Καραστάθης: Πώς μπορούμε να αναπτύξουμε σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμού στην Ελλάδα

«Είναι μια κρίσιμη μάχη με τον χρόνο… Ένας αγώνας που μετριέται με δευτερόλεπτα… Δεν μιλάμε για πρόγνωση σεισμού. Ο σεισμός έχει γίνει και αυτό που επιτυγχάνουμε, με ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμού, είναι να εντοπίσουμε αμέσως, μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα, το επίκεντρο και το μέγεθος του σεισμού, ώστε να στείλουμε άμεσα προειδοποίηση στις γύρω περιοχές».

Το σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμού που περιγράφει ο Αναπληρωτής Διευθυντής του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου, Δρ. Β. Κ. Καραστάθης είναι υπαρκτό, σώζει ζωές και όπως λέει ο ίδιος:

«Όσο γρηγορότερα κατορθώσουμε να στείλουμε το μήνυμα, τόσο μεγαλώνει ο χρόνος δυνατότητας λήψης μέτρων απέναντι στην καταστροφή. Σημαντικότατος για την ειδοποίηση είναι επίσης και ο εκ των προτέρων υπολογισμός της έντασης της δόνησης, που αναμένεται να σημειωθεί στην κάθε περιοχή που θα πληγεί».

Ο σεισμολόγος συνεχίζοντας διευκρινίζει: «Τα συστήματα αυτά, που εντάσσονται σε μια νέα γενικότερη προσέγγιση «σεισμολογίας πραγματικού χρόνου», δεν είναι πια μόνο «στα χαρτιά», ως φιλόδοξα σχέδια για το μέλλον. Είναι ήδη μια καθημερινή πραγματικότητα για τους κατοίκους της Ιαπωνίας και της Καλιφόρνιας. Πολλές πόλεις στον κόσμο έχουν επίσης εγκαταστήσει το δικό τους σύστημα, όπως η πόλη του Μεξικού, της Νάπολης και αρκετές άλλες. Θα σας φέρω ως παράδειγμα τον πολύ πρόσφατο σεισμό της 20^ης Δεκεμβρίου 2022, με μέγεθος 6.4 στο Σακραμέντο της Καλιφόρνιας. Εκεί τρία εκατομμύρια άνθρωποι ενημερώθηκαν για τον σεισμό 10 δευτερόλεπτα πριν χτυπήσει. Στην Ιαπωνία τα συστήματα αυτά δοκιμάζονται εδώ και δεκαετίες σε τραίνα και διάφορες άλλες υποδομές. Τα τελευταία χρόνια έχουν όμως και εκεί εγκαταστήσει σύστημα σε εθνική βάση. Στην Καλιφόρνια, το πολύ γνωστό πια σύστημα ShakeAlert, μπήκε σε επιχειρησιακή λειτουργία το 2019 και κάλυψε την δυτική ακτή των ΗΠΑ, μόλις πρόσφατα, εντός του 2021».

Διαβάστε ολόκληρη τη συνέντευξη του Βασίλη Καραστάθη, Διευθυντή Ερευνών στο Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, στην Σεισμολογία και Γεωφυσική στο Act For Earth στο CNN Greece.

Τα δύο τελευταία χρόνια κατέχει τη θέση του Αναπληρωτή Διευθυντή στο ίδιο Ινστιτούτο.

Ένας χρόνος προειδοποίησης κάποιων δευτερόλεπτων, πόσο επαρκής είναι για την ασφάλεια του πολίτη; Πώς λειτουργεί ένα τέτοιο σύστημα;

«Η αντίδραση μιας οργανωμένης κοινωνίας απέναντι σε μια τόσο σύντομη προειδοποίηση ισχυρού επερχόμενου σεισμού περιλαμβάνει τόσο αυτοματοποιημένα μέτρα, όσο και την σωστή απόκριση του εκπαιδευμένου πολίτη.

Τα αυτοματοποιημένα μέτρα που μπορούν να ενεργοποιηθούν είναι συχνά η ακινητοποίηση ανελκυστήρων σε κοντινό όροφο, η επιβράδυνση ή το σταμάτημα συρμών αμαξοστοιχιών (Μετρό, τρένα κλπ.), το άμεσο άνοιγμα εξόδων πυροσβεστικής, η προειδοποίηση χειρουργείου, η αποτροπή της εισόδου οχημάτων σε γέφυρες και σήραγγες, η ειδοποίηση γερανού σε εργασία φόρτωσης κλπ. Μια ακόμη πολύ σημαντική εφαρμογή, ωστόσο, είναι η απομόνωση κινδύνων στη χημική βιομηχανία και τα δίκτυα αερίου με τη χρήση βαλβίδων κλπ.

