Vándorolnak a kontinensek, odébb kerül a kanapénk

A tektonikus lemezek mozgása nem újdonság, ahogy az sem, hogy az egyes lemezek eltérő sebességgel vándorolnak az alattuk áramló magma által meghatározott irányba. Ausztrália viszont olyan gyorsan teszi mindezt, hogy időről időre újra kell számolni a GPS-koordinátákat, nehogy baj legyen belőle – olvashatjuk tudományos folyóiratokban. Timár Gábort, az ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tanszékének vezetőjét, egyetemi docenst faggatjuk a jelenség érdekességeiről, és persze arról, milyen problémák adódhatnak abból, ha néhány centimétert téved a helymeghatározás.

Állandó mozgásban vagyunk

– Amikor képzeletben elkezdünk lefelé menni a talajban, azt tapasztaljuk, hogy a nem túl vastag szilárd kőzetburok alatt – ami Magyarországon 70–80 kilométer, az óceánoknál csak 30 kilométer, a Himalája alatt pedig több mint 100 kilométer – olvadt kőzetanyag van, amely képlékeny. Nagyon lassan, de képes mozogni. Ahhoz tudnám hasonlítani, hogy ezek a kőzetlemezek úgy úsznak, mint a jégtáblák a Tiszán vagy a Dunán. Beborítják az egész Földet. Egy-egy vonal mentén – ezek általában az óceánok közepén húzódnak – a magma feláramlik a kőzetlemezek között a felszínre. Más helyeken a kőzetlemezek összeütköznek, egyik a másik alá bukik. Amióta kialakult a Föld úgynevezett övezetessége: a kőzetburok, a földköpeny és a földmag, a kőzetburok lemezei állandó mozgásban vannak. Amikor a fenti kérdésről beszélünk, tulajdonképpen azt szeretnénk tudni, hogy mennyit és milyen sebességgel mennek odébb, hiszen ettől függnek a GPS-koordináták. Jellemzően Európában és az Atlanti-térségben egyébként egy centimétert tesznek meg évente. A leggyorsabban mozgó kőzetlemezeknél pedig évente 6–10 centiméter helyváltoztatást mértek. Ilyen például a csendes-óceáni kőzetlemez. Ezzel szemben az Észak-amerikai-lemez meglehetősen lomha, évente csak 2,5 centit halad – magyarázza Timár Gábor.

Évente egy centivel kerül odébb a kanapénk.

Igazítani kellett Ausztrálián

A legfrissebb GPS-technológia centiméteres pontossággal képes a helymeghatározásra. A GPS-adatokat nem frissítik állandóan, bár hosszú távon évi 10 centi már okozhat gubancokat. Az 1960-as évek óta négyszer is komolyabb térképészeti felülvizsgálatra volt szükség Ausztráliában – 1994-ben például volt olyan hely, ahol csaknem 200 méteres eltérést találtak a műholdas koordináták és a valóság között – bár ennek az oka az elmúlt évszázadok pontatlan helyi felméréseiben keresendő. A technika fejlődésével az ilyen újramérések is egyszerűbbek lettek, 2016 végén például már csak másfél métert kellett igazítani Ausztrálián.

Hogyan hangolják össze a világon az összes helymeghatározó szoftvert? Milyen mérések mérvadóak, amikor online térképrendszerekben gondolkodunk?

– A GPS egy meghatározott koordinátarendszerben számol, amely összeköttetésben van egy világméretű geodéziai rendszerrel. Utóbbit 1984-ben állították fel, és az adatok összevetését követően, egy helymeghatározó szoftver segítségével, mindig kiszámolható például az, mi éppen hol vagyunk. De ki tartja fenn ezt a rendszert? – felmerülhet a kérdés – fogalmaz Timár Gábor.

