jelentős épületsérüléseket okozott. Az elmozdulásvektorokat bemutató 2. ábráról leolvasható: a helyzet Isztambultól délre olyan, mint Izmitben. Csak remélni lehet, hogy ennek a tudományosan megalapozott ténynek az ottani hatóságok hitelt adnak, ami lehetővé teszi az ország gazdasági potenciáljának legalább felét képviselő térségben a várható károk enyhítését.

A földrengések által okozott gazdasági veszteségek egy másik, korábban nem tapasztalt, de a jövőben egyre inkább várható vonatkozását az 1999. szeptember 21-ei Chi-Chi földrengés (Tajvan) illusztrálja. A földrengés mérete 7,6 magnitúdó, a fészek mélysége 33 km volt, 2333 áldozatot követelt, további 100 000 ember maradt következtében fedél nélkül. Ez az esemény annyiban hasonlítható a már említett athénihez, hogy bár Tajvan szeizmikus szempontból rendkívül aktív terület, azon a helyen, ahol kipattant, a szakértők nem számítottak nagyobb földrengésre. Ami ezzel a szeizmológiai eseménnyel kapcsolatban új, az az, hogy a földrengés a tajvani high tech ipari létesítményeknek, a félvezető gyártásnak okozott veszteségen keresztül a világgazdaság egészére hatással volt: a termelés- kiesés miatt az elektronikai termékek kínálata csökkent, és áraik nőttek.

2001 januárjában gyors egymásutánban két jelentős földrengés pattant ki bolygónkon. Január 13-án 39 km-es mélységben a Csendes-óceán alatt mintegy 100 km-re Salvadortól (3. ábra). Mérete 7,6 magnitúdó volt. Az áldozatok száma 726, a keletkezett kár 1 milliárd dollár volt. Az áldozatok jelentős része nem maga a rengés, hanem az általa kiváltott földcsuszamlások következtében vesztette életét. Ezekkel hozható kapcsolatba a károk jelentős része is (4. ábra). A szeizmológiai szakirodalomból jól ismertek a rengések által keltett földcsuszamlások. Ezek statisztikai feldolgozásából látható, hogy az a terület, amelyen szeizmológiai okokra visszavezethető földcsuszamlásra kerülhet sor, rohamosan nő a magnitúdó növekedésével. Egy 5,6 méretû rengés, ha a földtani adottságok „megfelelőek", 400 km2 területen belül kelthet földcsuszamlást, míg a Salvadori rengés (7,6-os méretû) esetében 50 000 km2-en. Ami ebben az esetben a tanulság: a földrengések romboló hatása az általuk keltett másodlagos folyamatokon keresztül is érvényesül.

A másik 2001 januári földrengés India északnyugati részén pattant ki 26-án. Mérete 7,7 magnitúdó, fészekmélysége 23 km volt. Az utóbbi évek legpusztítóbb földrengése. Az áldozatok száma indiai hivatalos források alapján 18 000 volt, az indiai sajtó 50 000-ről tudott, míg a biztosítótársaságok által közzétett ismertetőkben elképzelhetőnek tartják, hogy ez a szám 100 000 körüli. A rengés, melynek központja Bhuj volt, Gudzsarátot, India második legiparosodottabb államát sújtotta, ahova sok multinacionális cég jelentős összegeket fektetett be. Az épületkárok nagysága itt is a gyors növekedéssel kapcsolatos felelőtlen, mûszakilag meg nem alapozott építési tevékenységgel hozható kapcsolatba. Az épületek 80%-a mindenféle mérnöki és mûszaki felügyelet nélkül készült, pedig Indiában a meglévő, földrengés szempontból is biztonságos építkezési előírások megszegéséért akár börtönbüntetés is kiszabható. A keletkezett kár a hivatalos adatok alapján 1,3 milliárd dollár volt, de vannak olyan források is, melyek 3,2 sőt, 10 milliárd dollárosról tudnak.

Ez a rengés a korábban említettektől eltérően nem a tektonikai lemezek határán, hanem lemezen belül keletkezett. E szeizmicitásra jellemző, hogy a földrengések visszatérési ideje nagy (mai tudásunk szerint néhány évtizedtől akár néhány ezer évig is terjedhet), és sok közülük nagy és pusztító. A bhuji földrengés térségében a 2001. évit megelőző utolsó nagy fölrengés 1819-ben volt, magnitúdójának becsült értéke 7,7 volt.

