Na novinarskem krožku smo raziskovali potrese, predvsem zaradi potresa, ki je v oktobru pretresel Afganistan. Ob tem smo začeli prebirati različne članke in porodilo se nam je nekaj vprašanj o potresih, ki smo jih želeli zastaviti strokovnjaku. Poiskali smo vrhunskega strokovnjaka dr. Petra Fajfarja, ki je slovensko potresno inženirstvo ponesel v evropski in svetovni vrh.
Predaval je na Fakulteti za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani. Bil je predstojnik Inštituta za konstrukcije, potresno inženirstvo in računalništvo na fakulteti, ob tem pa gostujoči raziskovalec na številnih ameriških in japonskih univerz, član izvršilnega odbora evropskega in mednarodnega združenja za potresno inženirstvo, še vedno ureja mednarodno revijo Earthquake Engineering and Structural Dynamics, je redni član SAZU in Inženirske akademije Slovenije...
In prijazno se je odzval našemu vabilu na intervju, ki ga preberite v nadaljevanju:
Ko se strese zemlja, pravimo, da je potres. Kaj se v resnici zgodi?
Zunanja plast našega planeta, imenovana litosfera, je razdeljena na več velikih plošč, ki jih imenujemo tektonske plošče. Velike plošče so prikazane na sliki 1, medtem ko je Jadraska mikroplošča, ki je pomembna za Slovenijo, prikazana na sliki 2. Tektonske plošče se neprestano premikajo. Na nekaterih območjih se plošče ločujejo, na drugih pa se približujejo in se pri tem lahko ena plošča potaplja pod drugo (subdukcija). Ponekod plošči drsita ena ob drugi. Posledica trenja na stiku med ploščama je povečevanje mehanskih napetosti in kopičenje energije. Ko napetost preseže nosilnost materiala, se nakopičena mehanska energija sprosti (pretvori v kinetično energijo) v obliki potresnih valov, ki se širijo skozi Zemljino skorjo in povzročijo tresenje tal – govorimo o potresu.
Slika 1. Glavne tektonske plošče(vir: Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Plate_tectonics)
Slika 2. Jadranska mikroplošča (vir: Wikipedia, https://sl.wikipedia.org/wiki/Jadranska_plošča)
Kaj vpliva na moč potresa?
Moč potresa določa količina nakopičene energije, ki se sprosti, ta pa je odvisna predvsem od površine ploskve preloma in velikosti premika ob prelomu. Mera za moč potresa je magnituda. Vpeljal jo je ameriški seizmolog Richter. Določimo jo iz instrumentalnega zapisa nihanja tal. Iz magnitude z empiričnimi formulami približno ocenimo, koliko energije se je sprostilo pri potresu. Magnitudo je treba ločiti od »intenzitete« potresa, s katero ocenimo učinke potresa na okolje in ljudi. Intenziteta potresa je določena na podlagi opazovanja. Pri nas se za intenziteto uporablja Evropska makroseizmična lestvica (EMS), ki ima 12 stopenj. Magnituda potresa je ena sama, intenziteta pa je različna na različnih lokacijah. Predvsem je odvisna od magnitude in od oddaljenosti lokacije od mesta v zemljini skorji, kjer je prišlo do preloma. Intenziteta praviloma upada z oddaljenostjo. Poleg tega na učinke potresa vplivajo tudi lokalne geološke značilnosti lokacije, predvsem karakteristike temeljnih tal.
Vemo, da se v primeru potresa zatečemo pod mizo ali pod podboj vrat. Lahko ravnamo tudi kako drugače, npr. gremo ven?
Obnašanje ljudi med potresom precej zavisi od jakosti tresenja. Če smo v notranjosti in je tresenje močno, se je treba zaščititi pred padajočimi predmeti in razbitim steklom. To je običajno najlaže, če se zatečemo pod mizo ali podboj vrat. Zapuščanje stavbe med močnim potresom je lahko zaradi velikih pospeškov otežkočeno, pa tudi nevarno, saj med potresom lahko padajo predmeti s strehe (strešniki, dimniki) ali s fasade.
Ali lahko potresi nastanejo tudi kako drugače kot le s premikanjem tektonskih plošč?
Velika večina potresov nastane zaradi premikanja tektonskih plošč, manjši potresi lahko včasih nastanejo tudi zaradi drugih vzrokov. Med njimi so na primer potresi zaradi izbruhov vulkanov, zaradi udorov v podzemnih votlinah in zaradi večjih eksplozij. »Inducirani« potresi nastanejo lahko zaradi nekaterih človeških dejavnosti, kot so izkopavanje rudnin, vrtanje za geotermalno energijo ali polnjenje akumulacijskih jezer.
Kaj pa je vas pritegnilo, da ste se začeli ukvarjati s potresi?
Pravzaprav ni čisto res, da se ukvarjam s potresi. Potres je naravni pojav. Veda, ki se ukvarja s potresi, je seizmologija. Jaz sem gradbenik, moje področje delovanja je zaščita gradbenih objektov pred posledicami potresov. To področje sodi v vedo, ki se imenuje potresno inženirstvo. S kolegi po svetu in doma proučujemo, kako graditi stavbe, mostove in ostale gradbene objekte, da ne bodo poškodovani med manjšimi potresi in da se ne bodo porušili pri najmočnejših pričakovanih potresih. Popolna zaščita pred poškodbami pri zelo močnih potresih je praktično nemogoča, saj bi običajne stavbe in mostovi postali predragi. Zagotavlja se le pri izjemno pomembnih objektih, kot so na primer jedrski reaktorji. Ukvarjamo se tudi z zaščito obstoječih objektov, ki so bili grajeni v časih, ko potresno inženirstvo še ni bilo razvito in še niso obstajali primerni predpisi, ki urejajo gradnjo na potresnih območjih. Pri našem delovanju moramo seveda nekaj vedeti tudi o potresu kot naravnemu pojavu, še posebej o valovanju zemljine pod gradbenimi objekti.
