Znanstvenik koji će vam reći sve o potresima, Zemljinoj jezgri, rasjedima, vulkanima, i to temeljeno na znanju prikupljenom na tri kontinenta jest prof. dr. sc. Hrvoje Tkalčić, koji danas radi na Australskom nacionalnom sveučilištu, posebno je cijenjen zato što je odgonetnuo kakva je zapravo jezgra našeg planeta. Kao i svaki uspješan čovjek, pogotovo u znanosti, Tkalčić ima neobičan i zanimljiv život o kojemu je bio voljan sve ispričati za Večernjakovu Nedjelju.
Možete li se prisjetiti svog odrastanja – zašto se obitelj preselila iz rodnog Bjelovara u Vinkovce?
Gledajući unatrag, mogu reći da sam imao sjajno djetinjstvo. U maminu trbuhu toga ljeta dočekao sam spuštanje Apolla 11 na Mjesec (zato vjerojatno volim onu od Briana Adamsa “Summer of ‘69”). Rodio sam se u veljači 1970., na isti dan kada je NASA uspješno lansirala novu verziju rakete na elektrostatički, ionski pogon, i postavila sondu SERT-2 u polarnu orbitu, a ona je tamo ostala punih 11 godina. Moje roditelje, rodom iz okolice Bjelovara, povezala je struka, naime, oboje su počeli kao medicinski radiološki tehničari u bjelovarskoj bolnici. Kada sam imao 2,5 godine, oni su se zbog uvjeta i beneficija koje im je ponudila vinkovačka bolnica preselili. Kao i mnogi moji vršnjaci, igrali smo se vani ispred zgrade, a odlazak “preko ceste, u visoku travu”, gdje sam s prijateljem iz zgrade skupljao kukce za terarij, bio je prava avantura. U podrumskim prostorijama igrali smo stolni tenis, kao djeca smo skupljali sličice i romane, a naročito pamtim jedan album Životinjsko carstvo sa sličicama životinja počevši od ere dinosaura. Skupljao sam i strip-romane “Zagor” (koje čuvam i danas), sve dok kasnije nisam otkrio “Alana Forda”. U kontinentalnoj klimi Slavonije ljeta su bila duga i vruća, a zime hladne i snježne. Jednom sam u vožnji biciklom na tlu ugledao novčić za koji se pokazalo da je iz Rimskog Carstva! I zaista, gdje god nešto iskopate u Vinkovcima, velika je vjerojatnost da ćete naići na relikte iz Colonije Aurelije Cibalae.
GALERIJA Potres u Zagrebu
Tko su vam u mladosti bili uzori?
Kao i mnogi moji vršnjaci iz generacije X, odrasli smo uz dokumentarce “Opstanak” i Saganov “Kozmos”, a na prijelazu iz sedamdesetih u osamdesete dogodio se novi romantizam, koji je bio puno širi društveni pokret od glazbe novog vala, i kao takav utjecao na mnoge od nas. Osim walkmana, satelitske televizije, videospotova, mikrovalne i bežičnih telefona, došla su i prva kućna računala, moj prvi Commodore 64, fenomenalna 1984. i ljetni sezonski rad na Makarskoj rivijeri kako bih zaradio za disk jedinicu, koja je kao tadašnji posljednji krik računalske mode bila skuplja i od samog računala! Osamdesete na stranu, silno sam bio željan znanja otkad znam za sebe, gutao sam knjige s temama popularne znanosti, od Sagana do Asimova, i žarko želio postati astronaut ili znanstvenik. Rekao bih da su se kod mene stvari počele događati u kasnijim razredima osnovne škole. Nije tada bilo klasičnih uzora, ali barem su još dvoje u mojoj široj obitelji doktorirali znanost prije mene: sestrična Ljiljana Pinter, mikrobiologiju, te ujak Tihomir Pinter, kemiju, no on je poznatiji po svom radu u umjetničkoj fotografiji. Moja mama je bila ta koja je sa mnom radila, ona je bila “hands on” tip roditelja. Tata je bio izvor informacija i odgovora na mnoga moja pitanja, netko tko je kupovao knjige i donosio ih kući – no mama je bila ta koja je usmjeravala i pazila da su stvari pod kontrolom, ta koja je preuzimala odgovornost. Odgojem su mi roditelji dali širinu u danima kada sam se formirao kao osoba, a koja mi je poslije puno toga u životu olakšala. Konačno, Vinkovačka gimnazija, matematičko-informatički smjer, odigrala je ključnu ulogu u realizaciji mojih snova. Sjajna škola s dugom tradicijom i predanim učiteljima.
