Η Κόρινθος ανάμεσα στα παγκόσμια supersites σεισμών

Δρ. Stefano Salvi, Ιταλικό Εθνικό Ινστιτούτο Γεωφυσικής και Ηφαιστειολογίας / συνέντευξη κατά τη διάρκεια του Συνεδρίου IGARSS 2024 στην Αθήνα.

Η τηλεπισκόπηση παρέχει πολύτιμα δεδομένα για την παρακολούθηση της τεκτονικής δραστηριότητας, τη μελέτη των σεισμικών ζωνών και την αξιολόγηση των πιθανών επιπτώσεων των σεισμών. Με τη χρήση δορυφορικών εικόνων και γεωχωρικής τεχνολογίας, η τηλεπισκόπηση βοηθά στη χαρτογράφηση των επιφανειακών παραμορφώσεων πριν και μετά το σεισμό, βοηθώντας στην αξιολόγηση και τη διαχείριση του κινδύνου. Οι συνέπειες των σεισμών είναι ευρέως γνωστές όσον αφορά τον αντίκτυπο που έχουν στην κοινωνία, την οικονομία, την πολιτική προστασία και την επιστήμη. Μπορεί η δορυφορική ανίχνευση να βοηθήσει στη διαδικασία πρόληψης; Μπορούν να προβλεφθούν οι σεισμοί; Ο γιατρός Stefano Salvi έχει τις απαντήσεις.

Ο Δρ. Salvi συμμετείχε στο 44ο ετήσιο «Διεθνές Συνέδριο Γεωεπιστημών και Τηλεπισκόπησης – IGARSS 2024» της IEEE Geoscience and Remote Sensing Society, στην Αθήνα από 7-12 Ιουλίου 2024.

Ο Δρ Stefano Salvi είναι τεχνολογικός διευθυντής στο Εθνικό Ινστιτούτο Γεωφυσικής και Ηφαιστειολογίας (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia: INGV), Εθνικό Παρατηρητήριο Σεισμών (ONT), της Ρώμης στην Ιταλία. Το 1999 ίδρυσε το Εργαστήριο Τηλεπισκόπησης του INGV και το 2001 το Εργαστήριο Γεωδαισίας και Τηλεπισκόπησης του INGV. Εργάζεται σε μια ερευνητική ομάδα που περιλαμβάνει μηχανικούς, γεωφυσικούς και γεωλόγους με εμπειρία στη χρήση διαστημικών γεωδαιτικών δεδομένων για τη μελέτη της εδαφικής παραμόρφωσης που οφείλεται σε διάφορα φαινόμενα, σεισμούς, ηφαίστεια, τεκτονική, βαρυτικές κινήσεις μαζών, καταβόθρες, ανθρωπογενείς καθιζήσεις. Έχει συγγράψει περισσότερες από 80 δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά με κριτές για αυτά τα θέματα. Έχει διατελέσει κύριος ερευνητής ή συν-ερευνητής σε πολλά ερευνητικά έργα χρηματοδοτούμενα από την ΕΕ, τον ESA, την ASI, τη NASA, το Ιταλικό Ανταρκτικό Πρόγραμμα, εθνικά και διμερή ερευνητικά προγράμματα, που ασχολούνται με τη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης και τεχνικών για γεωφυσικές εφαρμογές και αξιολόγηση γεωκινδύνων. Συντονίζει την Ιταλική Κοινή Ερευνητική Μονάδα που υποστηρίζει το Ευρωπαϊκό Σύστημα Παρακολούθησης Πλακών (EPOS). Είναι μέλος της Ομάδας Εργασίας CEOS για τις Καταστροφές και συν-επικεφαλής της Πρωτοβουλίας Seismic Risk Initiative της CEOS. Από το 2014 είναι πρόεδρος της Επιστημονικής Συμβουλευτικής Επιτροπής της παγκόσμιας πρωτοβουλίας GEO-Geohazard Supersites and Natural Laboratories.

Δρ. Salvi, μπορείτε να μας πείτε για τα ερευνητικά σας ενδιαφέροντα και τον αντίκτυπό τους;

Εργάζομαι στο Εθνικό Ινστιτούτο Γεωφυσικής και Ηφαιστειολογίας της Ιταλίας στη Ρώμη. Στην ερευνητική μας ομάδα διεξάγουμε κυρίως έρευνες βασισμένες σε δεδομένα τηλεπισκόπησης για σεισμικούς και ηφαιστειακούς κινδύνους και παρέχουμε υποστήριξη για την παρακολούθηση σεισμών και ηφαιστείων στην Ιταλική Πολιτική Προστασία. Υποστηρίζω επίσης την Ανοικτή Επιστήμη και διαχειρίζομαι μια παγκόσμια πρωτοβουλία ανοικτών δεδομένων με την ονομασία Geohazard Supersites and Natural Laboratories, η οποία ιδρύθηκε το 2007 στο πλαίσιο της Ομάδας για τις Παρατηρήσεις της Γης (GEO). Η πρωτοβουλία έχει δημιουργήσει ένα δίκτυο 14 υπερτόπων γεωκινδύνου, τα οποία είναι ειδικές σεισμικές και ηφαιστειακές περιοχές όπου οι επιστήμονες ανταλλάσσουν ελεύθερα επίγεια και δορυφορικά δεδομένα και συνεργάζονται χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση Ανοικτής Επιστήμης.

