Σεισμοί και εικονική πραγματικότητα

Προϊόν των δυνατοτήτων της σύγχρονης τεχνολογίας, η εικονική πραγματικότητα, το λεγόμενο virtual reality, δίνει τη δυνατότητα δημιουργίας τρισδιάστατων μοντέλων ανάγλυφου, τα οποία χρησιμεύουν ήδη καθοριστικά σε πολλούς επιστημονικούς τομείς και μεταξύ αυτών και στην μελέτη μεγάλων σεισμών.

Από την εποχή του Ηρόδοτου και του Στράβωνα, που οι χάρτες -μια απεικόνιση δηλαδή σε σμίκρυνση ενός κομματιού της γής- αποτελούσαν επτασφράγιστα στρατηγικά μυστικά μέχρι την σημερινή εποχή της τεχνολογίας και της διάχυσης της πληροφόρησης έχει περάσει ασφαλώς πολύς καιρός. Είναι αλήθεια βέβαια ότι κάθε είδους χάρτες πάντα αποτελούσαν μια πηγή πληροφόρησης, άλλοτε προσβάσιμης και άλλοτε όχι, ανάλογα με τις ανάγκες που εξυπηρετούσαν. Η σημερινή όμως τεχνολογία καταργεί κάθε σύνορο γεωγραφικής πληροφορίας χρησιμοποιώντας τεχνικές που ξεφεύγουν από την επίγεια παρατήρηση και χρησιμοποιούν πληροφόρηση που προέρχεται από το διάστημα από το οποίο διακρίνονται τα πάντα εκτός ίσως από ένα: τα σύνορα που υπάρχουν μεταξύ των κρατών, των θρησκειών και των επιστημονικών απόψεων και σκέψεων.

Η εποχή των δορυφόρων δεν βρίσκεται πιά στο νηπιακό στάδιο, αλλά στο στάδιο της ωρίμανσης και εφαρμογής στο οποίο έχουν επιτευχθεί θεαματικές πρακτικές εφαρμογές στον έλεγχο της ποιότητας του περιβάλλοντος, την μετεωρολογία, τις φυσικές καταστροφές, την γεωργία, τον αστικό και χωροταξικό σχεδιασμό, τις μεταφορές και δεκάδες άλλους τομείς.

Δορυφόροι τελευταίας τεχνολογίας, που είναι ικανοί να διακρίνουν αντικείμενα της τάξεως των μερικών μέτρων και που τελευταία έχουν κατακλύσει το διάστημα, φωτογραφίζουν αδιάλειπτα την επιφάνεια της γής σε ένα πολύ μεγάλο φασματικό εύρος. Οι φωτογραφίες που αποστέλλονται και λαμβάνονται στην γή δεν απεικονίζουν πάντα τα πραγματικά χρώματα, τα οποία υπάρχουν στην επιφάνεια, αλλά για κάθε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος οι πόλεις έχουν συγκεκριμένο χρώμα, οι θάλασσες διαφορετικό, οι αγροτικές περιοχές επίσης διαφορετικό. Στις περισσότερες των περιπτώσεων είναι δυνατό να προσδιοριστεί από το χρώμα ακόμα και το είδος της καλλιέργειας ή το είδος του δάσους, πράγμα το οποίο είναι πάρα πολύ χρήσιμο για τον έλεγχο της εκμετάλλευσης-υλοτόμησης των δέντρων,  της πυρκαγιάς ή πιθανής ασθένειας. Το πλήθος των πληροφοριών που λαμβάνεται για την επιφάνεια της γής και πολλές φορές για το υπέδαφος είναι πραγματικά τεράστιο, εάν μέσα από ηλεκτρονικούς υπολογιστές συνθέσουμε δυο ή περισσότερες φωτογραφίες της ίδιας επιφάνειας που έχουν ληφθεί με διαφορετικά μήκη κυμάτων.

