Γιατί οι σεισμοί εξακολουθούν να συμβαίνουν μερικές φορές σε τεκτονικά σιωπηλές περιοχές

Παγκόσμια κατανομή φυσικής και επαγόμενης σεισμικότητας. Οι φυσικοί σεισμοί με ροπή μεγέθους μεγαλύτερο από 5 κωδικοποιούνται με χρώματα ανάλογα με το βάθος του υπόκεντρου τους (πάνω δεξιά χρωματική μπάρα, κατάλογος Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ (USGS), έτος 2021). Οι επαγόμενοι σεισμοί απεικονίζονται με κόκκινους δείκτες. Τα συμβάντα που προκαλούνται από έγχυση, εξαγωγή και τα συμβάντα με ασαφείς αιτίες σημειώνονται με διαφορετικούς δείκτες (κάτω δεξιά υπόμνημα, κατάλογος Βάσης Δεδομένων Σεισμών που προκλήθηκαν από τον άνθρωπο (HiQuake), έως το 2022). Από: Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης/Nature Communications.

Οι σεισμοί στην αμερικανική πολιτεία της Γιούτα, στην περιοχή Soultz-sous-Forêts της Γαλλίας ή στην ολλανδική επαρχία του Χρόνινγκεν δεν θα πρέπει να είναι δυνατό να συμβούν ακόμη και αν το υπέδαφος έχει αξιοποιηθεί για δεκαετίες. Αυτό συμβαίνει επειδή το ρηχό υπέδαφος συμπεριφέρεται με τέτοιο τρόπο ώστε τα ρήγματα εκεί να ενισχύονται μόλις αρχίσουν να κινούνται. Τουλάχιστον αυτό μας διδάσκουν τα εγχειρίδια γεωλογίας. Έτσι, θεωρητικά, δεν θα πρέπει να είναι δυνατό να συμβούν σεισμοί. Γιατί λοιπόν εξακολουθούν να συμβαίνουν σε τόσο σταθερά υπεδάφη;

Ερευνητές γεωεπιστημών από το Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης εξέτασαν αυτό το ερώτημα. Ανακάλυψαν ότι, ως αποτέλεσμα εκατομμυρίων ετών αδράνειας, μπορεί να συσσωρευτεί επιπλέον πίεση στα ρήγματα, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε μία μόνο απελευθέρωση. Αυτή η έρευνα, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Communications , είναι ζωτικής σημασίας στην αναζήτηση ασφαλών τοποθεσιών για εφαρμογές όπως η παραγωγή γεωθερμικής ενέργειας και η αποθήκευση ενέργειας.

«Ρήγματα μπορούν να βρεθούν σχεδόν παντού. Τα ρήγματα στο ρηχό υπέδαφος είναι συνήθως σταθερά, επομένως δεν αναμένουμε να συμβούν κρουστικές κινήσεις κατά μήκος τους», λέει η Δρ. Ιλόνα βαν Ντίνθερ, η οποία επέβλεψε την έρευνα.

Παρ 'όλα αυτά, οι κρουστικές κινήσεις συμβαίνουν συχνά στα πρώτα σταθερά χιλιόμετρα του υπεδάφους. Σε τέτοιες περιπτώσεις, γενικά βρίσκουμε μια συσχέτιση με τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Τι ακριβώς εξηγεί αυτό το παράδοξο των ρηχών ρηγμάτων, τα οποία γίνονται ισχυρότερα με την κίνηση, αλλά στη συνέχεια ξαφνικά εξασθενούν και στη συνέχεια απελευθερώνονται με έναν τρόμο;

Τα ανενεργά ρήγματα επουλώνονται αργά

Οι σεισμοί που προκαλούνται από ανθρώπινες δραστηριότητες συχνά συμβαίνουν σε ανενεργά ρήγματα που δεν έχουν μετακινηθεί για εκατομμύρια χρόνια. Αν και αυτά τα ρήγματα δεν μετακινούνται, εξακολουθούμε να παρατηρούμε μια πολύ αργή ανάπτυξη της επιφάνειας που τα συνδέει. Αυτό το είδος « επούλωσης του ρήγματος » δημιουργεί πρόσθετη ισχύ. Αυτή η επιπλέον ισχύς του ρήγματος μπορεί να προκαλέσει επιτάχυνση μόλις τεθεί σε κίνηση ένα ρήγμα. Αυτή η επιτάχυνση είναι που προκαλεί σεισμούς σε σταθερά υποστρώματα, παρά το γεγονός ότι τα εγχειρίδια μας λένε ότι αυτό δεν πρέπει να συμβαίνει εκεί.

