Egy hét telt el az Új-Zélandot megrázó 7.8 magnitúdójú földrengés óta. Az eltelt idő alatt több mint 2000 3-as magnitúdónál nagyobb erősségű földmozgás történt és még mindig nincs megállás. Rengeteg kérdés vetődött fel, a földrengés nagyságától az azt kiváltó okokig. Kellett ez az egy hét ahhoz, hogy mindezt világosabban lehessen látni, ami egy meglehetősen bonyolult képet fest fel, nem kevés tanulsággal a földrengések lefolyásáról.
Lemeztektonikai háttér
A földrengések, vulkánkitörések okainak magyarázatában nagy segítséget ad a lemeztektonika modellje. E szerint a Föld külső, merev burkát a földkéregből és a földköpeny legfelső részéből álló litoszféra alkotja. Ez a réteg azonban nem folyamatosan öleli körül bolygónkat, hanem nagyobb és kisebb darabokra, úgynevezett kőzetlemezekre tagolódik. Ezek a kőzetlemezek egymáshoz képest mozognak – távolodnak, közelednek vagy egymás mellett elcsúsznak. Két kőzetlemez ütközése, egymásnak feszülése során az számít, hogy melyiknek milyen a sűrűsége. A nagyobb sűrűségű kőzetlemez a másik alá bukik, amit szubdukciónak nevezünk. Az óceáni kőzetlemezek sűrűsége nagyobb, mint a kontinentális kőzetlemezeké, azaz mindig az óceáni kőzetlemez bukik le és nyomul be a földköpenybe. A kontinentális kőzetlemez sűrűsége kisebb, mint a földköpeny anyagáé, azaz ezért ez nem képes a mélybe nyomulni. Ha két kontinentális kőzetlemez ütközik, akkor egymásra torlódnak és hegyláncokat emelnek ki (ezt kollíziónak nevezzük; pl. Alpok, Himalája). A Földön kijelölhetőek a kőzetlemez távolodási területek (itt találhatóak az óceáni hátságok), a szubdukciós zónák (pl. a Csendes-óceánt körülölelő Tűzgyűrű) és vannak ismert kőzetlemez elcsúszási zónák is (pl. Szent András törésvonal). A földrengések többsége a szubdukciós területekhez kapcsolódik, de nem kizárólagosan, olvashatunk erről például az olaszországi földrengések kapcsán is, ahol a földkéregben lévő széthúzásos erők okozzák a földmozgásokat. Szintén e példán láthattuk azt is, hogy minél jobban szűkítjük a területet, a lemeztektonikai kép annál bonyolultabb, és nem biztos, hogy a nagy léptékű lemeztektonikai gondolkodás segít az események megértésében. Új-Zéland példája is ilyen.
Új-Zéland az Ausztrál- és a Pacifikus-kőzetlemez határán fekszik. Az Északi-szigettől keletre húzódó határ mentén az utóbbi – átlagosan 5 cm/év sebességgel mozgó – kőzetlemez bukik az Ausztrál-lemez alá. Délebbre haladva megváltozik a helyzet és a Déli-szigettől délnyugatra lévő határ mentén már az Ausztrál-kőzetlemez bukik a Pacifikus-lemez alá (amennyiben két óceáni jellegű kőzetlemez feszül egymásnak, akkor a közöttük lévő sűrűségkülönbség, amit nagymértékben megszab a kőzetlemez kora, határozza meg az alábukás jellegét). A két szubdukciós zóna között húzódik az Alpi-törészóna, ahol a kőzetmozgás alapvetően oldalirányú. Ennek északkeleti részét Marlborough törészónának nevezik, ahol a töréseket jelző vetők szétseprűződnek. Ezek az egyedi vetők is többnyire jobbos oldalelmozdulásos, ún. ’strike-slip’ jellegű töréseket takarnak. A legdélebbi vető a Hope-törés, ami mentén az átlagos elmozdulás évi 20-25 mm (most láthatjuk mit is jelentenek ezek az átlagos számértékek: hosszú évekig semmi nem történik, aztán egy-egy alkalommal a vető behozza a lemaradást és akár méteres elmozdulások is történnek). A Hope-törés keleti végén azonban változik a kőzettest elmozdulási irány: a Jordan-vető mentén feltolódásos mozgás történik, ami évi 4 mm nagyságrendű. Itt tehát már egymás felé közeledő kőzetlemezek okozzák a kőzettest elmozdulásokat. A Kaikoura térségben húzódó hegyvonulaton az emelkedés mértéke már évi 4-6 mm, ami az egyik legnagyobb Új-Zélandon. Nem véletlen tehát, hogy ez tekinthető Új-Zéland földrengésekben egyik legveszélyesebb területének. A novemberi földrengés a Hope-töréstől délre indult, de kiterjedt a tágabb környezetre is és egyre inkább északkelet felé vándorolt, aktivizálva további vetőket is.