Βέβαια, οι τεχνικές αυτές αναπτύχθηκαν ραγδαία την τελευταία δεκαετία κυρίως, για να εξυπηρετήσουν στρατιωτικούς σκοπούς, αλλά γρήγορα η εφαρμογή τους ξεπέρασε τα στενά στρατιωτικά πλαίσια. Το μόνο αρνητικό τους είναι ότι αυτές οι εικόνες δεν έχουν ανάγλυφη μορφή, αλλά απεικονίζουν την γή μονοδιάστατα, δηλαδή σε ένα επίπεδο και έτσι δεν είναι εύκολα κατανοητές από μή ειδικούς.

Μια τελευταία δυνατότητα που έχει παρουσιαστεί εδώ και λίγο καιρό είναι η δυνατότητα της εικονικής πραγματικότητας, το λεγόμενο virtual reality, με τρισδιάστατα μοντέλα ανάγλυφου, τα οποία χρησιμεύουν ήδη καθοριστικά σε πολλούς επιστημονικούς τομείς και μεταξύ αυτών και στην μελέτη μεγάλων σεισμών.

Τα τρισδιάστατα μοντέλα πραγματικής απεικόνισης του εδάφους χρησιμοποιούν σαν βάση μια συνδυασμένη άντληση στοιχείων, αφενός από δορυφόρους που περιστρέφονται συνεχώς γύρω από την γή και την φωτογραφίζουν και αφετέρου σε ψηφιακούς χάρτες που απεικονίζουν την επιφάνεια της γής.

Τα δορυφορικά δεδομένα συνδυάζονται με τα τοπογραφικά δεδομένα που υπάρχουν για την επιφάνεια της γής, αλλά τα οποία τώρα τελευταία λαμβάνουν ψηφιακή μορφή, δηλαδή δεν αποτυπώνονται αναλογικά πάνω στους συμβατικούς τοπογραφικούς χάρτες με όλα τα ενδεχόμενα σφάλματα, αλλά σε μαγνητικά μέσα, που έχουν υψηλή ακρίβεια και μπορούν με μεγάλη ευκολία να υποστούν επεξεργασία σε βάσεις δεδομένων για την κατασκευή μιάς μεγάλης ποικιλίας θεματικών χαρτών.

Η εικονική πτήση

Τα δυο αυτά στοιχεία, δηλαδή τα δεδομένα των δορυφόρων και τα δεδομένα του ανάγλυφου της γής, αφού τύχουν κατάλληλης επεξεργασίας με εξελιγμένα λογισμικά προγράμματα Η/Υ, μας δίνουν την ευκαιρία να παρατηρήσουμε την επιφάνεια της γής -άρα και να κάνουμε μεταξύ των άλλων λεπτομερείς σεισμολογικές έρευνες ή να απεικονίσουμε σεισμοτεκτονικά στοιχεία- από όποιο ύψος, γωνία, διεύθυνση και παραμόρφωση θέλουμε. Απλά, δίνοντας τα παραπάνω στοιχεία στον προσωπικό μας υπολογιστή. Έχουμε την δυνατότητα δηλαδή να πετάμε εικονικά και μέσα από το γραφείο μας πάνω από μία περιοχή που επιλέγουμε, οδηγώντας εμείς οι ίδιοι ένα ιδιωτικό αεροπλάνο. Η θέα είναι καταπληκτική. Επιλέγουμε εμείς τις διαδρομές μας από όποιο ύψος και γωνία παρατήρησης θέλουμε, με κατεύθυνση π.χ. από βορρά προς νότο ή από την δύση προς την ανατολή. Μόνο που σε αυτή την πτήση δεν έχουμε ασφυκτικά χρονικά περιθώρια, δεν έχουμε τεχνικούς περιορισμούς στην πτήση, δεν πρέπει να ακολουθούμε ένα συγκεκριμένο αεροδιάδρομο και μπορούμε να πετάμε σε ύψος χιλιάδων ποδών ή μόλις μερικών δεκάδων μέτρων ανάλογα με τις απαιτήσεις της έρευνας.