Στην Ελλάδα έχουμε το supersite Εγκέλαδος, το οποίο καλύπτει τον Κορινθιακό Κόλπο από τα Ιόνια νησιά μέχρι την Αθήνα και είναι σεισμικό supersite, το οποίο συντονίζεται από την Ελληνική Πολιτική Προστασία. Βοηθάμε τους επιστήμονες που αποτελούν μέρος της κοινότητας του supersite να λαμβάνουν δορυφορικά δεδομένα από παγκόσμιους διαστημικούς οργανισμούς και να χρησιμοποιούν αυτά τα δεδομένα για να διερευνήσουν και να παρακολουθήσουν τον σεισμικό κίνδυνο πριν και μετά τους σεισμούς και να εκτιμήσουν τις συνέπειές τους.

Πώς λειτουργεί το πρόγραμμα supersite;

Στην ουσία, το πρόγραμμα supersite συνδέει τους τοπικούς και διεθνείς επιστήμονες, τα επιστημονικά ινστιτούτα με τις παγκόσμιες διαστημικές υπηρεσίες και τις τοπικές υπηρεσίες πολιτικής προστασίας. Αυτοί είναι οι τρεις κύριοι ενδιαφερόμενοι. Οι επιστήμονες λαμβάνουν χρήσιμα δορυφορικά δεδομένα από τις διαστημικές υπηρεσίες και παρέχουν πρόσβαση σε επιτόπια δεδομένα που συλλέγονται από το δικό τους δίκτυο. Παράγουν επιστημονικά αποτελέσματα ή υπηρεσίες για την παρακολούθηση της ηφαιστειακής και σεισμικής δραστηριότητας και τα παρέχουν στις τοπικές υπηρεσίες πολιτικής προστασίας.

Ανάμεσα στα supersites έχουμε το ρήγμα του Αγίου Ανδρέα στην Καλιφόρνια, τα ηφαίστεια της Χαβάης, τα ηφαίστεια της Ισλανδίας, το ρήγμα Μαρμαρά κοντά στην Κωνσταντινούπολη, και πολλές άλλες σεισμικές και ηφαιστειακές περιοχές στη Νέα Ζηλανδία, την Ιταλία, την Κίνα, το Εκουαδόρ, τη Νικαράγουα, τη Χιλή, τη Ρωσία. Για παράδειγμα, τα δύο ιταλικά ηφαιστειακά Supersites συντονίζονται από το INGV, το οποίο είναι το κύριο ινστιτούτο αναφοράς για την παρακολούθηση της ηφαιστειακής και σεισμικής δραστηριότητας στην Ιταλία. Όλα τα ερευνητικά αποτελέσματα που παράγουμε χρησιμοποιώντας δορυφορικά δεδομένα και δεδομένα εδάφους παραδίδονται στη συνέχεια στην Ιταλική Πολιτική Προστασία και σε άλλες κυβερνητικές υπηρεσίες, για να χρησιμοποιηθούν στη λήψη αποφάσεων για την εκτίμηση κινδύνου, την πρόληψη κινδύνου και φυσικά για την αντιμετώπιση ενός καταστροφικού σεισμού.

Γιατί η Κόρινθος είναι σημαντικό supersite σε σχέση με τα άλλα δεκατρία;

Ο Κορινθιακός Κόλπος είναι μια περιοχή όπου έχουν χαρτογραφηθεί ενεργά σεισμικά ρήγματα και στις δύο πλευρές του θαλάσσιου διαύλου, τα οποία είναι γενικά προσανατολισμένα Ανατολικά-Δυτικά. Τέτοια ρήγματα μπορούν να προκαλέσουν μεγάλους σεισμούς και η περιοχή παρακολουθείται συνεχώς από επίγεια όργανα. Με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων και ιδίως δεδομένων ραντάρ, είναι δυνατή η ακριβής μέτρηση της παραμόρφωσης του εδάφους μέσα στο χρόνο, με χωρική ανάλυση μερικών μέτρων. Αυτά τα δεδομένα μπορούν να παρέχουν εικόνες για το πώς κινείται το έδαφος με την πάροδο του χρόνου – π.χ. 10-20 χρόνια – με ακρίβεια λίγων χιλιοστών ανά έτος. Οι σεισμοί προκαλούνται όταν η μακροχρόνια τάση που συσσωρεύεται από την κίνηση των τεκτονικών πλακών υπερβαίνει το επίπεδο αντοχής των ρηγμάτων, επομένως μελετώντας τις κινήσεις των πλακών και τις παραμορφώσεις στην επιφάνεια, οι επιστήμονες διερευνούν τη διαδικασία δημιουργίας σεισμών.