Furcsaságok egy földrengés körül
A november 14-i földrengés több, a megszokott földmozgásoktól eltérő jelleget mutatott. Egy kis erősségű földmozgással indult, majd jó egy perc után érte el a legnagyobb intenzitását. Továbbá, a legnagyobb töréses elmozdulás nem az epicentrum környezetében, hanem attól jó 100 kilométerre északra történt. Viszonylag kiterjedt területet érintett a töréses deformáció. Végül, a kapcsolódó szökőár lokális jellegű és nem túl magas hullámokkal járó volt.
Mechanizmus, elmozdulások
A térségben 1950 előtt több nagy földrengés is volt, majd ezt követően nyugodttá vált a terület. Ez a nyugalom 2009-ben szakadt meg és úgy tűnik, hogy most egy újabb intenzív földmozgásos időszak kezdődött. A november 14. éjjeli földrengés tulajdonképpen kettő az egyben volt. Ez azt jelenti, hogy két eltérő jellegű földmozgásból állt: egy egymásra tolódó, és egy egymás mellett elcsúszó (ún. ’strike-slip’) földrengéspárból. Az erős földmozgás mintegy 2 percig tartott, azaz meglehetősen hosszú volt. A földrengés ahhoz a ritka földmozgásokhoz tartozott, amit először a 2010-es darfieldi eseménynél figyeltek meg, miszerint egyszerre több vető aktivizálódott és történt mind vertikális, mind oldalirányú elmozdulás. A függőleges mozgáshoz egy kisebb szökőár is kapcsolódott. A néhány méter magas hullámok azonban csak egy szűk területre korlátozódtak, aminek az lehetett oka, hogy a kőzettest elmozdulás is csak egy kisebb területet érintett és közel volt a partvonalhoz.
A modern GPS adatok segítségével részleteiben is sikerült rekonstruálni a tektonikai mozgásokat. A Kekerengu-törés mentén például az oldalelmozdulás mértéke elérte a 10 métert! A Campbell-fok, ami a Déli-sziget legészakibb pontja, 2 métert mozgott el észak-északkeleti irányba, miközben majdnem 1 métert emelkedett. A földrengés központjához közeli Kaikoura is 1 métert észak felé mozgott és 70 centimétert emelkedett. Mindezt másodpercek alatt! A földrengés Új-Zéland távolabbi területein is változásokat idézett elő, amelyek néhány centiméteresek voltak. E mellett, 80000-100000 kisebb-nagyobb lejtőcsuszamlás is történt, ami helyenként utakat, síneket vágott át, vízfolyamokat gátolt el, ami jelentős árvíz veszélyt jelenthet a jövőre amennyiben ezek a gátak átszakadnak.
Egy rövid mondatban: A földrengést (avagy földrengés sorozatot) az egymásnak feszülő lemezhatáron a Pacifikus-kőzetlemez hirtelen alábukása indíthatta el, ami megemelte a felette lévő kőzetlemezt, továbbá mivel az alábukás ferde szögben történhetett, ezért aktivizálta a Marlborough törészóna oldalelmozdulásos vetőit, ahol dominószerűen rakódott át a feszültség feloldás az északra lévő törésvonalakra, amelyek mentén kisebb-nagyobb jobbos nyírásos elmozdulások történtek.
