פופיולר סיינס/כשכדור הארץ תוקף

גלי צונאמי, הרי געש, סופות הוריקן ומפולות אדמה – כל שידוע לנו לגבי ה”רוצחים” של הטבע הוא שהם יכו שוב, ושוב * הידען מוסיף: מהמאמר עולה שהאיזור שמצפון לדלהי שהתפרץ בשבת בבוקר היה רגוע 200 שנה

פופיולר סיינס

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/disasterspopsi.html

המאמר פורסם לראשונה באתר הידען ב-13/8/2005 ואנו מעלים אותו שוב לעמוד הראשון עקב רעידת האדמה הקשה שפקדה את צפון פקיסטן וצפון הודו. לרגל המצב החלטנו להוסיף לקוראי הידען כמה הערות אקטואליות.

המין האנושי הוא אורח על הסלע הרועש והגועש הזה שנקרא יקום. ב-26 בדצמבר 2004, 58 דקות ו-49 שניות אחר חצות (לפי שעון גריניץ'), הזכירה לנו אמא אדמה את העובדה הנצחית הזאת. הדבר המפחיד ביותר בצונאמי האחרון הוא העובדה שהצגה נוספת של מחזה האימים כמעט מובטחת. כדור הארץ מטבעו הנו אדריכל פורה של מהומות וספק חרוץ של אסונות. הדבר היחיד שנותר לנו לעשות להגנתנו הוא לחתור לדעת היכן ומתי יתרגשו עלינו פורענויותיו של הטבע – כי היו בטוחים: הן בוא תבואנה.
למרבה המזל, התקדמות בטכנולוגיות של לווייני חישה מרחוק, הדמיות ממוחשבות, מכ”ם, מוניטורים סיסמיים וחיזוי מזג האוויר, מעניקה למדענים יתרון, ומאפשרת להם במקרים רבים להורות לנו מתי לברוח. חוקרים משתמשים בלווייני צילום כדי לגלות למשל שינויים זעירים בעיוותי האדמה – 'פצעון' שאחרת לא ניתן היה להבחין בו, עשוי לרמז שהעתק עומד להישבר או הר געש מחשב להתפרץ.

כושר ההמצאה המתקדם הזה עדיין אינו הופך את העולם בהכרח למקום בטוח יותר. הבעיה היא שבני האדם מתעקשים לפלוש למחוזותיו הסוערים ביותר של כדור הארץ, ולהוסיף לבנות ולהתגורר באזורים המסוכנים ביותר. אנשים גם משנים או הורסים ללא רחם את מנגנוני ההגנה הטבעיים של כדור הארץ: עוקרים צמחייה, פוגעים בשוניות אלמוגים ומייבשים את הביצות וכך נותרים הרבה יותר חשופים לפגיעתן הרעה של סופות או לפגעי צונאמי.

הרי געש: אזורי הסכנה: איטליה, אינדונזיה, מרכז אמריקה.
את אופיו הנפיץ של כדור הארץ יש לתלות במה ששוכן מתחת לפני השטח שלו. אוקיינוסים של מגמה גועשת מתחת לקרום כדור הארץ יכולים להגיע עד 1100 מעלות צלזיוס. החום העצום גורם למגמה לעלות אל תוך הקרום; אם כמות מספקת של מגמה מצטברת ליד נקודה חלשה, היא פורצת דרכה אל פני השטח. במשך מאות בשנים כך בדיוק התפרץ וזוב, שקבר את פומפיי על 3,000 תושביה תחת 5 מ' של אפר רותח, ושבצלו חיים היום יותר משני מיליון אנשים. מדענים יודעים שווזוב מסוגל להתפרץ בעוצמה אדירה, מה שאינם יודעים הוא מתי.

הכלי היעיל ביותר שמסייע בידי מדענים לקבוע מתי הר געש עומד להתעורר הוא לווייני InSAR. מאז ראשית שנות ה-90, משגרים לוויינים שמצוידים באינס”ר קרניים לא סדירות של גלי מכ”ם לעבר כדור הארץ. כשהגלים חוזרים, מקליט InSAR את עוצמתם ואת משכם. באמצעות InSAR יכולים המדענים לגלות עיוותים קלים בפני כדור הארץ, שנוצרו בהיעדר פעילות סיסמית.

