Οταν κοπάζει η «βροχή ηλεκτρονίων» γίνεται σεισμός

Στο Εργαστήριο Ηλεκτρομαγνητισμού και Διαστημικής στην Ξάνθη, όπου προΐσταται ένας ιερέας - διαστημικός φυσικός, ανακάλυψαν πως όταν μειώνεται σταδιακά η ηλεκτρονική καταιγίδα που «χτυπάει» τον «παρατηρητή» δορυφόρο τους, ακολουθούν σεισμικές δονήσεις

ΤΟΥ ΓΙΩΡΓΟΥ ΑΠΟΣΤΟΛΙΔΗ

Για πρώτη φορά διεθνώς, Eλληνες επιστήμονες ανακάλυψαν χαρακτηριστικές μεταβολές που προηγούνται για διάστημα αρκετών ημερών πριν από μεγάλους σεισμούς. Μέσα στο εργαστήριο Ηλεκτρομαγνητισμού και Διαστημικής στην Ξάνθη, μια ομάδα Ελλήνων επιστημόνων μελετούσαν προσεκτικά τη «βροχή των ηλεκτρονίων», στο ύψος του γαλλικού δορυφόρου DEMETER, με τον οποίο συνεργάζονται. Οταν η ηλεκτρονική καταιγίδα σταδιακά έχανε την έντασή της, η επιστημονική ομάδα στην Ξάνθη έβλεπε επανειλημμένα ότι ήταν θέμα χρόνου να εκδηλωθεί σεισμός

Χαρακτηριστικές περιπτώσεις είναι οι πρόσφατοι καταστροφικοί σεισμοί στην Αϊτή, τη Χιλή, την Κίνα το 2009, αλλά και στην Ελλάδα, όπως στα Κύθηρα το 2006 (M=6,8 Ρίχτερ) και στην Ανδραβίδα το 2008 (Μ = 6,5 Ρίχτερ). Μια ερευνητική προσπάθεια ετών επιτυγχάνει να ανοίξει ένα νέο παράθυρο στην έρευνα της πρόβλεψης σεισμών.

Το πιο σημαντικό αποτέλεσμα από την έρευνα είναι μια χαρακτηριστική χρονική μεταβολή στην ένταση πρόσπτωσης ηλεκτρονίων από πολύ μεγάλα ύψη από τις ζώνες Βαν Αλεν προς την ανώτερη Ιονόσφαιρα.

«Το φαινόμενο που παρατηρείται μοιάζει σαν μια ‘βροχή’ ηλεκτρονίων, που αρχίζει με αυξανόμενη ένταση αρκετές ημέρες πριν από τον σεισμό και στη συνέχεια γίνεται ηπιότερη, μέχρι που σταματάει απότομα: μετά ακολουθεί ο σεισμός. Προηγούνται αρκετά χαρακτηριστικά σήματα, αλλά το απολύτως κρίσιμο χρονικό διάστημα είναι όταν στην ανώτερη Ιονόσφαιρα και στις ζώνες ακτινοβολίας θα επικρατούσε ξαφνικά νηνεμία...» εξηγεί ο π. Γεώργιος Αναγνωστόπουλος.

Ο ιερέας-διαστημικός φυσικός, ως αν. καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών του Δημοκρίτειου Πανεπιστήμιου, είναι ο υπεύθυνος του προγράμματος. Ο ιερέας υπηρετεί παράλληλα την επιστημονική γνώση μέσα από τη διαστημική φυσική, η οποία αποτελεί το κύριο ερευνητικό του πεδίο.

Πρόκειται για την πρώτη φορά που η επιστημονική προσέγγιση για την πρόγνωση των σεισμών προέρχεται από μετρήσεις στο διάστημα και όχι από τη Γη ή την ατμόσφαιρα και το ιδιαίτερο πλεονέκτημα είναι ότι λαμβάνεται πληροφορία για την εξέλιξη ενός σεισμού σε οποιοδήποτε μέρος της Γης, που ενδεχομένως μπορεί να είναι απομακρυσμένο από επίγειους σταθμούς.

Ενα μεγάλο βήμα για την πρόγνωση των σεισμών έγινε από Ελληνες επιστήμονες, στο Πανεπιστήμιο Θράκης, που έχει μεγάλη παράδοση στη διαστημική έρευνα. Διευθυντής του Εργαστηρίου Ηλεκτρομαγνητισμού και Διαστημικής, με σημαντική επιστημονική παρουσία, είναι ο καθηγητής και ακαδημαϊκός κ. Ε. Σαρρής.

Η επεξεργασία, ανάλυση και ερμηνεία των μετρήσεων του DEMETER γίνονται από το 2004. Κατάλληλο λογισμικό δόθηκε εν μέρει από τη γαλλική πλευρά, ενώ σε μεγάλο βαθμό κατασκευάστηκε στο Εργαστήριο από μεταπτυχιακούς φοιτητές του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (Β. Ρήγα, Ε. Βασιλειάδη και Ν. Σιδηρόπουλο).

