Tajemnica skał Autor: Andrzej Hołdys („Polska Energia” – nr 5/2011) Na kilka dni przed trzęsieniem skały wysyłają impulsy elektromagnetyczne, które sięgają górnych warstw atmosfery. Zagadkowe zjawisko energetyczne wielokrotnie rejestrował francuski satelita DEMETER. Po kataklizmach takich jak ten, który 11 marca tego roku, uderzył w Japonię, zawsze pada pytanie: czy można go było przewidzieć? Zawsze też sejsmolodzy odpowiadają, że nie da się dokładnie ustalić czasu, miejsca i wielkości trzęsienia ziemi. Nie można też przewidzieć, czy akurat to przesunięcie się skał w głębi skorupy ziemskiej poruszy tak mocno dnem morskim, że uruchomiona zostanie fala tsunami. Jest jednak grupa badaczy – niezbyt liczna, ale grono to powoli pęcznieje – twierdzących, że na kilka dni przed silnymi trzęsieniami ożywa ziemska atmosfera. Być może więc oznak zbliżania się żywiołu nie należy wypatrywać pod stopami, ale ponad głową. Jak każda koncepcja, również i ta ma swoich protoplastów. Po koniec XIX w. w Japonii prowadził badania sławny brytyjski geolog John Milne, który zapisał się w pamięci jako twórca sejsmografu oraz inicjator pierwszej globalnej sieci obserwatoriów sejsmicznych. On pierwszy zwrócił uwagę na rozmaite zjawiska elektryczne zachodzące w atmosferze przed silnymi wstrząsami. Drgawki nad Alaską Podobne efekty obserwowano później w innych miejscach globu. Były to obserwacje naziemne, dotyczące najniższych warstw atmosfery. Natomiast w marcu 1964 r. potężny wstrząs zakołysał południową Alaską. Miał magnitudę 9,2 i był drugim pod względem wielkości zarejestrowanym na globie przez sejsmografy. W pobliżu epicentrum trzęsienia znajdował się satelita badający jonosferę, który po raz pierwszy zarejestrował w niej zaburzenia gęstości elektronów. To sugerowało, że również jonosfera – warstwa rozciągająca się od 70 km do około 1000 km – może być czuła na impulsy wysyłane przez ziemskie skały. Naukowcy zainteresowali się bliżej zjawiskiem dopiero w latach 90., gdy podobnych obserwacji zebranych przez satelity przy okazji innych badań, przybywało. Wtedy zaczęto się zastanawiać, w jaki sposób skorupa ziemska mogłaby silnie pobudzać atmosferę, a nawet bliską przestrzeń kosmiczną? Zaproponowano kilka teorii. Jedna z nich mówi, że w pobliżu ogniska przyszłego trzęsienia ziemi na skutek silnych naprężeń i odkształceń skał powstają pola elektromagnetyczne. Odpowiada za to doskonale nam znany efekt piezoelektryczności. To koncepcja amerykańskiego badacza Friedmanna Freunda z NASA. Prowadził on eksperymenty w laboratorium, podczas których ściskano kawałki skał. Przy dużych ciśnieniach pojawiała się emisja fal elektromagnetycznych. Inna hipoteza zakłada, że w ogniskach trzęsień rodzą się fale akustyczne o bardzo małych częstotliwościach, które mogą pokonać skały, rozejść się w atmosferze i dotrzeć aż do jonosfery, zaburzając w niej pole elektromagnetyczne. Według trzeciej teorii, rozwijanej głównie przez Rosjan, czynnikiem sprawczym jest promieniotwórczy radon, który wydobywa się w dużych ilościach ze szczelin i mikropęknięć powstających przed głównym trzęsieniem. Jonizuje on i podgrzewa dolną część atmosfery, co prowadzi do zaburzeń w coraz wyższych warstwach. Wszystkie te koncepcje są odrzucane przez sceptyków, zdaniem których takiego zjawiska po prostu nie ma. Uważają oni, że zbieżność pomiędzy zaburzeniami w jonosferze a późniejszymi trzęsieniami jest przypadkowa W każdym razie jedno z drugim statystycznie się nie koreluje. Sonda prawdę powie Grupa niedowiarków skurczyła się po wysłaniu przez Francuzów satelity DEMETER. Poleciał on na orbitę w 2004 r., a jego misja zakończyła się parę miesięcy temu, w grudniu 2010 r. Była to pierwsza, i jedyna jak dotąd, sonda badawcza, której celem było obserwowanie zaburzenia w jonosferze poprzedzających trzęsienia