A földrengésekkel összefüggő légköri és ionoszféra-zavarokat vizsgálták kutatók

A COST (Cooperation in Science and Technology) ELECTRONET elnevezésű projekt keretében egy nemzetközi kutatócsoport magyar részvétellel a nagy erejű földrengésekkel összefüggésben fellépő légköri és ionoszféra-zavarokat tanulmányozta különböző módszerekkel.

Az európai együttműködéssel megvalósuló projekt során a kutatók különféle légköri és az európai globális navigációs műholdas rendszer adataira támaszkodva ionoszférikus paraméterekben beálló változásokat vizsgáltak azzal a céllal, hogy kiderítsék, előre jelezhetőek-e a földrengések. A kutatás eredményeiről készült tanulmány a Geosciences című folyóiratban jelent meg – közölte az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) hétfőn az MTI-vel.

A beszámoló szerint a kutatócsoport három közelmúltbeli, nagy erejű – 6,6, 8,2 és 7,1 magnitúdójú – mexikói földrengés kapcsán vizsgálta különböző módszerekkel a rengések folyamán, illetve az azokat megelőzően fellépő ionoszféra-zavarokat.

A földrengések időpontjainak (2016. január 21., 2017. szeptember 8. és 19.) különlegessége, hogy a második földmozgás épp egy napkitörés-eredetű geomágneses vihar időszakában pattant ki. Ezért a kutatók további 37, szintén 2017-ben létrejött intenzív földrengést megelőző időszak esetében is tanulmányozták az ionoszféra változásait.

A munkában magyar részről Barta Veronika, az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Geodéziai és Geofizikai Intézetének (GGI) tudományos munkatársa vett részt. A kutató és munkatársai megvizsgálták az európai globális navigációs műholdas rendszer (GNSS) adataiból származtatott teljes elektrontartalom (Total Electron Content – TEC) időbeli változását és térbeli eloszlását a földrengések környezetében, továbbá elvégezték ezek spektrális elemzését is. Ezen kívül különös figyelmet fordítottak egy légköri modellből származó paraméter, az úgynevezett légköri kémiai potenciál (Atmospheric Chemical Potential – ACP) időbeli változására és regionális eloszlására.

A beszámoló szerint az elmúlt évtizedekben számos elméleti munka feszegette a földrengést megelőző légköri zavarok, illetve a magnetoszféra és az ionoszféra zavarainak lehetséges fizikai mechanizmusait. A Litoszféra-Légkör-Ionoszféra-Magnetoszféra (Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere-Magnetosphere, LAIMC) csatolási modell szerint a földrengést megelőzően mikrorepedések jönnek létre a földkéregben, amelyeken keresztül radon gáz szabadul fel. A megnövekedett radonkoncentráció ionizálja a levegőt, és vízkondenzációs magvakat hoz létre, a kondenzáció során felszabaduló látens hő pedig módosíthatja a légkör hőmérsékletét, páratartalmát és üvegházhatását.

A megnövekedett felszíni ionizáció megváltoztatja a légkör elektromos vezetőképességét, amely a felszín és az ionoszféra közötti globális légköri elektromos áramkörön keresztül elektron-, és ionplazmasűrűség-anomáliákat okozhat az ionoszférában, ami a teljes elektrontartalom változásában is jól követhető. A tanulmány eredményei szerint egy többparaméteres, és egyidejűleg több módszert alkalmazó vizsgálat segítségével ki lehet mutatni a földrengésekkel kapcsolatos légköri, illetve ionoszférazavarokat, még geomágneses szempontból aktív időszakokban is. A kutatók a teljes elektrontartalom nagymértékű és rövid ideig tartó változásait detektálták a vizsgált földrengéseket megelőző néhány órában, illetve napban. Az elektrontartalom spektrális elemzése szerint a földrengések epicentruma fölött 20-25 perces periódusidejű, rövid zavarok alakultak ki az ionoszférában. A legtöbb esetben a regionális ionoszférazavar együtt járt az úgynevezett légköri kémiai potenciál megnövekedésével.

Annak érdekében, hogy a földrengéseket megelőző légköri és ionoszférikus változásokról átfogó és egyértelmű képet lehessen kapni, a kutatók szerint érdemes lenne létrehozni egy olyan állomáshálózatot a szeizmikusan aktív régiókban, amellyel egyidejűleg lehetne vizsgálni a hőmérséklet, a relatív páratartalom, a radon, a légköri elektromos paraméterek, valamint a teljes elektrontartalom változását – olvasható a közleményben.

MTI