Πόσο πολύτιμα μπορούν να αποδειχτούν 8-20 δευτερόλεπτα για να σωθούν εκατοντάδες, αν όχι χιλιάδες, ανθρώπινες ζωές από έναν ισχυρό σεισμό; Την απάντηση τη δίνει ένα πρωτοποριακό σύστημα, το οποίο έχει δοκιμαστεί με επιτυχία σε χώρες του εξωτερικού, όπως η Ιαπωνία και η Αμερική, και βρίσκει πλέον τον δρόμο του και για την Ελλάδα και το Ηράκλειο χάρη στον επιστημονικό υπεύθυνο του προγράμματος και επικεφαλής του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου κ. Άκη Τσελέντη, ο οποίος και θα προτείνει τη μεγαλύτερη πόλη της Κρήτης για ένταξη σε αυτό.
Το όνομα της πολύτιμης αυτής “ασπίδας” απέναντι στον Εγκέλαδο είναι ARIS, χαρακτηρίζεται ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμού και η ελληνική εκδοχή του έχει γεννηθεί και αναπτύσσεται από το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Αστεροσκοπείου Αθηνών, το Πανεπιστήμιο Αθηνών, το πρώην ΤΕΙ Κρήτης και ιδιώτες με συντονιστή την εταιρεία “Μοτορόιλ”.
Αν και αρχικά αποσκοπεί στην προστασία μεγάλων βιομηχανικών μονάδων, το σύστημα είναι εύκολα επεκτάσιμο στην προστασία ευρύτερων αστικών ζωνών. Συνοπτικά το σύστημα ανιχνεύει τη γένεση ενός σεισμού, εκτιμά αστραπιαία το μέγεθος και το επίκεντρό του, υπολογίζει τον χρόνο κατά τον οποίο θα φτάσουν σε κάποια περιοχή, με βάση την απόσταση από το επίκεντρο, τα πιο επικίνδυνα από τα σεισμικά κύματα, εκτιμά το αποτέλεσμά τους και ενημερώνει για την επερχόμενη καταστροφή. Με τον χρόνο προειδοποίησης να ποικίλλει και να εκτιμάται με βάση τα ελληνικά δεδομένα συνήθως από 8 έως 20 δευτερόλεπτα, αλλά ακόμα πολύ περισσότερα για μακρινούς σεισμούς, το περιθώριο αντίδρασης είναι σωτήριο για τις ανθρώπινες ζωές, που σε διαφορετική περίπτωση θα κινδύνευαν. «Ακόμα και λίγα δευτερόλεπτα μπορούν να κάνουν τη διαφορά», σημειώνει χαρακτηριστικά ο επιστημονικός υπεύθυνος του έργου για το Γεωδυναμικό, διευθυντής Ερευνών δρ Βασίλης Καραστάθης, εξηγώντας ότι σε αυτά τα λίγα δευτερόλεπτα οι πολίτες μπορούν να καλυφθούν, να ενεργοποιηθούν αυτόματα συστήματα προστασίας, να κλείσουν διακόπτες ρεύματος ή φυσικού αερίου, μεγάλες εταιρείες να διακόψουν παροχές εύφλεκτων υλικών, τρένα να σταματήσουν και να αποφευχθούν τα χειρότερα.
Η πολύτιμη πείρα από το εξωτερικό δείχνει ότι το σύστημα όχι απλά λειτουργεί επιτυχημένα, αλλά αποδεικνύεται σωτήριο: Στις 7 Σεπτεμβρίου 2017, 32 χρόνια από τη σεισμική δόνηση που συνέτριψε το Μεξικό, τα κινητά των κατοίκων χτύπησαν προειδοποιώντας τον κόσμο ότι ο Εγκέλαδος θα χτυπήσει με σφοδρότητα σε λίγα δευτερόλεπτα, ενώ παράλληλα το σήμα συναγερμού έφτασε σε όλες τις κρίσιμες υποδομές της χώρας, νοσοκομεία και άλλες ευαίσθητες δομές, μονάδες παραγωγής ενέργειας και Αρχές, δίνοντάς τους τον απαραίτητο χρόνο για να προφυλαχτούν και να λάβουν τα στοιχειώδη μέτρα. Χάρη σε αυτή την προειδοποίηση σώθηκαν χιλιάδες ζωές, καθώς είχαν τον χρόνο να δράσουν.
