H εφαρμογή shake map του αμερικανικού USGS, τη Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ, μπορεί να εκτιμήσει 10 λεπτά μετά από έναν ισχυρό σεισμό πού έχουν σημειωθεί οι περισσότερες ζημιές και πιθανές απώλειες ζωής, οδηγώντας έγκαιρα τους διασώστες στα σωστά σημεία.
Τα shake maps έρχονται ουσιαστικά να απαντήσουν σε μια πολύ σημαντική ανάγκη: Αμέσως μετά από έναν ισχυρό καταστρεπτικό σεισμό, οι διαχειριστές της κρίσης καλούνται να λάβουν σε ελάχιστο χρόνο, με περιορισμένο όγκο πληροφοριών, κρίσιμες αποφάσεις για πολλές ανθρώπινες ζωές.
Η γη σείεται. Ο Εγκέλαδος ξυπνάει από τον ύπνο του και χτυπά με μανία. Η δόνηση είναι τόσο ισχυρή που δεν υπάρχει αμφιβολία ότι έχουν σημειωθεί σοβαρές ζημιές. Ίσως τραυματισμοί, ίσως εγκλωβισμοί, ίσως μάλιστα να υπάρχουν και νεκροί... Αμέτρητα και απανωτά τα βασανιστικά “ίσως” αμέσως μόλις η γη σταματήσει να τρέμει. Ο χρόνος αρχίζει να τρέχει ανάστροφα για τα σωστικά συνεργεία, όπου κάθε δευτερόλεπτο έχει τη δική του αξία και σημασία. Και εκεί έρχεται η σύγχρονη τεχνολογία να προσφέρει πολύτιμα εργαλεία που μπορούν να σώσουν ανθρώπινες ζωές...
Τόσο μέσω του συστήματος έγκαιρης προειδοποίησης, που είχε αποτελέσει αντικείμενο αναλυτικού ρεπορτάζ της “Νέας Κρήτης” τον Σεπτέμβριο του 2019, το σύστημα δηλαδή προειδοποίησης για τα 8-20 δευτερόλεπτα μετά την εκδήλωση του σεισμού - όσο να φτάσουν τα σεισμικά κύματα S, γνωστά ως δεύτερα ή εγκάρσια, τα οποία ταξιδεύουν μεν πιο αργά, με ταχύτητα μικρότερη των 4 χιλιομέτρων την ώρα, ωστόσο είναι τα πλέον καταστρεπτικά - αλλά και του χάρτη των δονήσεων, του λεγόμενου “shake map”. Ενός συστήματος το οποίο έχει αξιοποιηθεί από πολλές χώρες και κυρίως το αμερικανικό USGS, τη Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ.
Η αποτελεσματική λειτουργία του συστήματος έχει αποδειχτεί πολλές φορές και η υιοθέτησή του, ως επιχειρησιακού εργαλείου για την πολιτική προστασία, γίνεται ακόμα πιο επίκαιρη και στα καθ’ ημάς, μετά τον φονικό καταστροφικό σεισμό στο Αρκαλοχώρι την περασμένη Δευτέρα. Με απλά λόγια συνίσταται στη χαρτογράφηση του σεισμικού αποτελέσματος, της καταστροφής που έχει προκαλέσει ο Εγκέλαδος λίγα μόλις λεπτά μετά τη δόνηση, από ένα εξαιρετικά πυκνό δίκτυο επιταχυνσιογράφων, το οποίο υπολογίζει τη μέγιστη επιτάχυνση και δημιουργεί τον χάρτη της δόνησης, το shake map.
Σε αυτόν χαρτογραφείται η καταστροφή, με αποτέλεσμα οι διαχειριστές της κρίσης να μπορούν να εστιάσουν στα σημεία που απαιτείται άμεση επέμβαση και να στείλουν στοχευμένα εκεί τα σωστικά συνεργεία, ώστε να μη χαθεί ούτε δευτερόλεπτο πολύτιμου χρόνου.
Ας αναλογιστούμε πόσο διαφορετικά “λειτουργεί” ο χρόνος για εμάς και πόσο για τους ανθρώπους που καλούνται να σώσουν ανθρώπινες ζωές σε μια σεισμόπληκτη περιοχή και ταυτόχρονα πόσο αποτελεσματικό είναι ένα τέτοιο σύστημα στην περίπτωση ενός σχολείου ή ενός νοσοκομείου, όπου ενδεχομένως πολλά παιδιά ή ασθενείς και προσωπικό να έχουν εγκλωβιστεί κάτω από τα συντρίμμια.