Όσο για τον γενικό πληθυσμό, οι πολίτες μπορούν να προετοιμαστούν λαμβάνοντας κατάλληλες θέσεις (για παράδειγμα κάτω από τραπέζια), ή να αποφύγουν κινδύνους (εργάτες σε σκαλωσιές κλπ.). Γενικά, όταν υπάρχει ένα σύστημα σε λειτουργία, ο κόσμος πάντα εξοικειώνεται, μαθαίνει και ανακαλύπτει τρόπους να το χρησιμοποιήσει αποτελεσματικά σε διάφορες περιπτώσεις.

Από τη μελέτη των αποτελεσμάτων μεγάλων σεισμών, όπως της Loma Prieta το 1989 με μέγεθος 6.9, ή του Northridge, το 1994 με μέγεθος 6.7, προέκυψε, ότι περισσότερο από το 50% των τραυματισμών οφειλόταν σε πτώσεις αντικειμένων. Η προειδοποίηση μπορεί να σώσει ζωές και να κάνει μεγάλη εξοικονόμηση κόστους.

Η λειτουργία ενός σύγχρονου συστήματος έγκαιρης προειδοποίησης σεισμού βασίζεται σε αρκετά απλές αρχές, ωστόσο, οι τεχνολογικές απαιτήσεις των σχεδόν μηδενικών καθυστερήσεων και της πολύ υψηλής ακρίβειας είναι αυτές που καθιστούν το εγχείρημα δύσκολο.

Αισθητήρες κοντά στο επίκεντρο εντοπίζουν άμεσα τον ισχυρό σεισμό και μεταδίδουν κατευθείαν τους πρώτους παλμούς των γρηγορότερων, αλλά πολύ ασθενέστερων διαμήκων σεισμικών κυμάτων. Τα πολύ ισχυρότερα και ενίοτε καταστροφικά εγκάρσια κύματα έπονται, με ταχύτητα πολύ μικρότερη, περίπου 4 km/s σε σχέση με τα διαμήκη, που έχουν περίπου 6 km/s. Τα σήματα μεταφέρονται σε πραγματικό χρόνο στο κέντρο και αναλύονται αυτόματα. Γίνεται ταχύτατος προσδιορισμός επικέντρου, μεγέθους και αναμενόμενων επιπτώσεων για τις περιοχές ενδιαφέροντος και αμέσως όταν παραχθεί μια πρώτη αξιόπιστη λύση γίνεται η παραγωγή και αποστολή ειδοποιήσεων. Ο στόχος είναι η προειδοποίηση να πάει πριν την έλευση των εγκαρσίων κυμάτων. Ο ταχύτερος εντοπισμός προϋποθέτει πολύ πυκνά δίκτυα αισθητήρων, άριστες υποδομές επικοινωνίας και άψογη οργάνωση. Σε αρκετές περιπτώσεις, αν το επίκεντρο είναι αρκετά μακριά, μπορεί ένα σύστημα να έχει χρόνο αντίδρασης πολλών δευτερολέπτων ενώ για σχετικά τοπικούς σεισμούς περιορίζεται ο χρόνος προειδοποίησης. Επίσης όταν το επίκεντρο είναι ακριβώς δίπλα μας, σε μια πολύ κοντινή απόσταση πχ. 5 χλμ. το σεισμικό κύμα «προλαβαίνει» το σύστημα».

Ο πολίτης πώς ειδοποιείται;

Η πλέον αποτελεσματική μέθοδος ειδοποίησης του γενικού πληθυσμού έχει φανεί στην πράξη, ότι γίνεται μέσω των κινητών τηλεφώνων. Οι Ιάπωνες που χρησιμοποιούν επίσης την τηλεόραση, το ραδιόφωνο, υπολογιστές, μεγάφωνα αλλά και ειδοποιήσεις σε τρένα και βιομηχανία είδαν ότι το συντριπτικό ποσοστό, περίπου 76%, ενημερώνεται μέσω της κινητής τηλεφωνίας. Τα κινητά τηλέφωνα χρησιμοποιούν ένα συγκεκριμένο «ringtone» για να γίνεται περισσότερο αισθητό όταν υπάρχουν στον ίδιο χώρο αρκετοί άνθρωποι.