InSAR יעיל במיוחד לחקר הרי געש במדינות נידחות שאינן משופעות בביקוריהם של המדענים המערביים. למרות שפסגות כמו וזוב, הר רייניאר במדינת וושינגטון ופוג'י ביפן נהנות ממרב תשומת הלב, יש עוד עשרות הרי געש קטלניים לא פחות במרכז אמריקה ובדרומה וכן באינדונזיה. הר הגעש פופוקטפטל על 5380 המטרים שלו, מתנשא מעל מקסיקו סיטי, כ-60 ק”מ בלבד מהעיר. “ההר המעשן” שהתפרץ כבר 36 פעמים פולט עשן וגז מתוך לועו כמעט מדי חודש. אטיטלן קלדרה מתרומם כ-120 ק”מ מגווטמאלה סיטי. אם התפרצות תתרחש היום, היא תגרום, קרוב לוודאי, למותם של 90% מתושבי המדינה. בעבור כל אחד מהרי הגעש הללו, חיזוי התפרצות באמצעות InSAR תלוי בכיסוי של פני השטח – קרקע טרשית או חשופה מספקת בדרך כלל תמונות טובות יותר מאשר שטחים מושלגים או מיוערים. תושבי נאפולי ישמחו בודאי לדעת שווזוב, שכנם, פוטוגני להפליא.

סופות הוריקן: אזורי הסכנה: ניו אורלינס, האיים הקריביים, בנגלדש
(המאמר נכתב זמן רב לפני ההוריקן קתרינה. א.ב.)
ניו אורלינס, השוכנת כבר 6 מ' מתחת לגובה פני הים, ושוקעת בקצב של כ-9 מילימטרים בשנה מועדת לשיטפונות קשים ותספוג את הנזקים ההרסניים ביותר מהוריקן בדרגה 5. מכיוון שהעיר נמצאת מתחת לגובה פני הים – כשנהר המיסיסיפי בצדה האחד ואגם פונטקרטריין בשני – זהו סיוט הידרולוגי. הבעיה הקשה ביותר תהיה סופת נחשולים, תופעה שבה רוחות חזקות יוצרות גלי ענק לאורך חזית ההוריקן. בניו אורלינס, די בנחשול גדול אחד כדי להטביע את העיר כולה.

זמן רב לפני שמתיישבים הביטו על חופיו של המיסיסיפי וחשבו שיהיה נחמד להקים בית במקום ולגדל בו משפחה, היה עולה הנהר מדי פעם על גדותיו ועורם סחף ובוצה על סביבותיו. לאחר שיטפון נבזי במיוחד ב-1927, אסון שתבע 300 קורבנות והותיר לאורכו של הנהר 600,000 אנשים ללא קורת גג, החליטו פרנסי העיר לבנות סוללות – חלקן בגובה של 7.5 מ' – כדי להגביל את הנהר ההולך וגואה עם בואם של גשמים חזקים. התושבים מצאו עצמם גם נלחמים בקדחת צהובה, מחלה נגיפית שמופצת באמצעות יתושים. מ-1817 עד 1905, גבתה המחלה 40,000 קורבנות. אנשים הבינו שיש לייבש את הביצות. עתה, משהוקמו הסוללות ויובשו הביצות, יכולה הייתה העיר להתפשט אל אזורים שהיו בעבר בלתי ראויים למחיה. אולם כשמוציאים את המים מן הביצות, מתחילה הקרקע לשקוע.

