Daleko ispod medijskog radara u utorak je na IRB-u održano vrlo zanimljivo predavanje o globalnoj seizmologiji, koje je održao jedan od vodećih svjetskih stručnjaka na tom području, profesor Hrvoje Tkalčić, redoviti profesor i voditelj Odsjeka za geofiziku na Australskome nacionalnom sveučilištu u Canberri.
Iako je globalna seizmologija fascinantna tema, nalazimo se tek u fazi otkrivanja Zemljine duboke unutrašnjosti, poručio je profesor Tkalčić. Volumetrijska pokrivenost infrastrukturom koja bi pratila globalnu seizmičku aktivnost i otkrila nam više detalja o najdubljoj unutrašnjosti Zemlje, zasad je nesavršena, a to se može riješiti ili inovativnim korištenjem postojećih podataka ili proširenjem opservacijske infrastrukture (instrumenata i senzora).
Slika Zemljine duboke unutrašnjosti koja se nazire zasad je još uvijek mutna, no Tkalčić kaže da polako dobivamo uvid u svijet kompleksne strukture i dinamike koju tek treba otkriti i u potpunosti razumjeti.
Sveti gral globalne seizmologije
Prije više od 80 godina postavljena je hipoteza da je unutrašnja jezgra Zemlje u čvrstom stanju kao rezultat faznog prijelaza željeza pri visokim temperaturama i tlakovima. Iz toga proizlazi da bi smicajni seizmički valovi u unutrašnjoj jezgri (J valovi) trebali postojati. Nekoliko je opažanja J valova objavljeno u stručnoj literaturi, međutim znanstvena zajednica ostala je podijeljena oko njihove vjerodostojnosti zbog malih amplituda i nedoslijednosti u njihovu pojavljivanju nakon velikih potresa.
Zbog toga su seizmolozi opažanje kompresijskih valova koji se pri ulasku u unutrašnju jezgru pretvaraju u smicajne, a pri izlasku ponovo u kompresijske valove (PKJKP valovi), nazvali Svetim gralom globalne seizmologije.
Zemljino korelacijsko polje kao ključ
Ipak ta osamdesetogodišnja potraga skrenula u pomalo neočekivanom smjeru. Naime, nakon istraživanja i teorijskog razumijevanja te relativno nove paradigme, Zemljinog korelacijskog polja, Tkalčić kaže kako su primjenjene nove spoznaje i metode na kontinuirane zapise gibanja tla i pokazali postojanje J valova u Zemljinoj unutrašnjoj jezgri. Korelacijsko valno polje potresa je apstraktno polje koje nastaje korelacijom (sličnošću) zapisa gibanja zabilježenih na velikom broju seizmografa satima nakon velikih potresa. To je matematička manifestacija seizmičkog valnog polja, a Tkalčić i njegovi kolege predložili su mehanizam za formiranje tog valnog polja baziran na teoriji zraka.
Prva uspješna aplikacija pokazala je postojanje ranije spomenutih posmičnih (J) valova u unutrašnjoj jezgri Zemlje. Druge aplikacije ukljljučuju proučavanje strukture kompresijskih i posmičnih valova u unutarnjoj Zemljinoj jezgri, globalna tomografija koja uključuje unutarnju i vanjsku Zemljinu jezgru te Zemljin plašt, te u konačnici i proučavanje planetarnih interijera u budućim planetarnim svemirskim misijama.
Iz opažanja J valova, iz kojih slijedi da je unutrašnja jezgra Zemlje u čvrstom stanju, određena su i njezina smicajna svojstva, koja su korisna u mineralnoj fizici i geodinamici.
Širenje mreže mjernih instrumenata
Profesor Tkalčić se u drugom dijelu svojeg predavanja osvrnuo na proliferaciju seizmografa u zabačenim dijelovima australskog Outbacka te zašto baš tako daleka i nenaseljena mjesta, podalje od rubova litosfernih ploča i velikih potresa, imaju presudnu važnost za globalnu seizmologiju.
Proliferacija seizmografa po čitavom planetu dovela nas je i na oceansko dno, u Južni polarni ocean, na pola puta između Tasmanije i Antarktike, istaknuo je Tkalčić.
Tamo su Tkalčić i njegovi kolege postavili seizmografe na dno oceana u namjeri da istraže najveće podvodne potrese na Zemlji, koji nisu povezani s aktivnom subdukcijom. Međutim, izrađujući batimetrijsku kartu tog, još neistraženog dijela oceanskog dna, otkrili su i ogromno podvodno klizište duž grebena Macquarie – najstrmije prirodne prepreke na površini Zemlje.