Έχουμε ακούσει για το σύστημα «ARIS», το ελληνικό σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης. Πώς δημιουργήθηκε και τη στιγμή αυτή σε τι στάδιο βρίσκεται;

Ξεκινήσαμε μαζί με τον Άκη Τσελέντη τις προσπάθειες για τον σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός συστήματος έγκαιρης προειδοποίησης για την περιοχή του Κορινθιακού το 2018. Δίπλα μας υποστηρικτικά βρέθηκε εξαρχής η Μοτορόιλ, που έχει τις εγκαταστάσεις των διυλιστηρίων της κοντά στην περιοχή, στους Αγίους Θεοδώρους. Ένα τέτοιο σύστημα θα μπορούσε να είχε μεγάλη σημασία τόσο για την προστασία των εθνικής σημασίας υποδομών τους όσο και των πολιτών. Σχεδόν άμεσα εντάχθηκε στην ομάδα μας η Satways, μια ελληνική εταιρία τεχνολογικής καινοτομίας αλλά επίσης και κάποιοι ειδικοί επιστήμονες από Πανεπιστήμια. Ήταν ευτυχής συγκυρία η ένταξη της προσπάθειάς μας, στα αρχικά της στάδια, στο χρηματοδοτικό πλαίσιο Ερευνώ-Δημιουργώ-Καινοτομώ της τότε Γενικής Γραμματείας Έρευνας Τεχνολογίας, η οποία έδωσε τεράστια ώθηση στην ανάπτυξη του συστήματος. Έπειτα ήρθε μια σημαντική ευρωπαϊκή χρηματοδότηση από το πλαίσιο Horizon2020, που επίσης βοήθησε αρκετά.

Στο έργο πραγματικά ξεπεράσαμε κάθε προσδοκία από τους αρχικούς μας στόχους! Δημιουργήθηκε ένα δίκτυο 30 αισθητήρων και εγκαταστάθηκε σε πυκνή διάταξη γύρω από τις ενεργές ζώνες της περιοχής έχοντας μετάδοση δεδομένων εδαφικής κίνησης σε πραγματικό χρόνο. Οι αισθητήρες, που ήταν ειδικοί σεισμογράφοι νέας γενιάς, σχεδιάστηκαν εξ ολοκλήρου και υλοποιήθηκαν εντός του έργου. Το λογισμικό που εγκαταστάθηκε στον πυρήνα του «ARIS» είναι το ίδιο που βασίστηκε το ShakeAlert της Καλιφόρνιας και αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο του Berkeley. Μου το εμπιστεύθηκε ο ίδιος ο Διευθυντής του Εργαστηρίου Σεισμολογίας του Berkeley και τον ευχαριστώ. Η εγκατάσταση ενός τέτοιου συστήματος, βασίζεται σε εκατοντάδες κώδικες, με τεράστια παραμετροποίηση, η οποία έγινε στο Γεωδυναμικό Ινστιτούτο. Επίσης αναπτύξαμε πολλούς περιφερειακούς αλγορίθμους που ήταν απαραίτητοι. Η εγκατάσταση και η παραμετροποίηση έγινε θεωρώ υποδειγματικά και ακόμα το σύστημα λειτουργεί απρόσκοπτα με μεγάλη ακρίβεια. Το σύστημα παρέχει αξιόπιστες λύσεις και ικανοποιητικούς χρόνους προειδοποίησης πχ. 6 δευτερολέπτων ακόμη και για αρκετά κοντινές ρηξιγενείς ζώνες ενώ για τις πιο απομακρυσμένες οι αντίστοιχοι χρόνοι αυξάνονται στα 10 και πλέον δευτερόλεπτα. Οι χρόνοι προειδοποίησης μπορούν, ωστόσο, να αυξηθούν κατά πολύ με την πύκνωση των αισθητήρων.

Μπορεί σε κάποιον μη ειδικό, να φαίνεται η ανάπτυξη ενός τέτοιου συστήματος απλούστερη απ’ ό,τι πραγματικά είναι, αλλά πρέπει να σκεφτεί ότι σε ένα σχήμα με κολοσσιαίους ερευνητικούς φορείς όπως Berkeley, Caltech. ETH και USGS πήρε πάνω από δεκαπέντε χρόνια να αναπτύξουν, στο επίπεδο που είναι σήμερα, το σύστημα ShakeAlert και με τεράστιο κόστος. Εμείς κερδίσαμε από τη τεχνολογία τους, αλλά ακόμα και η ακριβής παραμετροποίηση και η ανάπτυξη χρειάζονται χρόνο. Το αποτέλεσμα της Καλιφόρνιας οφείλεται τόσο στο άριστο επιστημονικό προσωπικό αλλά και στην αποφασιστικότητα των Κυβερνητών της Πολιτείας. Η Ιαπωνία στο συγκεκριμένο θέμα είναι ακόμη πιο μπροστά με τεράστιο αριθμό αισθητήρων σε απίστευτη πυκνότητα, τοποθετημένων ακόμη και στη θάλασσα. Οι Ιάπωνες έχουν επίσης πολύ περισσότερη εμπειρία στην έρευνα στο συγκεκριμένο θέμα, αφού αυτοί ήταν οι πρωτεργάτες ξεκινώντας δεκαετίες πριν με πολύ απλούστερα συστήματα.