«Το παιχνίδι παίζεται στους χρόνους αντίδρασης»... δίνει το στίγμα ο αναπληρωτής διευθυντής του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Αστεροσκοπείου Αθηνών κ. Βασίλης Καραστάθης, ο οποίος επισημαίνει ότι αυτό το σύστημα έχει ήδη δοκιμαστεί και αξιοποιείται από πολλές χώρες. Μολονότι shake maps συντάσσονται μετά από σημαντικούς σεισμούς και στην Ελλάδα, τουλάχιστον από το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Αστεροσκοπείου Αθηνών και το Ινστιτούτο Τεχνικής Σεισμολογίας και Αντισεισμικών Κατασκευών της Θεσσαλονίκης, εντούτοις η χρήση τους παραμένει καθαρά επιστημονική και όχι άμεσα αξιοποιήσιμη ως ένα εργαλείο πολιτικής προστασίας μέγιστης χρησιμότητας.
Οι κρίσιμες αποφάσεις
Τα shake maps έρχονται να απαντήσουν σε μια πολύ σημαντική ανάγκη: Αμέσως μετά από έναν ισχυρό καταστρεπτικό σεισμό, οι διαχειριστές της κρίσης καλούνται να λάβουν σε ελάχιστο χρόνο, με περιορισμένο όγκο πληροφοριών, κρίσιμες αποφάσεις για πολλές ανθρώπινες ζωές. Να εκτιμήσουν πού έχουν σημειωθεί οι περισσότερες και πού οι λιγότερες ζημιές. Σε ποιες από αυτές τις ζώνες βρίσκονται κρίσιμες υποδομές, όπως σχολεία ή νοσοκομεία. Να αποφασίσουν την κατανομή των δυνάμεων και τους τρόπους αντίδρασης. Και όλα αυτά χωρίς να χαθεί χρόνος με επιτόπιες αυτοψίες μέσα στο αυτονόητο σκηνικό πανικού, καταστροφής και τρόμου.
Σε αυτή την περίπτωση το επίκεντρο δεν μπορεί να δώσει τις απαιτούμενες πληροφορίες, καθώς μας λέει μεν πού σημειώθηκε ο σεισμός, όχι όμως σε ποια σημεία η δόνηση έγινε πιο αισθητή και καταστροφική, κάτι που εξαρτάται από δεκάδες παραμέτρους, όπως το υπέδαφος, ή η πυκνότητα κατοίκησης. Στο κρίσιμο αυτό ερώτημα ήρθε, μετά τους καταστροφικούς σεισμούς στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ το 1989 και το 1994, να απαντήσει η επιστήμη με την ανάπτυξη του shake map από τη Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ (USGS), το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Κάλτεκ της Καλιφόρνιας και τη Γεωλογική Εταιρεία της Καλιφόρνιας. Το δίκτυο εγκαινιάστηκε το 2002 και δοκιμάστηκε σε πληθώρα σεναρίων που δίνουν τις κρίσιμες απαντήσεις σε αυτές τις δύσκολες ερωτήσεις κατά τη διαχείριση μιας σεισμικής κρίσης.
Shake map από το USGS για το Αρκαλοχώρι
Έκπληξη αποτέλεσε κατά τη σχετική έρευνα γύρω από το shake map το γεγονός ότι η Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ έχει αρχίσει να εφαρμόζει πιλοτικά το σύστημα και για τους μεγάλους σεισμούς που καταγράφονται σε παγκόσμια κλίμακα, όπως εκείνος του Αρκαλοχωρίου, που μπήκε από το USGS στη λίστα των 30 ισχυρότερων και καταστροφικότερων δονήσεων σε ολόκληρο τον κόσμο. Μολονότι αυτονόητα δε διαθέτει το απαιτούμενο δίκτυο σε τόσο απομακρυσμένες από τις ΗΠΑ περιοχές, όπως εν προκειμένω η Κρήτη, και το σύστημα δεν καλείται να εξυπηρετήσει τις ίδιες ανάγκες με το πρωτότυπο, είναι εντυπωσιακός ο όγκος της πληροφορίας που αποτυπώνει το shake map του σεισμού στο Αρκαλοχώρι. Και αυτό δεν αφορά μόνο στον χάρτη αυτόν καθ’ εαυτόν, αλλά και στην επιμέρους πληροφορία για την εκτίμηση απωλειών σε ανθρώπινες καταστροφές αλλά και οικονομικής ζημιάς. Ενδεικτικά το λογισμικό εκτίμησε με αυτόματη λύση τις πιθανές απώλειες και κοστολόγησε τις ζημιές, με τις υποσημειώσεις ότι πρόκειται για το αποτέλεσμα στη βάση των διαθέσιμων (από το λογισμικό του USGS) στοιχείων και χωρίς τον οποιοδήποτε έλεγχο από επιστήμονες.
