Lurraren Sismologia eta Egitura
Sismologia geofisikaren adarra da, lurrikarak eta uhin sismikoen mugimendua aztertzen dituena. Zientzia hau ez da soilik funtsezkoa lurrikarek gizartean duten eragina ulertzeko eta arintzeko, baita Lurraren barne-egiturari buruzko ikuspegi bikainak ere eskaintzen ditu, gure ikusmen zuzenetik ezkutatuta dagoena. Artikulu honek sismologiaren alderdietan sakonduko du, eta nola laguntzen digun Lurraren egitura ulertzen.
Sismologiaren historia eta garapena
Sismologia grezierazko "seismos" hitzetan du jatorria, lurrikara esan nahi duena, eta "logos" hitzetan, azterketa esan nahi duena. Diziplina zientifiko gisa sortu zen iraganean hainbat lurrikara handiren ondoren, hala nola 1755eko Lisboako lurrikarak, zientzialarien artean interes handia piztu zutenean.
Sismologiaren modernizazioa XIX. mendearen amaieran eta XX. mendearen hasieran hasi zen. Lehenengo sismografoa John Milne ingeniari eta sismologo britainiarrak asmatu zuen, eta gailua 1880ko hamarkadan aurkeztu zuen. Horrek bultzada handia eman zion uhin sismikoen detekzio tekniken garapenari. Asmakizun honek, hardware eta teorian egindako garapen gehiagorekin batera, lurrikarak eta Lurraren barnealdea sakonago ulertzeko bidea ireki zuen.
Lurraren egitura
Sismologia hobeto ulertzeko, Lurraren oinarrizko egitura ulertu behar dugu. Lurra hainbat geruza bereiziz osatuta dago, bakoitza ezaugarri bereziak dituena. Lurra hiru geruza nagusitan banatuta dago:
1. Lurraren lurrazala: Lurraren kanpokoena den geruza da, bi mota nagusiz osatua: lurrazal kontinentala eta lurrazal ozeanikoa. Lurrazal kontinentala lodiagoa da eta granitoa bezalako arrokez osatua dago, lurrazal ozeanikoa, berriz, meheagoa da eta batez ere basaltoz osatua dago. Lurrazal kontinentala 70 km-ko lodiera izan dezake, eta lurrazal ozeanikoa, berriz, meheagoa izan ohi da, 7-10 km ingurukoa.
2. Lurraren Mantua: Lurraren lurrazalaren azpian mantua dago, gutxi gorabehera 2.900 km-ko sakonerara iristen dena. Mantu hau silikatozko arrokez osatuta dago, lurrazala baino trinkoagoak eta magnesio eta burdin aberatsagoak direnak. Mantua goiko eta beheko geruzatan banatzen da. Mantuaren goiko zatiari, lurrazal zurrunarekin batera, litosfera deitzen zaio. Litosferaren azpian astenosfera izeneko geruza leunago eta fluidoago bat dago, plaka tektonikoen mugimendua ahalbidetzen duena.
3. Lurraren nukleoa: Nukleo honek bi zati ditu: kanpo-nukleo likido bat eta barne-nukleo solido bat. Kanpo-nukleoak 5.150 km-ko sakonera duela kalkulatzen da, eta barne-nukleoak, berriz, Lurraren erdigunera iristen da, 6.371 km-ko sakoneran. Nukleoa batez ere burdinaz eta nikelez osatuta dago. Lurraren nukleoak funtsezko zeregina du Lurraren eremu magnetikoa sortzeko.
Uhin sismikoak
Uhin sismikoak sismologiaren oinarria dira. Lurrikara bat gertatzen denean, askatzen den energia lurrean zehar hedatzen da uhin gisa. Bi uhin sismiko mota nagusi daude:
1. Gorputz-uhinak: Bi gorputz-uhin mota nagusi aipatu behar dira: P (lehen mailako) uhinak eta S (bigarren mailako) uhinak.
– P uhinak dira uhin sismiko azkarrenak eta lehenengo iristen dira sismografo batera. Materialaren konpresio eta deskonpresioaren bidez hedatzen dira uhinen hedapen-norabidean, soinu-uhinak airean zehar nola bidaiatzen duten antzera. P uhinak solidoetan zein likidoetan zehar heda daitezke.
