A 2011. január 29-i oroszlányi földrengés mérnök-szeizmológiai tapasztalatai

Mekkora talajgyorsulást okoz egy közepes magyarországi földrengés?

Dr. Tóth László, Mónus Péter és Dr. Győri Erzsébet
(MTA CSFK GGI)

2011. január 29-én, helyi idő szerint 18:41-kor közepes erősségű földrengés keletkezett Komárom megyében, Oroszlány térségében. A 4,5 magnitúdójú rengés az utóbbi évek legnagyobb méretű földrengése volt Magyarország területén, melynél nagyobb utoljára 1985-ben, Berhida környékén volt.

Az oroszlányi földrengés nagy területen volt érezhető, a Balaton déli partjától egészen Budapestig. Az epicentrum környékén kisebb épületkárok is keletkeztek, jellemzően vakolatrepedések, kéménysérülések és kisebb falrepedések fordultak elő.

A földrengés epicentrumától mintegy 8 km távolságra lévő gánti és a 33 km távolságra lévő tési szeizmográfokon a jel meghaladta a berendezések mérési tartományát. A szeizmográfok közvetlenül a talajmozgás sebességét mérik, s nagyon érzékenyek. A közeli erősebb földrengések által keltett talajmozgások regisztrálására inkább a gyorsulásmérők használatosak.

Nincsen tehát direkt mérési adatunk arra vonatkozóan, hogy mekkora gyorsulást okozott a földrengés az epicentrum környezetében. A nemzetközi tapasztalatok és az utóbbi években publikált általános csillapodási egyenletek azonban lehetővé teszik mind az intenzitás, mind a maximális talajgyorsulás modellezését, bizonyos mértékig figyelembe véve az adott hely geológiai és talaj adottságait is.

A földrengés hipocentrum adataiból, az altalaj adottságok figyelembe vételével számított műszeres intenzitás (a nemzetközi terminológiában „instrumental intensity”) eloszlása azt mutatja, hogy az Oroszlány környékén 9 km mélységben kipattant 4,5 magnitúdójú földrengés kb. 1500 km2 területen okozott legalább I ≥ 5 megrázottságot, de az epicentrum közvetlen környezetében az intenzitás elérhette az 5,5 - 6 értéket is. Összehasonlítva a számított műszeres intenzitás eloszlását a kérdőíves felmérés alapján meghatározott makroszeizmikus intenzitás eloszlással látható, hogy a modellezés nagyon jól reprezentálja a tapasztalt intenzitás eloszlását, az eredmények nagyon hasonlók. Meg kell jegyezni, hogy a makroszeizmikus intenzitás is nagy bizonytalansággal terhelt, egyrészt a felmérés statisztikai értelemben nem reprezentatív volta, másrészt az intenzitás pontok nagy szórása miatt. A műszeres intenzitás mai térhódításának egyik oka, hogy a hipocentrum meghatározása után szinte azonnal rendelkezésre áll (www.georisk.hu/Hirlevel/hirlevel.html), míg a makroszeizmikus intenzitás kérdőíves felmérése általában több hétig is eltart.

A mai mérnök-szeizmológiai gyakorlatban a földrengés hatását leggyakrabban a földrengés által okozott maximális gyorsulással (PGA – Peak Ground Acceleration) jellemezzük. A maximális gyorsulás persze csak egyike a földrengéshatást leíró paramétereknek, mely önmagában nem elégséges az épített környezetben várható hatás leírására, vagy a földrengés elleni méretezéshez. Fontos még tudni azt is, hogy milyen a rezgés spektruma, illetve mennyi ideig tart a mozgás. Ez utóbbiakat a földrengés méretezési szabványok (UBC-97, EUROCODE8) általában egyszerűsített, szabványos spektrumokkal adják meg.

A számítások szerint a 2011. január 29-i, oroszlányi földrengés által keltett maximális vízszintes talajgyorsulás közvetlenül az epicentrumban meghaladta a 0,15 g értéket. Egy viszonylag konzervatív gyorsulás – távolság csillapodást feltételezve (Abrahamson and Silva, 2008) az epicentrum 8-10 km sugarú környezetében, kb. 300 km² területen lehetett a gyorsulás nagyobb, mint 0,1 g.

Az Eurocode-8 (MSZ EN 1998-1) hazai bevezetése során a Nemzeti Mellékletbe kerülő szeizmikus zónatérkép intenzív vita tárgya volt az egyes szakterületek képviselői között, s talán még ma sem került teljesen nyugvópontra a kérdés. A tervező mérnökök egy része úgy értékelte, hogy a geofizikusok által javasolt zónatérkép gyorsulás értékei jelentősen magasabbak az eddig Magyarország területére megszokott értékeknél. Ennek elsődleges oka azonban az, hogy a régebbi tervezési szabályzatok és eljárások elsősorban az effektív csúcsgyorsuláson alapultak, míg az EC8 jelenlegi változatában a földrengésre való tervezési eljárás inputja a csúcsgyorsulás (PGA). Az EC8 Nemzeti Mellékletében szereplő szeizmikus zónatérkép a földrengések következtében 50 év alatt, 10%-os meghaladási valószínűséggel, az alapkőzeten várható vízszintes gyorsulást adja meg. Egy ilyen földrengés várhatósági térkép előállítása lényegében úgy történik, hogy a historikus földrengés katalógus minden egyes eseményére elvégezzük az oroszlányi földrengés példáján bemutatott gyorsulás eloszlás modellezését, s az eredményeket a kérdéses visszatérési időre (return period, esetünkben 475 év) integráljuk.