Pusztító földrengés rázta meg 2011. március 11-é pénteken Japán északi részét, a Richter-skála szerinti 9-es erősségű rengés után a Csendes-óceán teljes térségében cunamiriadót rendeltek el. A földrengés után hatméteres hullámokkal szökőár árasztotta el Japán egyes részeit. A hivatalos adatok szerint több mint 1500 ember meghalt, csak Mijagiban azonban az áldozatok száma meghaladhatja a 10 ezret. Két japán atomerőművel is gondok akadtak, az Onagavában tűz ütött ki, a Tokiótól 240 kilométerre fekvő Fukusima reaktorhűtője pedig elromlott. Szombaton robbanás is volt az erőmű 1-es reaktoránál, hétfőn reggel pedig a 3-as reaktornál is. A reaktorok burka egyik esetben sem sérült meg.
A Japán-szigetek a rengéstől közel 2,4 métert mozdultak el, bolygónk úgynevezett tehetetlenségi tengelyének helyzete pedig 10 és 25 centiméter közötti mértékben tolódott el korábbi helyzetéhez képest. Japánban szerdán már volt egy 7,2-es erejű rengés, amelyet egy 6-osnál erősebb földmozgás is követett, és akár több ezer utórengés is várható még. Már eddig is több mint húsz 6-os amplitudójú, vagy annál erősebb utórengés volt, amelyek önmagukban is nagyon erősnek számítanak. Mivel Japán a földrajzi elhelyezkedéséből adódóan veszélyeztetett ország, technológiailag élen jár abban, hogyan lehet felkészülni a földrengésekre. Természetesen az csak utólag fog kiderülni, hogy az előkészületek mennyire voltak hatásosak egy ilyen gigantikus erejű fölmozgás esetén - mondta Tóth László szeizmológus. Japánban mindennapos élmény a földrengés. Egy hetet is nehéz úgy eltölteni Tokióban, hogy az ember ne érezzen legalább egy 3-as, 4-es erősségű rengést. Ennek megfelelően a szigetországban hosszú évek óta megfelelően építkeznek, hogy az épületek kibírják a rengéseket.
Az épületek és építmények szeizmikus teljesítményének elemzésére évtizedekig a földrengés válaszspektrum (earthquake response spectrum) módszer volt a legalkalmasabb. Habár az egy szabadságfokkal rendelkező rendszerek elemzésére jól működik a módszer, a több szabadságfokú nem-lineáris rendszerek esetében a lépésenkénti integrálás (step-by-step integration) bizonyult hatékonyabbnak. Az épületek numerikus szeizmológiai elemzésére már több véges-elemes elemző szoftver is elérhető, többek között a CSI-SAP2000, CSI-PERFORM-3D, és CSI-ETABS. De létezik több kutatási program eredményeként létrejött szoftver, mint a RUAUMOKO, és DRAIN-3, melyek között az OpenSees nyílt forráskódú. A számítási eredmények méréssel történő igazolására rázópadot használnak, melynek legkiemelkedőbb példánya az E-Defense rázópad Japánban.
A földrengések ellen való védekezés leghatékonyabb módszere elsősorban nem a minél nehezebb és masszívabb épületek és építmények tervezése, hanem a rezgéscsillapítás. Ez lehet passzív, melyek nem tartalmaznak saját maguk, a szerkezet és a föld közötti visszacsatolást, és lehet aktív, ami valós idejű mérési adatok alapján szabályozzák a működésüket. Léteznek ezenkívül hibrid rendszerek, melyek a fenti két technikát ötvözik.A rezgéscsillapítás lényege az energia elnyelése, ez akár 90%-os hatékonyságot is elérhet, azonban nagy földrengések esetén még a maradék energia is jelentős károkat okozhat, hiszen a Richter skála egy egységnyi különbsége 32-szeres energia-arányt takar. Az alap szigetelése az egyik legelterjedtebb passzív rezgéscsökkentési mód, amelynek nagy előnye, hogy meglevő (pl. történelmi) építmények esetén is beépíthető. Célja a talaj és a szerkezet elválasztása egymástól és a nyíró illetve csúszóerők csillapítása. Az épületbe vagy építményben bejutott rezgések csökkentésére a szerkezetben elhelyezett lengéscsillapítók alkalmazhatók, melyek bizony frekvenciájú állóhullámok kialakulását képesek hatékonyan megakadályozni. A modern földrengés tervezés egyik legjelentősebb virtuális fóruma és eszközkészlete az Egyesült Államok NFS szervezete által indított Network for Earthquake Engineering Simulation (www.NEES.org)
Források:
Index.hu: Földrengés és cunami Japánban percről percre
Borsod Online: Japán földrengés: Több ezer utórengés várható még JapánbanOrigo.hu: Japán földrengés 1,8 mikromásodperccel gyorsult a tengelyforgás...
Wikipedia: Earthquake Engineering
Wikipedia: Vibration control
Wikipedia: Base isolation
