Κρυοσεισμοί ένας νέος κίνδυνος στα βόρεια;

Τι είναι οι κρυοσεισμοί και πού συμβαίνουν; [Φωτογραφία-accuweather.com].

Μια νέα μελέτη εντόπισε έναν δυνητικά αυξανόμενο φυσικό κίνδυνο στο βορρά: τους παγετούς. Καθώς η κλιματική αλλαγή συμβάλλει σε πολλές παρατηρούμενες αλλαγές στα ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως οι έντονες βροχοπτώσεις και τα κρύα κύματα, αυτά τα σεισμικά γεγονότα θα μπορούσαν να γίνουν πιο κοινά. Οι ερευνητές εξεπλάγησαν από τον ρόλο των υγροτόπων και των καναλιών αποστράγγισης σε αρδευόμενους υγροτόπους που προέρχονται από παγετούς.

Οι παγοσεισμοί-κρυοσεισμοί ή κρυονικοί είναι σεισμικά γεγονότα που προκαλούνται από το γρήγορο πάγωμα του νερού στο έδαφος. Είναι πιο συνηθισμένοι κατά τη διάρκεια ακραίων χειμερινών συνθηκών, όταν το υγρό, χωρίς χιόνι έδαφος παγώνει γρήγορα. Έχουν αναφερθεί στη βόρεια Φινλανδία το 2016, το 2019 και το 2022, καθώς και στο Σικάγο το 2019 και στην Οτάβα το 2022, μεταξύ άλλων.

Οι δρόμοι και άλλες περιοχές που καθαρίζονται από το χιόνι το χειμώνα είναι ιδιαίτερα ευάλωτοι στους παγοσεισμούς. «Παλαιότερα πίστευαν ότι οι δρόμοι ήταν οι κύριες περιοχές από τις οποίες προέρχονται αυτού του είδους οι σεισμοί. Απρόβλεπτη στη νέα μας μελέτη ήταν η σημασία των υγροτόπων και των αποστραγγιστικών καναλιών. Διαπιστώσαμε ότι κατά τη διάρκεια του χειμώνα του 2022–2023 οι κύριες πηγές παγετώνων στο Oulu της Φινλανδίας ήταν στην πραγματικότητα βάλτοι, υγρότοποι και περιοχές με υψηλούς υδροφόρους ορίζοντες ή άλλα μέρη όπου συσσωρεύεται νερό," λέει η Elena Kozlovskaya, Καθηγήτρια Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Oulu Mining School.

Όταν το νερό στο έδαφος, που συσσωρεύεται κατά τις έντονες βροχοπτώσεις το φθινόπωρο ή το λιώσιμο του χιονιού κατά τη διάρκεια του ζεστού χειμώνα, παγώνει και διαστέλλεται γρήγορα, προκαλεί ρωγμές στο έδαφος, συνοδευόμενες από δονήσεις και εκρήξεις. Όταν συμβαίνουν σε κατοικημένες περιοχές, οι  κρυοσεισμοί γίνονται αισθητοί από τους ανθρώπους και μπορεί να συνοδεύονται από συγκεκριμένους θορύβους. Οι κινήσεις του εδάφους κατά τους κρυοεισμούς είναι συγκρίσιμες με εκείνες άλλων σεισμικών γεγονότων, όπως οι πιο απομακρυσμένοι σεισμοί, οι εκρήξεις στα ορυχεία και οι δονήσεις που παράγονται από εμπορευματικά τρένα. Οι σεισμοί αυτού του είδους είναι επίσης γνωστό φαινόμενο στις μόνιμα παγωμένες περιοχές.

Η νέα μελέτη, πρόκειται να δημοσιευθεί στο περιοδικό EGUsphere , είναι η πρώτη εφαρμοσμένη μελέτη σεισμικών γεγονότων από έλη και υγροτόπους. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Oulu, Φινλανδία και το Γεωλογικό Ινστιτούτο της Φινλανδίας (GTK) έδειξαν ότι το ρήγμα στο ανώτερο παγωμένο έδαφος μπορεί να ξεκινήσει εάν το πάχος του παγωμένου στρώματος είναι περίπου 5 εκατοστά και μεγαλύτερο. Οι ρήξεις μπορούν να εξαπλωθούν βαθύτερα και να καταστρέψουν υποδομές όπως κτίρια, υπόγεια, αγωγούς και δρόμους.