A földrengés mérete
A GeoNet szerint ez volt a térség egyik legbonyolultabb földrengése, amelynek nagyságát, fészekmélységét nem volt egyszerű meghatározni. A szakemberek végül az előzetes 7.5 magnitúdó becslést M7.8-ra emelték. A földmozgás nagyságának meghatározásában az egyik nehézség abban rejlett, hogy a vetők menti elmozdulásokhoz kapcsolódó földmozgások viszonylag hosszú ideig (akár egy percen keresztül) tartottak, ami miatt a megszokott módszerek nem voltak alkalmasak a felszabaduló energia kiszámításához és az összes szeizmikus mérőállomás adatait, valamint helyszíni megfigyeléseket (törések nagyságának és hosszának felmérése) kellett összegyűjteni ehhez. Az M7.8 magnitúdó jelzi, hogy a földrengés jelentős energiát szabadított fel, viszonylag nagy területet érintett és a szokottnál hosszabban tartott. A tíz fokozatú módosított Mercalli intenzitás skálán (ami azt méri, hogy a megfigyelések szerint milyen hatású volt, mennyire lehetett érezni, milyen károkat okozott a földrengés) a földmozgás a törések közelében elérte a MMI VIII fokozatot, ami súlyosnak tekinthető, míg Wellington környékén VI-VII nagyságú volt, ami erősnek tekinthető. Szerencsére, a halálos áldozatok száma minimális, egyelőre két halálesetről tudunk.
Végül, fontos megjegyezni, hogy a nagy földrengésnek NINCS köze a média által hívott „szuperhold” jelenséghez. A Hold viszonylagos közelsége (ami korántsem olyan drámai, mint amit az elnevezés sugall) nem okoz olyan gravitációs vonzásbeli különbséget, ami kőzettest elmozdulásokat vált ki, mint ahogy nem hat a tűzhányók működésére sem!
Új szárazföld jött létre
A november 14-i földrengés egyik látványos következménye, hogy a Kaikoura és a Campbell-fok közötti partvidék mintegy 0.5-2 méter nagyságban megemelkedett. Ez azt jelenti, hogy az egykori sekély tengeri aljzat a felszínre került, ezzel a szárazföld nagysága megnőtt. Ennek az az oka, hogy a földmozgásnak itt egy függőleges elmozdulási komponense volt (erre vezethető vissza a kapcsolódó szökőár is), azaz a kompressziós, azaz összenyomódásos feszültség úgy szabadult fel, hogy egy ferde vető mentén a szárazföldi terület feltolódott (ez valahol nem más, mint a hegységképződés egy piciny eleme). Ez nem teljesen ritka esemény, Új-Zélandon korábban is történtek ilyen elmozdulások. 1931-ben egy hasonló nagyságú földrengés során Napier közelében 1-2 méteres függőleges eltolódás történt, ennek köszönhetően jött létre az új szárazföldön a település közeli reptér. Korábban, 1855-ben egy M8.2 földrengés során Wellington nagy része emelkedett hasonló mértékben, ahol végül egy fontos útvonal létesülhetett. A Kaikoura földrengésnek azonban ez csak egyik komponense volt, a többi vető mentén főleg oldalelmozdulások történtek. Ez az új helyzet a sekélytengeri környezetben élő, állandó vízborítást igénylő növények és állatok számára katasztrofális hatású és minden bizonnyal átrendezi az életteret.
Megmentett legelésző tehenek
A földrengés után bejárta a világsajtót az a kép, ami három legelésző tehenet mutat. A két fejlett tehén és egy boci, mintha mi sem történt volna, folytatja tevékenységét, nem véve tudomást arról, hogy körülöttük, egy földcsuszamlás következtében, szó szerint beomlott a föld és már csak egy talpalatnyi kiemelkedésen vannak. A teheneket megmentették és most már kiterjedtebb füves területen folytatják a lakmározást. Az eset nem egyedüli, egy másik hír két további hasonlóképpen járt tehénről számolt be.