Zašto ste se odlučio baviti geofizikom, je li to doista ono što ste željeli?
Zagrebački PMF, smjer fizika, bio je logičan nastavak svih mojih težnji i želja iz dječačkih dana. Negdje na polovici studiranja, pomalo razapet između geofizike i astrofizike, shvatio sam da želim nastaviti fiziku čvrste Zemlje i planetarne znanosti jer sve ono što znamo o unutrašnjoj građi i dinamici drugih planeta znamo iz istraživanja Zemlje i njezine unutrašnjosti. I tada se zacementirala moja odluka da odem u Ameriku na postdiplomski studij.
Tamo ste se poslije i oženili i živjeli punih 10 godina.
Izbor Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyu pokraj San Francisca za postdiplomski studij je za mene bio pun pogodak. Da sada pišem pismo sebi, dvadesetpetogodišnjaku, apsolventu PMF-a i nastavniku fizike u Centru za slijepe i slabovidne “Vinko Bek”, preporučio bih si isto to. Ne bih se uopće dvojio među ostalim ponudama koje sam tada imao u ruci. Berkeley mi je bio poznat iz studentskih dana jer je jedna generacija studenata fizike učila prema berkeleyskom kursu fizike, a druga, u kojoj sam bio ja, prema kursu Richard Feynmana. Kao novopečeni diplomand PMF-a, mršava lica, spustio sam svoja dva kofera prvi put u životu na kalifornijsko tlo bez ikakvog iskustva u istraživačkom radu. Kao netko tko je cijeli svoj život do tada polagao ispite, pismene i usmene – odjednom sam se našao u okruženju gdje je istraživački rad alfa i omega svega. S profesionalne strane, zaista nisam mogao otići na bolje mjesto u svijetu na području globalne geofizike i seizmologije. Tamo sam počeo svoj znanstveni rad na temu unutrašnje jezgre zemlje putem seizmičkih valova s apsolutnim autoritetom na tom području. Naime, mentorica mog doktorata s Berkeleya, Profesorica Barbara Romanowicz, već je godinama vodeća seizmologinja svijeta, a za svoj rad nagrađena je najvećim priznanjima u globalnoj seizmologiji, medaljama Inge Lehmann i Beno Guttenberg, te nedavno, Bowie medaljom Američke geofizičke unije, ekvivalentom Nobelove nagrade za geofiziku. Na Berkeleyu sam ispekao svoj znanstveni zanat, učio sam od najboljih, možda ne toliko o samoj seizmologiji i fizici zemlje u kojoj sam imao jako dobru podlogu s PMF-a i bio vjerojatno u puno boljem položaju od mnogih studenata, nego o samom znanstvenom radu – kako definirati problem, kako ga “napasti”, kako realizirati, interpretirati rezultate i kako ih predstaviti drugima. Moram reći da sam imao i nešto sreće što sam, osim važnih rezultata o unutrašnjoj jezgri Zemlje, odmah u početku uspio napraviti važno otkriće i objaviti rad u časopisu Science o fizici vulkanskih potresa s mojim drugim mentorom profesorom Dougom Dregerom.
Slijede postdoktorati...
Prvi postdoktorat u San Diegu bio je također lijep i poseban osjećaj, i to na mjestu s najboljom klimom u Sjedinjenim Državama. Ali ono što je meni svakako obilježilo to razdoblje mog života blizina su Anza Borego i Joshua Tree pustinje te Meksika. Sasvim drugi ugođaj od onoga u sjevernoj Kaliforniji, koji je pod utjecajem supkulture plaže i surfanja, zabave koja traje cijeli tjedan, dakle nešto puno bliže modelu koji ste vidjeli u hollywoodskim filmovima. Drugi postdoktorat me vratio u zaljev San Francisca, u Lawrence Livermore Nacionalni laboratorij, gdje sam se osjećao kao “luckasti znanstvenik” prolazeći svakoga dana kroz dvije kontrolne rampe, noseći dozimetar i odlazeći kući u neko normalno vrijeme dana, što se razlikovalo od uobičajene prakse na sveučilištu. U tom najvećem nuklearnom laboratoriju u Americi seizmologija je jedna od glavnih kompetencija u sprečavanja nuklearne proliferacije. Npr., moguće je upravo seizmološkim metodama razlučiti eksplozije od potresa i ostalih prirodnih fenomena. U tom nam se razdoblju rodio prvi sin, imali smo odlične uvjete za život, živjeli u marini s pogledom na zaljev San Francisca i most Golden Gate te razmišljali o nastavku života u Kaliforniji. Međutim, negdje na pola trogodišnjeg ugovora u nacionalnom laboratoriju meni je postalo jasno da želim biti u poziciji sam odlučivati kojim ću se projektima baviti, formirati svoju istraživačku grupu, imati slobodu objavljivanja radova i putovanja na konferencije, a tome svemu je zajednički nazivnik samo jedan – intelektualna sloboda u akademskom okruženju jednog od vodećih svjetskih sveučilišta.