Καθώς τέτοιες περιοχές δεν έχουν ιστορικό σεισμών, οι άνθρωποι που ζουν εκεί διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο, καθώς δεν έχουν κατασκευαστεί υποδομές για να αντέχουν σεισμούς. «Επιπλέον, αυτοί οι σεισμοί λαμβάνουν χώρα σε βάθος όπου λαμβάνουν χώρα ανθρώπινες δραστηριότητες, με άλλα λόγια, όχι μεγαλύτερο από αρκετά χιλιόμετρα. Αυτό είναι σημαντικά μικρότερο βάθος από την πλειονότητα των φυσικών σεισμών». Επομένως, μπορούν να είναι πιο επικίνδυνοι και να προκαλέσουν περισσότερες δονήσεις εδάφους.

Η έλλειψη επανάληψης μειώνει τον κίνδυνο σεισμού

Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή η πιθανή επιτάχυνση, με τη μορφή σεισμού , συμβαίνει μόνο μία φορά. Μόλις αυτή η επιπλέον ισχύς του ρήγματος, η οποία έχει συσσωρευτεί εδώ και εκατομμύρια χρόνια, βρει διέξοδο, η κατάσταση σταθεροποιείται ξανά.

«Ως αποτέλεσμα, δεν υπάρχει πλέον σεισμική δραστηριότητα σε αυτό το σημείο», δηλώνει ο Van Dinther. «Αυτό σημαίνει ότι, αν και το υπέδαφος σε τέτοιες περιοχές δεν θα καθιζάνει αμέσως μετά τη διακοπή των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, η ισχύς των σεισμών -συμπεριλαμβανομένου του μέγιστου αναμενόμενου μεγέθους- θα μειωθεί σταδιακά».

Εάν τα ρήγματα όντως γίνουν ισχυρότερα όταν κινούνται, τότε αυτά τα ήδη σπασμένα κομμάτια θα γλιστρήσουν ήσυχα το ένα δίπλα στο άλλο και, με αυτόν τον τρόπο, θα λειτουργήσουν ως φράγμα. Αυτό δυσκολεύει την αύξηση του μεγέθους των σεισμών. Αυτό καθιστά δυνατή τη μείωση του εκτιμώμενου κινδύνου σεισμού, καθώς αυτός ο κίνδυνος καθορίζεται κυρίως από το μέγιστο μέγεθος ενός σεισμού.

Διδάγματα που αντλήθηκαν για τη μελλοντική βιώσιμη χρήση του υπεδάφους

Αυτά τα ευρήματα έχουν επίσης σημαντικές επιπτώσεις για τη μελλοντική χρήση του υπεδάφους. Αφενός, οι σεισμοί, σε αντίθεση με ό,τι είχε υποτεθεί προηγουμένως, μπορούν πράγματι να συμβούν σε ρήγματα σε πιο σταθερά υπεδάφη. Ωστόσο, αυτοί οι σεισμοί συμβαίνουν μόνο μία φορά σε ένα μόνο ρήγμα. Στη συνέχεια, η κατάσταση γίνεται ασφαλέστερη μόλις το ρήγμα μετακινηθεί, είτε μέσω σεισμού είτε μέσω σταδιακής ολίσθησης.

Υπό αυτές τις συνθήκες, πρέπει να κατανοήσουμε σε βάθος τη συμπεριφορά των ρηγμάτων (θα επιταχύνουν ή θα επιβραδύνουν;), τον ρόλο της επούλωσης των ρηγμάτων και πώς αυτό μεταφράζεται σε κινήσεις επί του ρήγματος. Στη συνέχεια, θα είμαστε επίσης σε θέση να εκτιμούμε και να προβλέπουμε καλύτερα τους κινδύνους και να βελτιώνουμε τον τρόπο με τον οποίο επικοινωνούμε αυτές τις πληροφορίες. Το Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης κάνει ήδη τα πρώτα βήματα προς αυτή την κατεύθυνση με νέα μοντέλα υπολογισμού.

 Meng Li et al, Frictional healing and induced earthquakes on conventionally stable faults, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63482-3

Nature Communications 

Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης

https://phys.org/news/2025-10-earthquakes-tectonically-silent-regions.html