Lemeztektonikai háttér
A földrengések, vulkánkitörések okainak magyarázatában nagy segítséget ad a lemeztektonika modellje. E szerint a Föld külső, merev burkát a földkéregből és a földköpeny legfelső részéből álló litoszféra alkotja. Ez a réteg azonban nem folyamatosan öleli körül bolygónkat, hanem nagyobb és kisebb darabokra, úgynevezett kőzetlemezekre tagolódik. Ezek a kőzetlemezek egymáshoz képest mozognak – távolodnak, közelednek vagy egymás mellett elcsúsznak. Két kőzetlemez ütközése, egymásnak feszülése során az számít, hogy melyiknek milyen a sűrűsége. A nagyobb sűrűségű kőzetlemez a másik alá bukik, amit szubdukciónak nevezünk. Az óceáni kőzetlemezek sűrűsége nagyobb, mint a kontinentális kőzetlemezeké, azaz mindig az óceáni kőzetlemez bukik le és nyomul be a földköpenybe. A kontinentális kőzetlemez sűrűsége kisebb, mint a földköpeny anyagáé, azaz ezért ez nem képes a mélybe nyomulni. Ha két kontinentális kőzetlemez ütközik, akkor egymásra torlódnak és hegyláncokat emelnek ki (ezt kollíziónak nevezzük; pl. Alpok, Himalája). A Földön kijelölhetőek a kőzetlemez távolodási területek (itt találhatóak az óceáni hátságok), a szubdukciós zónák (pl. a Csendes-óceánt körülölelő Tűzgyűrű) és vannak ismert kőzetlemez elcsúszási zónák is (pl. Szent András törésvonal). A földrengések többsége a szubdukciós területekhez kapcsolódik, de nem kizárólagosan, olvashatunk erről például az olaszországi földrengések kapcsán is, ahol a földkéregben lévő széthúzásos erők okozzák a földmozgásokat. Szintén e példán láthattuk azt is, hogy minél jobban szűkítjük a területet, a lemeztektonikai kép annál bonyolultabb, és nem biztos, hogy a nagy léptékű lemeztektonikai gondolkodás segít az események megértésében. Új-Zéland példája is ilyen.
 |
 |
Új-Zéland lemeztektonikai környezete (forrás: Wikiwand) és a november 18-ig regisztrált M>3 földrengések epicentrumai (Forrás: GNS Science)
Új-Zéland az Ausztrál- és a Pacifikus-kőzetlemez határán fekszik. Az Északi-szigettől keletre húzódó határ mentén az utóbbi – átlagosan 5 cm/év sebességgel mozgó – kőzetlemez bukik az Ausztrál-lemez alá. Délebbre haladva megváltozik a helyzet és a Déli-szigettől délnyugatra lévő határ mentén már az Ausztrál-kőzetlemez bukik a Pacifikus-lemez alá (amennyiben két óceáni jellegű kőzetlemez feszül egymásnak, akkor a közöttük lévő sűrűségkülönbség, amit nagymértékben megszab a kőzetlemez kora, határozza meg az alábukás jellegét). A két szubdukciós zóna között húzódik az Alpi-törészóna, ahol a kőzetmozgás alapvetően oldalirányú. Ennek északkeleti részét Marlborough törészónának nevezik, ahol a töréseket jelző vetők szétseprűződnek. Ezek az egyedi vetők is többnyire jobbos oldalelmozdulásos, ún. ’strike-slip’ jellegű töréseket takarnak. A legdélebbi vető a Hope-törés, ami mentén az átlagos elmozdulás évi 20-25 mm (most láthatjuk mit is jelentenek ezek az átlagos számértékek: hosszú évekig semmi nem történik, aztán egy-egy alkalommal a vető behozza a lemaradást és akár méteres elmozdulások is történnek). A Hope-törés keleti végén azonban változik a kőzettest elmozdulási irány: a Jordan-vető mentén feltolódásos mozgás történik, ami évi 4 mm nagyságrendű. Itt tehát már egymás felé közeledő kőzetlemezek okozzák a kőzettest elmozdulásokat. A Kaikoura térségben húzódó hegyvonulaton az emelkedés mértéke már évi 4-6 mm, ami az egyik legnagyobb Új-Zélandon. Nem véletlen tehát, hogy ez tekinthető Új-Zéland földrengésekben egyik legveszélyesebb területének. A novemberi földrengés a Hope-töréstől délre indult, de kiterjedt a tágabb környezetre is és egyre inkább északkelet felé vándorolt, aktivizálva további vetőket is.