Το τελευταίο εξάμηνο οι επιστήμονες του Εργαστηρίου Ηλεκτρομαγνητισμού και Διαστημικής άρχισαν να δοκιμάζουν τη μέθοδό τους με άμεση ανάλυση των μετρήσεων που διετίθεντο από τον DEMETER. Οι σεισμικές δονήσεις που ακολούθησαν ήταν για άλλη μια φορά η επαλήθευση των επί χρόνια ερευνών τους, καθώς από το 2004 επεξεργάζονται τα στοιχεία από τη βροχή των ηλεκτρονίων, που πάντα προηγείται μεγάλων σεισμών.

Τα στοιχεία και τα σήματα του δορυφόρου DEMETER που αναλύονται έχουν δείξει κατ’ επανάληψη ότι η φύση προειδοποιεί κάποιες ήμερες πριν εκδηλωθεί ο σεισμός, σύμφωνα και με άλλου είδους παρατηρήσεις που έχουν ανακοινωθεί από το νέο επιστημονικό κλάδο του «σεισμοηλεκτρομαγνητισμού».

Το διαστημικό... βαν

Ανιχνεύει σήματα 710 km από την επιφάνεια της Γης

Η αποστολή DEMETER (Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions) προτάθηκε από το Εργαστήριο Φυσικής και Χημείας του Περιβάλλοντος στην Ορλεάνη της Γαλλίας, που έχει και την κύρια ευθύνη της αποστολής. Tο Εθνικό Κέντρο Διαστημικών Σπουδών (CNES) της Γαλλίας είναι υπεύθυνο για τη συνολική λειτουργία της αποστολής DEMETER, μαζί με το Τεχνολογικό Κέντρο Διαστημικών Αποστολών.

Ο γαλλικός δορυφόρος εκτοξεύθηκε από το κοσμοδρόμιο Μπαϊκονούρ στο Καζακστάν στις 29 Ιουνίου 2004, εκτελεί καθημερινά 14 τροχιές και καταγράφει, μεταξύ άλλων φυσικών φαινομένων, και τη βροχή ηλεκτρονίων σε όλο σχεδόν τον πλανήτη, και φυσικά και στην περιοχή της Ελλάδας.

O κύριος στόχος της αποστολής είναι η ανίχνευση ηλεκτρομαγνητικών σημάτων στον εγγύς διαστημικό χώρο στα 710 χλμ από την επιφάνεια της γης, που σχετίζονται με σεισμούς και άλλα φυσικά και ανθρωπογενή φαινόμενα, όπως είναι οι ηφαιστειακές εκρήξεις, οι κεραυνοί, τα «τσουνάμι» και η ανθρώπινη δραστηριότητα (πομποί ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, κυρίως στρατιωτικοί, για την πλοήγηση υποβρυχίων).

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ

Τελευταία «προειδοποίηση» έως 2 ώρες πριν από τον σεισμό

Στα μέσα Απριλίου σε μια μικρή αίθουσα συνεδρίων του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, είχαν συγκεντρωθεί κορυφαίοι Ελληνες επιστήμονες, ειδικοί στη μελέτη σεισμικών φαινομένων, για να παρακολουθήσουν μια ομιλία με εξαιρετικό ενδιαφέρον. Θέμα: «Δορυφορικές παρατηρήσεις ηλεκτρονίων των ζωνών Βαν Αλεν στην ανώτερη Ιονόσφαιρα και η έρευνα για την πρόβλεψη σεισμών».

Στη θέση του ομιλητή ήταν ένας ιερωμένος ως συντονιστής του προγράμματος, ο π. Γεώργιος Αναγνωστόπουλος, που παρουσίασε τα πρόσφατα αποτελέσματα της έρευνας.

Ο π. Γεώργιος Αναγνωστόπουλος παρουσίασε μετρήσεις ηλεκτρονίων από τον DEMETER, που δείχνουν

α) σε πρώτη φάση μια αύξηση στην ένταση ροής των ηλεκτρονίων μερικές ημέρες πριν τον σεισμό,

(β) μια μείωση σε δεύτερη φάση και

(γ) τελικά, ένα τοπικό ελάχιστο (μερικές ώρες) γύρω από τον χρόνο του σεισμού.

Παρουσιάζεται δηλαδή ένα σταθερό μοντέλο συμπεριφοράς στη χρονική εξέλιξη της έντασης των ηλεκτρονίων που προσπίπτουν πάνω στον δορυφόρο από μεγαλύτερα ύψη, που θα μπορεί να εξελιχθεί -ύστερα από συμπληρωματικές έρευνες- σε πρόβλεψη.

