2011. május 1., vasárnap

Romániai földrengések: miért remeg a föld a Vráncsa-térségben?

A mai napon, vasárnap kora hajnalban a potsdami földrengésjelző intézet szerint 4,5, az Amerikai Geológiai Szolgálat szerint 4,7, míg hírügynökségi jelentések szerint 4,9 erősségű földrengés pattant ki a romániai Vráncsa térség alól. A hivatalos jelentéseket azonban geofizikus még nem erősítette meg, azaz a magnitúdó értéke még változhat. A földmozgást a fővárosban, Bukarestben is érezni lehetett, károkról nem érkezett jelentés. Ez a földmozgás bő egy évvel követte a legutóbbi viszonylag nagyobb földrengést, ami 5-ös erősségű volt. Korábban, 2004. október végén közel 6-os erősségű rengést mértek, míg 1977. március 4-én egy 7,2 erősségű földrengés pattant ki, ami több mint 1500 halálos áldozattal járt.
Az utóbbi időkben földrengés hírekhez szokott olvasók talán felkapják a fejüket: már Romániában is erősen reng a föld, nem csak Új-Zélandon és Japánban? Mi ennek az oka? A romániai földrengések közös jellemzője, hogy a hipocentrum, azaz a rengések kipattanási helye meglehetősen mélyen van. A mai 120-140 km mélységből indult ki, a korábbiak 90-100 km mélyről származtak. Ez megint furcsának tűnhet, mivel az új-zélandi és japán rengések viszonylag sekély mélységből pattantak ki (5-25 km). Mi van ilyen mélyen, amitől erős földrengések indulhatnak ki? A 100-140 km Magyarország alatt már a litoszféra alatti asztenoszférát jelenti, ahol a szilárd kőzetek már képlékeny alakváltozáson mennek keresztül, azaz a mozgások földrengést nem okoznak. A délkeleti Kárpátok, a Vráncsa térség alatt azonban más a helyzet! Ez valóban egy szeizmikusan aktív terület, amint azt az alábbi ábra is mutatja:

Földrengések epicentrumai Románia és Bulgária térségében 1990 óta. A zöld csillag a mai földrengés epicentrumát mutatja. Forrás: USGS


Ennek oka pedig a következő: A Föld legkülső merev héját kőzetburoknak, más szóval litoszférának nevezzük. Ez magába foglalja a földkérget és a földköpeny legfelső részét. A kőzetburok alatt a nagyobb sűrűségű asztenoszféra található, ami szintén szilárd kőzetekből áll, de a nagy hőmérséklet és a nagy nyomás miatt plasztikusan viselkedik, azaz képlékeny alakváltozásra képes. Alapvetően kétféle litoszférát különböztetünk meg: kontinentális és óceáni. Az utóbbi alkotja az óceáni medencék aljzatát. Az óceáni kőzetburok nagyobb sűrűségű kőzetekből áll, mint a kontinentális. Egy bizonyos vastagság elérése után (>100 km) a sűrűsége már nagyobb lesz, mint az alatta lévő asztenoszférát alkotó kőzeteké, ezért ekkor már nem képes az asztenoszférán "úszni", hanem alámerül, lebukik a földköpenybe. Ezt a folyamatot szubdukciónak nevezzük, ez történik például Japán előterében és ezzel volt kapcsolatos a néhány héttel ezelőtti nagy földrengés. A kontinentális litoszféra, különösen a kontinentális földkéreg kis sűrűségű kőzetekből áll, ezért nem képes az asztenoszférába merülni, olyan, mint egy lufi a vízen. A szubdukció addig tart, amíg az óceáni kőzetlemez egésze alábukik. Mögötte már a kontinentális kőzetlemez van, ami már nem "akarja" követni. Felül ekkor kontinentális kőzetlemez feszül kontinentális kőzetlemeznek (pl. Alpok, Himalája), míg alul az óceáni kőzetlemez nagy súlya miatt továbbra is lefelé húzó erőt fejt ki. Végül ennek szakadás lesz a vége, az óceáni kőzetlemez leválik és végleg a földköpeny mélyébe süllyed. E vázlatos lemeztektonikai ismertető után térjünk most vissza a Vráncsa térségbe. Ezalatt úgy tűnik, legalábbis a szakemberek többsége szerint pont az utolsó fázis állapota van, azaz amikor egy óceáni kőzetlemez már függőleges helyzetben van és szinte "cérnaszálon lógva" várja a végleges elszakadást a felső kontinentális kőzetlemeztől.

