Népszabadság, 1987. július (45. évfolyam, 153-179. szám)

1987-07-21 / 170. szám

TUDOMÁNY IL­L'L L'ITWZl A KUTATÓKON NEM MÚLIK, MÁR BIZTONSÁGGAL ELLENŐRIZHETŐ Földrengés vagy nukleáris robbantás? Közel másfél évig reménykedett a világ, hogy az Egyesült Államok csatlakozik a Szovjetunió által bejelentett, a föld alatti atomrobbantások egyoldalú beszüntetéséről szóló moratóriumhoz. Nem így történt: az atomcsendre még várni kell. (Mellesleg: a légköri atomrobbantások tel­jes tilalmáról szóló 1963. évi úgynevezett atomcsendegyezményhez sem csatlakozott két atomhatalom: Franciaország és Kína.) Ennek azonban nem műszaki akadályai vannak, ugyanis ma már minden eszköz megvan a föld alatti nukleáris robbantások pontos ellenőrzésére, a természetes földmozgásoktól való megkülönböztetésükre. William Colby, a CIA volt igazgatója például ez év januárjában jelentette ki az amerikai szenátus külügyi bizottsága előtt: az Egyesült Államoknak már jelenleg is rendel­kezésre állnak az eszközök ahhoz, hogy ellenőrizni tudja az atomrob­bantási kísérletek esetleges tilalmát. Ennek lehetőségeiről tartott előadást a közelmúltban Föld alatti atomrobbantások és földrengések címmel Meskó Attila tanszékvezető egyetemi tanár (ELTE Geofizikai Tanszék), aki e cikk megírásához is se­gítséget nyújtott. Már az elsőt jelezték a szeizmográfok a földrengések, ennél sokkal több is lehet. Hazánk földrengé­sei például a legsekélyebbek kö­zé tartoznak a maguk öt-tíz kilo­méter mélységű fészkeivel, de vannak olyan területek, ahol ez több száz kilométer. Az eddig mért legnagyobb mélységek hét­száz kilométer körüliek voltak. De a fészeknek nemcsak a mélysége, hanem földrajzi elhe­lyezkedése is áruló jel. A föld­rengések ugyanis általában meghatározott zónákban lépnek fel, a robbantásokat viszont la­kott területektől távoli, többnyi­re kísérleti területeken végzik. Lényeges eltérés van a rob­bantások és földrengések hul­lámképei között. Ennek oka az, hogy más a különböző típusú hullámokra jutó energia is; a robbantás azonos térhullámok esetén kisebb felületi hullámo­kat kelt, ezért azok magnitúdói­nak (a felszabaduló energia loga­ritmusa, ez olvasható le a szesz-fajta hullám magnitúdói alap­ján lehet megkülönböztetni a mográfok regisztrátumából) ará- földrengést a robbantástól, ha­nga emiatt eltérő, így épp a két- Ugyanis a két folyamat térhullá­A földrengések évezredek óta foglalkoztatják az emberiséget. A legősibb kínai feljegyzések mintegy háromezer évesek: i. e. 780-tól napjainkig szinte minden nagyobb földrengést tartalmaz­nak. Európában 17 évszázad rez­gései vannak nyilvántartva. A földmozgások tudományos igényű leírását, nagyságuk, erős­ségük jellemzését segítik a mé­résükre szolgáló­­műszerek, a szeizmográfok. Velük határozha­tó meg a többi között a földren­gések kipattanásának helye és energiája. Mivel a földfelszín alatti atom- és hidrogénbomba­robbantáskor a földrengésekhez hasonló rugalmas hullámok (fe­lületi és az annál mindig na­gyobb térhullámok) keletkez­nek, kézenfekvő, hogy a szeiz­mográfok a föld alatti atomrob­bantásokat is érzékelik. Már az első kísérleti nukleáris szerkezet — igaz, nem föld alatti — felrobbanátását (1943. július 16. Alamogordo) is jelezték a földrengéseket mérő műszerek; a robbantás időpontja épp a rez­géshullámok beérkezési ideje alapján ismert. Ugyancsak szeiz­mográfok észlelték az első hidro­génbomba robbantását (1952. október 31. Eniwetok-sziget). És ha már a történelemnél tar­tunk, még néhány adat: az 1958. július elsejétől Genfben ülésező első szakértői konferencián a megvalósítható detektálási (ér­zékelési) küszöböt húsz kiloton­­nában (ennyi hagyományos rob­banóanyag — trinitrotoluol, TNT — hatásával egyenértékű nukleáris robbanóerőben) hatá­rozták