סולם ספיר-סימפסון לדירוג הוריקנים מגדיר סופה בדרגה 5 כבעלת רוחות במהירות של יותר מ-250 קמ”ש ונחשולי גלים של מעל ל-5.5 מ'. אמנם סופות הוריקן מן הסוג הזה הניחתות היישר על ניו אורלינס נדירות ומתרחשות אחת ל-500 או 1000 שנים; אולם אם תגיע סופה כזו אל החוף, ימלא הגל שייווצר את אגם פונטקרטריין, יעבור מעל הסוללות ויציף את העיר עד לגובה של 13 מטרים. במקרה כזה ישמשו הסוללות כדפנות של אמבט, המים יילכדו בין סוללות המיסיסיפי לבין סוללות המגן מפני הוריקן.
ניו אורלינס נמצאת על סף השלמתו של פרויקט הגנה מפני הוריקן, בעלות של 740 מיליון דולר. במסגרת התוכנית מוקפת העיר בסוללות להגנת תושביה מפני סופות עד דרגה 3. בצבא חושבים בינתיים על בנייתה של מערכת סוללות חדשה שתהא מסוגלת לעמוד בפני גלים של הוריקן בדרגה 5 כמו 'איוון', שאיים על העיר בשנה שעברה. כדי לקבוע היכן בדיוק ולאיזה גובה יש להקים את הסוללות הללו, גייסו המהנדסים לעזרתם תוכנה של הדמיות מחשב תלת ממדיות בשם ADCIRC, המשלבת עשרות נתונים כמו קרקעית הים והטופוגרפיה של החוף, מהירות הרוח, שינויי הגאות והשפל, עומק האוקיינוס וטמפרטורת המים – ומראה במפה מדויקת היכן יציף נחשול אימתני את ניו אורלינס. אולם הרעיון של סוללה לסופה מדרגה 5 נמצא עדיין בחיתוליו ויחלפו אולי עוד עשרות שנים עד שיושלמו הסוללות החדשות. עד אז, מוטב לתושבי ניו אורלינס להתפלל להליוס, אל השמש.

מפולות אדמה: אזורי הסכנה: מרכז אמריקה, מרכז אסיה.
(השבוע אירעו מפולות אדמה גם בצפון הודו יום לפני רעידת האדמה, בה נספתה נוסעת ישראלית באוטובוס שנמחץ על ידי סלעים גדולים שנפלו מהר. במקביל, ההוריקן סטאן גרם למפולות בוץ גדולות בגואטמלה א.ב., 9/10/2005)
מפולת אדמה, מפולת בוץ, מפולת סלעים – בכל שם שנכנה אותה, התופעה היא אחת: קרקע נייחת ויציבה לוקה בתאוות מסעות קטלנית. במרבית המקרים מתחוללות מפולות כשמים רבים מדי מספיגים לגמרי את האדמה במדרון תלול או כשרעידת אדמה מזעזעת את הקרקע. זה יכול לקרות בכל מקום כמעט, אבל מרכז אמריקה – עם מורדות תלולים, ממטרים כבדים תכופים וקרקע געשית בלתי יציבה – נמצאת ככל הנראה בראש רשימת אזורי הסכנה.

ב-1988 חלף ההוריקן 'מיטש' מעל מרכז אמריקה, וגשמים עזים גרמו לאלפי מפולות. הרים של בוץ קברו תחתם אלפי כפריים שהתגוררו לא רחוק מהר הגעש קסיטה שבניקרגואה אחרי שגשמי זעף הרוו את מדרונותיו והאדמה שלא יכולה הייתה עוד להכילם, התמוטטה. מאז מסמנות “מפות התרעה” חדשות לגורמים הרשמיים המקומיים במרכז אמריקה אזורים מועדים לפורענות.
לצורך המיפוי משתמשים גיאולוגים ב- Aster, שמורכב על סיפונו של 'טרה', לוויין החישה למרחוק של נאס”א. Aster יכול לצלם תמונות של כדור הארץ ב-14 אורכי גל ולאסוף נתונים באיכות גבוהה של 15 מ”ר לפיקסל. קרוב יותר לקרקע, ממפים החוקרים את אזורי הסיכון המועדים לחוסר יציבות באמצעות LIDAR. מצלמת LIDAR – שמותקנת על פי רוב על מטוס סיור או מסוק – דומה למכ”ם אך היא פועלת על הבזקי אור במקום על גלי רדיו. אם מתחילים גשמי זעף של ממש, נכנס הציוד למצב חירום ושולח מידע כל 5 דקות או פחות. בפעם הבאה שהוריקן יצליף במרכז אמריקה, יוכלו, אולי, חוואים וכפריים שחיים במורדותיהן של גבעות לא יציבות במקומות כמו טגוצ'יגלפה, הונדורס וזומפופרה, אל סלבדור – בהם התחוללו כמה מן המפולות הקשות ביותר במהלך סופת ההוריקן 'מיטש' – לקבל אזהרה מוקדמת שעולמם עומד להיחרב עליהם פעם נוספת.

