A régi földrengéseket a kvarckristályok is megőrzik

Az egymáshoz képest elmozdult kőzetrétegek, vagy üledékrétegek speciális mintázatából a hozzáértő kiolvashatja egy terület múltbéli földrengéseit. Mivel a földrengések precíz, megbízható előrejelzésére még biztosan nem mostanában kerülhet sor, ezért azt kell megismernünk, hogy egy adott területen milyen esélye van egy-egy károkozó rengésnek. Ebben pedig a múlt adja meg a kulcsinformációkat. Egy lengyel-német kutatócsoport nemrégiben olyan újszerű módszerrel rukkolt elő, amely az egykori rengések nyomait mutatja meg – az üledékekben lévő kvarckristály szemcsék segítségével.

A földrengések egyik velejárója a talajfolyósodás jelensége. Ez akkor következik be, ha egy laza szerkezetű talaj, például üledék szemcséi közt a pórusvíz (a szemcsék közti hézagokat kitöltő víz) nyomása a rengés miatt tömörödő szemcsék hatására megnő. Ez aztán ahhoz vezet, hogy az egész talajréteg elkezd folyadékként viselkedni.

Mivel ez súlyosabbá teheti a rengések okozta károkat, az erre hajlamos altalajokat ma már figyelik, és földrengésveszélyes helyeken elméletben nem is szabadna efféle talajra építkezni. Intő példa az 1906-os san franciscói, vagy az 1995-ös kóbei földrengés, mindkét esetben azok a városrészek szenvedték a legnagyobb, rengéshez közvetlenül köthető károkat, amelyek üledékre, hordalékra épültek.

A kutatók azt vették észre, hogy a talajban, üledékben lévő kvarckristály szemcsékben különös repedések alakulnak ki a rengések során fellépő talajfolyósodás miatt. Ezekkel a speciális repedésmintázatokkal azután azt lehet bizonyítani, hogy az adott talajréteg egy rengés miatt deformálódott, és nem valami más hatásból adódóan – korábban erre nem volt lehetőség. A cunamik, viharok, vagy akár vulkáni működés hasonló nyomokat hagy az üledékrétegekben, a földrengés-veszélyesség mértékét pedig csak úgy lehet helyesen megállapítani, ha ezektől elkülöníthetők a rengések nyomai.

A kutatók szabadban gyűjtött iszap és finomszemcsés homok segítségével vizsgálták, mi is zajlik a szemcsékben egy rengés során. A megtisztított szemcsés anyagokat rétegezve edényekbe tették, majd különböző ásványianyag-tartalmú természetes ásványvízzel megnedvesítették, a vízbe előzőleg vas-szulfátot kevertek. Eztán speciális rázógép segítségével „földrengést” idéztek elő, így az anyagrétegekben a normál üledékrétegekhez hasonló keveredés zajlott.

A rengéseket követően az edényeket lezárták, és meghatározott időköznként mintákat vettek belőlük. A mintákat epoxigyantával szilárdították, majd ebből vágott szeleteket vizsgáltak meg mikroszkóppal.

A vizsgálatok során összehasonlították a rengésnek nem kitett szemcséket és a kísérletekben szereplő szemcsékkel, amelyeken repedések rendszerei keletkeztek. Emellett olyan szemcséket is megvizsgáltak ugyanezen módszerrel, amelyeket igazoltan földrengéshez kötött területről emeltek ki. Az egyes elváltozások – a szemcse peremének sérülései, vagy épp a belsejében kialakult repedések típusai – alapján kutatók úgy találták, hogy meg lehet különböztetni a rengések során „sérült” szemcséket.

Nem túl rég látott napvilágot az a felfedezés, amely szerint az arany előfordulásához nagyban hozzájárulnak a földrengések . A lengyel kutatók most e folyamat mikroszkopikus részleteibe is bepillantottak. Közvetlen kapcsolatot találtak a rengések és a szemcsék közti arany-nanorészecskék mozgása, azok csoportosulása között, ez pedig összhangban van a korábbi tanulmány eredményeivel. A szemcsékre kirakódó aranyat még a rengések azonosításához is fel lehet használni, segítségével a kisebb rengések is kimutathatók.