Vizsgáljuk most meg, milyen preventív eszközökkel rendelkezik a szeizmológia a várható földrengéskárok csökkentésére. Elsődleges fontossággal bír, hogy egy adott térségben minél teljesebb képpel rendelkezzünk az ott kipattanó nagy földrengések mellett a kisebbekről is, hiszen ez utóbbiak sokkal gyakoribbak és kijelölik a szeizmológiai szempontból aktív területeket. Ennek érdekében minden ország fontos feladata, hogy korszerû és megfelelő számú állomásból álló nemzeti hálózatot építsen ki. Ezen túlmenően szükséges a földrengések szempontjából fokozott kockázatot jelentő helyeken (bizonyos típusú ipari létesítmények, nagyobb városok, korábbi jelentős földrengések kipattanásának helyén), a veszély mértékétől függően, ideiglenes vagy állandó lokális hálózatot üzemeltetni, hogy pontosan körülhatárolhatóak legyenek a potenciális veszélyt jelentő területek.

A földrengéskárok enyhítésének másik fontos eszköze olyan építési normák kidolgozása szeizmológus és mérnök szakértők együttmûködésével, mely az egyes országokon belül kijelöli a kisebb és nagyobb földrengéskockázatot hordozó területeket (zónákat), valamint szeizmológiai szempontból osztályozza a mérnöki létesítményeket. Előírja az ezeken belül figyelembe veendő tervezési szabályokat, számítási eljárásokat tartalmaz a földrengések által az építményekre gyakorolt terhelő hatásokra vonatkozóan, meghatározza a felhasználható építőanyagokat és az azokkal szemben támasztott minőségi követelményeket. Egy ilyen előírásokat tartalmazó szabvány elkészítése nem csak a nagy földrengéskockázatot hordozó területekkel bíró országok esetében indokolt. Példa erre Németország, melynek szeizmicitása hazánkéhoz hasonló, és ahol már 1981-ben megszületett az ide vonatkozó építési előírás (DIN 4149: „Bauten in deutschen Erdbebengebiten…"). Természetesen egy ilyen rendelkezést csak annak napvilágra jötte után lehet figyelembe venni. A korábban elkészített építmények esetleg nem tesznek eleget a földrengésbiztonsági elvárásoknak. Egy település különböző korú, állapotú s rendeltetésû épületekből tevődik össze. Ezek felmérése, szeizmológiai szempontból vett állékonyságuk meghatározása a szeizmológiai kockázat csökkentése irányába tett fontos lépés. Az Európai Unió az ilyen típusú szeizmológiai kockázat meghatározása céljából nemzetközi programot finanszírozott. Ennek keretében a földrajzi információs rendszerek és mesterségesintelligenciatechnikák alkalmazásával térképi ábrázolást biztosító módszert fejlesztettek ki a településeket alkotó épületek szeizmikus sérülékenységének meghatározására a helyi hatóságok által készített állapotfelmérés alapján. A módszert Barcelona térségében próbálták ki. A vizsgálat eredményeit 5-ös és 6-os méretû földrengések esetére - a város környezetében lévő geológiai szerkezetek figyelembevételével - számított szintetikus szeizmogramok várható hatására alkalmazva becsülték az épületek lehetséges károsodásának mértékét.

3. ábra. A salvadori földrengés az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata által készített térképen (világos csillaggal jelölve). A világos folytonos vonalak a térség fő tektonikai vonalait, a Cocos- és a Karib-lemez határait jelölik. A kis körök a múltban bekövetkezett földrengések helyét jelölik.

A közelmúlt földrengéseinek vizsgálatából eredő fontos tanulság; a földrengések egy része nem mindig a szakemberek által várt területeken pattan ki. Különös csoportot alkotnak ezen váratlan földrengések között a lemezen belüli rengések. Jelenlegi tudásunk szerint a szeizmikus események döntő része a lemezhatárokhoz kötődik: a csendes-óceáni régióba eső lemezhatárokhoz kapcsolódik a felszabaduló földrengésenergia 75%-a, míg a mediterrán-transzázsiai zónára 23%. Ezekben a térségekben a földrengéseket a lemezek egymás melletti elmozdulása vagy egymás alá nyomulása váltja ki. Az előbbi esetre a kaliforniai földrengések jelentenek példát, míg az utóbbi esetet a közép-amerikai események illusztrálják.