Μπορεί λοιπόν να υπάρξει ένα μοντέλο πρόβλεψης σεισμών;

Η χρονική εκδήλωση των σεισμών δεν μπορεί να προβλεφθεί με ακρίβεια, αλλά για μια δεδομένη περιοχή ή ρήγμα μπορεί να υπολογίσουμε την πιθανότητα εκδήλωσης οποιουδήποτε επιπέδου δόνησης του εδάφους, μέσα σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα. Έτσι, οι επιστήμονες μπορούν να δώσουν στους πολιτικούς μηχανικούς θεμελιώδη δεδομένα για τον σχεδιασμό αντισεισμικών κτιρίων που μπορούν να αντέξουν στο τοπικό μέγιστο επίπεδο δόνησης του εδάφους. Για παράδειγμα, μελέτες που χρησιμοποιούν επίσης δορυφορικά δεδομένα έχουν υπολογίσει πολύ υψηλή πιθανότητα εκδήλωσης, μεταξύ 40 και 70%, ενός σεισμού μεγέθους μεγαλύτερου των 7 Ρίχτερ στην Κωνσταντινούπολη τα επόμενα 30 χρόνια. Αυτού του είδους οι μελέτες είναι σημαντικές για τη χαρτογράφηση του σεισμικού κινδύνου, η οποία είναι στη συνέχεια χρήσιμη για τις υπηρεσίες πολιτικής προστασίας για να εφαρμόσουν διάφορα μέτρα που στοχεύουν στην πρόληψη ή στη μείωση των συνεπειών τέτοιων γεγονότων.

Τώρα, με την τεχνολογία δορυφόρων, πώς χρησιμοποιείτε τη ροή δεδομένων για να έχετε μια καλύτερη και πιο ακριβή εικόνα;

Για τη διερεύνηση του σεισμικού κινδύνου χρησιμοποιούμε μια τεχνική που ονομάζεται συμβολομετρία ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR) για τη συνεχή παρακολούθηση της παραμόρφωσης του εδάφους. Αυτή η τεχνική αναπτύχθηκε πριν από 30 χρόνια και σήμερα βρίσκεται σε άνθηση λόγω της διαθεσιμότητας αυξανόμενου αριθμού δορυφόρων ραντάρ, που αναπτύσσονται από εθνικές διαστημικές υπηρεσίες και εμπορικές εταιρείες. Ωστόσο, δεν είναι όλα αυτά τα δορυφορικά δεδομένα ανοικτά και προσβάσιμα από τους επιστήμονες και η πρωτοβουλία Geohazard Supersite αποσκοπεί στην κάλυψη αυτού του πληροφοριακού κενού.

Πώς επηρεάζει η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης το πεδίο έρευνάς σας;

Γίνεται πολλή δουλειά σε αυτό το πεδίο και η τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιείται κυρίως για τη μοντελοποίηση δεδομένων. Επί του παρόντος, η πλειονότητα των μοντέλων που χρησιμοποιούμε βασίζονται σε έναν προσδιοριστικό υπολογισμό. Η τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιεί στατιστικές τεχνικές που βασίζονται σε μεγάλες βάσεις δεδομένων και είναι πιθανό ότι η χρήση της να αυξηθεί τα επόμενα 10 χρόνια.

Πιστεύετε ότι στο μέλλον θα έχουμε ένα μοντέλο πρόβλεψης χρησιμοποιώντας όλη αυτή την τεχνολογία;

Οι σεισμοί δεν μπορούν να προβλεφθούν, λόγω της μεγάλης ποικιλίας των ακόμη ελάχιστα γνωστών συνθηκών που οδηγούν στην εκδήλωσή τους και της δυσκολίας απόκτησης πληροφοριών από τα σημαντικά βάθη του φλοιού, όπου εκδηλώνονται. Η πρόβλεψη των σεισμών είναι σαν να προβλέπει κανείς πότε θα κρυώσει. Το γεγονός υπόκειται σε πολλές διαφορετικές συνθήκες και μεταβλητές που καθιστούν αδύνατη μια ακριβή πρόβλεψη (λεπτά, ώρες ή ημέρες). Φυσικά, στο μέλλον θα έχουμε τις υπολογιστικές ικανότητες και τις τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης που μπορεί να επιτρέψουν την βελτίωση αυτών των χρονικών εκτιμήσεων, αλλά πιθανότατα θα χρειαστούν πολλά χρόνια.