צונאמי: אזורי הסכנה: החוף המערבי של ארצות הברית, אלסקה, יפן.
אם תשאלו גיאולוגים היכן יכה הצונאמי הגדול הבא, יתנגן שוב אותו הפזמון: קו החוף הצפון-מערבי של צפון אמריקה. שם מצוי 'אזור ההפחתה של תעלת קסקדיה', העתק באורך של 1090 ק”מ שחובק את החוף מצפון קליפורניה עד ונקובר. בדומה למבוי הסתום הטקטוני שנפרץ לבסוף וגרם לאסון הצונאמי של דצמבר האחרון באוקיינוס ההודי, קסקדיה הוא שדה קרב גיאולוגי שבו לוח 'חואן דה פוקה' והלוח הצפון אמריקאי מתנגחים זה בזה. לחץ ההפחתה שנוצר בקווים הראשונים יכול בסופו של דבר להתפרץ בדיוק כפי שקרה בדרום-מזרח אסיה – אירוע סיסמי שגיאולוגים מכנים: “רעידת אדמה של העתק דחיקה גדול”, מפני שהוא מתחולל בין לוח שוקע ולוח מתרומם באזור המכונה העתק הפחתה.

רעידות אדמה בתוך אזור הפחתה של לוח פנימי יכולה בקלות להגיע ל-9 בסולם ריכטר. במהלכה של רעידת אדמה כזו, ישקע קו החוף במטר אחד או שניים. ההתמוטטות תתרחש מיד. על פי מודלים ממוחשבים, יתנשא הצונאמי לגובה של 20 מ' או יותר. ערים כמו סיסייד, אורגון; קרסקנט סיטי, קליפורניה; ווסטפורט, ווושינגטון, יישטפו תוך דקות.

הגיאולוגים מתקשים לחזות מתי בדיוק קסקדיה תישבר. מאחר שההעתק היה שקט במשך תקופה כה ארוכה, חישוב תדירות הרעשים אינו פשוט. סימנים גיאולוגיים מצביעים על כך שרעידות אדמה גדולות התרחשו לאורך שקע קסקדיה שבע פעמים ב-3,500 השנים האחרונות, ומכאן משערים המדענים, כי שילוב של רעידת אדמה וצונאמי אירע מדי 300 או 500 שנים לערך.
לא מזמן התגלו ראיות לצונאמי עצום שהרס עד היסוד את קו החוף הצפון-מערבי הפסיפי ב-1700. חוקרים הצליחו לעלות על עקבותיהן של עדויות יפניות מאותה שנה המתארות צונאמי אדיר ולמצוא בתוך כך משקעי חול מקרקעית האוקיינוס קבורים בתוך קרקע יבשתית לאורך החופים של וושינגטון ואורגון.
קרוב לוודאי שכאשר תתחולל רעידת אדמה, הראשונים לדעת על כך יהיו אותם אנשי צוות המוצבים במרכז ההתרעות מפני צונאמי המיועדות לחוף המערבי ולאלסקה. המרכז עוקב אחר 150 חיישנים סיסמיים בארצות הטבעת הפסיפית ו-100 מכשירי מדידה בגובה פני הים שפזורים ברחבי האוקיינוס השקט. התוספות האחרונות למערכת ההתרעה המוקדמת הם מצופי DART שמתעדים את מחזוריות הגאות והשפל באוקיינוס השקט. אולם אם חלה חריגה ולו של 3 ס”מ בגובה הגאות – גם בעומק של 6 ק”מ – מיד עוברת המערכת למצב חירום צונאמי ומשדרת התרעות מידיות ללוויינים. עם זאת, אנו עלולים למצוא עצמנו סומכים מדי על מערכות ההתרעה המתוחכמות. במקומות מסוימים, מגיע העתק קסקדיה עד פחות מ-160 ק”מ מן החוף. וכך, בהתאם כמובן למקום שבו תרעד האדמה לאורך ההעתק, יוכל הצונאמי להגיע אל החוף תוך דקות ספורות. מצופי דאר”ט וחיישנים סיסמיים יפעילו צופרי אזעקה ודיווחי רדיו אוטומטיים בקרבת הרעש, אולם ההתרעות עלולות להגיע מאוחר מדי עבור התושבים.

