Seismoloog Heidi Soosalu: Eesti vajaks maavärinate tuvastamise võrku kasvõi riigikaitseks

Foto on illustratiivne. Foto: Daniel Garcia / AFP / Scanpix

Kuigi Eestis esineb maavärinaid harva ning tugevaid pea mitte üldsegi, on maa värisemise seismoloogiline jälgimine siiski huvitav kasvõi riigikaitse eesmärkidel, kirjutab seismoloog Heidi Soosalu.

Käesoleva aasta jooksul on Eesti kodudes läbi elatud vapustavaid kogemusi – sõna otseses mõttes. Märtsis ehmatas inimesi ärkvele ja pani koerad haukuma Haapsalu maavärin, mais aga raputas Tallinna kortereid NATO operatsioon Open Spirit käigus leitud meremiinide õhkimine. Sellised juhtumeid registreeritakse Eesti ja naabermaade tundlikes seismojaamades ning analüüsitakse Eesti Geoloogiateenistuses.

Seismoseirega on võimalik tuvastada ja ligikaudselt lokaliseerida ükskõik milline sündmus, mis tekitab piisavalt suure ja äkilise energiaimpulsi ja tagajärjel levib maapõues seismiline lainetus. Seire võib sündmuse toimumisaja määrata sekundite täpsusega.

Seismoseire operatiivsust illustreerib allveelaeva Kursk õnnetus Barentsi merel 2000. aastal, mille puhul paljastasid erinevate riikide seismojaamade salvestised ametliku infona avaldatud väärad faktid. Seismojaamad fikseerisid merepõhjas laupäeval 12. augustil kaks seismilist sündmust, millest viimane oli magnituudiga 4,2. Signaalidest järeldus, et tegu oli plahvatuse mitte maavärinaga. Esimene Venemaa ametlik teadaanne esitati esmaspäeval 14. augustil, väitega, et pühapäeval ehk 13. augustil aset leidsid allveelaevaga aset tehnilised probleemid. Sealjuures võib tõdeda – kui tahta seismoloogidele eksitavat informatsiooni esitada, tasub toimumisaeg ikkagi õigesti teavitada.

Eestis lähtutakse seismoseires kõigepealt keskkondlikest aspektidest, teistes riikides omab see ka strateegilist tähtsust. Näiteks Soomes on seismoseire eelkõige Välisministeeriumi huviorbiidis. Globaalse seismojaamade võrgustiku arendamisel on olnud keskne roll tuumapommikatsetuste tuvastamisel. Eesmärk on see maailmarahu ohustav tegevus jäädavalt keelustada ning kujunenud on omaette uurimisvaldkond – kuidas teha vahet plahvatuse ja loodusliku maavärina seismiliste signaalide vahel, et ükski riik ei saaks pommikatsetusi salaja korraldada.

Eestis tehakse seismilist seiret riikliku keskkonnamonitooringu osana keskkonnaseire seaduse alusel. Ülesandeks on registreerida, analüüsida ja tuvastada Eestis ja lähialadel toimuvad seismilised sündmused: nii looduslikud maavärinad kui inimese põhjustatud juhtumid ehk peamiselt karjääride lõhkamised. Nüüdisaegne seismojaamade võrk hakkas Eestis arenema käesoleva sajandi algusaastatel ja viimased kümme aastat on Eesti Geoloogiakeskus teostanud kohalike seismiliste sündmuste detailset analüüsi. Töö on nüüd üle võtnud 2018. aasta algusest tegutsema asunud Eesti Geoloogiateenistus. Eestis on kolm püsivat seismojaama ning tänu koostööle Helsingi Ülikooli Seismoloogia Instituudiga on alates 2015. aastast meie riik täiendavalt kaetud kuni kaheksa ajutise seismojaamaga.

Viimaste aastate tõhusa seismoseire tulemused näitavad ilmekalt, et Eesti piirkonna luubi all hoidmine kannab vilja vaatamata sellele, et esmapilgul tundub Eesti väga maavärinavaene riik. Seda ta ongi võrreldes kasvõi näiteks Jaapani või Itaaliaga. Erandiks võib pidada 25. oktoobril 1976 aset leidnud erakordset, magnituudini 4,5, küündinud Osmussaare maavärinat, mida paljud vanemast põlvkonnast mäletavad ning mis oli tunda ka meie naaberriikides.

Tundub ehk vasturääkiv, et just nimelt vähese seismilisuse piirkonnas peaks tegelikult haldama tihedamat seismojaamade võrku. Sest väikesed maavärinad ei ole kõigest kurioosumid, vaid pakuvad teadlastele väärtuslike teadmisi maapõue siseehituse kohta. Teisest küljest saab tiheda seismovõrguga erinevate tekkepõhjustega seismilised sündmused usaldusväärselt tuvastada ja tabada isegi siis, kui nad on tagasihoidliku suurusega.