 |
 |
A tetthely: a Marlborough törészóna tektonikai képe (Forrás: Benson és társai, GSA Bulletin és Wikipedia)
Furcsaságok egy földrengés körül
A november 14-i földrengés több, a megszokott földmozgásoktól eltérő jelleget mutatott. Egy kis erősségű földmozgással indult, majd jó egy perc után érte el a legnagyobb intenzitását. Továbbá, a legnagyobb töréses elmozdulás nem az epicentrum környezetében, hanem attól jó 100 kilométerre északra történt. Viszonylag kiterjedt területet érintett a töréses deformáció. Végül, a kapcsolódó szökőár lokális jellegű és nem túl magas hullámokkal járó volt.
 |
 |
Aktivizálódott törések és ahhoz ez a felszínen látható a Hundalee törés mentén(Forrás: GeoNet)
Mechanizmus, elmozdulások
A térségben 1950 előtt több nagy földrengés is volt, majd ezt követően nyugodttá vált a terület. Ez a nyugalom 2009-ben szakadt meg és úgy tűnik, hogy most egy újabb intenzív földmozgásos időszak kezdődött. A november 14. éjjeli földrengés tulajdonképpen kettő az egyben volt. Ez azt jelenti, hogy két eltérő jellegű földmozgásból állt: egy egymásra tolódó, és egy egymás mellett elcsúszó (ún. ’strike-slip’) földrengéspárból. Az erős földmozgás mintegy 2 percig tartott, azaz meglehetősen hosszú volt. A földrengés ahhoz a ritka földmozgásokhoz tartozott, amit először a 2010-es darfieldi eseménynél figyeltek meg, miszerint egyszerre több vető aktivizálódott és történt mind vertikális, mind oldalirányú elmozdulás. A függőleges mozgáshoz egy kisebb szökőár is kapcsolódott. A néhány méter magas hullámok azonban csak egy szűk területre korlátozódtak, aminek az lehetett oka, hogy a kőzettest elmozdulás is csak egy kisebb területet érintett és közel volt a partvonalhoz.
A modern GPS adatok segítségével részleteiben is sikerült rekonstruálni a tektonikai mozgásokat. A Kekerengu-törés mentén például az oldalelmozdulás mértéke elérte a 10 métert! A Campbell-fok, ami a Déli-sziget legészakibb pontja, 2 métert mozgott el észak-északkeleti irányba, miközben majdnem 1 métert emelkedett. A földrengés központjához közeli Kaikoura is 1 métert észak felé mozgott és 70 centimétert emelkedett. Mindezt másodpercek alatt! A földrengés Új-Zéland távolabbi területein is változásokat idézett elő, amelyek néhány centiméteresek voltak. E mellett, 80000-100000 kisebb-nagyobb lejtőcsuszamlás is történt, ami helyenként utakat, síneket vágott át, vízfolyamokat gátolt el, ami jelentős árvíz veszélyt jelenthet a jövőre amennyiben ezek a gátak átszakadnak.
Egy rövid mondatban: A földrengést (avagy földrengés sorozatot) az egymásnak feszülő lemezhatáron a Pacifikus-kőzetlemez hirtelen alábukása indíthatta el, ami megemelte a felette lévő kőzetlemezt, továbbá mivel az alábukás ferde szögben történhetett, ezért aktivizálta a Marlborough törészóna oldalelmozdulásos vetőit, ahol dominószerűen rakódott át a feszültség feloldás az északra lévő törésvonalakra, amelyek mentén kisebb-nagyobb jobbos nyírásos elmozdulások történtek.
 |
 |
Jobbos oldalirányú elmozdulás a Kekerengu törés mentén: a ház melletti beálló út (a képen a háztól jobbra) 10 méteres eltolódást mutat! (Forrás: Alex Perrottet, RadioNZ és GeoNet
 |
 |
Lejtőcsuszamlások: vasúti sínt eltoló, illetve folyóvizet felduzzasztó földcsuszamlás (Forrás: ABC News és NZ Herald)
A földrengés mérete
A GeoNet szerint ez volt a térség egyik legbonyolultabb földrengése, amelynek nagyságát, fészekmélységét nem volt egyszerű meghatározni. A szakemberek végül az előzetes 7.5 magnitúdó becslést M7.8-ra emelték. A földmozgás nagyságának meghatározásában az egyik nehézség abban rejlett, hogy a vetők menti elmozdulásokhoz kapcsolódó földmozgások viszonylag hosszú ideig (akár egy percen keresztül) tartottak, ami miatt a megszokott módszerek nem voltak alkalmasak a felszabaduló energia kiszámításához és az összes szeizmikus mérőállomás adatait, valamint helyszíni megfigyeléseket (törések nagyságának és hosszának felmérése) kellett összegyűjteni ehhez. Az M7.8 magnitúdó jelzi, hogy a földrengés jelentős energiát szabadított fel, viszonylag nagy területet érintett és a szokottnál hosszabban tartott. A tíz fokozatú módosított Mercalli intenzitás skálán (ami azt méri, hogy a megfigyelések szerint milyen hatású volt, mennyire lehetett érezni, milyen károkat okozott a földrengés) a földmozgás a törések közelében elérte a MMI VIII fokozatot, ami súlyosnak tekinthető, míg Wellington környékén VI-VII nagyságú volt, ami erősnek tekinthető. Szerencsére, a halálos áldozatok száma minimális, egyelőre két halálesetről tudunk.
Végül, fontos megjegyezni, hogy a nagy földrengésnek NINCS köze a média által hívott „szuperhold” jelenséghez. A Hold viszonylagos közelsége (ami korántsem olyan drámai, mint amit az elnevezés sugall) nem okoz olyan gravitációs vonzásbeli különbséget, ami kőzettest elmozdulásokat vált ki, mint ahogy nem hat a tűzhányók működésére sem!
Új szárazföld jött létre
A november 14-i földrengés egyik látványos következménye, hogy a Kaikoura és a Campbell-fok közötti partvidék mintegy 0.5-2 méter nagyságban megemelkedett. Ez azt jelenti, hogy az egykori sekély tengeri aljzat a felszínre került, ezzel a szárazföld nagysága megnőtt. Ennek az az oka, hogy a földmozgásnak itt egy függőleges elmozdulási komponense volt (erre vezethető vissza a kapcsolódó szökőár is), azaz a kompressziós, azaz összenyomódásos feszültség úgy szabadult fel, hogy egy ferde vető mentén a szárazföldi terület feltolódott (ez valahol nem más, mint a hegységképződés egy piciny eleme). Ez nem teljesen ritka esemény, Új-Zélandon korábban is történtek ilyen elmozdulások. 1931-ben egy hasonló nagyságú földrengés során Napier közelében 1-2 méteres függőleges eltolódás történt, ennek köszönhetően jött létre az új szárazföldön a település közeli reptér. Korábban, 1855-ben egy M8.2 földrengés során Wellington nagy része emelkedett hasonló mértékben, ahol végül egy fontos útvonal létesülhetett. A Kaikoura földrengésnek azonban ez csak egyik komponense volt, a többi vető mentén főleg oldalelmozdulások történtek. Ez az új helyzet a sekélytengeri környezetben élő, állandó vízborítást igénylő növények és állatok számára katasztrofális hatású és minden bizonnyal átrendezi az életteret.
 |
 |
 |
 |
Megemelkedett és felszínre került sekély vízi terület Kaikoura közelében (Forrás: GeoNet, Tonkin+Taylor, Kósik Szabolcs)
Megmentett legelésző tehenek
A földrengés után bejárta a világsajtót az a kép, ami három legelésző tehenet mutat. A két fejlett tehén és egy boci, mintha mi sem történt volna, folytatja tevékenységét, nem véve tudomást arról, hogy körülöttük, egy földcsuszamlás következtében, szó szerint beomlott a föld és már csak egy talpalatnyi kiemelkedésen vannak. A teheneket megmentették és most már kiterjedtebb füves területen folytatják a lakmározást. Az eset nem egyedüli, egy másik hír két további hasonlóképpen járt tehénről számolt be.
 |
 |
Egy földcsuszamlás következtében feldarabolódott legelő és egy ennek következtében egy szűk kiemelkedésen maradt legelésző tehenek (Forrás: www.stuff.co.nz és The Landslide blog)