Η μελέτη των σημάτων μέχρι στιγμής έχει δείξει ότι η βροχή ηλεκτρονίων εμφανίζεται αυξανόμενη, κορυφώνεται και πέφτει σταδιακά σε χρονικό διάστημα από περίπου πέντε έως δεκαπέντε ημέρες. Αντίστοιχα την ημέρα που γίνεται ο σεισμός η παύση της ηλεκτρονικής «βροχής» σημειώνεται λίγες ώρες πριν το γεγονός. Ο κρίσιμος χρόνος της παύσης, που θα μπορούσε να είναι μια «τελευταία προειδοποίηση», κυμαίνεται από περίπου 2 έως αρκετές ώρες πριν από τον σεισμό.

Αν και το κύριο εύρημά μας είναι μια σταθερή συμπεριφορά των ηλεκτρονίων και μια συγκεκριμένη χρονική εξέλιξη της ηλεκτρονικής ‘βροχής’, η έρευνά μας για τον κατά το δυνατόν ακριβέστερο υπολογισμό του επικέντρου και το μέγεθος του σεισμού είναι σε εξέλιξη» λέει ο ιερέας-καθηγητής.

«Καθώς είμαστε ακόμη σε πρώιμο στάδιο σ’ αυτή την ερευνητική κατεύθυνση, μια δήλωση για την ακρίβεια/αβεβαιότητα υπολογισμού αυτών των κρίσιμων στοιχείων δεν ενδείκνυται να γίνει αυτή τη χρονική στιγμή, διότι θα μπορούσε είτε να υπερεκτιμήσει είτε να αδικήσει τις δυνατότητες της αναπτυσσόμενης μεθοδολογίας.

Είμαστε ακόμα στην πρώτη φάση της έρευνάς μας, όπου επιχειρούμε να επισημάνουμε όλα τα χαρακτηριστικά σήματα που μοιάζουν με προσεισμικά, αλλά που προέρχονται από άλλες αιτίες (π.χ. επίγειοι πομποί, κεραυνοί).

Το επόμενο στάδιο της έρευνας θα στηριχθεί στα εν εξελίξει συμπεράσματα από την α’ φάση του ερευνητικού προγράμματος και αφορά το σημαντικότατο πρόβλημα της εκτίμησης της πιθανότητας πρόβλεψης του σεισμού και των κύριων χαρακτηριστικών του».

Ο δορυφόρος καταγράφει και στέλνει δεδομένα συνεχώς, με εξαίρεση τις περιόδους που είναι «κλειστός», όταν περνά από τους πόλους. Η «βροχή ηλεκτρονίων» είναι συνεχής για αρκετές ημέρες.

«Οι καταγραφές όμως από τον δορυφόρο έχουν διάρκεια έως 3 λεπτά, όσο ο δορυφόρος βρίσκεται πάνω από το επίκεντρο και σε άλλες συγκεκριμένες περιοχές όπου τα σωματίδια μεταφέρονται για φυσικούς λόγους.

Για παράδειγμα, μπορεί σταδιακά να καταγράφονται από ημέρα σε ημέρα 10, 15, 30, 20, 10 επεισόδια, και την ημέρα του σεισμού καταγράφονται 1-2, και, τοπικά, στην περιοχή πάνω από το επίκεντρο μηδενίζονται», μας εξηγεί ο κ. Ε. Βασιλειάδης, μεταπτυχιακός φοιτητής-συνεργάτης της ομάδας

Η μεγάλη ερευνητική πρόοδος έγινε όταν στο Εργαστήριο έλαβαν σε ειδική μορφή το σύνολο των μετρήσεων ηλεκτρονίων που είχαν καταγραφεί έως το 2008. H στατιστική ανάλυση έδωσε τελικά τη βεβαιότητα στους ερευνητές ότι βρίσκονται σε καλό δρόμο.

Σε αρκετές περιπτώσεις προβλέπουν τη χρονική έλευση του σεισμικού φαινομένου πριν εκδηλωθεί, αλλά προς το παρόν χρησιμοποιούν τα συμπεράσματά τους για βελτίωση της μεθόδου τους.

«Χρειάζονται πολλά ακόμη θεωρητικά θέματα να μελετηθούν και, επιπλέον, η ύπαρξη όχι ενός μοναδικού, αλλά ενός σμήνους μικροδορυφόρων, και μάλιστα με δυνατότητα real-time ανάλυσης των μετρήσεων, για να ελπίσουμε σε μια πολύ υψηλής βεβαιότητας πρόβλεψη» σημειώνει ο π. Γεώργιος Αναγνωστόπουλος και εκτιμά ότι, εάν υπάρξει ενίσχυση της διεθνούς συνεργασίας ερευνητικών ομάδων, ειδικών σε διαφορετικές μεθόδους ανάλυσης ηλεκτρομαγνητικών προσεισμικών σημάτων και πολιτική βούληση, μπορεί να επιτευχθεί μια ικανοποιητική πρόβλεψη (χρόνος, επίκεντρο, μέγεθος σεισμού) τουλάχιστον μερικών ειδικών κατηγοριών μεγάλων σεισμών μέσα στα επόμενα χρόνια.

ΠΗΓΗ ΕΘΝΟΣ