Αντίστοιχες εικόνες σε τηλεοπτικούς δέκτες ή κινητά αποτελούν πια μια βασική πινελιά στον καμβά των μέτρων αντισεισμικής θωράκισης χωρών που ζουν στην αγκαλιά του Εγκέλαδου, όπως η Ιαπωνία, η Ταϊβάν αλλά και η ανατολική ακτή των ΗΠΑ, που περιμένει το επόμενο χτύπημα από το ρήγμα του Αγίου Ανδρέα. Και τώρα η πρωτοποριακή αυτή εφαρμογή, γνωστή ως shake alert στην Καλιφόρνια, δοκιμάζεται πιλοτικά και στην Ελλάδα, έχοντας ήδη δώσει τα πρώτα δείγματα γραφής στον πρόσφατο σεισμό που ταρακούνησε την Αθήνα και έβγαλε τον κόσμο στους δρόμους.
Η πρώτη παρουσίαση της ερευνητικής, επί του παρόντος, δουλειάς γίνεται στη Διεθνή Έκθεση Θεσσαλονίκης και όλα δείχνουν ότι είναι πολλά υποσχόμενη. Η ερευνητική – πιλοτική επί του παρόντος – δουλειά “τρέχει” στα πλαίσια του προγράμματος ARIS, και εστιάζει στην περιοχή του ανατολικού Κορινθιακού Κόλπου, που διακρίνεται για την εξαιρετικά υψηλή σεισμικότητά της. Για την υλοποίησή της αναπτύχθηκαν ειδικά σχεδιασμένοι αισθητήρες, με στόχο την πυκνή κάλυψη της περιοχής. Το λογισμικό βασίζεται σε υπερσύγχρονους αλγορίθμους, οι οποίοι αναπτύχθηκαν εντός του Πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνιας, που “υπογράφει” το σύστημα που καλύπτει τις δυτικές ακτές των Ηνωμένων Πολιτειών. «Η βοήθεια που είχαμε από το Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ ήταν σημαντική», τόνισε ο κ. Καραστάθης. Παράλληλα, μας εξήγησε ότι γίνεται ανάπτυξη και νέων αλγορίθμων με προσαρμογή τους στο σεισμοτεκτονικό καθεστώς της περιοχής, αλλά και διερεύνηση της επίδρασης των τοπικών εδαφολογικών συνθηκών στη διαμόρφωση της τελικής σεισμικής έντασης. Ο τελικός στόχος του προγράμματος είναι η υλοποίηση ενός Ολοκληρωμένου Συστήματος Έγκαιρης Προειδοποίησης και Διαχείρισης Σεισμικού Κινδύνου, κατάλληλα σχεδιασμένο για βιομηχανικές υποδομές, με πιλοτική εφαρμογή στις εγκαταστάσεις του διυλιστηρίου της ΜotorOil Hellas στους Αγίους Θεοδώρους.
Πώς δουλεύει το σύστημα
Το πρωτότυπο πιλοτικό σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμού, με το όνομα ARIS, ακολουθεί τις βασικές αρχές των συστημάτων που ήδη λειτουργούν σε διάφορες χώρες με επιτυχία. Η βασική αρχή λειτουργίας του είναι απλή: Όταν γίνεται ένας σεισμός το πρώτο κύμα που “φεύγει” από την εστία είναι εκείνο των λεγόμενων κυμάτων Ρ, γνωστά ως πρώτα ή διαμήκη, τα οποία “τρέχουν” με ταχύτητα παρόμοια με εκείνης του ήχου στα στερεά περί τα 6 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Ακολουθούν 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. Αυτά ακριβώς επιχειρεί και πετυχαίνει να προλάβει το σύστημα ειδοποιώντας τον πληθυσμό για την έλευσή τους. Και πώς γίνεται αυτό; Ειδικοί υπερσύγχρονοι σεισμογράφοι με ταχύτατη μετάδοσης της πληροφορίας ανιχνεύουν τα πρώτα ασθενή κύματα Ρ της σεισμικής δόνησης. Με τη χρήση ειδικών αλγορίθμων γίνεται εκτίμηση του μεγέθους και του επίκεντρου του σεισμού μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα και ακολούθως υπολογισμός του χρόνου και της έντασης, με τα οποία αναμένεται η έλευση των καταστροφικών κυμάτων S σε κάποια περιοχή. Το σύστημα στη συνέχεια αναλαμβάνει να μεταδώσει ακαριαία την πληροφορία στην περιοχή, ώστε να υπάρχει όσο το δυνατόν πιο επαρκής χρόνος αντίδρασης για το διάστημα που απομένει έως την άφιξη των κυμάτων. Ο χρόνος αυτός εξαρτάται από την απόσταση της περιοχής σε σχέση με το επίκεντρο, ενώ υπάρχει η δυνατότητα, όπως έχει αποδείξει το πρωτότυπο σύστημα ShakeAlert της Καλιφόρνιας, που “τρέχει” από το 2018, ταχύτατης αναθεώρησης βελτίωσης του προσδιορισμού των στοιχείων του σεισμού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Για τα ελληνικά δεδομένα ο χρόνος αυτός συνήθως είναι από 8 έως 20 δευτερόλεπτα από τη στιγμή που θα ξεκινήσουν τα κύματα Ρ έως την άφιξη των S. Δεν πρόκειται για σύστημα πρόγνωσης των σεισμών, γιατί η προειδοποίηση γίνεται ακριβώς με τη γένεση του σεισμού, διευκρινίζει πάντως ο κ. Καραστάθης, προσθέτοντας ότι κερδίζουμε τα δευτερόλεπτα μέχρι τον ερχομό του σεισμικού κύματος. Σημειώνει επίσης ότι απαιτείται και κάποιος χρόνος πειραματικής λειτουργίας ώσπου το σύστημα να αξιοποιηθεί επιχειρησιακά.
Μάχη με τον χρόνο
Το μεγάλο στοίχημα των επιστημόνων είναι να κερδηθεί η μάχη του χρόνου στην ταχύτητα μετάδοσης των σημάτων στο κεντρικό σύστημα, καθώς αυτός πρέπει σχεδόν να μηδενιστεί. Ακολούθως πρέπει να συνδεθεί με μια σειρά από αυτοματοποιημένους δέκτες όπως κινητά ή γενικά μονάδες διάδοσης της πληροφορίας, ώστε να είναι πρακτικά αξιοποιήσιμο, ενημερώνοντας άμεσα μεγάλες εργοστασιακές μονάδες, νοσοκομεία, άλλες ευαίσθητες δομές και Αρχές για τον χρόνο της επέλασης της καταστροφικής μανίας του Εγκέλαδου. Και βέβαια, πριν το τελικό στάδιο, θα πρέπει να έχει ολοκληρωθεί μια περίοδος επαληθεύσεων και τροποποιήσεων με εξαντλητικές δοκιμές προκειμένου να επιτευχθεί αξιοπιστία του συστήματος στο 100%. Και αυτό προκειμένου η πληροφορία να είναι έγκυρη και να αποφευχθεί ο λάθος συναγερμός και η αποστολή μηνυμάτων χωρίς λόγο.
Όπως μας εξήγησε ο δρ. Βασίλης Καραστάθης, το πρωτότυπο αυτό πιλοτικό σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμού, ARIS, το οποίο έχει στόχο την επιχειρησιακή και εμπορική αξιοποίησή του από τη βιομηχανία, σχεδιάστηκε και υλοποιείται από το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Αστεροσκοπείου Αθηνών, από κοινού με έναν από τους μεγαλύτερους βιομηχανικούς φορείς στην εγχώρια και ευρωπαϊκή βιομηχανία, τη “Μοτορόιλ”, δύο εξειδικευμένα σεισμολογικά εργαστήρια (ΕΚΠΑ, ΕΛΜΕΠΑ), αλλά και μιας εταιρείας εξειδικευμένης στην ανάπτυξη τεχνολογιών για θέματα ασφάλειας (Satways).
Προτεραιότητα η έγκαιρη προειδοποίηση από τα Ρίχτερ
Σύμφωνα με τον δρ. Βασίλη Καραστάθη, «είναι σαφές ότι την τελευταία δεκαετία το θέμα των συστημάτων έγκαιρης προειδοποίησης έχει τεθεί στις προτεραιότητες χωρών που έχουν μεγάλη σεισμική επικινδυνότητα, όπως η Ιαπωνία, οι ΗΠΑ και άλλες. Από το 2016, η Ιαπωνία και η Ταϊβάν είναι οι δύο χώρες με ολοκληρωμένα συστήματα, που λειτουργούν επιχειρησιακά σε εθνικό επίπεδο. Μόλις πρόσφατα και η Καλιφόρνια αποφάσισε να επεκτείνει τα αντίστοιχα συστήματά της σε επιχειρησιακό επίπεδο. Η ανάπτυξη των συστημάτων έγκαιρης προειδοποίησης είναι σήμερα τεχνολογικά ώριμη, αφού πέρασε ένα πολυετές στάδιο έρευνας και ανάπτυξης, κυρίως σε ό,τι αφορά τους αλγόριθμους άμεσης επεξεργασίας και ανάλυσης σεισμικής κίνησης σε πραγματικό χρόνο και αφού ενσωμάτωσε τις νέες τεχνολογίες επικοινωνιών και αισθητήρων. Δημιουργήθηκε έτσι ένας νέος τομέας στη σεισμολογική έρευνα, η “Σεισμολογία Πραγματικού Χρόνου”. Ωστόσο, σημαντική τροχοπέδη στην ανάπτυξη και ευρεία εφαρμογή τέτοιων συστημάτων παραμένει ακόμα το οικονομικό κόστος, μιας και απαιτείται ανάπτυξη πυκνού δικτύου αισθητήρων με συγκεκριμένες απαιτήσεις. Στα πλαίσια αυτά, το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Αστεροσκοπείου Αθηνών, σε συνεργασία με τους διεθνείς αυτούς φορείς, αφομοιώνει, προσαρμόζει και εξελίσσει τις σύγχρονες αυτές τεχνολογίες προς όφελος της ελληνικής κοινωνίας δημιουργώντας και εξελίσσοντας το πρωτότυπο πιλοτικό σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμού, σύστημα ARIS».
Το ελληνικό σύστημα αξιοποιεί την τεχνογνωσία που έχει αναπτυχθεί στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνιας, το οποίο οχυρώνει τη δυτική ακτή των Ηνωμένων Πολιτειών από τον Εγκέλαδο, με έμφαση, αρχικά, στις ζωτικές υποδομές όπως οι μονάδες ηλεκτροπαραγωγής, και στη συνέχεια στην προειδοποίηση των πολιτών στην ευρύτερη περιοχή του σεισμού, οι οποίοι θα παίρνουν ένα μήνυμα στο κινητό τηλέφωνό τους.
Το εν λόγω σύστημα τελεί υπό την αιγίδα της πασίγνωστης Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ (USGS), έχει ως χρόνο προειδοποίησης κατά μέσο όρο τα 10 δευτερόλεπτα και αναμένεται να επεκταθεί καλύπτοντας όλη την περιοχή που βρίσκεται στο “κόκκινο” λόγω του επικίνδυνου ρήγματος του Αγίου Ανδρέα.
Η δοκιμή του συστήματος επί χάρτου
Η δοκιμή του συστήματος στον πρόσφατο σεισμό της Αθήνας: Στην πρώτη οθόνη φαίνεται η αρχική εκτίμηση του σεισμού που του έδινε μέγεθος 4,6 R και χρόνο άφιξης των κυμάτων S 10,3 δευτερόλεπτα. Δεξιά αποτυπώνεται η εικόνα των κυμάτων από διαφορετικούς αισθητήρες. Στη δεύτερη οθόνη η επικαιροποιημένη εκτίμηση μέσα σε ελάχιστο χρόνο διόρθωσε το μέγεθος του σεισμού στα 4,3 R. Στους χάρτες με τον κόκκινο κύκλο αποτυπώνεται η περίμετρος των κυμάτων S και με γαλάζιο των κυμάτων Ρ. Τα τρίγωνα δείχνουν τη θέση των σεισμογράφων και ο κόκκινος κύκλος το επίκεντρο του σεισμού.
«Θα το προτείνω για το Ηράκλειο»
Το πρωτοποριακό αυτό σύστημα, το οποίο, όπως σημείωσε στην εφημερίδα “Νέα Κρήτη” ο κ. Άκης Τσελέντης, αναπτύσσει για πρώτη φορά στην Ελλάδα το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο, αποτελεί μια καινοτομία για την αντισεισμική προστασία του τόπου. Και μάλιστα, όπως μας εξήγησε ο ίδιος, θα το προτείνει για το Ηράκλειο. «Μας δίνει πολλές δυνατότητες», σημείωσε ο κ. Τσελέντης, εξηγώντας ότι ήδη έχει τοποθετηθεί στο Ηράκλειο ένα πυκνό δίκτυο σεισμογράφων που μπορεί να ενισχυθεί και να αξιοποιηθεί και στους σκοπούς της έγκαιρης προειδοποίησης, όπως και πολλές άλλες περιοχές της Κρήτης. Το σύστημα, το οποίο βασίζεται στην ταχύτητα διάδοσης των σεισμικών κυμάτων, θα τοποθετηθεί σε περιοχές με έντονη σεισμικότητα, κατηγορία στην οποία εντάσσεται και το Ηράκλειο, ενώ η πληροφορία για τον επερχόμενο σεισμό
, όπως επίσης με το μετρό Αθήνας και Θεσσαλονίκης που εντάσσονται στην κατηγορία των ευαίσθητων δομών κατά τη διάρκεια ενός σεισμικού γεγονότος. Όσο για τον χρόνο προειδοποίησης, ο κ. Τσελέντης ανέφερε ότι αυτός εξαρτάται από την απόσταση της κατοικημένης περιοχής από το επίκεντρο – όσο πιο μακριά τόσο περισσότερος. Σύμφωνα με τον διευθυντή του Γεωδυναμικού, ήδη υπάρχουν και σκέψεις με την Πολιτική Προστασία για τη μετάδοση του σήματος με κινητά, όχι όμως επί του παρόντος προς τους πολίτες, καθώς, σύμφωνα με τον κ. Τσελέντη, δεν υπάρχει ακόμα η ωριμότητα για σωστή αντίδραση του κόσμου αφού υπάρχει ο κίνδυνος του πανικού, ο οποίος πρέπει να εξαλειφθεί.