meg, azaz ezt az energia­­értéket tartották még egyértel­műen szétválaszthatónak az ak­kori szeizmográfokkal. Ma már ennél jóval kisebb energiájú robbantások is észlelhetők a kor­szerű földrengésjelző műszerek­kel. Erre azért is szükség van, mert az újfajta fegyverek kipró­bálásakor, azok beindításához csupán néhány kilotonnás rob­banásra van szükség. A világméretű standard szeiz­mológiai hálózat telepítése (je­lenleg az állomások száma száz felett van) 1961-ben kezdődött meg, az Egyesült Államok kez­deményezésére. A Szovjetunió szintén nagy érzékenységű mű­szerekkel építette ki hálózatát. Az analóg szeizmográfokkal ké­szített hullámképeket az egyes állomások megküldik egymás­nak. A földrengések és a föld alatti nukleáris robbantások el­különítését jelenleg a több állo­máson felvett rajzok, adatok többnyire manuális összehason­lításával oldják meg. Az atomrobbantások felső energiahatárát korlátozó megál­lapodást 1974 nyarán Moszkvá­ban írták alá: ez a 150 kilotonná­­nál nagyobb föld alatti atomrob­bantások beszüntetésére vonat­kozik, amit mindkét nagyhata­lom azóta be is tart, jóllehet az egyezményt a mai napig sem ra­tifikálták. 1985 augusztusában a Szovjet­unió egyoldalúan beszüntette föld alatti atomrobbantásait. Ez így a többszöri meghosszabbí­tással 1986. december 31-ig volt érvényben. Az azutáni első egye­sült államokbeli robbantást kö­vetően a Szovjetunió is folytatni kényszerült kísérleteit, de bár­mikor kész azok beszüntetésére a kétoldalú moratórium elfoga­dása esetén. Különbségek a két folyamatban A földrengés és a robbantás folyamatait összehasonlítva, azt tapasztaljuk, hogy több eltérés is­­van köztük. (1. ábra). A földren­gés nagyobb területre kiterjedő, viszonylag lassan (néhány kilo­­méter/másodperc sebességgel) terjedő felszakadás. A robbantás ezzel szemben kis térfogatban rendkívül gyors roncsolást okoz, a rugalmas hullámokat pedig megközelítőleg gömbfelület su­gározza. Más a kétféle folyamat hipo­centrumának, fészkének mélysé­ge is. A nukleáris robbantásoké néhány száz méter csupán, míg mainak magnitúdói azonosak, akkor a földrengés felületihul­­lám-magnitúdója nagyobb. (2. ábra). Kis energiáknál azonban már bizonytalanná válik a mag­nitúdó meghatározása, ezért a diagram két tengelyének met­széspontja sem nullával kezdő­dik. A robbantások és földrengé­sek elkülönítésének jelenleg leg­biztosabb kritériuma a magnitú­dók aránya. Mivel a fészekmélység, illetve annak a mérőhelytől való távol­sága és így földrajzi helyzete vi­szonylag pontosan meghatároz­ható, a regisztrátumoknak ezek az adatai a megkülönböztetést is segítik. Új lehetőségek Bár az analóg műszerekkel is megkülönböztethető már a föld­rengés a mesterséges robbantás­tól, problematikus azonban a több állomáson készített hullám­képek összehasonlítása és kiér­tékelése. Más tudományterüle­tekhez hasonlóan itt is új lehető­séget nyújt a digitális regisztrá­lás és az így kapott adatok szá­mítógépes feldolgozásának meg­jelenése. Ily módon ugyanis a teljes hullámforma figyelembe vehető és nemcsak egy-egy jel­legzetes rész, a tér- és felülethul­lám amplitúdója. Ugyancsak a korábbiaknál pontosabb és egyértelműbb a szétválasztás az ezekkel a kor­szerű berendezésekből felépített hálózatokkal. A 3. ábrán látható (Norvégiában levő) NORSAR hálózat például összesen 22 hosszú periódusú (1­20 hertzes) és 110 rövid periódusú (körülbe­lül egy hertzes) szeizmográfból áll. Az előbbiekben a tér, az utóbbiakon a felületi hullámok láthatók jól. A sok műszer pedig azért szükséges, hogy a beérke­zés ideje és a távolság jól megha­tározható legyen. Ilyen rendszerekre annál is in­kább szükség van, mert egyre több kisebb energiájú atomrob­bantásra kerül sor, és ebben a tartományban már