Για την ώρα το σύστημα «ARIS» λειτουργεί πειραματικά και αναπτύσσεται περαιτέρω χωρίς να υποστηρίζεται από χρηματοδότηση το διάστημα των τελευταίων μηνών. Συνεχίζουμε όμως κανονικά, με τον ίδιο ζήλο. Αρκετές φορές στέλνουμε τεχνικούς με δική μας επιβάρυνση για επισκευή βλαβών κλπ. Στους 30 σταθμούς έχουμε συνδέσει και άλλους σταθμούς του Εθνικού δικτύου σεισμογράφων βελτιώνοντας περαιτέρω την απόκριση του συστήματος. Για να γίνει όμως επιχειρησιακή αξιοποίηση ενός τέτοιου συστήματος πρέπει οι σταθμοί να είναι όλοι σε λειτουργία και συνεχώς. Οι συνδέσεις επικοινωνίας να είναι όλες ανοιχτές και ό,τι βλάβη συμβαίνει να διορθώνεται άμεσα. Για την ώρα και χωρίς συστηματική υποστήριξη δεν μπορούμε να επιχειρήσουμε άμεσα να εισέλθουμε σε φάση επιχειρησιακής λειτουργείας.

Πιστεύετε ότι κάποια στιγμή θα έχουμε ένα δικό μας εθνικό σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης όπως οι Ιάπωνες και οι Αμερικανοί; Τι πιστεύεται ότι χρειάζεται η έρευνα στην Ελλάδα για να φθάσουμε σε αυτό το επίπεδο;

Είναι σαφές, ότι στην έρευνα πρέπει να υπάρχει μακρόπνοος και εμπεριστατωμένος σχεδιασμός, που να εξυπηρετεί τα εθνικά συμφέροντα και την ανάπτυξη της χώρας μας. Θα πρέπει να υπάρχει στόχευση σε κάποιους άξονες και να επιλεγούν κάποιοι σημαντικοί στόχοι, που σιγά σιγά θα τους προσεγγίσουμε. Αν η βούληση της Πολιτείας είναι να γίνει κάποιο τέτοιο σύστημα, τότε ναι, θα τα καταφέρουμε! «Where there's a will there's a way!» Είναι ξεκάθαρα θέμα χρόνου. Θεωρώ παρά ταύτα, ότι υπάρχει η ευαισθησία στο κράτος απέναντι στο φαινόμενο του σεισμού.

Άποψή μου είναι πάντως, ότι αν η Ελλάδα θέλει να έχει ισότιμη συμμετοχή στο Ευρωπαϊκό γίγνεσθαι μαζί με τις μεγάλες χώρες, πρέπει να επενδύσει σοβαρά και στοχευμένα στην έρευνα και την υψηλή τεχνολογία. Οι πολιτικές αποφάσεις το καθορίζουν αυτό. Η έρευνα είναι ένα τεράστιο θέμα που χρειάζεται εθνική συνεννόηση. Πρέπει να ξαναδούμε προσεκτικά και με ποιοτικά κριτήρια το παραγόμενο αποτέλεσμα από τα ερευνητικά έργα, αν παράγεται κάτι που μπορεί να αξιοποιηθεί. Πρέπει να δούμε αν οι Έλληνες ερευνητές δημοσιεύουν σε πολύ έγκριτα επιστημονικά περιοδικά ή κατά συρροή σε ανοιχτής πρόσβασης περιοδικά «της σειράς», χωρίς καν σοβαρή διαδικασία διόρθωσης. Πρέπει να ξαναδούμε την ποιότητα των μεταπτυχιακών σπουδών και την έρευνα που γίνεται για τους διδακτορικούς τίτλους στα ελληνικά Πανεπιστήμια. Δε λέω κάτι καινοφανές! Όλοι γνωρίζουμε τι γίνεται. Απλά κάποια στιγμή πρέπει να υπάρξει λύση. Η έρευνα τότε θα γίνει αποδοτική και για την Ελληνική οικονομία, όπως εξάλλου έγινε για άλλες επίσης μικρές χώρες, όπως η Σουηδία, η Φινλανδία, η Ελβετία, η Δανία, το Ισραήλ και τόσες άλλες.