Πώς λειτουργεί
Το δίκτυο των υπολογιστών σε πραγματικό χρόνο, αφού λάβει τα δεδομένα του σεισμού, συντάσσει μέσα σε μόλις 10 λεπτά τους χάρτες επιτάχυνσης του εδάφους “shake maps”, οι οποίοι είναι άμεσα στη διάθεση των αρμόδιων Αρχών αλλά και του κοινού. Συνεπικουρούμενο από τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών, γνωστά ευρέως και ως GIS (Geographic Information Systems), και λογισμικά των αμερικανικών υπηρεσιών όπως το HAZUS της Ομοσπονδιακής Υπηρεσίας Διαχείρισης Καταστάσεων, της FEMA, το σύστημα μπορεί να δώσει μια πληθώρα πληροφοριών έγκαιρα επί χάρτου. Το μεν πρώτο, το GIS, για τη διαχείριση, ανάλυση και απόδοση πληροφορίας, σχετικής με φαινόμενα που εξελίσσονται στον χώρο, και το δεύτερο, το HAZUS, σχετικά με την εκτίμηση των οικονομικών απωλειών και των κοινωνικών επιπτώσεων από μια σεισμική καταστροφή, όπως ο εκτιμώμενος αριθμός θυμάτων, άστεγων και εκείνων που θα χρειαστούν άμεσα καταφύγιο. Παράλληλα οι Αρχές είναι σε θέση, αξιοποιώντας τα δεδομένα του shake map, να αξιολογήσουν τη ροή της κυκλοφορίας στους δρόμους ώστε να αποφευχθούν παράπλευρα προβλήματα από την κίνηση των οχημάτων και να απελευθερωθούν κρίσιμες, για τη διέλευση των σωστικών συνεργείων, οδικές αρτηρίες. Ταυτόχρονα, ο μηχανισμός προβλέπει τον πρώτο έλεγχο, μέσω πάντα του συστήματος, κρίσιμων υποδομών όπως γέφυρες και ενεργειακές δομές.
Όλοι οι διαδραστικοί χάρτες και το διαθέσιμο υλικό διατίθενται στο διαδίκτυο και μπορούν να εξειδικεύσουν την πληροφορία ανάλογα με την εστίαση, π.χ. γεωγραφικές συντεταγμένες, όνομα ενός σιδηροδρομικού σταθμού, σχολείων, νοσοκομείων κ.ά., ενώ επικαιροποιούνται συνεχώς ενσωματώνοντας και τα δεδομένα από τους μετασεισμούς.
Τα “σεισμικά σενάρια” για επικίνδυνα ρήγματα
Μία από τις σημαντικές παραμέτρους των shake maps είναι τα λεγόμενα “σεισμικά σενάρια”. Αυτά συνίστανται σε χάρτες με τους πιο πρόσφατους σεισμούς ανά εξεταζόμενη περιοχή, ένταση πιθανών δονήσεων από “ύποπτα” σεισμικά ρήγματα στο μέλλον, είτε εκείνα που έχουν δώσει ιστορικούς σεισμούς είτε αυτά που έχουν καταγραφεί κ.ά. Αυτά τα σενάρια περιγράφουν την εκτιμώμενη επιτάχυνση του εδάφους από έναν ενδεχόμενο μεγάλο σεισμό και τη γενικότερη “συμπεριφορά” του ρήγματος, με τα μοντέλα να δίνουν ρεαλιστικές λύσεις που μπορούν να αξιοποιηθούν και για την πραγματοποίηση ασκήσεων πολύτιμων για την πρόληψη, αλλά και τη διαχείριση των ενδεχόμενων κρίσεων από ένα ισχυρό σεισμό.