Mi van a mélyben? A szeizmikus tomográfia modell ábra látványosan megmutatja! A vörös területek a viszonylag lassabb rengéshullám terjedési sebességet jelentik, a kék színek pedig az átlagosnál gyorsabbakat. A Vráncsa terület alatt egy függőleges kék sáv figyelhető meg. A gyorsabb terjedési sebesség egy a környezeténél nagyobb sűrűségű, hidegebb kőzettestet jelez. Az első szaggatott vonal 410 km mélységet, a másdik szaggatott vonal 670 km mélységet jelenti. Az utóbbi az alsó és felső földköpeny határát jelöli ki. A kis fehér körök a földrengések hipocentrumait mutatják. Forrás: M.J.R. Wortel és W. Spakman Science cikke


A Vráncsa térség alatt a nagy mélységű hipocentrumok egyértelműen azt jelzik, hogy egy közel függőleges helyzetű kőzetlemez süllyed lefelé a földköpenyben, amit a mai modern szeizmikus tomográfia modellek is egyértelműen mutatnak. Ennek a környezeténél nagyobb sűrűségű és feltehetően hidegebb, néhány tíz kilométer széles kőzetdarabnak az alsó része már 410 km mélységben van, de felül még mindig összeköttetésben van a kontinentális kőzetburokkal. A legtöbb szakember által elfogadott magyarázat szerint a Kárpátok íve alatt folyt szubdukció kb. 10 millió évvel ezelőtt befejeződött, a mélyben azonban tovább folytak az események. Az alábukó kőzetlemez alsó része a nagy sűrűsége miatt tovább süllyedne, azonban a kontinentális kőzetburok, a földköpeny kőzeteihez képest kisebb sűrűsége miatt inkább úszva maradna. E kettős viselkedés miatt, az alsó egység (feltehetően egykor óceáni medence aljzatát alkotó óceáni kőzetlemez) egyre inkább hátragördülne és ez végül egy horizontális irányú szakadást idéz elő a kontinentális litoszféra alsó részén. Az alábukó nehéz "ballaszt" továbbra is merül egyre mélyebbre és most már függőleges helyzetbe került. Előbb-utóbb megtörténik majd a szakadás, amikor a nagy sűrűségű alámerülő kőzettestet "elengedi" a kisebb sűrűségű kontinentális litoszféra. Most még azonban ez nem történt meg. A kőzettest süllyedése ugyanúgy nem folyamatos, mint a szubdukció során az egyik kőzetlemez másik alá bukása. Földrengés akkor pattan ki, amikor a felhalmozódott felszültség egy kisebb lefelé való zökkenés során felszabadul. Az elmúlt évtizedek eseményei azt mutatják, hogy évtizedenként ez akár 5-6 magnitúdójú földrengést is eredményezhet, időszakonként pedig - főleg, ha hosszabb idő telik el nagyobb földrengés nélkül - akár 7-t meghaladó rengés is előfordulhat. A Vráncsa térség tehát az európai kontinens szeizmikusan egyik legaktívabb területe, ahol ritkán, veszélyes rengések is kipattanhatnak. Ezzel a lemeztektonikai helyzettel szorosan összefügghet a Csomád vulkáni működése, valamint a legutoljára 500-600 ezer éve aktív Alsórákos környéki (Persány-hegység nyugati pereme) bazalt vulkanizmus.

A Vráncsa térség alatt mélyről kipattanó földrengések leginkább elfogadott lemeztektonikai modellje. Girbacea és Frisch Geology folyóiratban megjelent ábrája alapján


Best Blogger Tips

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése