Kas on võimalik maavärinat ennustada?
Kõikide teiste ebatavaliste ennustamiste kõrval on maavärinate ennustamine vanem kui ükski teadus. See oskus on sama vana kui inimasustused Kesk-Aasia ja Hiina maavärinate piirkonnas.
Homo sapiens’il on suur õppimisvõime. Samamoodi nagu laevaõnnetusest kaldalepaisatud meremees püüab meelde jätta tormiendeid, üritavad maavärina tõttu hukkunud küla ellujäänud inimesed meeles pidada neid märke, mis andsid tunnistust saabuvast maavärinast. Lood hoiatavatest ennetest on läbi aegade kandunud külast külla ning põlvest põlve.
Kõige varasemad professionaalsed ennustajad olid astroloogid ja ettekuulutajad. Vajadus nende järele oli 3000 aastat tagasi sama suur kui praegu. Pärsias, mis asub Kõrg-Himaalaja maavärinate teljel, registreeriti vanim teadaolev maavärina ennustus 800 aastal eKr.
Nagu ajalugu on näidanud, rajab inimene tsivilisatsiooni, ehitades linnu, mis on täis templeid ja paleesid, ja samas toob ta need ohvriks värisevale Maale. Tsivilisatsiooni ja inimkonna varasemate teadmiste tippu jõudnud kreeklased pidid suurt hirmu tundma maavärinate pärast, sest elasid nad ju kokkupõrkuvate kontinentide keskel. Nad hakkasid oma tähelepanekuid üles märkima ning nende kirjapanekutest oli tulevikus rohkem õppida kui rahvasuus levinud faktide ja fantaasiaga läbi põimunud lugudest.
Kreeka filosoof Anaxagoras olevat õppinud maavärinaid ennustama vanadelt Egiptuse kirjadelt. Kuus sajandit enne Kristuse sündi elanud Pherekydes, Pythagorase õpetaja, võis voolava allika vett vaadeldes ennustada maavärina saabumise aega kolm päeva ette.
Umbes samal ajal elanud filosoof Anaximandros Mileetosest soovitas linnaelanikel lahkuda kodudest ja suunduda põldudele. Seal oodates nägid inimesed, kuidas tugev maavärin hävitas linna.
Rooma riigitegelane, kirjanik ja loodusteadlane Plinius Vanem, kelle uudishimu maksis talle elu 79. aasta Vesuuvi purske ajal, märkis üles neli maavärina ennet. Esiteks, hoonete kerge värisemine. Teiseks, loomade erutus: „Isegi linnud istuvad hirmunult paigal.“ Kolmandaks, vesi muutub kaevudes ja allikates sogaseks ja ebameeldivalt lehkavaks. Neljandaks, imeliku udu tekkimine: „Ilusa ilma korral ennustab maavärina saabumist kas päeval või veidi pärast päikeseloojangut taevalaotusse ilmuv õhuke pilveviirg.“ (Absoluutselt õige tähelepanek. Samasugust pilveviirgu märgati ka enne Tangshani maavärinat 1976. aastal.) Selle kõige müstilisema ende puhul kordas Plinius peaaegu täpselt Kreeka filosoofi Aristotelest, kes uskus, et maavärinat põhjustab pneuma, ehk maakera ümbritseva aura kadumine.
1042. aastal teatas astroloog täpselt ette Pärsia põhjaosas Tabrizis toimunud maavärina. Kahjuks ei suutnud ta veenda inimesi linnast lahkuma. Maavärina ajal hukkus 40 000 inimest. Ka 1549. aastal Pärsias toimunud maavärinast hoiatati inimesi ette – seekord oli ennustajaks satraap. Kuid temagi ei suutnud panna oma alamaid ööd lahtise taeva all veetma. Valitseja ootas üksinda väljas, läks siis aga külma tõttu majja tagasi ja hukkus koos teistega.
Millele kõik need ennustused tuginesid, ei ole teada. Võimalik, et mõnedel inimestel nagu paljudel loomadelgi on ebatavaliselt kõrge tundlikkus teatud füüsikaliste muutuste suhtes, mis ilmnevad maapinnas ja atmosfääris vahetult enne maavärinat. Kuid mitte kõik tundemärgid ei nõua sellist erilist võimet. Näiteks Marokos 1960. aastal Agadiri maavärinale eelnenud päeva õhtupoolikul vajusid hotelliseintel pildid viltu, ühes külas olevat üks poiss aga saanud sõimata selle eest, et loksutanud ämbrist vett maha, kuigi poiss kinnitanud, et polevat ämbrit puudutanudki. Õhtul aga ulgusid koerad, kassid sebisid rahutult ringi ja muulad lõid kapjadega vastu talliseinu. Tokyos ja Yokohamas lahkusid 1923. aastal mõni tund enne maavärinat linnud suurte parvedena linna territooriumilt, Pakistanis Quettas mõõdeti aga 1935. aastal maavärina eelõhtul õhus ebatavaliselt tugevat elektrivälja.
Veel mõnikümmend aastat tagasi peeti maavärinate teaduslikku ennustamist võimatuks. 1980. aastatel tehti aga sellel alal nii suuri edusamme, et USA-s, Jaapanis ja Venemaal pidasid seismoloogid maavärinaennustusi täiesti reaalseks, tingimusel, et uurijatele eraldatakse küllaldaselt raha.
Nõukogude Liidus algasid vastavad uuringud 1949. aastal, pärast seda, kui Tadžikistanis Hiina piiri lähedal hukkus maavärina tekitatud maalihke tagajärjel 10 000 inimest. 20 aastat hiljem oli nõukogude teadlastele selge, et enne maavärinat leiavad maapinnas aset nii mõnedki muutused, mida on võimalik mõõta. Näiteks muutub teatud sügavuses kivimeid läbivate seismiliste lainete elektritakistus ja kiirus. Allikate vesi küllastub radioaktiivsest gaasist radoonist ja läheneva maavärina epitsentri lähedal tõuseb maapind kergelt. Sellist maapinna tõusu võib praegu näha suurel alal Lõuna-Californias, kus maapind on 1960. aastast saadik tõusnud 25 cm võrra.
Ka Californias on maavärinale eelnevaid füüsikalisi muutusi intensiivselt uuritud. Kerkinud maapinnaga piirkonna kese on San Andrease murrangu kohal. See kurikuulus geoloogiline moodustis on Vaikse ookeani laama piiriks, mis liigub loodesuunas vastu laamale, millel asub ülejäänud Ameerika manner. Kui San Andrease murrang oleks sirge kujuga, saaksid kaks laama suhteliselt vabalt teineteisest mööduda. See tooks kaasa üsna sagedasi, kuid lühiajalisi ja kergeid maavärinaid. Paraku moodustab idast läände kulgev San Bernardino mäeahelik loodusliku barjääri, mis takistab laamade liikumisest tekkiva pinge leevendamist. Kolmest suuremast osast koosnevas mäeahelikus jaguneb San Andrease murrang mitmeks väikeseks haruks. Nendes tuleb ette sagedast, kuid väikese tugevusega seismilist aktiivsust. See hargnemiskoht jaotab San Andrease murrangu kaheks katkematuks osaks. Üks neist, mis asub San Franciscost põhja pool, oli 1906. aastal maavärina toimumiskohaks. Lõunapoolne osa läbib Los Angelese linna ja ulatub San Bernardinoni. Seal toimus 1857. aastal maavärin, mille käigus maapind nihkus murrangust lääne pool 9 m põhja suunas. Nii põhja- kui ka lõunaosa keskel muudab murrang oma suunda. See ongi ilmselt põhjuseks, miks laamad haakuvad nii kauaks teineteise taha kinni, kuni ülemäära tugevnenud surve äkitselt järele annab ja laamad teineteisest ägedalt valla pääsevad. Et mõlemad nimetatud piirkonnad on tihedalt asustatud ja kummaski piirkonnas on karta, et maakoor tekkinud pingele enam kuigi kaua vastu ei pea (eriti Los Angeleses), on teadlastel ilmtingimata vaja leida meetod maavärina ennustamiseks.
* * *
Hiinat tabavad maavärinad mitte väga sageli, kuid see-eest on need väga tugevad. Mitte üheski teises riigis pole maavärinad nõudnud nii palju inimelusid. Sel sajandil on Hiina 30 provintsist tervelt 21 tabanud ühtekokku 648 maavärinat magnituudiga 6 ja enam. Pärast hävitavat Xingtai ja Ningjini maavärinat 1966. aasta märtsis, mille tagajärjel hukkus rohkem kui 8000 inimest, kutsus tollane peaminister Zhou En Lai üles „rahvasõjale maavärinate vastu“, et rakendada kõiki riigi olemasolevaid jõude intensiivse maavärinate ennustamise kampaania läbiviimisel. 1974. aastaks oli rajatud 17 suurt seismoloogilist observatooriumi ja 250 regionaalset maavärinajaama. Koolitati välja 10 000 elukutselist vaatlejat, kes hakkasid tööle 5000 vaatluspostil. Arvukaid amatööre – töölisi, talupoegi, üliõpilasi ja raadiodiktoreid (ühtekokku 10 000 inimest) värvati vaatlejateks, kes koos spetsialistidega reeglipäraselt registreerisid nõrku maavärinaid, veetaseme kõikumisi ja teisi tüüpilisi nähtusi, mis nii või teisiti kuulutavad lähenevat maavärinat. Peale selle pidid vaatlejad jälgima kõikvõimalikke ohumärke, mida teatakse maavärinale eelnevat.