Αν και δεν αποτελούν πρόβλεψη, εντούτοις μπορούν να αποτελέσουν σημαντικές βάσεις εκτίμησης ενός κινδύνου, γνωρίζοντας το μέγεθος ενός σεισμού που μπορεί να δώσει ένα ρήγμα και τη διάδοση των σεισμικών κυμάτων βασισμένη στη γεωμορφολογία του πιθανού επίκεντρου και στον σχεδιασμό για το “ο μη γένοιτο”. Προαπαιτούμενο για τη λειτουργία του συστήματος είναι η ύπαρξη ενός πυκνού δικτύου επιταχυνσιογράφων μέσα στον αστικό ιστό, που θα είναι σε θέση να δώσει την αναγκαία πληροφορία για την εκτίμηση της κατάστασης, με το σύστημα να συμπληρώνει τις όποιες ελλείψεις δεδομένων με θεωρητικές τιμές, οι οποίες βαθμονομούνται και ενσωματώνονται στις μετρήσεις. Σημαντικοί, εκτός από τη βασική πληροφορία (μέγεθος και επίκεντρο), είναι μια σειρά από παραμέτρους που έχουν να κάνουν για παράδειγμα με την “ταυτότητα” του εκάστοτε ρήγματος, τις τοπικές συνθήκες, ακόμα και τις καιρικές, την πυκνότητα κατοίκησης και το είδος των κτισμάτων (σπίτια, επιχειρήσεις, υπηρεσίες, δομές κ.λπ.).
Τα shake maps στην Ελλάδα
Shake maps συντάσσονται ήδη, σε περιπτώσεις μεγάλων σεισμών - ανάμεσά τους και εκείνος στο Αρκαλοχώρι - από το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Αστεροσκοπείου Αθηνών και το Ινστιτούτο Τεχνικής Σεισμολογίας και Αντισεισμικών Κατασκευών (ΙΤΣΑΚ) της Θεσσαλονίκης. Το πρώτο χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο του λογισμικού ShakeMap του αμερικανικού USGS και όλα τα διαθέσιμα σεισμικά δεδομένα του Γεωδυναμικού σε πραγματικό χρόνο. Σε δεύτερο στάδιο οι χάρτες επικαιροποιούνται συνδυάζοντας τις αντίστοιχες μετρήσεις από το ΙΤΣΑΚ. Από την πλευρά του, το Ινστιτούτο Τεχνικής Σεισμολογίας και Αντισεισμικών Κατασκευών χρησιμοποιεί δεδομένα που προέρχονται από τον Σεισμολογικό Σταθμό του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης στα πλαίσια του ευρωπαϊκού έργου Geodata Cloud Services-InGeoCloudS.
Όπως αναφέρει στην ιστοσελίδα του το ΙΤΣΑΚ, «η υπηρεσία παρέχει αυτόματα παραγόμενους σε σχεδόν πραγματικό χρόνο χάρτες της επιτάχυνσης του εδάφους και της έντασης μετά από σημαντικούς σεισμούς. Αυτοί οι χάρτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν από κυβερνητικούς, περιφερειακούς και τοπικούς οργανισμούς, δημόσιους και ιδιωτικούς, για τη μετασεισμική διαχείριση της κρίσης, δημόσιες και επιστημονικές πληροφορίες, καθώς και για ασκήσεις ετοιμότητας και σχεδιασμό αντιμετώπισης καταστροφών». Όμως δεν μπορούν να λειτουργήσουν, επί του παρόντος τουλάχιστον, όπως το αντίστοιχο αμερικανικό σύστημα του USGS. Η τεχνολογία υπάρχει, όπως και η αξιοποίησή της, και αυτό που μένει είναι η επέκταση στο μέγιστο του δικτύου των επιταχυνσιογράφων στα αστικά κέντρα της Ελλάδας, προκειμένου τα shake maps να μπορούν να είναι εξίσου αποτελεσματικά για την πολιτική προστασία πλέον. «Ο στόχος», όπως μας τον “χαρτογράφησε” ο αναπληρωτής διευθυντής του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Αστεροσκοπείου Αθηνών κ. Βασίλης Καραστάθης, είναι «να επιτύχουμε τη δυνατότητα ανάπτυξης ψηφιακών χαρτών κατανομής έντασης, μέγιστης επιτάχυνσης και σχετικών φασματικών τιμών, shake maps, όπως αυτοί αποκαλούνται στη Σεισμολογία, μετά την εκδήλωση ισχυρών σεισμών. Με τα εργαλεία αυτά θα μπορεί να παρέχεται η δυνατότητα άμεσης επέμβασης των σωστικών συνεργείων στις περιοχές που έχουν τη μεγαλύτερη πιθανότητα για σοβαρές καταστροφές, τραυματισμούς και απώλειες ζωών».