Η πραγματική όμως χρησιμότητα της εικονικής πτήσης είναι ότι μπορούμε να επιλέξουμε εμείς τις φασματικές περιοχές στις δορυφορικές εικόνες στις οποίες αποτυπώνονται διάφορα γεωλογικά, τεκτονικά και σεισμολογικά δεδομένα, απομονώνοντάς τα ουσιαστικά από το πλήθος της πληροφόρησης που, ούτως ή άλλως, εμπεριέχει μια δορυφορική εικόνα. Έτσι μπορούμε να διακρίνουμε αρκετά πιο εύκολα τις μορφολογικές ασυνέχειες, που συνήθως συμπίπτουν με μεγάλα ρήγματα, τα ρήγματα που προκάλεσαν τον σεισμό, τα άλλα ρήγματα που συνόδευσαν το σεισμικό ρήγμα στην κίνησή του, τις περιοχές στις οποίες έχουμε μεγάλες ή μικρότερες ζημιές, την διάχυση των σεισμικών εντάσεων πάνω στην επιφάνεια και πολλές φορές, με ορισμένες σύγχρονες τεχνικές, τα ίχνη του σεισμικού κύματος στην επιφάνεια. Πρόσθετα μπορούμε να διακρίνουμε φωτιές που εκδηλώθηκαν μετά την καταστροφή, όπως π.χ. κατά τον σεισμό της Τουρκίας, μεγάλες κατολισθήσεις, περιοχές που καταποντίστηκαν στην θάλασσα, ακτές που προσβλήθηκαν από τσουνάμι κ.λπ.

Και όλα αυτά τα στοιχεία μπορούμε να τα έχουμε ουσιαστικά με την θεαματική πρόοδο που παρατηρείται αμέσως μετά τον σεισμό, αντλώντας έτσι πολύτιμες πληροφορίες, που όχι μόνο μας διευκρινίζουν από τεκτονική και σεισμολογική άποψη τεράστια επιστημονικά ερωτήματα, που απαιτούν πιεστικά άμεση απάντηση, αλλά μας επιτρέπουν να διαχειριστούμε αποτελεσματικότερα μια σεισμική καταστροφή, αφού έχουμε άμεση μια εικόνα της έντασης και της κατανομής των ζημιών σε μια ευρύτατη περιοχή. Έτσι έχοντας μια πραγματική εικόνα της περιοχής που επλήγη, μπορούμε να διοχετεύσουμε αποτελεσματικότερα την εθνική και διεθνή βοήθεια, να κατευθύνουμε σωστά ομάδες επέμβασης και εν γένει να έχουμε μια ολοκληρωμένη, πραγματικά σφαιρική εικόνα για το όλο πρόβλημα. Απώτερος στόχος η μείωση του κινδύνου και των κάθε είδους επιπτώσεων από μια φυσική καταστροφή, ίσως εκείνης που προξενεί το μεγαλύτερο δέος στους ανθρώπους από όλες τις άλλες.

Η διαφορική συμβολομετρία

Μια άλλη τεχνική, η οποία πρόσφατα έχει αναπτυχθεί, είναι η λεγόμενη διαφορική συμβολομετρία, η οποία έχει δοκιμασθεί επιτυχώς στον εντοπισμό των ρηγμάτων που προκάλεσαν ένα σεισμό.

Ειδικά ραντάρ, τα οποία βρίσκονται σε δορυφόρους, σαρώνουν την επιφάνεια της γής και αποτυπώνουν με ακρίβεια χιλιοστών ή εκατοστών το ανάγλυφο μιάς περιοχής. Εάν στην συγκεκριμένη περιοχή εκδηλωθεί ένας σεισμός, που είναι επιφανειακός, γίνεται ξανά «φωτογράφιση» της επιφάνειας από τα ραντάρ, τα οποία είναι σε θέση να αποτυπώνουν τις παραμικρές διαφοροποιήσεις στην επιφάνεια που προήλθαν από τα σεισμικά κύματα που διέτρεξαν.

