Πώς να σταματήσετε έναν σεισμό

Καθώς ο πληθυσμός του πλανήτη αστικοποιείται και ο αριθμός των ανθρώπων που ζουν σε μεγαλουπόλεις σε ζώνες σεισμού αυξάνεται, η απειλή από τη σεισμική δραστηριότητα αυξάνεται. Μέχρι στιγμής αυτόν τον αιώνα, οι σεισμοί έχουν στοιχίσει 750.000 ζωές και είναι θέμα χρόνου ένας μόνος σεισμός να προκαλέσει ένα εκατομμύριο νεκρούς.

Οι σεισμολόγοι προσπαθούν να προβλέψουν τους σεισμούς για περισσότερα από 50 χρόνια και δεν είναι πιο κοντά σήμερα. Θα έλυνε όλα μας τα προβλήματα, ωστόσο, αν μπορούσαμε απλώς να τα σταματήσουμε.

Ένας πιθανός τρόπος για να γίνει αυτό θα ήταν η άντληση νερού σε ένα σφάλμα έτσι ώστε να λιπαίνει το επίπεδο σφάλματος, επιτρέποντάς του να κινείται πιο εύκολα και συχνά. Αυτό θα προκαλούσε μικρούς, μη καταστροφικούς σεισμούς, αντί να αποθηκεύει όλη την πίεση για έναν «μεγάλο».

Ωστόσο, η λίπανση σφαλμάτων είναι σε μεγάλο βαθμό μη δοκιμασμένη και τυχαία. Η διακοπή των σεισμών με αυτόν τον τρόπο είναι σαφώς πολύ μακριά και μπορεί να μην είναι ποτέ καθόλου εφικτή.

Αλλά υπάρχει ένας άλλος τρόπος χρήσης τεχνολογίας για την προστασία των κτιρίων, και αυτός είναι η θωράκισή τους από τα καταστροφικά σεισμικά κύματα. Ηγέτες σε αυτόν τον τομέα είναι ο Dr Sébastien Guenneau στο Fresnel Institute της Μασσαλίας και ο Dr Stéphane Brûlé στην εταιρεία γεωμηχανικής Ménard.

Το 2012, στους πρόποδες των Γαλλικών Άλπεων, άνοιξαν μια σειρά από γεωτρήσεις διατεταγμένες με τέτοιο τρόπο ώστε οι ιδιότητες του εδάφους άλλαξαν έτσι ώστε να αντανακλώνται τα εισερχόμενα κύματα σεισμού.

Δημιουργώντας τεχνητά σεισμικά κύματα χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι κιτ δόνησης εδάφους, μπόρεσαν να αποδείξουν ότι η σεισμική ενέργεια που διέσχιζε τη γραμμή των γεωτρήσεων μειώθηκε έως και κατά 80 τοις εκατό.

Ο Guenneau, ο Brûlé και οι συνεργάτες του προτείνουν ότι η τροποποίηση της πυκνότητας και άλλων ιδιοτήτων του εδάφους γύρω από ένα κτίριο θα μπορούσε να δημιουργήσει μια ασπίδα που εμποδίζει τα δυνητικά καταστροφικά σεισμικά κύματα να φτάσουν σε αυτό.

Και αυτό δεν είναι το τέλος. Ενώ ο Guenneau παραδέχεται ότι τα σεισμικά κύματα που αντανακλώνται από την ασπίδα μπορεί να είναι πρόβλημα, καταστρέφοντας οποιαδήποτε κτίρια βρίσκονται στο πέρασμά τους, συνεχίζει δελεαστικά αποκαλύπτοντας ότι «εξετάσαμε μια εναλλακτική λύση - τα λεγόμενα μανδύα αορατότητας για σεισμικά κύματα».

Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει άφθονη έρευνα σχετικά με συσκευές απόκρυψης που επιδιώκουν να κάνουν ανθρώπους ή αντικείμενα αόρατα λυγίζοντας το φως γύρω τους, αλλά θα μπορούσε αυτό να λειτουργήσει για τα κύματα σεισμού;

Ο Guenneau πιστεύει ότι μπορεί, και έχει ήδη επεξεργαστεί τη θεωρία. Πιστεύει ότι οι ορθά τοποθετημένοι πυλώνες από σκυρόδεμα σκαμμένοι στο έδαφος θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως αποτελεσματικός σεισμικός μανδύας και ίσως χρειαστούν μόνο κάποιες τροποποιήσεις στο σχεδιασμό των θεμελίων του κτιρίου.

Αλλά σύμφωνα με τον Guenneau, υπάρχει και ένας φιλικός προς το περιβάλλον τρόπος. "Έχω συμμετάσχει σε κάποιες εργασίες για τη μετατροπή των κυμάτων Rayleigh σε κύματα διάτμησης που διαδίδονται προς τα κάτω, χάρη σε ένα δάσος από δέντρα διαφορετικού ύψους", λέει.

Τα κύματα Rayleigh ταξιδεύουν κοντά στην επιφάνεια της Γης και όχι στο βαθύ εσωτερικό, και είναι μερικά από τα πιο καταστροφικά από όλα τα σεισμικά κύματα. Εάν τα ειδικά φυτεμένα δάση, όπως αυτά με τα οποία πειραματίζεται ο Guenneau, μπορούν να μετατρέψουν τα κύματα Rayleigh σε λιγότερο καταστροφικό τύπο κυμάτων και να τα εκτρέψουν προς τα κάτω στο έδαφος, τότε παρέχουν την τέλεια πράσινη λύση:έναν σεισμικό μανδύα που προστατεύει τα κτίρια και απορροφά άνθρακα έξω από την ατμόσφαιρα.

Στη μεγαλύτερη κλίμακα, οι μελλοντικές πόλεις θα μπορούσαν να σχεδιαστούν για να ελέγχουν τη διέλευση των σεισμικών κυμάτων μέσα από αυτές. Η σεισμική ενέργεια που ταξιδεύει μέσα από έναν αστικό χώρο μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί ως συνέπεια της μορφής και της διάταξης των ουρανοξυστών.

Σύμφωνα με ένα πρόσφατο έγγραφο των Brûlé, Guenneau και άλλων, ειδικά σχεδιασμένοι καμπύλοι δρόμοι ή συγκροτήματα κτιρίων θα μπορούσαν να οδηγήσουν τα εισερχόμενα σεισμικά κύματα, ώστε να κατευθύνονται γύρω από ευαίσθητες περιοχές της πόλης, όπως σταθμούς παραγωγής ενέργειας, νοσοκομεία, στάδια και σχολεία.

Χρειάζεται ακόμη πολλή έρευνα για να μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν αυτές οι τεχνικές για την προστασία από πραγματικούς σεισμούς, αλλά εάν αποδειχθούν επιτυχείς τότε οι επιπτώσεις είναι τεράστιες.

Πώς λειτουργεί

Τα διαχειριζόμενα δάση θα μπορούσαν να κάνουν τους σεισμούς λιγότερο καταστροφικούς

1. Ένα φράγμα από δέντρα φυτεύεται μεταξύ του κτιρίου ή της εγκατάστασης που πρόκειται να προστατευτεί και της πιθανής πηγής σεισμού.
2. Η διαχείριση του ύψους του δέντρου γίνεται έτσι ώστε το δάσος να αποκτά σχήμα σφήνας, με τα υψηλότερα δέντρα που βρίσκονται πιο κοντά στην πιθανή σεισμική πηγή και το ύψος του δέντρου να μειώνεται σταδιακά μακριά από αυτό.
3. Όταν λαμβάνει χώρα ένας σεισμός, δημιουργούνται δυνητικά καταστροφικά κύματα Rayleigh, τα οποία ταξιδεύουν κοντά στην επιφάνεια.
4. Το δάσος αντηχεί ως απάντηση στην άφιξη των κυμάτων Rayleigh, μετατρέποντάς τα σε λιγότερο καταστροφικά κύματα διάτμησης που ταξιδεύουν προς τα κάτω στο εσωτερικό της Γης, όπου δεν μπορούν να κάνουν κακό.