A fennmaradó 2% egy része esik a lemezen belüli földrengésekre (esetünkben példa volt ilyenre a bhuji (India) 2001. évi 7,7 méretû földrengés). Erről a rengéstípusról (gyakoriságukról, keletkezésük mechanizmusáról) még nagyon keveset tudunk. A lemezen belüli szeizmicitás néhány jellemzője: - a fészkek eloszlása szétszórt, diffúz jellegû, - a földrengések visszatérési ideje általában nagy: két esemény között akár több száz vagy több ezer év is eltelhet, - a fészkek mélysége nem haladja meg a 100 km-t, - általában olyan helyen pattannak ki, ahol a hegységképződési folyamatok már régen befejeződtek.

Néhány példát szeretnénk bemutatni a lemezen belüli (intraplate) földrengésekre:

1. A pregremi földrengés nyomaira orosz (akkor még szovjet) régészek figyeltek fel az Onyega-tó melletti település határában végzett ásatásaik során. Ez a hely a fennoskandináviai pajzson található, a világ egyik legősibb földtani formációján. A mintegy ötezer évvel ezelőtt lakott település ásatási munkálatai során a szakemberek felfigyeltek arra, hogy a meglehetősen tágas (30-90 m2), félig földbe süllyesztett épületekben az agyagedénycserepek egy maghatározott irányban megnyúlt sávban voltak találhatók, a valószínûleg tárolási célból földbe ásott agyagedények felső részei ugyanebben az irányban elvetődtek. Több épületben a munkaeszközök rendetlenül szétdobálva helyezkedtek el, mintha a bentlakók azokat pánikszerûen hagyták volna el. Az egyik épület romjai között tíz ember maradványát is felfedezték. A helyszínre kiszálló szeizmológus szakértők szerint a rengés epicentrális intenzitása VIII-IX-es lehetett. Itt kell megjegyeznünk, hogy a térség földrengéseiről szóló legendák a Kalevalába is bekerültek, valamint azt, hogy ezt a területet 1929-ben is erős rengés sújtotta, melynek következtében a tavi hajók a partra vetődtek.

2. New-Madrid (Egyesült Államok) térségében 1811 és 1812 telén három nagy földrengés pattant ki, méretük 7,5 és 8,3 közé esett. A térségben végzett geológiai feltárás egy további, hozzávetőleg ötszáz évvel korábbi rengés által keltett talajfolyósodás és -elmozdulások nyomait mutatta ki. A globális helymeghatározási ûrgeodéziai módszert (Global Positioning System - GPS) az 1950-es évek háromszögelési munkáinak eredményeivel kombinálva az amerikai kutatók nem tudtak a térségben végbemenő szignifikáns deformációkat kimutatni, ami akár arra is utalhat, hogy a terület azóta viszonylagos nyugalmi állapotba került. Az 1811. december 11-ei földrengés epicentrumában az intenzitás X-es volt, és még az 1200-1300 km-re lévő atlanti partvidéken is jól érezték.

3. Roemond városát a holland-német határon 1992. április 13-án érte egy 5,4 (más források szerint 5,7) méretû földrengés. Ez a terület a Rajna-árok alsó részén található. A településen a XVIII. század közepén pusztított utoljára jelentős, hasonló méretû földrengés. A városhoz közeli, belga területen lévő 10 km hosszúságú Bree-törésvonal geológiai-geomorfológiai vizsgálata azt mutatta, hogy ennek mentén több földrengés történt, a legutóbbi mintegy 1300 évvel ezelőtt. A rengések átlagos visszatérési ideje 15 000 év a Bree-törésvonal mentén (azaz valószínûleg sokkal hosszabb, mint a közeli Roemondnál tapasztalt) és a becsült magnitúdó minimálisan 6,2.

4. Antarktisz-lemezen 1998. március 25-én megfigyelt földrengés mérete 8,1 volt. Ezt a rendkívül erős eseményt a szeizmológusok egy része a jégtakaró terhelő hatásának csökkenésével hozza kapcsolatba. Nem tisztázott még, hogy ez az esemény miért éppen kipattanásának helyén történt. Valószínû, hogy a terület alatt a kéreg meggyengült.