Sam sem se za potrese in njihove posledice na stavbe pričel zanimati kot mlad inženir na gradbišču poslovno-stanovanjskega objekta v Ljubljani, kjer sem med drugim študiral projektno dokumentacijo za stavbo, ki je vsebovala tudi račun pri potresni obtežbi. To je bilo nekaj let po potresu leta 1963 v Skopju, najbolj uničujočem potresu v naši bivši državi Jugoslaviji. Potres z magnitudo 6.1 je porušil okrog 80 odstotkov mesta in zahteval okrog 1000 življenj. Ta potres je seveda tudi v Sloveniji vzbudil večje zanimanje za zaščito pred potresi. Ta je mogoča le s potresno odporno gradnjo, ki rešuje življenja in zmanjšuje ekonomsko škodo. Če hočemo to še posebej poudariti, rečemo, da potresi ne ubijajo, ubijajo stavbe in drugi objekti, ki se rušijo.
Ali lahko napoveste, kdaj bodo nastali potresi?
Zaenkrat še ni mogoče zanesljivo napovedati časa, kraja in moči bodočega potresa. Kljub številnim raziskavam so kratkoročne napovedi še veliko preveč nezanesljive, da bi jih lahko uporabljali za morebitno evakuacijo prebivalstva. Evakuacija ljudi iz bivališč ima namreč številne neugodne posledice. Poleg tega mora po potresu način življenja, ki smo ga navajeni, v čim večji možni meri teči naprej, zato potrebujemo grajeno okolje, ki je čim bolj odporno na potrese. Pri projektiranju potresno odpornih objektov uporabljamo dolgoročne napovedi, ki povedo kakšno moč potresa pričakujemo na posameznih območjih v določenem časovnem obdobju. Napovedi so podane v verjetnostnem smislu. Na primer, na območju Ljubljane je verjetnost 1/10, da se bo v obdobju 50 let zgodil potres, kjer bo na skalnatih tleh pospešek tal znašal 27.5 odstotka težnostnega pospeška. Takšne napovedi so prikazane v obliki kart potresne nevarnosti, ki jih uporabljamo pri projektiranju gradbenih objektov. Karta za Slovenijo, ki je trenutno del naših predpisov za projektiranje potresno odpornih objektov, je prikazana v sliki 3. V modernih kartah se uporablja pospešek tal, ki je fizikalna količina in je neposredno uporaben pri projektiranju. Pospešek tal je seveda povezan s pričakovano intenziteto potresa na lokaciji, ta pa s pričakovano magnitudo.
Slika 3. Karta potresne nevarnosti Slovenije prikazuje pospeške tal na skalnatih tleh, ki jih uporabljamo pri projektiranju običajnih gradbenih objektov po veljavnih predpisih o potresno odporni gradnji.
Katera država na svetu ima največ potresov in zakaj?
Japonska je ena izmed držav z zelo visoko potresno aktivnostjo. Leži na območju, kjer se srečujejo Tihooceanska (Pacifiška), Filipinska in Eurazijska tektonska plošča (slika 1). Tudi Indonezija, Čile, Nova Zelandija, ZDA (Kalifornija) in druge države ob obrobju Pacifiške (Tihooceanske) tektonske plošče, ki leži pod Tihim oceanom, doživljajo pogoste močne potrese.
V Afganistanu je bila magnituda 6,3, kaj to pomeni?
Magnituda potresa je merilo njegove moči. Meri energijo, sproščeno med potresom. Mera je logaritemska. Vsaka celoštevilska povečava na lestvici pomeni približno 32-krat večjo energijo, vsaka desetinka povečanja magnitude pomeni povečanje energije za približno 40 odstotkov. Potres v Afganistanu, ki je zgodil 7. oktobra 2023, je imel magnitudo 6.3, kar v svetovnem merilu pomeni srednje močan potres. Povzročil je okrog 1500 človeških žrtev v vaseh z hišami zelo slabe kvalitete (slika 4). Zadnji močan potres na Japonskem dne 1.1.2024 je imel magnitudo 7.5, kar pomeni več kot 60-krat večjo sproščeno energijo kot potres v Afganistanu. Zahteval je okrog 250 človeških življenj. Primerjava obeh potresov pokaže, da posledice potresa niso odvisne samo od moči potresa, pač pa v veliki meri od načina in kvalitete gradnje. Za primerjavo navajam še, da je bila magnituda potresa v Ljubljani leta 1895 naknadno ocenjena (takrat še ni bilo inštrumentov za meritve) na 6.1, največja intenziteta pa na VIII-IX po Evropski makroseizmični lestvici.
Slika 4. Posledice potresa v Afganistanu 7. oktobra 2023 in manjših potresov, ki so sledili https://www.wwno.org/npr-news/2023-10-15/photos-afghanistan-hit-by-another-earthquake
Hvala za vaše odgovore. Veliko novega smo se naučili.
Sara Čebulc in Lara Slak
Comments