Παγκόσμια μείωση επιπέδων σεισμικού θορύβου κατά την διάρκεια των μέτρων περιορισμού του COVID-19

Πρόσφατο άρθρο που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science έδειξε ότι, από τις αρχές μέχρι και τα μέσα του 2020, τα μέτρα περιορισμού της κυκλοφορίας,για την καταπολέμηση της εξάπλωσης του κορονοϊού COVID-19 οδήγησαν σε μείωση 50% του καταγραφόμενου σεισμικού θορύβου παγκοσμίως.

Μια ομάδα από 76 επιστήμονες από 66 ερευνητικά κέντρα σε 27 χώρες ανέκτησε από ανοικτά διεθνή αποθετήρια και ανέλυσε σεισμολογικά δεδομένα μόνιμων σεισμολογικών δικτύων, αναπτύσσοντας πολύ γρήγορα ένα μοναδικό παγκόσμιο σύνολο δεδομένων σεισμικού θορύβου (Εικόνα 1). Από ελληνικής πλευράς, οι Δρ Χρήστος Ευαγγελίδης (Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών), Καθ. Ευθύμιος Σώκος (Πανεπιστήμιο Πατρών) και Δρ Δημήτρης Γιαννόπουλος (Ευρωπαϊκό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο) συμμετείχαν στη διεθνή ομάδα μελέτης. Παρατηρήθηκε μείωση του σεισμικού θορύβου σε 185 σταθμούς σε 77 χώρες, κυρίως σε αστικές αλλά και σε πιο απομακρυσμένες περιοχές.

Εικόνα 1: Σεισμολογικοί σταθμοί που αναλύθηκαν παγκοσμίως (Lecocq et al., Science, 2020)

Παρατηρώντας τα αποτελέσματα της ανάλυσης, μπορούμε να δούμε το «κύμα μείωσης» του σεισμικού θορύβου λόγω των μέτρων περιορισμού της κυκλοφορίας να ξεκινά από την Κίνα και μετέπειτα να περνά στην Ευρώπη και αλλού, επισκιάζοντας ακόμα και την αναμενόμενη μείωση λόγω της περιόδου διακοπών της νέας χρονιάς (Εικόνα 2).

Eικόνα 2: Παγκόσμια δεδομένα σεισμικού θορύβου, σε υψηλές συχνότητες (4–14 Hz), από καταγραφές μετακίνησης σε σεισμολογικούς σταθμούς – κανονικοποιημένα ως προς τη διακύμανσή τους πριν τα μέτρα περιορισμού – και ταξινομημένα ως προς την ημερομηνία επιβολής των μέτρων περιορισμού. Επισημαίνεται η τοποθεσία και ο κωδικός χώρας (π.χ. Ελλάδα-GR, Αθήνα-Θεσσαλονίκη). (Lecocq et al., Science, 2020)

Παρατηρώντας κάποια παραδείγματα πιο αναλυτικά, π.χ. στην Κίνα, τα μέτρα περιορισμού ξεκίνησαν την περίοδο εορτασμού του Κινεζικού Νέου ‘Ετους (μια ούτως ή άλλως ήσυχη περίοδο). Το 2020, το επίπεδο θορύβου πέφτει αρκετά χαμηλότερα σε σχέση με προηγούμενα χρόνια, και διαρκεί πολύ περισσότερο. Το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα έντονο στην επαρχία Hubei. Στο Πεκίνο, τον Ιούνιο τα επίπεδα θορύβου δεν έχουν επανέλθει ακόμα στα προ κορονοϊού επίπεδα. Στη Σρι Λάνκα, παρατηρείται μια δραστική και απότομη μείωση του σεισμικού θορύβου μετά το lockdown. Το ίδιο και στα νησιά Μπαρμπάντος, όπου ο θόρυβος πέφτει πριν τις τοπικές απαγορεύσεις και συσχετίζεται με το τοπικό διεθνές αεροδρόμιο, εξαιτίας του επαναπατρισμού των τουριστών.

