Mi okozza a földrengést, és mi történik ilyenkor?

Kedden, nem sokkal fél egy előtt Magyarország déli és nyugati felén, de a fővárosi épületek felsőbb emeletein is földrengést érezhettünk. Magyarországon ez nem példa nélküli, de ilyen, az ország nagy részén érezhető méretű ebből a jelenségből ritkán, 1-2 évtizedenként adódik. A mostani rengés kipattanása nem is hazánkhoz, hanem Horvátországhoz, annak is inkább a bosnyák határhoz közelebbi részéhez kapcsolódik; ha mégis Budapestig, Szegedig, Szombathelyig lehetett érezni, akkor az bizony térségünkben szokatlanul nagy volt.

Földünknek csak a felszínét fedi olyan szilárd kőzet vagy üledék, mint amivel a hegyekben vagy az alföldeken találkozunk; ahogy lefelé haladunk, a hőmérséklet egyre nő. Néhány tíz vagy egy-kétszáz kilométert haladva lefelé, a kőzet már nem szilárd, bár annyira nem is folyékony, mint, mondjuk, a víz; inkább az ikrás mézhez hasonlíthatjuk, bár annál is sokkal-sokkal lassabban képes folyni.

Lassan ugyan, de ezen a rétegen, amelyet asztenoszférának nevezünk, a szilárd kőzetburok „úszni” képes. Ami számunkra még fontosabb, hogy ez a kőzetburok nem egységes, hanem kisebb-nagyobb „lemezekre” töredezett, amelyek mintha jégtáblák lennének a tavon, egymáshoz képest is mozognak, összeütköznek, újak keletkeznek, vagy egyszerűen csak elcsúsznak egymás mellett. A mozgás sebessége változó, nagyságrendje maximum 1–6 centiméter évente, amelyet azonos pontokra telepített nagy pontosságú GPS-műszerekkel követni is tudunk.

A Kárpát-medence tágabb térségében is van ilyen „ütközés”: az Adriai-tenger alatti kőzetburokrész, bármilyen meglepő, az Afrikát is hordozó kőzetlemez része, amely itt, Horvátország és Szlovénia hegyeiben és Észak-Olaszországban ütközik Eurázsia kőzetlemezével. Az ütközés miatt a térség egyes pontjai más és más sebességgel haladnak, a GPS-mozgásvizsgálat eredményeit ezen az ábrán láthatjuk:

Az ábrán azt láthatjuk, hogy az Adria és partvidéke viszonylag gyorsan, évente akár 4 millimétert is mozog észak-északkelet felé, és Magyarország keleti határáig ez a sebesség „elfogy”. A horvát hegyvidék így mintegy „rátorlódik” a medence belsejére; ahol a sebesség változása nagy, ott ez feszültségként felhalmozódik a kőzetekben. Az elmozdulás vagy folyamatos – ekkor észre sem vesszük, olyan lassú –, amikor viszont bármi miatt megakad, és ez a megakadás évtizedekig fennáll, több deciméteres vagy – térségünkre már nem jellemzően – többméteres elmozdulások gyorsan, gyakorlatilag véletlenszerűen történnek meg.

A földrengés helyén, ott bent a kőzetburokban, jellemzően törés történik, leggyakrabban egy már korábban is rengést okozó törésvonal mentén jön létre az elmozdulás. 

Amikor a törésvonal mentén a kőzetek hirtelen elmozdulnak, óriási energia szabadul fel; a felszabaduló energia nagyságrendjére a földrengés magnitudója utal (régebben ezt fejezték ki a Richter-skálán, ma inkább az ún. momentummagnitudót használják, de a lényeg ugyanaz).

Az eggyel nagyobb magnitudójú rengésnél felszabaduló energia 32-szer, a kettővel nagyobbnál 1000-szer több; a kedd kora délutáni nagy rengés Horvátországban M=6,4 magnitudójú volt, amelyet egy órával később egy M=4,4-es követett; a felszabaduló energiák különbsége ezerszeres volt. A magnitudó minden rengés esetén egyetlen szám.