Az illusztrációként felsorolt négy, lemezen belüli rengésnél persze sokkal többről van tudomásunk. Unikális lemezen belüli szeizmológiai jelenségeket figyelnek meg cseh és német szeizmológusok a Bohemiamasszívum északnyugati részén, a két ország határvidékén. APlauen melletti Vogtland körüli területen rendszeresen jelentkeznek földrengésrajok, -sorozatok. Ilyenekről akkor beszélhetünk, ha az egyes szeizmológiai események viszonylag rövid idő elteltével követik egymást, és nincs közöttük kiemelkedően nagy. Földrengések sorozatai gyakran fordulnak elő vulkáni tevékenységhez kapcsolódóan, illetve lemezek határain. De a cseh-német határvidéken lemezen belüli viszonyok között lépnek fel. A szeizmológiai események ilyen sorozatai általában anomálikusan repedezett geológiai formációkhoz kötődnek. Keletkezésük természete nem tekinthető tisztázottnak. Még kevesebbet tudnak az említett németországi, és Gerától délre a csehországi Chebig terjedő, Vogtland központú területről származó rajokról. Aterületet földtani szempontból nagy mélységekkel kapcsolatos ásványvíz-előfordulások és mofetták (alacsony, 100 °C alatti hőmérsékletû szénsavas gázkiválások, melyek jelentős mennyiségû vízpárát is tartalmaznak) jellemzik.

A lemezen belüli szeizmicitás okáról (okairól), ahogy említettük, elég keveset tudunk. Mindenesetre az valószínû, hogy lemeztektonikai meggondolások alapján kipattanásuk nem magyarázható, általában ősi földtani formációkhoz kötődnek. A kérdéssel foglalkozó kutatók megengedik azt a feltevést, hogy a merev kontinentális lemezt érő külső vagy belső erőhatások egyaránt kiválthatnak ilyen eseményeket ott, ahol az valamilyen okból meggyengült. Esetleg azért, mert olyan törésvonal szeli keresztül, mely már nem mutat geológiai értelemben vett aktivitást. Földrengést kiváltó külső erőhatásként számításba jöhet például a sarki jégtakaró okozta hidrosztatikus terhelés jelentős mértékû változása a törésvonal felett vagy annak környezetében. Belső erők okozta feszültségforrás lehet a kéreg alsó részében, vagy alatta végbemenő anyagátrendeződés, ill. termikus folyamat, mely a véges rugalmassággal bíró kéregre erőhatást fejt ki, és egy kritikus értéket elérve a már meglévő törésvonal mentén elmozdulást (elmozdulásokat) okoz, mindaddig, míg a keltő hatás egyensúlyi helyzetét el nem éri. Ezek a mozgások földrengéseket is okozhatnak. Lemezeken belül feszültséganomáliák forrásai lehetnek a lemezhatárokon egy másik táblával való ütközés, illetve a lemezek egymáshoz viszonyított mozgása során keletkező erőhatások. Modellszámítások azt mutatják, hogy az ilyen területeken a földrengések mérete 7,5-8,0 magnitúdó is lehet, akár 4000 évig terjedő visszatérési idők mellett.

4. ábra. A salvadori földrengés által keltett 496 földcsuszamlások egyike a Newsweek 2001. január 21-ei számának képén. Egyértelmûen látható, hogy a csuszamlás két oldalán az épületek épek. A kár és a pusztulás a hegyoldalról lezúdult földtömegek által borított területen történt. (A fehér körben egy szerencsés „túlélő" ház. - A Newsweek képe.)

Ha a lemezen belüli földrengések modellje bizonyítást nyer, úgy rájuk nem alkalmazható minden esetben a determinisztikus földrengésprognózis módszere, mert az a tektonikai szempontból aktívnak tekinthető törésvonalakra igaz, ahol a földtani múltban megfigyelt legnagyobb törésvonalakhoz tartozó rengés annak mentén bárhol megtörténhet. A lemezen belüli földrengések esetében a törésvonal passzív, helyi külső vagy belső hatás lokálisan aktiválja csupán. (Folytatjuk)