גל הצונמי הגבוה ביותר שתועד אי פעם התרומם לאורך חוף הפארק הלאומי של מפרץ הקרחון באלסקה ב-1958. רעידת אדמה בעוצמה של 8 בסולם ריכטר בהעתק פרווזר שבמרחק מה מן החוף התיקה קיר של סלע שגלש אל מפרץ ליוטה; המים והקרח שנעקר ממקומו יצרו גל עצום שנישא לגובה של 572 מ'. מספר הקורבנות: 2

רעידות אדמה: אזורי הסכנה: הודו, אירן, טורקיה
זה כל הידוע לנו: רעשי אדמה מתרחשים לאורך העתקים גיאולוגיים – שברים בקרום כדור הארץ שבהם נדחפים הלוחות למעין פקק תנועה גיאולוגי. ההבדל בין זעזוע לבין רעידת אדמה בעוצמה של יותר מ-8 בסולם ריכטר קשור בשאלה אם הלוחות מחליקים זה מתחת לזה כשהמתח ביניהם עדיין נמוך יחסית או אם הם נשברים לאחר אלפי שנים של מתח מצטבר.
החישוב, על כל פנים, מתי בדיוק זה עלול לקרות, אינו משימה קלה. אז נכון, מדענים אינם יכולים לומר לנו מתי תתחולל רעידת אדמה, אבל הם הולכים ומשתפרים ביכולתם לאתר את המקומות שבהם יגרמו הרעשים הגדולים לאבדות כבדות ולנזקים כספיים ניכרים. המקומות המועדים לפורענות הם ערים עם בניינים רבים בני 6-10 קומות שבנויים מבטון מזוין. ברשימה הסופית של המועמדות מככבות: טהרן ואיסטנבול – שתי הערים בעלות אוכלוסייה של יותר מ-12 מיליון תושבים ושתיהן שוכנות בסמיכות להעתקים סיסמיים ארוכים, עמוקים ורבי-עוצמה. פגיע אף יותר הוא העתק הדחיקה של ההימלאיה בצפון הודו. בשלוש המדינות שגובלות בו מגיעה האוכלוסייה ביחד ליותר מ-25 מיליון אנשים שמתגוררים בעיקר במבני בטון קשה ושביר או בבתי חמר.

חלק ניכר מן ההעתק בין קטמנדו ודהרדון, צפונית לדלהי, לא יצר רעידות אדמה גדולות כלשהן במאתיים השנים האחרונות לפחות. במוקדם או במאוחר, יישבר ההעתק הזה, והמחיר שהוא יגבה יהיה עצום בגלל צפיפות האוכלוסייה בצפון הודו, תנאי הקרקע – שנוטים להיהפך לנוזליים – וסוג הבנייה.
הטכנולוגיה הטובה ביותר, לפי שעה, להתרעה מפני רעידות אדמה באזורים המועדים היא ה- GSN, רשת סיסמית עולמית שמושתתת על 135 מוניטורים סיסמיים המוצבים ברחבי העולם. אלה מתעדים את רעשי האדמה בעת התרחשותם ואת המידע משדרים ללוויינים או מעלים באינטרנט. הרשת, המתפקדת ככלב שמירה סיסמי, לא רק מתעדת את הרעשים, אלא גם ממיינת אותם. כך שבסופו של דבר ייאסף המידע למאגר נתונים עולמי של פעילות סיסמית. ניתוח כל הנתונים ביחד, כך מקווים, עשוי לגלות מגמות ודפוסים שיש בהם כדי לבשר על שבר בהעתק.
'רעידת האדמה הגדולה של צ'ילה' ב-1960, שעוצמתה הייתה 9.5 בסולם ריכטר, היא הרעידה החזקה ביותר שתועדה אי פעם. שבר בהעתק של 1600 ק”מ שילח גלים סיסמיים שהדהדו בעולם במשך ימים ויצרו גלי צונאמי שהגיעו עד הוואי, יפן, הפיליפינים והחוף המערבי של ארצות הברית.
מספר הקורבנות: 2,230