Kasulikku infot võivad anda kaevud, mille vesi muutub ühtäkki sogaseks, jõed, mis kuivavad ära või muudavad värvi, samuti loomade käitumine – maavärina eel võib juhtuda, et rotid lahkuvad majadest, maod roomavad massiliselt oma urgudest välja, koerad käituvad kummaliselt, linnud ei taha pesa ehitada. Mitte alati ei viita sellised nähtused saabuvale maavärinale, kuid hiinlased otsustasid hoolikalt uurida kõiki tundemärke ja igat jälge, mis aitaks maavärinat ennustada.
Vaatlejad avastasid, et enne maavärinat muutub vesi tiikides ja niisutuskanalites mudaseks ning enne eriti tugevat maavärinat ilmuvad taevasse salapärased helendused, neoonvalgusega sarnased välgud. Kuid kõige täpsemateks maavärina kuulutajateks on loomad. Loomade käitumise muutustel me praegu ei peatu, sest sellest on eraldi pikemalt juttu loos „Elusad seismograafid”.
1970. aastal näitasid seismoloogide arvutused, et Mandžuurias Haichengi linnas on lähitulevikus oodata tugevat maavärinat. 1974. aastaks olid kohalike vaatlejate tähelepanekud juba päris murettekitavad. Kõik tundemärgid osutasid peatsele maavärinale ja teadlased lõid häirekella. Hiina ametlike allikate teatel „anti elanikkonnale viivitamatult korraldus hakata ehitama kergeid onne ajutisteks ulualusteks ning toimetada vanurid ja haiged majadest välja“. Mõnes piirkonnas näidati inimeste kodudest väljameelitamiseks vabaõhukino. Elanikud veetsid väljas kaks külma ööd, kuni lõpuks selgus, et tegu oli valehäirega. Ent 1975. aasta veebruari alguses ennustasid seismoloogid taas tugevat maavärinat, nüüd juba kahe päeva jooksul. Jäi mulje, et arvukad pingutused on vilja kandnud, sest 4. veebruari hommikuks 1975 oli Liaoningi provintsis eelnenud 72 tunni jooksul registreeritud terve seeria nõrku maavärinaid. Kaevudes oli veetase tõusnud ning vette tekkisid mullid. Maod ärkasid talveunest ja kogu regioonis jäi loodus kummaliselt vakka. Sellises olukorras otsustati anda Jinkou ja Haichengi linnas ja kommuunides katastroofihäire. Inimesed lahkusid kodudest ning kogunesid parkidesse, väljakutele ja põldudele. 4. veebruaril kell 19.36, viis tundi pärast häiret, raputas ümbruskonda 7,3-magnituudine maavärin. Haichengis purunes või sai raskesti vigastada peaaegu 90% majadest, kuid inimesed seal viga ei saanud. Kogu regioonis, kus elab kolm miljonit inimest, oli ainult 300 hukkunut.
Seismoloogid kogu maailmas tähistasid maavärina nii täpset ennustamist kui teedrajavat võitu. Edust ja ülemaailmsest tunnustusest tiivustatuna jätkasid hiinlased oma ennustamiskampaaniat. Aasta hiljem olid nad kindlad, et Guandongi provintsi tabab maavärin ning andsid alarmi, mille peale inimestel tuli kaks kuud telkides elada, enne kui võimud said aru, et seekord oli tegemist jälle valehäirega.
Samuti kukkusid spetsialistid sisse Tangshani maavärinaga. 1975. aastal raputas tööstuslinna piirkonda keskmise tugevusega maavärin, kuid mitte keegi ei osanud öelda, kas oli tegemist Haichengi maavärina järeltõukega või Tangshani ähvardava eeltõukega.
1976. aasta jaanuaris registreerisid seismoloogid maa magnetismi tugevaid muutusi ning hoiatasid, et lähematel kuudel on oodata maavärinat. Juulis lisandusid veel kindlad ohumärgid: muutused põhjaveetasemes ning loomade kummaline käitumine. Seega täheldati üksikuid saabuvale tugevale maavärinale viitavaid märke, kuid vahetult enne katastroofi ei olnud selle lähenemise kohta veel veenvaid tõendeid ja häire andmist ei peetud vajalikuks. Pealegi olid sedalaadi teated kaootilised ning kahjuks ei pööranud vastutavad ametnikud ohumärkidele piisavat tähelepanu. Kuid Tangshani elanikud tegid veel ühe huvitava tähelapneku: 27. juuli hilisõhtul muutus taevas linna kohal erakordselt tumedaks. Ilmselt oli see seotud maapinnast väljatungiva radooniga.