"Με την κλιματική αλλαγή, γρήγορες αλλαγές στα καιρικά μοτίβα έχουν φέρει αυτούς τους σεισμούς στην προσοχή του ευρύτερου κοινού και μπορεί να γίνουν πιο συνηθισμένοι. Αν και η έντασή τους είναι συνήθως χαμηλή, μια σειρά από σχετικά ισχυρούς στο Oulu, το 2016, που έσπασαν δρόμους, ήταν το σημείο εκκίνησης για την έρευνά μας. Οι παγετοί επηρεάζουν βόρειες περιοχές διεθνώς, αλλά έχουν μελετηθεί ελάχιστα με τη χρήση σεισμικών οργάνων," λέει ο Kari Moisio, ανώτερος ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Oulu. Συνήθως, το χειμώνα, η χιονοκύστη προστατεύει το έδαφος από το κρύο. Καθώς το χιόνι λιώνει με τις μεταβαλλόμενες καιρικές συνθήκες, το έδαφος εκτίθεται στον παγετό.

Για τον χειμώνα του 2022–2023, οι ερευνητές εγκατέστησαν δύο δίκτυα σεισμικών σταθμών στη βόρεια Φινλανδία, το ένα στο Oulu και το άλλο στο Sodankylä, με συγκεκριμένο σκοπό την καταγραφή των παγετώνων. Τα δίκτυα κατέγραψαν σεισμικά σήματα καθώς και δεδομένα θερμοκρασίας εδάφους. Κατά τη διάρκεια αρκετών ημερών που η θερμοκρασία του αέρα μειώνονταν γρήγορα, οι ντόπιοι κάτοικοι ανέφεραν δονήσεις του εδάφους και ασυνήθιστους ήχους στους ερευνητές. Αυτές οι παρατηρήσεις χρησιμοποιήθηκαν για τον εντοπισμό τους από σεισμικά δεδομένα. Οι συνθήκες για παγετό είναι ευνοϊκές όταν η θερμοκρασία πέφτει σε περισσότερο από -20°C με ρυθμό περίπου έναν βαθμό την ώρα.

Υπάρχουν πολλοί υγρότοποι κοντά σε σεισμικούς σταθμούς στο Oulu κοντά σε κατοικημένη περιοχή όπου εντοπίστηκαν οι κύριες πηγές παγετώνων. Στο Sodankylä, οι κρυοσεισμοί προκλήθηκαν επιπλέον από θραύση πάγου στον ποταμό Kitinen. "Συχνά έχουν συμβεί τον Ιανουάριο, αλλά είναι πιθανοί  και άλλες φορές" λέει ο Μοΐσιο.

Κατά τη διάρκεια των κρυοσεισμών, τα σεισμικά επιφανειακά κύματα παράγουν υψηλές επιταχύνσεις του εδάφους σε αποστάσεις έως και εκατοντάδες μέτρα. "Οι ρωγμές κατά την διάρκεια αυτών των σεισμών φαίνεται να διαδίδονται κατά μήκος των αποστραγγιστικών καναλιών κοντά σε δρόμους και σε αρδευόμενους υγροτόπους". λέει η Κοζλόφσκαγια.

Οι αρδευόμενοι υγρότοποι και τα κανάλια αποστράγγισης είναι επίσης άφθονα γύρω από κατοικημένες περιοχές. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο ρόλος των τάφρων θα πρέπει να μοντελοποιηθεί χρησιμοποιώντας μια τεχνική που αυτή τη στιγμή αναπτύσσεται στο GTK. "Κρυοσεισμοί έχουν καταγραφεί σε δύο τοποθεσίες στη Φινλανδία και θα ήταν σημαντικό να χαρτογραφηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια πόσο συνηθισμένοι είναι και σε άλλες περιοχές, και αυτό είναι κάτι που πρόκειται να κάνουμε στο μέλλον". καταλήγει η Κοζλόφσκαγια.

Περαιτέρω μελέτες θα βοηθήσουν στον εντοπισμό περιοχών που κινδυνεύουν από αυτούς, οι οποίες θα βοηθήσουν στην προετοιμασία και προστασία του δομημένου περιβάλλοντος από αυτόν τον συγκεκριμένο φυσικό κίνδυνο. Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Oulu και στο GTK στοχεύουν στη δημιουργία ενός συστήματος που θα μπορούσε να τους προβλέψει  με βάση την ανάλυση του εδάφους και τα δορυφορικά δεδομένα.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το Πανεπιστήμιο του Oulu

Περισσότερα,

1.Nikita Afonin et al, Frost quakes in wetlands in northern Finland during extreme winter weather conditions and related hazard to urban infrastructure (2023). DOI: 10.5194/egusphere-2023-1853

2.https://eos.org/research-spotlights/predicting-the-next-big-frost-quake