Από την σύγκριση των δυο αποτυπώσεων και εφαρμόζοντας ειδική τεχνική με επεξεργασία των εικόνων μέσα από πολύπλοκα προγράμματα υπολογιστών προκύπτουν «περίεργες» εικόνες της περιοχής όπου εκδηλώθηκαν τα ρήγματα, όπου φαίνεται καθαρά η συμβολή των «κροσών» εκατέρωθεν μιάς επιμήκους γραμμής -περιοχή που δεν είναι άλλη παρά το ίχνος του ρήγματος στην επιφάνεια. Οι ίδιοι οι κροσοί φανερώνουν και την μετακίνηση-μετόπιση που υφίστανται τα τμήματα του εδάφους γύρω από το σεισμικό ρήγμα. Οι ενόργανες δορυφορικές αυτές τεχνικές έρχονται να συμπληρώσουν και να επιβεβαιώσουν τις επιφανειακές άμεσες παρατηρήσεις, οι οποίες πολλές φορές δεν είναι και τόσο εύκολες.

­ Η εικονική πραγματικότητα του σεισμού των Αθηνών

Το Λεκανοπέδιο και η Αθήνα στα δεξιά της φωτογραφίας με τον πυκνοδομημένο ιστό, διαχωρίζεται από το Θριάσιο πεδίο στα αριστερά με το Αιγάλεω όρος. Στους πρόποδες της Πάρνηθας το επίκεντρο του σεισμού και των μεγαλύτερων μετασεισμών που διατάσσονται σε μια διεύθυνση Α-Δ και ουσιαστικά υποδεικνύουν και την θέση του σεισμογόνου ρήγματος. Στην γραμμοσκιασμένη περιοχή αντιστοιχούν οι Θρακομακεδόνες, το Μενίδι, τα Ανω Λιόσια, η Χελιδονού, οι Αδάμες, η Νέα Φιλαδέλφεια, το Ίλιον, το Αιγάλεω και το Περιστέρι, δηλαδή τα προάστια στα οποία εκδηλώθηκαν οι μεγαλύτερες ζημιές. Ο ορεινός όγκος του Αιγάλεω στο ενδιάμεσο μεταξύ επίκεντρου και μέγιστων εντάσεων δεν εμπόδισε την εξάπλωση των ζημιών στο λεκανοπέδιο, όπως είχε αρχικά υποστηριχτεί. Αντίθετα, ο Ασπρόπυργος και η Ελευσίνα πολύ λίγο επηρεάστηκαν από τον σεισμό, παρά το γεγονός ότι είχαν πολύ μικρή απόσταση από το επίκεντρο. Η εκδήλωση των ζημιών προς τα ανατολικά του σεισμογόνου ρήγματος μέσα στο λεκανοπέδιο μάλλον αποδίδεται στα φαινόμενα κατευθυντικότητας, δηλαδή ακτινοβολίας των σεισμικών κυμάτων προς μια συγκεκριμένη διεύθυνση. Για τα φαινόμενα αυτά σε παγκόσμιο επίπεδο μόλις τώρα αρχίζουμε να αντιλαμβανόμαστε την τεράστια σημασία τους.

Σημ.: Το τρισδιάστατο μοντέλο έχει παραχθεί από την σύνθεση εικόνων των δορυφόρων Landstat 5-ΤΜ διακριτικής ικανότητας 30m σε φυσικό χρώμα και IRIS 1C διακριτικής ικανότητας 5 m, σε συνδυασμό με το ψηφιακό μοντέλο ανάγλυφου της περιοχής. H επεξεργασία έγινε σε ∏/À χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό στο Πανεπιστήμιο Αθηνών από τον Μsc Mανώλη Bασιλάκη και τον aναπλ. καθηγητή Ευθύμιο Λέκκα.