Nova studija je identifikovala potencijalno rastuću prirodnu opasnost na severu: mrazove. S obzirom da klimatske promene doprinose mnogim uočenim promenama vremenskih ekstrema, kao što su obilne padavine i hladni talasi, ovi seizmički događaji bi mogli postati češći. Istraživači su bili iznenađeni ulogom močvara i odvodnih kanala u navodnjavanim močvarama u nastanku mrazeva.
Smrzotresi su seizmički događaji uzrokovani brzim smrzavanjem vode u zemlji. Najčešći su tokom ekstremnih zimskih uslova, kada se mokra zemlja bez snega brzo smrzava. Oni su prijavljeni u severnoj Finskoj 2016, 2019. i 2022. godine, kao i u Čikagu 2019. i Otavi 2022. godine, između ostalih.
Putevi i druga područja očišćena od snega zimi su posebno osetljiva na mrazeve. „Ranije se smatralo da su putevi glavna područja iz kojih potiču mrazovi. Nepredviđen u našoj novoj studiji bio je značaj močvara i odvodnih kanala. Otkrili smo da su tokom zime 2022–2023. glavni izvori mrazeva u Ouluu u Finskoj zapravo su bile močvare, močvare i područja sa visokim nivoom vode ili druga mesta gde se voda akumulira“, kaže Elena Kozlovskaja, profesor primenjene geofizike na Rudarskoj školi Univerziteta u Ouluu.
Kada se voda u zemlji, akumulirana tokom obilnih padavina u jesen ili topljenja snega tokom toplog zimskog vremena, zamrzne i brzo širi, izaziva pukotine u zemlji, praćene podrhtavanjem i udarima. Kada se pojave u naseljenim mestima, ljudi osećaju potrese ili krioseizmi i mogu biti praćeni specifičnim zvukovima. Pokreti tla tokom mrazeva su uporedivi sa onima drugih seizmičkih događaja, kao što su udaljeniji zemljotresi, rudarske eksplozije i vibracije koje proizvode teretni vozovi. Smrzotresi su takođe poznata pojava u oblastima permafrosta.
Nova studija, koja je trenutno dostupna kao preprint i koja će biti objavljena u časopisu EGUsphere, prva je primenjena studija seizmičkih događaja iz močvarnih i močvarnih područja. Istraživači sa Univerziteta u Ouluu u Finskoj i Geološkog zavoda Finske (GTK) pokazali su da se lomljenje u najgornjem smrznutom tlu može pokrenuti ako je debljina smrznutog sloja oko 5 cm i veća. Pukotine se mogu širiti dublje i oštetiti infrastrukturu kao što su zgrade, podrumi, cevovodi i putevi.
„Sa klimatskim promenama, brze promene vremenskih prilika dovele su do mrazotresa pažnju šire publike, i oni mogu postati češći. Iako je njihov intenzitet obično nizak, serija relativno jakih potresa u Ouluu, 2016., koji su pokidali puteve, je bila polazna tačka za naše istraživanje. Smrzotresi utiču na severne regione na međunarodnom nivou, ali su malo proučavani korišćenjem seizmičkih instrumenata“, kaže Kari Mojsio, viši istraživač na Univerzitetu u Ouluu. Obično, zimi, snežni pokrivač štiti zemlju od hladnoće. Kako se sneg topi sa promenljivim vremenskim uslovima, tlo je izloženo mrazu.
Za zimu 2022–2023, istraživači su instalirali dve mreže seizmičkih stanica u severnoj Finskoj, jednu u Ouluu i drugu u Sodankili, sa specifičnom svrhom da snime mrazove. Mreže su snimale seizmičke signale, kao i podatke o temperaturi tla. Tokom nekoliko dana kada je temperatura vazduha brzo opadala, lokalni stanovnici su prijavili istraživačima podrhtavanje tla i neobične zvukove. Ova zapažanja su korišćena za identifikaciju mrazeva na osnovu seizmičkih podataka. Uslovi za potres su povoljni kada temperatura padne na više od -20°C brzinom od oko jedan stepen na sat.
Postoji mnogo močvara u blizini seizmičkih stanica u Ouluu u blizini stambene oblasti gde su otkriveni glavni izvori mrazeva. U Sodankili, mrazotresi su takođe uzrokovani lomljenjem leda u reci Kitinen. „Mrazotresi su se često dešavali u januaru, ali moguća su i druga vremena“, kaže Mojsio.
Tokom mraznih potresa, seizmički površinski talasi proizvode velika ubrzanja tla na udaljenostima do stotina metara. „Čini se da se frakture tokom mrazotresa šire duž odvodnih kanala u blizini puteva i u navodnjavanim močvarama“, kaže Kozlovskaja.
Navodnjavane močvare i odvodni kanali takođe su u izobilju oko stambenih područja. Prema istraživačima, uloga rovova bi trebalo da se modeluje korišćenjem tehnike koja se trenutno razvija u GTK. Smrzotresi su zabeleženi na dve lokacije u Finskoj i bilo bi važno preciznije mapirati koliko su česti i u drugim oblastima, a to je nešto što ćemo raditi u budućnosti“, zaključuje Kozlovskaja.
Dalja istraživanja će pomoći da se identifikuju područja u opasnosti od mrazeva, što će pomoći da se pripremi i zaštiti izgrađeno okruženje od ove specifične prirodne opasnosti. Istraživači sa Univerziteta u Ouluu i GTK imaju za cilj da stvore sistem koji bi mogao predvideti mrazove na osnovu analize tla i satelitskih podataka.
