Badanie wpływu cyklu księżycowego na Ziemię może nas ostrzec przed wybuchem wulkanów, a nawet przed zbliżającymi się trzęsieniami ziemi.

Badania Księżyca

W całej historii ludzie podejrzewali, że Księżyc ma wpływ na życie na powierzchni Ziemi. Od wywoływania szaleństwa do wpływania na wzrost roślin, większość tych połączeń jest tak samo stara, jak źle uzasadniona. Ale jeden obszar, na który wpływ Księżyca nie może być kwestionowany, znajduje się nad brzegiem morza. Na długo przed tym, jak teoria grawitacji Isaaca Newtona dostarczyła wyjaśnienia fizycznego, związek pomiędzy pływami i fazami Księżyca był oczywisty dla każdego, kto choć trochę się tematem interesuje.

infoplanet technologia ksiezyc a trzesienie ziemi badania ksiezyca

A jeśli księżyc ma tak silny wpływ na wodę w stanie płynnym, to dlaczego nie miałby w równym stopniu wpływać na grunt? Filozofowie już w czasach Pliniusza Starszego spekulowali, że ruchy księżyca na niebie mogą być również odpowiedzialne za trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów. Statystycy walczyli o znalezienie tego połączenia w XIX wieku, a geofizycy z lat 70. i 80. utrzymywali pogląd przy życiu, dopóki brak dowodów ostatecznie nie wyparł go z głównego nurtu.

Obecny stan pola najlepiej podsumowuje informacja opublikowana przez Susan Hough. Sejsmolog z Amerykańskiej Służby Geologicznej podeszła do odwiecznego pytania: czy czas potężnych trzęsień ziemi pokrywa się z fazami Księżyca? W skrócie można odpowiedzieć na nie jednym słowem: nie.

Większość ekspertów zgodziłaby się, że wina za klęski żywiołowe, takie jak trzęsienia ziemi i eksplozje wulkaniczne, leży gdzie indziej. Ale nawet jeśli siły pływowe nie mają wystarczającej mocy, by spowodować wybuchy, nie oznacza to, że ich skutki powinny zostać ignorowane. W rzeczywistości nowe badania sugerują, że niektóre wulkany są bardziej wrażliwe na działanie Księżyca niż sądziliśmy. Ta wiedza może nam pomóc przewidzieć, kiedy przygotować się na najbardziej katastroficzne rodzaje erupcji, dając nam istotnie wczesne ostrzeżenia, które mogą uratować życie. Co więcej, niektórzy badacze są pełni nadziei, że takie efekty mogą nam dać trochę wiedzy, zanim wystąpią jeszcze bardziej nieprzewidywalne i zabójcze trzęsienia ziemi.

Ogrom danych sejsmicznych

Większość aktywności wulkanicznej i sejsmicznej na Ziemi występuje wokół granic płyt tektonicznych. Wulkanom poniżej sącząca się magma może dostarczyć wielu sygnałów wczesnego ostrzegania: zwiększone deformacje gruntu, wyższe stężenia gazów, takich jak dwutlenek siarki, bądź niewielkie zmiany powierzchniowej grawitacji lub temperatury.

infoplanet technologia ksiezyc a trzesienie ziemi ogrom danych sesjmicznych

Ale nie wszystkie erupcje wulkanów zawierają łatwe do wykrycia pole magmy. Wysoce wybuchowe erupcje freatyczne pojawiają się, gdy kieszenie przegrzanej pod ciśnieniem pary i gazu formują się pod wulkanem, wybuchając z małym lub żadnym ostrzeżeniem. Zdaniem Matthew Pritcharda z Cornell University w Ithaca w stanie Nowy Jork, „erupcje freatyczne okazały się trudne do przewidzenia i mogą być śmiertelne”. Wskazuje on choćby na erupcję Mount Ontake w 2014 roku w Japonii, kraju, w którym było najwięcej zabójczych trzęsień od 1926 roku. Chociaż erupcje freatyczne stanowią tylko około 5% z 18000 zdarzeń zarejestrowanych od 1900 roku, są jednymi z najbardziej śmiercionośnych.

W dniu 25 września 2007 roku jedna z takich eksplozji wstrząsnęła Ruapehu, największym i najbardziej aktywnym wulkanem w Nowej Zelandii. Przez 7 minut trzęsienie ziemi o sile 2,9 wstrząsnęło ziemią wokół wulkanu, a szybko poruszające się szlamy błota i skał wulkanicznych - zbiegły po zboczach, raniąc 22-letniego wspinacza śpiącego w pobliżu. Jak twierdzi Társilo Girona, geofizyk z Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii, „to była erupcja, która nastąpiła nagle”. Nie było sygnałów geofizycznych. Zrozumienie, co się stało w tej erupcji w Ruapehu, jest naprawdę ważne.

Tak więc w 2016 roku, kiedy Girona i jego koledzy dostali w swoje ręce 12 lat nieprzerwanych danych sejsmicznych z czujników znajdujących się w pobliżu krateru Ruapehu, natychmiast zaczęli szukać wzorców. To, co znaleźli, zaskoczyło ich: w ciągu trzech miesięcy poprzedzających erupcję w 2007 roku wibracje gruntu zarejestrowane wokół wulkanu zdawały się zsynchronizować z efektami cyklu księżycowego. Nastąpił przepływ energii Księżyca i Słońca, który spowodował sejsmiczność.

Ciemna strona księżyca

Wyniki były zastanawiające. Siły pływowe powodują wulkanizm w innym miejscu naszego Układu Słonecznego – na przykład na księżycu Jowisza, Io, który musi walczyć z grawitacyjnym szarżowaniem trzech wielkich sąsiednich księżyców, oprócz samego gazowego giganta. Są jednak powody, by sądzić, że takie siły nie mogą spowodować tego samego rodzaju wulkanizmu na Ziemi. Podczas połączonej grawitacji Słońca i Księżyca wpływ jest wystarczająco silny, aby przenosić wodę na powierzchnię naszej planety, jest zbyt mały, aby rozerwać twardą skałę w sposób wymagany do wywołania erupcji od zera.

infoplanet technologia ksiezyc a trzesienie ziemi ciemna strona ksiezyca

– Napięcia pływowe są trzy rzędy wielkości mniejsze niż ciśnienie potrzebne do wywołania erupcji – mówi Girona. Jednak wyniki były jasne. Z perspektywy statystycznej szanse na obserwowanie tego samego wyniku przypadkowo wynosiły 3,5 miliona. W innych obszarach fizyki ten poziom pewności wystarczy, by ogłosić odkrycie nowej cząstki. Girona szybko wyjaśnia, że jego badania nie miały na celu odkrycia związku między erupcjami a przypływami. Przez większość okresu objętego danymi wibracje, które badał jego zespół, były prawie całkowicie niewrażliwe na fazy Księżyca. Jedyny wyjątek stanowiło kluczowe kilka miesięcy przed erupcją Ruapehu w 2007 roku. – Sugeruje to, że kiedy wulkan znajduje się w stanie krytycznym, sejsmiczność reaguje na siły pływowe i możemy użyć tego zjawiska, aby wykryć, kiedy wulkan jest w stanie krytycznym – mówi.

Michael Manga z University of California w Berkeley jest zaintrygowany tym odkryciem. – Wykorzystanie zwiększonej wrażliwości trzęsień ziemi wulkanicznych na małe zewnętrzne wymuszanie ma sens jako narzędzie do sprawdzania, czy wulkan przygotowuje się do wybuchu. Jednak punktem odniesienia będzie to, czy wyniki można powtórzyć przed kolejną erupcją. Problemem Girony jest znalezienie wystarczającej liczby wulkanów, które mają ciągły monitoring danych sejsmicznych. To tylko 35% wulkanów, które wybuchły od 1500 roku, Iitylko nieliczne udostępniają swoje dane online w taki sam sposób jak w Ruapehu. Co więcej, Girona obawia się, że efekty, które pojawiły się tak czysto w jego danych, mogą być bardziej wyciszone gdzie indziej, biorąc pod uwagę wyspy Nowej Zelandii, które znane są już z największych na świecie pływów oceanicznych. – Jeśli jest jakieś miejsce na świecie, w którym pływy mogą mieć wpływ na wulkany, spodziewam się, że to Nowa Zelandia – mówi. Dlatego naukowcy już sprawdzają odpowiednie wulkany w Japonii i na Kostaryce.

infoplanet technologia ksiezyc a trzesienie ziemi wstep

Chociaż dokładny moment wybuchu nie jest możliwy do przewidzenia z góry, naukowiec ma nadzieję, że taki system wczesnego ostrzegania może uratować życie. Jak mówi Pritchard, „szukanie nowych sygnałów poprzedzających erupcje freatyczne jest bardzo ważną pracą”. Ale Girona marzy o większej sile. Dla niego kwestią miliona dolarów jest to, czy przyciąganie Księżyca może mieć podobnie mały, ale wymierny wpływ na płyty tektoniczne – i dlatego może być używane do przewidywania trzęsień ziemi. Naukowiec ma nadzieję, że jego badania przyniosą wkrótce odpowiedzi na wiele pytań, co finalnie przyczyni się do zmniejszenia ilości ludzkich ofiar.