Több mint száz állomás veszi az adatokat

– A világon mindenfelé – szárazföldön: kontinenseken vagy ahol ilyen nincs, kis szigeteken – találhatóak olyan állomások, ahol a GPS-műholdak jeleit veszik. Segítségükkel nagyon pontosan mérik a GPS-koordinátákat. Magyarországon is van egyébként egy ilyen állomás: Budapesttől északra egy Penc nevű községben, Pest megyében. Az ide beérkező adatokat is automatikusan továbbítják a hasonló nemzetközi állomásoknak, ahol az adatok összesítését követően látják a kőzetlemezek mozgását, egymáshoz viszonyított helyzetüket. Több mint 100 ilyen állomás van a Földön.

A kőzetlemezek mozgásától függnek a GPS-koordináták.

És akkor most következhet az a kérdés, hogy mihez képest vizsgálják ezt. Hiszen muszáj lennie egy nulla pontnak, amelyhez minden mért adatot viszonyítani lehet... Nincs a Földön ilyen, az égen jelölik ki ezeket a pontokat, és azokat kapcsoljuk össze a Föld ismert forgásán keresztül a földi koordinátákkal – tudjuk meg a szakembertől.

35 centiméter 35 év alatt

Könnyen kiszámolható: az Európa alatt lévő kőzetlemez átlagosan évente egy centimétert elmozdul, ennélfogva tudjuk, hogy a kontinens az 1985 óta eltelt 35 évben 35 centimétert vándorolt. Tehát minden, ami 35 cm-nél pontosabb helymeghatározást igényel, annál fontos ezzel a ténnyel tisztában lenni, egyébként pedig teljesen mindegy. Például, ha feltesszük magunknak a kérdést: 35 centiméter különbség a navigációmban fontos-e? Áttesz-e egy másik utcába az autómmal? Nyilvánvalóan a válasz: nem. Viszont az automatizált mezőgazdaságban akár számíthat is. De ebben az esetben még mindig a gazdára van bízva, hogy neki fontos-e 35 centiméter eltérés a gépek beállításánál.

– Hazánkban ez szerintem nem jelent problémát, míg Amerikában, vagy pláne Ausztráliában, ahol sokkal gyorsabban mozognak a kőzetlemezek, ott már igen – mondja a geofizikus, aki azt is felveti, hogy az építőmérnökök alapvető munkaeszközei a különböző geodéziai alkalmazások. Ennek a tudománynak a segítségével épülnek a gyárak, az autópályák és akár az atomerőművek is. Nagyon fontos, hogy ezek az épületek tényleg pontosan ott legyenek, ahová tervezték őket. Igenis számít 35 centiméteres eltérés is.

A geodéziai fontosságú felmérés nagyon fontos az automatizált katonai járműveknél és természetesen az önvezető autóknál.

Előre terveznek

Ausztráliában külön kormányszerv figyel arra, hogy mindig rendben legyenek az adatok, most épp egy 2020. január 1-jére előre várt állapot szerint működik az ausztrál GPS, így nyertek egy kis időt, hogy ne kelljen annyira hamar újrakalibrálniuk megint mindent. Az 1994-es méréskor még nagyjából 100 méteres pontossággal működött a legtöbb GPS-eszköz, 2020-ra viszont már a mobiltelefonok is megérezték volna az azóta megtett nagyjából 1,8 méteres távolságot.

– Azért is fontos, hogy ezeket a kőzetmozgásokat kövessék a szakemberek, mert számos természeti katasztrófát előre jelezhetnek. Például Japán térségében összeütköznek ezek a kőzetlemezek, felgyűrődnek, emiatt nagy földrengések pattannak ki. A rengés során viszont a kőzetlemez érintett darabja 1–2 perc alatt több métert is elmozdulhat. Emiatt pedig már át kell rajzolni a térképeket, hiszen a többméteres elmozdulás már fontos. Minden olyan térképet, amely globálisan, elektronikus formában tárolja ezt az információt, ennek megfelelően helyesbíteni kell: magyarán ezeket a térképeket karban kell tartani. Azokban a térségekben, ahol sok a rengés, különös figyelmet fordítanak erre – mutat rá Timár Gábor, az ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tanszékének tanszékvezető docense.