Japanci imaju više mjernih instrumenata oko svakog vulkana nego što ih ima čitava seizmološka služba u Hrvatskoj
Odgovarajući na pitanje iz publike o optimalnoj gustoći mreže instrumenata za mjerenja i praćenje seizmoloških aktivnosti te proučavanje Zemljine jezgre, Tkalčić nije mogao dati jedinstven odgovor.
To ovisi o problemu kojeg pokušavate riješiti, poručio je. Na primjeru Amerikanaca i pokrivenosti sjevernoameričkog kontinenta, Tkalčić je rekao kako su oni postavili po jedan mjerni instrument na svakih 70 kilometara, što je bilo dovoljno da se kvalitetno pokrije čitava Sjeverna Amerika.
To je dovoljno za kontinentalnu skalu, možda svikih 100 kilometara, rekao je.
Ako ćete istraživati nekakav rasjed ili nešto lokalno, onda to treba biti puno gušće, odnosno trebaju vam instrumeni duž tog rasjeda, dodaje Tkalčić.
Tkalčić je istaknuo i zanimljivost da Japanci imaju više mjernih instrumenata oko svakog vulkana nego što ih ima čitava seizmološka služba u Hrvatskoj.
No na pitanje trebamo li i mi u Hrvatskoj imati tako guste mreže instrumenata i senzora, Tkalčić odgovara da mi nismo Japan ili Kaliformnija te da kod nas (srećom) potresi nisu takve razorne razine.
Stečeno znanje seli i na druge planete
U konačnici, oboružani napretkom na polju globalne seizmologije i spoznajama o unutrašnjosti vlastitog planeta, istraživanja su krenula i s nizom misija na druge planete, na kojima će biti postavljeni seizmografi i drugi mjerni uređaji. Na tim novim podacima će se primjenjivati geofizičke metode koje smo usavršavali na Zemlji, u našem najvećem prirodnom laboratoriju, naglasio je profesor Tkalčić.
Jesmo li postali preosjetljivi na potrese?
U razgovoru s profesorom Tkalčićem, upitali smo ga jesmo li mi u Hrvatskoj, obzirom na broj snažnih nedavnih potresa (Zagreb, Petrinjsko područje, itd.) postali preosjetljivi na pojavnost potresa ili ih trenutno doista i ima puno pa otud i povećana osjetljivost.
Vjerojatno se to može svesti na pitanje mijenja li se seizmička aktivnost s godinama i jesmo li mi sad postali preosjetljivi, odnosno jesu li potresi učestaliji sad nego prije 40-ak godina. Kratki odgovor je - ne", kaže Tkalčić.
"Tek treptaj oka..."
Pojašnjava i zašto, na primjeru dužine ljudskog života u odnosu na geološki život Zemlje.
Ljudski život je tek jedan treptaj oka u geološkom životu Zemlje. Zemlja je u tom razdoblju, duljem od četiri milijarde godina, imala globalne fenomene, poput konvekcije u plaštu Zemlje (poput kipuće juhe u loncu, objašnjava), ali se sve to odvija na geološkoj vremenskoj ljestvici. Ta konvekcija se odvija brzinom od tek nekoliko centimetara godišnje. To je otprilike brzina rasta noktiju na ruci. To znači da se cijeli plašte Zemlje zapravo reciklira u ciklusima od nekoliko stotina milijuna godina, kaže Tkalčić.
Napominje da su potresi s nama već stotinama milijuna godina i da mi ne možemo otkriti promjene u seizmičkoj aktivnosti za vrijeme jednog ljudskog života.
Stvarnu promjenu unijela je - tehnologija
Ipak, dodaje da je ono što se promijenilo i što pridonosi povećanom osjetu potresa, zapravo tehnologija.
Mi sad imamo više instrumenata i senzora i ti svi instrumenti i senzori sad bilježe više potresa nego što je to bio slučaj već i prije desetak godina, naglašava Tkalčić.
Godišnje se u čitavom svijetu zabilježi između pola milijuna i milijun potresa. Prije 50 godina, dok nismo imali ovoliko tehnologije, možda smo znali za tek samo 10 posto njih, dodaje.
Poručuje da potresa ima i da ih je uvijek i bilo, ali da smo se mi možda kao društvo promijenili.
Informacija ima više, prenose se brže i teško je sve pohvatati i mislim da je to možda jedan od razloga zašto smo možda sad hiperosjetljivi na potrese, kaže profesor Tkalčić.