Az intenzitási skálát régebben „Mercalli-skála”-ként említették, mi térségünkben az európai makroszeizmikus skálát használjuk (sok különbség ezek között sincs). Az intenzitás változását térképen is be lehet mutatni:

A keddi horvátországi földrengés intenzitása: a vonalak az „azonos mértékben megrázott” pontokat kötik össze. Az igazán komoly hatás természetesen Horvátországban és Bosznia északi részén jelentkezett, de a földmozgás hazánk nagy részén is érezhető volt; a sárga színek már épületkárokat jeleznek.

Még két dolgot érdemes tudni egy földrengéstől: a felszínnek az a pontja, amely épp a kőzet töréspontja felett van, az epicentrum; általában itt a legnagyobb a rengés intenzitása; a mostani rengés esetén ez a horvátországi Petrinja település mellett van; itt keletkeztek a legnagyobb károk. A kipattanás mélységét fészekmélységnek nevezzük; kedden ez kb. 10 kilométer volt, amely térségünkben átlagosnak számít. Minél kisebb a fészekmélység, annál nagyobb a felszíni hatás az epicentrumban, viszont annál jobban csökken attól távolodva.

Mi is ez a hatás? A földrengések energiáját rugalmas hullámok közvetítik a földben, és ezek nagyobb, felületi hullámokat keltenek a föld felszínén; ez utóbbiakat vesszük észre, és ezek okozzák a pusztítást is. Aki kedden himbálózó mozgást észlelt, az ez a felületi hullám volt, ahogy belengette az épületet. Az épületkárokat épp az ilyen, hosszabb és a ház saját lengési periódusa közelébe eső hullámzás okozza, ami ellen az épületszerkezet merevítésével, a saját lengési periódus lerövidítésével védekezhetünk.

A kötelező kérdés az, hogy előre jelezhetők-e a földrengések? A kötelező válasz az, hogy jelenlegi ismereteink szerint nincs erre alkalmas módszer, bár kutatások – elsősorban az elektromágneses tér vizsgálatával – folynak ebben az irányban. Arra azonban jó ideig nem számíthatunk, hogy a rádió bejelentse, „ma este 7 óra előtt földrengés várható, tegyék meg az előkészületeket”. Azt viszont, hogy egy adott területen milyen gyakorisággal fordul elő egy bizonyos földrengés-intenzitás, meg lehet becsülni. A földrengésbiztonsági térképek (szeizmikus zónatérképek) részben a korábban észlelt rengések adatain, részben pedig további geológiai ismereteken alapulnak, és fontos szerepet töltenek be az építkezéseken alkalmazandó szabványok megválasztásában vagy fontosabb objektumok (pl. a paksi atomerőmű) tervezésében.

(forrás: www.georisk.hu/Maps/EC8_zones_A4.jpg )

Ebből az látható, hogy hazánkban a legnagyobb földrengés-intenzitásra a Balaton keleti végétől Komáromig húzódó sávban számíthatunk. 1763-ban épp Komáromban észlelték Magyarország legnagyobb, a mostani horvátországival összevethető magnitudójú földrengését, amelynek epicentruma a mai határ közvetlen közelében, a Csallóközben volt. Ebbe a sávba esik a közelmúlt két emlékezetesebb hazai rengése, a 2011-es oroszlányi (M=4,8) és az 1985-ös berhidai (M=5,2) is. Nagykanizsa térségének enyhén magasabb veszélyeztetettsége épp a horvátországi rengések hazai hatásával magyarázható. Az igazán nagy rengések világszerte nem térségünket jellemzik: azok az ütköző kőzetlemezek határain (pl. Japán, Chile, Indonézia) szoktak kipattanni.

Aki pedig gimnazistaként pályaválasztáson gondolkodik, és a földrengésekkel kapcsolatban ennél sokkal több részletre kíváncsi, szeretettel várjuk jelentkezését az ELTE földtudományi alapképzési szakára.

A szerző egyetemi tanár, az ELTE TTK Geofizikai és Űrtudományi Tanszék vezetője.