Nii on võimalik luua kvaliteetne infokogum, mille järgi saab kaardistada aktiivsed piirkonnad ning milles pole looduslikud maavärinad ja lõhkamised omavahel segi aetud. Sellist andmestikku läheb vaja näiteks siis, kui hinnatakse seismilist ohtu selleks, et rajada mõni tundlik ehitis, nagu näiteks tuumajaam või Helsingi–Tallinna tunnel. Need arvutused peavad tuginema põhjalikult koostatud andmestikule, mitte eelarvamusele vaikimisi madalast ohutasemest.

Seismiline monitooring on üllatavalt mitmekülgne ja peaaegu reaalajas tulemusi pakkuv, kuid samas võrdlemisi soodne kaugseire vahend, mille kasutamisest võiks ka meil Eestis praegusest rohkem kasu lõigata.

Millest räägivad Eesti seismoseire andmed?

Foto: Heidi Soosalu

Kaardil on näha, et avastatud on nii mõndagi huvitavat nii Eesti piires kui ka naabrite juures. Kolmnurkadega on märgistatud Eesti seismojaamade võrk (mustad – püsivad jaamad, valged – ajutised jaamad) ning näidistena koondatud erinevate ajavahemike jooksul täheldatud seismilised sündmused. Sümbolite suurused kajastavad sündmuste magnituude.

Taustandmestikuks (väikesed mustad punktid) on rutiinseire tulemused, mis on 2015.–2017. aastate jooksul lokaliseeritud sündmused. Punkte on tihedalt eelkõige Narva põlevkivikarjääri alal, kus lõhatakse põlevkivi katvaid lubjakihte. Punktikogumitena eristuvad ka üksikud paekivikarjäärid. Nende juures on seismiliselt määratud asukohtadel rohkem hajuvust, kuna sellised lõhkamised on reeglina väiksemad ning signaalide eristamine seismogrammide taustfoonist väljakutsuvam töö. Mustade punktide kogumid merealadel märgistavad miinide õhkimisi või mereväeõppuseid.

Põlevkivikaevanduste varingud (punased kuusnurgad) on samuti seismiliselt tuvastatavad. Nende signaalid eristuvad selgelt lõhkamiste omadest. Toimumisaeg saadakse teada väga täpselt ning asukoht mõne kilomeetri täpsusega. Viimase kümne aasta jooksul on kaevandusvaringuid seismiliselt täheldatud kokku üheksa nii suletud kui ka tegutsevate kaevanduste alalt, eelkõige kevadisel ajal. Kuna varingud võivad inimtegevust mitmeti ohustada, on võimalus neid koheselt seismiliselt tuvastada selge lisaväärtus keskkonnaseire vaatepunktist.

Kollased ringid on viimase kümne aasta jooksul aset leidnud maavärinad (Eestis Haapsalu piirkonnas 2013. ja 2018. aastal, 2016. aastal Võrtsjärve juures, 2017. aastal Keilas ja Hiiumaa lähedal ning 2018. aastal Matsalu lahe suudmealal).

Märtsis 2018 registreeriti üks kurioosne seismiline juhtum (tumelilla kuusnurk), mida ei saanud liigitada ühtegi tavapärasesse gruppi. Selle magnituud (0,9) sarnaneb paekivikarjääride lõhkamiste suurusele, aga sündmus asub Kirde-Eesti pankrannikul. Klindi ääres tehtud kontrollvaatlustel täheldati asukoht, kus olid märkimisväärsed värsked jäljed rannajärsaku varingust. Sellise varingu hiljutist toimumist kinnitasid ka kohalikud elanikud. Esmakordselt on Eestis pangavaring seismiliselt fikseeritud, millega on tõestatud, et seismoseirega saab ka rannikuseires kaasa lüüa.

Kaardil on paar näidet ka sellest, miks on paljudes riikides seismoseirest huvitatud Keskkonnaministeeriumile lisaks ka teised ministeeriumid. Soome lahe keskosas rivistuvad oranžid ringid tähistavad sündmusi, mis toimusid 2010. aasta aprillist juulini Soome lahes ning nende tekkepõhjuseks on vanade meremiinide õhkimine Nord Streami gaasitrassil.

Rohelised ringid on käesoleva aasta käigus korraldatud miinide elimineerimised tulevase Nord Stream 2 gaasitrassi teelt. Mõlemal korral on sündmustel jälgitav ajaline järgnevus: esimesed täheldati idas ning asukohad siirdusid järjest lääne poole. Kuna ehituste ohutusnõuete tõttu tuleb gaasitorude trassidelt likvideerida kõik lõhkekehad, annab sündmuste tihedus aimu sellest, milline on vanade lõhkekehade tihedus antud piirkonnas Soome lahe põhjas.

Eriti huvitavad on pruunide ristidega märgitud sündmused ühe ööpäeva jooksul 2015. aastal meie idapiiri läheduses Narva veehoidlast idas. Sündmused koosnevad 24-st ühtlase magnituudiga (vahemikus 1,2–1,5) pahvatusest, mille signaalidel oli peaaegu identne välimus. Kuna antud asukohas asub Venemaa Tuganõ õhuvägede polügoon, võiks järeldada, et tegu võis olla näiteks ühe konkreetset tüüpi raketi korduvate katsetustega.