ziemi i erupcja wulkaniczne. To, co przesłała, jest dziś przedmiotem gorących sporów pomiędzy naukowcami. Regularnie pojawiają się badania na podstawie danych, które przesłała. Dotyczą one wielu tragicznych trzęsień z ostatnich lat. Prawie trzy lata temu, 12 maja 2008 r. w chińskiej prowincji Syczuan nastąpił wstrząs o magnitudzie 7.8. Zginęło kilkadziesiąt tysięcy ludzi. Na sześć dni przed trzęsieniem DEMETER zarejestrowała nad Syczuanem zaburzenia w jonosferze. Słońce w tym czasie było spokojne, zatem to nie ono było przyczyną zjawiska. Tymczasem cząstki mocno drgały, a zakłócenia elektryczne obejmowało cały mierzony przez sondę zakres częstotliwości. Takie zdarzenia badacze nazywają turbulencją jonosferyczną. Wystąpiła ona również przed zeszłorocznym tragicznym trzęsieniem w Haiti, a także dwa lata temu w pobliżu L’Aquili we Włoszech. Wstrząs, po którym znaczna część miasta legła w gruzach, nastąpił tam 6 kwietnia 2009 r. Cztery dni wcześniej sonda przeleciała w odległości 100 km od epicentrum, odnotowując w jonosferze potężną turbulencję. I w tym przypadku przyczyną nie była aktywność Słońca. Jonosfera zadrżała również przed jednym z najpotężniejszych kataklizmów ostatnich stu lat, który 27 lutego 2010 r. nawiedził środkowe Chile. Był tak silny, że przesunął całą Amerykę Środkową i wywołał wtórne wstrząsy na drugim końcu globu. Ostatnio analizowali go chińscy badacze z kilku instytutów geofizycznych w Pekinie. Doszli do wniosku, że na dziesięć dni przed tym wstrząsem DEMETER została zbombardowana strumieniem naładowanych cząstek. Pochodziły one z rozciągającej się wyżej magnetosfery. Według autorów badań skały potrząsnęły tak silnie jonosferą, że ta przeniosła część zaburzeń jeszcze wyżej – do magnetosfery. Rykoszetem dostało się sondzie. Nawet wulkany mogą potrząsać górnymi warstwami atmosfery – sugerują dane z DEMETER. Grupa francuskich badaczy zajęła się niektórymi pomiarami sondy wykonanymi przed erupcjami wulkanicznymi. Wybrali 74 największe z okresu pomiędzy sierpniem 2004 r. a grudniem 2007 r. W przypadku 30 z nich DEMETER zarejestrowała rozmaite zaburzenia. Zwykle skały odzywały się z wyprzedzeniem tygodnia, a maksimum natężenia zjawisk jonosferycznych notowano 2-3 dni przed wybuchem. U nas spokojnie Zapewne wkrótce dowiemy się też, czy marcowe trzęsienie w Japonii zostało także poprzedzone przez tego rodzaju zdarzenia? Co prawda DEMETER już od paru miesięcy nie ma na orbicie, ale od paru lat zjawiska w jonosferze próbuje się badać, analizując sygnały GPS. Jonosfera modyfikuje ich wędrówkę. Innym źródłem informacji mogą być naziemne stacje nadające na bardzo długich falach sygnały nawigacyjne dla okrętów podwodnych. Sygnały te są odbierane także przez satelity oraz modyfikowane przez jonosferę. W ich analizie specjalizują się rosyjscy i japońscy badacze. Czy zatem pewnego dnia za sprawą satelitów naukowcy zaczną sporządzać prognozy sejsmiczne? Na pewno nie w ciągu najbliższych 10-20 lat. Nie wierzą w to nawet ci, którzy nie mają wątpliwości, że trzęsienia ziemi są poprzedzane zaburzeniami w jonosferze. Najpierw trzeba bowiem zrozumieć zjawisko. Bez tego takie prognozy byłyby niewiele warte. Nam na szczęście nie grożą wielkie trzęsienia. W Polsce nie ścierają się bowiem wielkie płyty tektoniczne. Najbliższa taka „strefa frontowa” przebiega przez kraje śródziemnomorskie. Do nas docierają jedynie dalekie echa tej podziemnej bitwy. Odgłosy są zwykle tak słabe, że ludzie ich nie zauważają. Czasami jednak grunt w wyniku naturalnego wstrząsu (są też te związane z pracami górniczymi) zadrży na tyle intensywnie, że zakołyszą się żyrandole w domach. A z danych historycznych wynika, że raz na kilkaset lat drgawki, które zsyła natura - głównie na południu Polski - mogą nawet uszkadzać domy. Poza tym zazwyczaj jest bezpiecznie.