jóval na­gyobb számú földrengés hátteré­ből kell kiválasztani azokat. A 4. ábra táblázatából látható­­a kü­lönböző energiájú földrengések átlagos évi előfordulása. A nagy energiájú föld alatti atomrob­bantások a harmadik és a negye­dik sor közötti tartományba es­nek, míg a kicsik a hetedik sortól lefelé, azaz akár több tíz- vagy százezer földrengés közül kell ki­választani a robbantást. Ez a ha­gyományos összehasonlítások­kal lehetetlen, a digitális műsze­rekkel és számítógépekkel fel­szerelt állomáshálózatokkal azonban ez sem okoz gondot: még az „elrejtett” robbantások is kiszűrhetők, szétválaszthatók a természetes mozgásoktól. Ugyancsak nehezíti az ellenőr­zők munkáját, hogy a hely és a tér­felületi hullám-magnitúdó aránymeghatározásához ismerni kell a forrás és állomás közötti térrész pontos felépítését is, ugyanis, mint azt az 5. ábra is mutatja, a Föld szerkezete erő­sen befolyásolja a hullám útját. A fentiekből egyértelműen megállapítható, hogy az atom­csend ma már nem az ellenőrzés műszaki hiányosságán múlik, hi­szen a sűrűn telepített számító­­gépes állomáshálózatokkal és a földkéreg ismeretében minden kétséget kizáróan szétválasztha­tó a természetes rengéstől akár az egy kilotonnás energiájú föld alatti nukleáris robbantás. Igaz, hogy az ilyen, ám a földrengés előrejelzését is segítő állomások körülbelül egymillió dollárba ke­rülnek, de már bár csak e pén­zen múlna az atomrobbantások beszüntetése. Magos Katalin Robbantási zóna Földrengés és robbantás folyamatainak összehasonlítása. A földrengés: nagyobb területre ki­terjedő, viszonylag lassan (néhány km­­) terjedő felszakadás. Robbantás: kis térfogatban rend­kívül gyors roncsolás, a rugalmas hullámokat közelítőleg gömbfelület sugározza. 7 0 --------1-------1---------------1---­ A FÖLDRENGÉSEK­ MAGNITÚDÓJA, ENERGIÁJA, HATÁSA Magnitúdó Száma (év átlag) Energia (Joule) Hatás (sekélyrengés, lakott terület) ‡8 0,1—0,2­­10'* katasztrofális károk ‡7,44 0,4 1017 nagy károk 7,0—7,3 15 0,04—0,2 1017 jelentős károk 6,2—6,9 100 0,5—23 10 '■ jelentős épületkárok 5,5—6,1 500 1—27 101 kisebb épületkárok 4,9—5,4 1 400 3,6—57 10'» mindenki érzi 4,3—4,8 4 800 1,3—27 101’ sokan érzik 3,5—4,2 30 000 1,6—76 10* néhányan érzik 2,0—3,4 800 000 —107 csak műszerrel érzékelhető A különböző energiájú földrengések átlagos évi előfordulása. három vagy teleszeizmikus zóna magárnyék A Föld szerkezete és a longitudinális hullámok útja. Két árnyékzóna is van, az egyik a köpeny kis sebességű rétege, a másik a földmag árnyéka. •* • 6,0 - • • • 4 . • * 2 . C * O Oi • • 1 •• • o ° ° í 5,0 ‘ ' •: o o „ „ o I • I . • * •Ol • ' - ** tPo o° °o o ° o • robbantás ° ° földrengés - Felületihullám-magnitúdó -------------L--------------1-----------------------------—i____________ 3.0 4,0 5io 6Q ■ LP hosszú periódus • SP rövid periódus Elkülönítés a térhullámok és felületi hullámok magnitúdói alapján. A jelkiemelés új eszköze: hálózatok (array) alkalmazása és az adatok roppantas és egy földrengés térhullám magnitúdói azonosak, számítógépes feldolgozása. (A NORSAR-hálózat összesen 22 hosszú a földrengés felületi hullám magnitúdója nagyobb­ periódusú és 110 rövid periódusú szeizmográfból áll.) * A 3*20******** belépő a szerencséhez is! A világ egyik legnagyobb autóversenye a Hun­­garoringen, augusztus 7-8-9-én. Jegyek kap­hatók: az Ibusz, a Cooptourist, a Magyar Autó­klub, a Volánteru, az Állami Biztosító és a Hungarocamion irodáiban, valamint a Tourin­­formnál. Őrizze meg a jegyét, mert az azon szereplő sorszám alapján, az augusztus 9-i ver­seny után, elektronikus számítógép több száz­ezer­ forint értékben nyereményeket sorsol ki a belépőjegyek tulajdonosai között. Nyereményjegyzék: szeptember 16-án a napilapokban._______

Next