Treba li Hrvatska još mjernih instrumenata i gdje?
Upitali smo profesora Tkalčića, obzirom na povećanu seizmičku aktivnost na našem području u posljednjih nekoliko godina, treba li se u Hrvatskoj postaviti još instrumenata i senzora i gdje po njegovom mišljenju.
Kad bih bio u poziciji odlučivati, u svakom slučaju, tražio bih više instrumenata, ali onda bi se moralo imati i više stručnog kadra, koji će postaviti te instrumente i pratiti njihov rad, napominje Tkalčić.
Na pitanje proizvodi li hrvatski visokoobrazovni sustav dovoljno novih kadrova za takvo što, Tkalčić odgovara, da prema njegovom mišljenju - ne.
Nisam pratio, ipak sam već 25 godina izvan Hrvatske, no čini mi se da to stagnira i da je interes za geofiziku sve manji. Smatram da je to refleksija smijera u kojem društvo danas ide, jer se u svemu traže prečaci, sažeci i zaključci. Ali mislim da je to trend svugdje. Hrvatska je u posljednjih desetak godina imala svega dva ili tri studenta na geofizici, kaže.
Jedan centar nije dovoljan
U konačnici, kaže kako smatra da Hrvatskoj jedan centar seizmološke službe ipak nije dovoljan.
Mislim da bi Hrvatska trebala imati dva centra, odnosno još jedan u Dalmaciji, možda Splitu. Kad bih imao još stotinjak instrumenata, rasporedio bi ih tako da ih stavljam na ove nedavne rasjede na kojima su se dogodili potresi. To nam treba jer se iz proučavanja naknadnih potresa, zapravo dobije informacija o geometriji tih rasjeda, odnosno koliko se oni duboko protežu u unutrašnjost Zemlje, kaže Tkalčić.
Jedini način kako da to doznamo je da na to područje stavimo više instrumenata. To je i napravljeno nakon potresa kod Petrinje, a nešto manje nakon potresa kod Zagreba, jer jednostavno nije bilo dovoljno instrumenata, dodaje.
Tkalčić, iako kaže da nema uvid u točan broj instrumenata s kojima raspolaže hrvatska seizmološka služba, smatra da nije riječ o više od stotinjak instrumenata.
|
Hrvoje Tkalčić redoviti je profesor i voditelj Odsjeka za geofiziku na Australskome nacionalnom sveučilištu u Canberri. Rođen je u Bjelovaru, a odrastao u Vinkovcima, gdje je pohađao osnovnu školu i gimnaziju.
Diplomirao je fiziku, smjer geofizika s meteorologijom, na Fizičkom i Geofizičkom odsjeku Prirodoslovno-matematičkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu 1996., a doktorirao je na Kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyju 2001. s temom unutrašnje jezgre Zemlje putem prostornih seizmičkih valova. Bio je postdoktorand na Istraživačkom institutu SCRIPPS Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu, a zatim u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Livermore. Nakon toga prelazi na Australsko nacionalno sveučilište. Od 2007. godine direktor je Opservatorija za seizmička i infrazvučna opažanja Warramunga u australskom Sjevernom Teritoriju, dijelu međunarodne mreže za praćenje i neširenje nuklearnih eksplozija sa središtem u Ujedinjenim narodima. Objavio je više od 100 recenziranih znanstvenih radova u vodećim svjetskim časopisima koristeći se seizmologijom i matematičkom geofizikom za otkrića o Zemljinoj unutrašnjoj građi i dinamici, od jezgre do kore, uključujući inovativne teorijske i metodološke radove o seizmičkom i korelacijskom polju, tektonskim i vulkanskim potresima te marsotresima. Objavio je i prvu dosad napisanu knjigu o unutrašnjoj jezgri Zemlje u izdanju Cambridge University Pressa 2017. godine. Za svoj istraživački rad dobio je inauguracijsku nagradu australskog AuScopea 2016. godine, te je zabran u članstvo Američke geofizičke unije 2020. za prijelomna otkrića. Kraljevsko astronomsko društvo u Londonu dodjeljuje mu 2022. medalju Price za prijelomna otkrića razumijevanja arhitekture Zemljina korelacijskog polja i dokaz da je unutrašnja jezgra Zemlje u čvrstom stanju. Objavljuje i popularno znanstvenu knjigu “Potresi: divovi koji se ponekad bude” u izdanju Naklade Ljevak 2022. |