Seega andis 28. juulil toimunud Tangshani maavärin tunnistust sellest, et hoolimata kaasaegsest kõrgtehnoloogiast ja kõigist pingutustest ei ole maavärinaid võimalik ennustada nagu ilma.
Californias avaldati 1978. aastal uuringud, milles väideti, et maavärina eel tõuseb kaevandusšahtide vees väärisgaasi radooni sisaldus kuni neljakordseks. Radoon tungib käikudesse uraani sisaldavatest mineraalidest. Teadlaste seletuste järgi paisuvat enne maavärinat teatavad sügavad kivimikihid ja nendesse tekkivat praod, mille kaudu radoon tungivat pinnasesse, kontsentreerudes vahetult maapinna alla.
Seismoloogid on juba rajanud piki San Andrease murrangut 20 umbes 3,5-kilomeetriste vahedega puurauku, milles tehakse iga nädal mõõtmisi. See on seni osutunud usaldusväärseimaks teadaolevaks seismoloogilise aktiivsuse ennustamise meetodiks.
1962. aastal kaevas USA sõjavägi Colorado osariigis maa sisse 3400 m sügavuse šahti närvigaasi ja putukamürkide tootmisel tekkivate reovete jaoks. Kuus nädalat pärast seda, kui šahti oli esmakordselt vett pumbatud, toimus Colorado pealinnas Denveris esimene maavärin pärast 80-aastast vaheaega. Vee šahtilaskmine oli aktiveerinud linna all asunud vana murrangu. Maavärinad jätkusid peaaegu iga päev, kuni sõjavägi 1966. aastal šahti kasutamise lõpetas. Järgmisel aastal saavutas seismoloogiline aktiivsus seal küll kõrgeima taseme, kuid on sellest ajast tasapisi langenud.
Avastus, et maavärinat on võimalik kunstlikult esile kutsuda, on viinud seismoloogid mõttele, et survet San Andrease murrangule oleks võimalik vähendada, kui kutsuda piki murrangut kunstlikult esile mitu väikest, kontrollitud maavärinat. Loomulikult on siin põhiprobleemiks kontrolli säilitamine, et mitte põhjustada kogemata suurt maavärinat, mille ärahoidmise nimel ju tegutsetakse. Seda plaani on kavatsetud ellu viia järgmiselt. Kõigepealt puuritakse mitmesse kohta kolmest puuraugust koosnevad read. Nende sügavus on 3500 kuni 4000 m. Välimised augud, mille vahekaugus on umbes 1000 m, pumbatakse tühjaks. Need augud on julgestuseks. Siis pumbatakse keskmine auk vett täis. Teadlaste arvates ei tohiks sellega esilekutsutud maavärin ulatuda kaugemale äärmistest puuraukudest.
Mitte igat maavärinaohtlikku piirkonda ei saa sellisel viisil ohutumaks teha. Taolist meetodit saaks rakendada Türgis või Iraanis, kuid sügaval ookeanipõhjas tekkivate maavärinate ärahoidmiseks ei ole see võimalik ega isegi mitte soovitatav. Seetõttu on näiteks Jaapanile ja Tšiilile ainsaks väljapääsuks võimalikult täpne ennustamine ja eesrindlik arhitektuur. Kuid Californiaski on igasugune kunstlik sekkumine seotud riskiga ja eksitus võib kaasa tuua üliohtlikke tagajärgi. Kuna San Andrease murrangul läheneb olukord juba kriitilisele punktile, tundub, et ei ole mõistlik proovida maavärina ärahoidmise võtteid enne järgmist suurt maavärinat. Pärast seda tasuks neid aga regulaarselt kasutada, takistamaks surve tõusmist ohtliku piirini. Praegu seisavad paljud hooned otse murrangu kohal ja järgmisele maavärinale nad vastu ei pea – nagu ka hulk muid ehitisi. Pärast maavärinat tuleks varemetes linnad ehitada üles maavärinakindlast materjalist, murrangu vahetu ümbrus aga jätta hoonestamata.
Tunnuspildil: Maavärin Alaskal 27. märtsil 1964.
©Peter Hagen
NB! Loe ka:
Suuri maavärinaid
Seismoskoobist seismograafini
Elusad seismograafid
