Gravitatsioonisignaalid hoiatavad lähenevate maavärinate eest ({{commentsTotal}})

Tohoku-Oki maavärina tagajärjed. Autor: Yomiuri Shimbun/AFP/Scanpix

Jaapanit 2011. aastal laastanud Tohoku-Oki maavärina ajal Maa gravitatsiooniväljas toimunud muutusi uurinud teadlased on leidnud sündmusele viitava gravitatsioonilise signaali. Sarnased jäljed võivad anda võimaluse rahva maavärina eest hoiatamiseks ammu enne purustavate seismiliste lainete saabumist.

''Kui aus olla, need andmed olid nende mürarikkust arvestades kohutavad. Praktilises mõttes ei paistnud, et nendega annab üldse midagi suurt kasulikku teha,'' iseloomustas Pariisi Diderot' ülikooli seismoloogiaprofessor Jean-Paul Montagner talle mõne aasta eest uurimiseks pakutud Itaalias asuva Virgo interferomeetri andmestikku.

Tuhandete ja miljonite valgusaastate kaugusel energeetiliste sündmuste käigus vallanduvate aegruumi võbelusi ehk gravitatsioonilaineid otsiv seade registreerib ka tuhandeid maisemat päritolu signaale. Seeläbi oletasid füüsikud, et need võiksid pakkuda huvitavat uurimisainest Maa siseehitust uurivatele teadlastele. Ehkki katse Virgo kogutud andmetest otsest kasu lõigata ebaõnnestus, viis see Montagner' uuele mõttele.

''Leidsin väga lihtsate teoreetiliste arvutuste põhjal, et Tohoku maavärin oli vähemalt teoreetilisest vaatenurgast piisavalt võimas tekitamaks pea momentaalselt kõikjal maailmas nähtava signaali. Maavärina tõttu nihkuv mass muudab gravitatsioonivälja sarnasel viisil, kui puu otsast alla kukkuv õun,'' selgitas professor. Idee iseenesest pole kuigi uus. Tavaliselt on gravitatsiooniväljas toimunud muutusi uuritud aga aastaid pärast maavärinate asetleidmist.

''Kuid seda saab teha tegelikult isegi ammu enne seda, kui purustusi tekitavatest s-lainetest varem saabuvad p-lained seismograafinõelad võnkuma panevad, mis on praeguste varajaste hoiatussüsteemide põhialuseks. Võimsate maavärinate puhul on iga sekund kriitilise tähtusega,'' märkis Montagner. Täiendav eelhoiatusaeg kulub ära näiteks elektrijaamade seiskamiseks, liftide peatamiseks ja autode tee äärde tõmbamiseks, rääkimata tsunami eest kõrgematele küngastele pagemisest.

Maavärinatele viitav signaal on vaevumärgatav. ''Tohoku maavärina puhul pidime selle epitsentrist 500 kilomeetri kaugusel asuvas mõõtejaamas tuvastama muutust, mille suurus on 10-8 m/s2. Võrdlusena on 10-8 meetrit bakteri rakumembraani läbimõõt,'' lisas geofüüsik. Jaapanist umbes 10 000 kilomeetri kaugusel asuvas Virgo detektoris oleks võinud teoreetiliste arvutuste kohaselt olnud võimalik registreerida muutust suurusega 10-10 m/s2.

Eelhoiatusaeg, mida maavärinate vallandumise praktiliselt momentaalse avastamisega võidetaks, sõltub Montagneri hinnangul tugevalt konkreetsetest oludest ja piirkonnast. ''Näiteks merepõhjas vallandunud Tohoku-oki maavärina puhul oleks olnud võimalik registreerida värinat umbes kümme sekundit enne, kui esimesed seismilised lained rannikuni jõudsid,'' tõi geofüüsik näite. Maapealsete, näiteks San Fransiscos asuva San Andrease murrangu puhul oleks võit suurem, eriti tiheasustatud piirkondades.

''Värinale viitavate p-lainete registreerimine võtab 5—10 sekundit. Selle tugevuse hindamine veelgi rohkem. Pimetsoonis pole seega mingit võimalust õigel ajal teada saada, kui võimas maavärin õigupoolest on ja vajadusel s-lainete eest põgeneda. Kui suudaksime gravitatsioonisignaali koheselt registreerida ja selle allikas leida, oleks pimetsooni raadius oluliselt väiksem,'' kinnitas Montagner.

Geofüüsik möönis, et reaalajas gravitatsioonisignaalide alusel lähenevatest maavärinatest teadasaamine on hetkel veel tulevikumuusika ja hetkel keskendutakse veel teoreetilisel tasandil arvutuste tegemisele. Hakatuseks tuleb leida kiirem ja tõhusam viis signaali alusel maavärinate tugevuse ja epitsentri leidmiseks. ''Signaali paremini mürast eristamiseks on tarvis ka täpsemaid mõõteseadmeid. Laiatarbeseadmed pole rutiinselt taoliste vaatluste tegemiseks hetkel lihtsalt piisavalt täpsed. Füüsikutel on muidugi päris häid ideid, kuhu selles osas liikuda,'' ütles Montagner. Uut tüüpi sensorite kasutusse jõudmine võtab realistlikult aga pigem viis aastat.

Geofüüsiku hinnangul oleks see siiski vaeva väärt – eelhoiatussüsteemi arendamisega ei saa kunagi minna liiga kaugele. ''Võimustruktuuride jaoks on see hiljutise (22. novembril) toimunud Jaapani maavärina näitel alaline probleem. Antud juhul andsid nad suure maavärina kartuses välja tsunami hoiatuse, kuid lõpuks tõi maavärin randa vaid meetrikõrguse ''hiid''laine. Samas teame me kõik, mis juhtus karjapoisiga, kes liiga tihti ''Hunt!'' hüüdis,'' mõtiskles Montagner.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature Geoscience.



Ühe minuti loeng: mis muudab koolilapsed õnnetuks?

Kuigi on lihtne arvata, et õpilaste mureliku meele põhjus on kooliväsimus, võib olla väsimus hoopis märk mõningatest puuduvatest õpioskustest, leiab Tallinna ülikooli haridusteaduste instituudi teadur Grete Arro.

Video: TalveAkadeemia teaduspäev

Tartus ja Tallinnas toimunud Tudengiteaduse nädal tipnes teaduskeskuses Ahhaa toimuva teaduspäevaga. Ettekandeid tudengite uurimistöödest sai jälgida ka ERR Novaatori vahendusel. Teadustööde selleaastaseks läbivaks märksõnaks oli sel aastal jätkusuutlikkus.

Energiatootjate süsinikuheitmete maht ei kasva

Maailma energiasektori süsinikdioksiidiheitmete hulk ei kasvanud mullu kolmandat aastat järjest.