Új módszerrel jelezhetik előre a földrengéseket egy európai szupervulkánnál

Nápoly közelében található Európa egyik legszorosabban megfigyelt vulkáni területe, a Campi Flegrei. A hatalmas kaldera környékén az elmúlt években egyre gyakoribbá váltak a földrengések, miközben a felszín is folyamatosan emelkedik.

A kutatók most egy új előrejelzési módszert dolgoztak ki, amely több mint egy évszázad felszínmozgási adatait kapcsolja össze a földrengések fizikájával. A modell tesztelése során képes volt megbecsülni, hogy a következő hetekben körülbelül hány földrengés következhet be, valamint azt is, mekkora lehet közülük a legerősebb.

A módszer nem azt mondja meg, hogy pontosan melyik napon és hol következik be egy földrengés. Ehelyett valószínűségi előrejelzést ad, ami fontos új eszköz lehet a térség szeizmikus kockázatának felmérésében.

Több mint 120 év adatait vizsgálták

A Campi Flegrei nem hagyományos, kúpos vulkán. Egy hatalmas, részben lakott vulkáni kalderáról van szó, amely körülbelül 10 kilométerre fekszik Nápolytól.

A térség felszínének magasságát már 1905 óta mérik. Az adatok alapján Pozzuoli környéke 1905 és 1950 között több mint egy métert süllyedt, majd a folyamat megfordult.

Jelentős felszínemelkedést figyeltek meg 1950 és 1952, 1969 és 1972, valamint 1982 és 1984 között. Utóbbi időszakban a földrengések olyan intenzívvé váltak, hogy ideiglenes kitelepítésekre is sor került.

2005 óta ismét több mint egy métert emelkedett a felszín, és ezzel párhuzamosan a szeizmikus aktivitás is erősödött.

Mintha a földkéreg „emlékezne” a korábbi terhelésre

A kutatók egyik legérdekesebb felismerése az volt, hogy az erőteljesebb földrengéses időszakok akkor kezdődtek, amikor a felszín emelkedése meghaladta a korábbi rekordértéket.

1970 februárja és 1971 októbere között például mintegy 2600 földrengést rögzítettek, miután a felszín túllépte az előző emelkedési csúcsot.

Hasonló jelenséget figyeltek meg később is. A legalább 3-as magnitúdójú földrengések 1983-ban jelentek meg újra, miután az emelkedés meghaladta az 1972-es maximumot. 2022-ben pedig ismét erősebb rengések kezdődtek, amikor a felszín túllépte az 1984-ben mért csúcsot.

A jelenség hasonlít az anyagtudományból ismert Kaiser-effektushoz. Laboratóriumi körülmények között egy kőzet gyakran csak akkor kezd újra intenzíven repedezni, amikor a rá nehezedő feszültség meghaladja azt a maximumot, amelyet korábban már átélt.

A kutatás alapján úgy tűnik, hogy a Campi Flegrei alatti földkéreg is őriz valamilyen „emléket” a korábbi terhelésről.

A földrengések újabb földrengéseket indíthatnak el

A felszín emelkedése azonban önmagában nem magyarázta meg a térségben jelentkező földrengésrajokat.

A kutatók ezért az 50 legnagyobb helyi földrengés körüli szeizmikus aktivitást is megvizsgálták. Azt találták, hogy a nagyobb eseményeket követően egyértelműen több kisebb rengés történt, mint előttük.

Vagyis a földrengések egy része további földrengéseket válthat ki. Az aktivitás az idő múlásával fokozatosan csökken, hasonlóan a hagyományos utórengésekhez.

Az új modell ezért két folyamatot kapcsol össze. Az egyik a felszín deformációjából és a kőzetekben felhalmozódó feszültségből becsüli meg a háttérben várható szeizmikus aktivitást, a másik pedig figyelembe veszi a földrengések egymásra gyakorolt hatását.