– S uhinak P uhinen ondoren datoz eta material solidoetan zehar bakarrik bidaiatu dezakete. Hedatzen diren norabidearekiko perpendikularra den materiala ebakiz mugitzen dira, P uhinak baino motelagoak bihurtuz.
2. Gainazaleko uhinak: Hauek dira Lurraren gainazalean zehar bidaiatzen duten eta lurrikarek eragindako kalteen erantzule diren Love uhinak eta Rayleigh uhinak. Gainazaleko uhinak gorputz-uhinak baino motelagoak dira, baina anplitude handiagoa dute eta, beraz, suntsitzaileagoak dira.
Sismologiaren onurak Lurraren egituraren ikerketan
Sismologoek Lurraren barne-egitura aztertzeko erabiltzen duten modu nagusietako bat uhin sismikoek Lurraren zehar nola bidaiatzen duten aztertzea da. Lurrikara bat gertatzen denean, uhin sismikoek Lurraren hainbat geruza zeharkatzen dituzte eta errefrakzioa eta islapena jasaten dituzte, aurkitzen dituzten materialen propietateen arabera.
– Tomografia sismikoa: Tomografia konputazionatu medikoaren (CT eskaneatzea) antzeko teknika bat da, non ikertzaileek lurrikara iturri desberdinetatik grabatutako uhin sismikoen bidaia-denboren arteko aldeak erabiltzen dituzten Lurraren barnealdearen hiru dimentsioko irudi bat eraikitzeko. Horri esker, zientzialariek Lurraren mantuaren atal desberdinen osaera eta propietate termikoen arteko aldeak ulertzen dituzte.
– Lurraren nukleoaren froga: Lurraren nukleoak likido-geruza bat duela frogatzen duen lehen froga S-uhinen behaketatik etorri zen, eta hauek ezin dira kanpoko nukleotik hedatu. Diametro hau lehen aldiz 1906an proposatu zuen Richard Dixon Oldhamek, eta geroago metodo sofistikatuagoak erabiliz berretsi zen.
– Etenuneen aurkikuntza: Sismikek etenuneak ere erakusten dituzte, edo uhin sismikoen abiaduran bat-bateko aldaketak. Mohorovičić etenunea (edo Moho) adibide ospetsua da, lurrazalaren eta mantuaren arteko muga markatzen duena. Beste etenune garrantzitsu batzuek, hala nola Inge Lehmannek 1936an goi-mantuaren eta behe-mantuaren aurkikuntzak, Lurraren barne-nukleoaren existentzia adierazten dute.
Ikerketaren Iraunkortasuna eta Aplikazio Modernoak
Gaur egun, sismologia ez da lurrikarak eta lurraren egitura aztertzeko bakarrik erabiltzen, baizik eta beste hainbat aplikazio ere baditu, besteak beste:
– Sumendien Jarraipena: Lurrikarak askotan sumendi-erupzioen aurretik izaten dira, eta sumendien inguruko jarduera sismikoa kontrolatzeak erupzio hurbilen berri eman dezake.
– Baliabideen esplorazioa: Petrolio eta gas industriak teknika sismikoak erabiltzen ditu lurpeko gordailuak esploratzeko. Uhin sismiko artifizialak erabiltzen dira petrolioa edo gasa izan dezaketen egitura geologikoak mapatzeko.
– Sismologia Modelatzea: Sismologia modernoak konputazio-teknologia aurreratua erabiltzen du lurrikara potentzialak modelatzeko eta arrisku sismikoak aztertzeko, eta horrela, hiri-plangintzan, eraikinen eraikuntzan eta hondamendi-arriskuen murrizketan laguntzen du.
Ondorioa
Diziplina oso interdiziplinarioa den heinean, sismologiak informazio baliotsua eskaintzen du ez bakarrik lurrikaren portaerari eta inpaktuei buruz, baita gure planetaren barne-egitura konplexuari buruz ere. Ikerketa sismikoari esker, Lurraren gainazalaren azpian ezkutatuta zeuden misterio asko argitu ahal izan ditugu. Hau ez da zientziarako bakarrik garrantzitsua, baizik eta ondorio praktiko oso errealak ditu gizakien segurtasuna eta ongizatea bermatzeko.