Σεισμόμετρα χαμηλού κόστους που έχουν εγκατασταθεί σε πανεπιστήμια και σχολεία έδειξαν ότι τα επίπεδα θορύβου κατά τη διάρκεια των μέτρων έπεσαν κατά 20% σε σχέση ακόμη και με αυτά κατά τη διάρκεια των σχολικών εορτών, δείχνοντας ότι τα σεισμόμετρα καταγράφουν θόρυβο και από το ευρύτερο περιβάλλον εγκατάστασης, όχι μόνο το τοπικό.

Στην Ελλάδα, υπήρξε μια χαρακτηριστική σταδιακή μείωση των επιπέδων του σεισμικού θορύβου, η οποία σε πρώτη φάση ξεκίνησε αμέσως μετά την πρώτη εξαγγελία των μέτρων περιορισμού κυκλοφορίας στις 13 Μαρτίου 2020. Τα επίπεδα αυτά έπεσαν τελικά σε ακόμα μικρότερες τιμές αμέσως μετά τη δεύτερη εξαγγελία, που αφορούσε σε εφαρμογή μέτρων καθολικού περιορισμού κυκλοφορίας των πολιτών (lockdown) στις 23 Μαρτίου. Η συνεχής ανάλυση των δεδομένων έως και σήμερα δείχνει ότι, μετά την 4η Μαΐου (οπότε και υπήρξε μερική άρση των περιορισμών μετακινήσεων), άρχισε η σταδιακή αύξηση του σεισμικού ανθρωπογενούς θορύβου, με περαιτέρω αυξήσεις κατά τις ημερομηνίες άρσης των διαφόρων εκτάκτων μέτρων (11 Μαΐου: μερική λειτουργία καταστημάτων, 18 Μαΐου: άνοιγμα σχολείων, 25 Μαΐου: εστίαση, κτλ.). Πλέον, ο καταγραφόμενος σεισμικός θόρυβος έχει επανέλθει στα φυσιολογικά επίπεδα που προϋπήρχαν της εκδήλωσης του COVID19 στη χώρα.

Εικόνα 3: Χρονοσειρά των τιμών διάμεσου (median) της μετατόπισης σεισμικών καταγραφών διάρκειας 8 μηνών από τους σταθμούς της Αθήνας (ATH) και Θεσσαλονίκης (THE), μεταξύ των συχνοτήτων 4 – 14 Hz. Η κόκκινη κάθετη γραμμή υποδηλώνει τον χρόνο έναρξης της εφαρμογής των πρώτων μέτρων περιορισμού κυκλοφορίας (13 Μαρτίου 2020) λόγω του κορονοϊού COVID-19. Η πρώτη κόκκινη διακεκομμένη γραμμή υποδηλώνει τον χρόνο έναρξης της εφαρμογής μέτρων καθολικού περιορισμού κυκλοφορίας «lockdown» (23 Μαρτίου 2020). Οι επόμενες κόκκινες διακεκομμένες γραμμές υποδηλώνουν τη σταδιακή άρση των μέτρων.

Οι σεισμολόγοι είναι φυσικό να ενδιαφέρονται και να μελετούν φυσικές πηγές (π.χ. σεισμοί, ηφαίστεια), αλλά η καθημερινή ανθρώπινη δραστηριότητα (π.χ. περπάτημα, αυτοκίνητα, τραίνα, κατασκευές) προκαλεί έναν διαρκή θόρυβο ο οποίος “μολύνει” και κρύβει τα προς διερεύνηση σήματα. Η πτώση του θορύβου κατά τη διάρκεια των μέτρων περιορισμού της κυκλοφορίας επέτρεψε την ανίχνευση μικροσεισμών που πριν δεν ήταν εύκολα ανιχνεύσιμοι (π.χ. Μεξικό).

Τα επίπεδα σεισμικού θορύβου έπεσαν παγκοσμίως κατά περίπου 50% στο διάστημα Μαρτίου-Μαϊου 2020. Τα αποτελέσματα αυτά συσχετίζονται έντονα με δεδομένα κινητικότητας (mobility data, Google/Apple), δείχνοντας ότι η ανάλυση σεισμολογικών δεδομένων μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ευρύτερα, για την παρατήρηση της ανθρώπινης συμπεριφοράς και της δυναμικής των μέτρων περιορισμού κυκλοφορίας, χωρίς να προκύπτουν θέματα ιδιωτικότητας και προσωπικών δεδομένων.