Att hitta ett mönster som gör det möjligt att förutsäga jordbävningar är avgörande för att kunna vara beredd.
I hjärtat av de schweiziska Alperna, mer än en kilometer under jord, gör ett team av forskare något som låter nästan vansinnigt: de framkallar riktiga jordbävningar. Och det är inte för att de vill förstöra något land, utan tvärtom: de vill förstå jordbävningar bättre för att kunna hitta ”varningar” innan de inträffar.
Just nu är det mycket mystik kring jordbävningar, eftersom man inte vet exakt hur de uppstår, vilket gör att vi inte har någon klar information om när de kommer att inträffa i ett visst område. Och det är något som är grundläggande för oss, eftersom en ”varningssignal” som varnar oss om att en jordbävning är på väg gör det möjligt för oss att varna befolkningen så att de kan skydda sig och undvika stora mänskliga och materiella förluster.
Idén
Projektet FEAR (Fault Activation an Earthquake Rupture), som leds av forskare vid ETH Zürich, försöker svara på den stora frågan: hur kan man upptäcka tecken som varslar om en jordbävning innan den inträffar?
För detta ändamål har geologer i det underjordiska laboratoriet i Bedretto borrat en tunnel som går genom en aktiv förkastning. Genom kontrollerad injicering av vatten – och snart även varmvatten – utlöser de mikrojordbävningar med en magnitud under 1. Deras mål är att med hjälp av ett tätt distribuerat nätverk av sensorer observera hur sprickorna uppstår och vilka fysiska förhållanden som utlöser dem.
Men… varför just Alperna? I detta fall är de naturliga förhållandena i Alperna idealiska för att kunna genomföra dessa experiment. Det enorma trycket från bergen på förkastningarna genererar spänningar som, vid minsta förändring, kan frigöra seismisk energi. På så sätt vet man att det under dessa förhållanden någon gång kommer att inträffa en jordbävning, och vad man gör är att föregripa den och kontrollera den med hjälp av många mätinstrument.
Jorden skakas medvetet
De mikrojordbävningar som induceras av det schweiziska teamet har en intressant parallell med en annan praxis som är känd av mindre vetenskapliga skäl: seismisk aktivitet inducerad av frackingindustrin. I regioner som Oklahoma och Texas har utsläpp av avloppsvatten i djupa brunnar också genererat tusentals små jordbävningar, vilket har gett forskarna värdefulla modeller för hur vatten förändrar friktionen mellan plattorna.
Men FEAR-projektet skiljer sig i detalj från vad industrin kan göra genom sitt arbete: absolut kontroll över miljön. Medan industriella operationer orsakar oönskade jordbävningar, kan de inte kontrolleras. Men i Alperna försöker man specifikt ta reda på vad som händer sekunderna före ett brott.
Under 2024 och 2025 kommer deras tester att eskalera till att orsaka jordbävningar med magnitud 1, en nivå som är tillräckligt svag för att inte vara märkbar på ytan, men tillräcklig för att förändra spänningstillståndet i en förkastning. Om de lyckas korrelera specifika mönster med den frigjorda energin skulle de kunna upprätta prediktiva modeller som kan tillämpas på aktiva seismiska zoner, vilket skulle vara ett framsteg i förståelsen av hur jorden frigör sin inre energi.
De är inte ensamma
I olika länder finns det många liknande projekt som försöker förstå jordbävningar. I Japan borrar till exempel centret Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment (NanTroSEIZE) i havsbotten utanför kusten för att nå förkastningen där stora jordbävningar förväntas inträffa i framtiden. Detta är något grundläggande när man talar om ett område som är mycket drabbat av jordbävningar.
I Island har programmet DEEP EGS (Enhancing Geothermal Systems) också registrerat många mikrojordbävningar på grund av injicering av geotermiska vätskor, vilket ger direkt information om hur förkastningarna blir instabila.
En stor utmaning
Utmaningen är fortfarande enorm: ingen modell har lyckats förutsäga en jordbävning med tidsmässig och rumslig precision. Men experiment som det i Bedretto Underground Lab erbjuder något som inte fanns tidigare: ett sätt att studera den verkliga fysiken bakom uppkomsten av en seismisk spricka.