GALERIJA Zagreb nakon potresa
Kako to da ste iz Amerike otišli u Australiju, gdje i sada živite?
Da se nadovežem na prethodno pitanje, to je bilo vrijeme kada sam zapravo bio “nagovoren” da se prijavim na internacionalni natječaj za “tenure track” poziciju na Australskom nacionalnom sveučilištu (ANU). Oni su me prvo pozvali u tzv. “rani posjet”, u isto vrijeme kada sam se natjecao za nekoliko drugih pozicija u Americi i Europi, i kada mi je ponuđena zelena karta da ostanem u Americi. Sjećam se da sam nakon intervjua u Canberri, čiji je sastavni dio bilo i otvoreno predavanje s nas četvero na užoj listi, otišao kupiti neke suvenire, znate već – bumerang i plišanog klokana za mog, tada trogodišnjeg sina – misleći da je to možda posljednji put što ću nogom stupiti na australsko tlo. Međutim, čim sam se vratio u Kaliforniju, čekao me e-mail; ANU mi je napravilo ponudu koju je bilo jako teško odbiti. Našao sam se na životnoj prekretnici, ali vođen srcem, lako sam se odlučio za smjer u kojem želim ići. Iz sigurnosti života koju je Kalifornija pružala meni i mojoj obitelji, zemlje za koju sam već bio toliko privržen da sam je vidio kao svoj drugi dom, zaputio sam se ponovno preko oceana, ovaj put još dalje od Europe. Tako sam početkom 2007. stigao s obitelji u Canberru, koja je tada isijavala na temperaturi od 44 stupnjeva Celzijevih. Zasad još ne razmišljam o povratku u Europu. Zbog prirode svoga poziva, dosta često putujem i imam priliku posjetiti sestru, tatu, obitelj i prijatelje u Hrvatskoj. To mi puno znači, no Canberru vidim kao mirnu luku kojoj se još uvijek rado vraćam.
Potres u Zagrebu već nam je bio tema, sada je donesen i Zakon o obnovi. Na što treba obratiti pozornost kako bi zgrade izdržale sljedeći potres koji sigurno dolazi?
Koliko znam, Hrvatska bi se trebala ravnati prema Eurokodu 8, dokumentu koji opisuje kako dizajnirati i graditi građevine u seizmički aktivnim područjima. Mislim da to u praksi znači da su tijela koja se financiraju direktno iz državnog proračuna (a to su u našem slučaju, ako nisam u krivu, ili Geofizički Zavod ili Seizmološka služba) kao državno tijela odgovorna za izradu karti seizmičkog hazarda. Koliko je meni poznato, karte seizmičkog hazarda za Hrvatsku su napravljene, i to kvalitetno, ali one predstavljaju “žive podatke” i na njima treba neprestano raditi jer ovise o seizmičnosti, a ona se kontinuirano mijenja. Građevinari onda na osnovi podataka iz tih karti procjenjuju kako će se neka građevina ponašati tijekom potresa, tj. kakav rizik za nju postoji. O zakonu koji je trenutačno na snazi, a koji donose političari (nadam se, uz stručni savjet inženjera i znanstvenika), odlučuje se koju smo količinu preostalog rizika spremni prihvatiti za pojedinu infrastrukturu. Međutim, ono što sam naglašavao i nakon zagrebačkog potresa, ne samo da je potrebno nego i ključno, osim poboljšanja kvalitete nove gradnje i popravaka oštećenih građevina, pridržavajući se Eurokoda 8, ulagati u znanstvenu infrastrukturu. To konkretno znači da treba uložiti znatan dio sredstava u moderne instrumente i ljudske resurse. Kad kažem instrumente, onda tu mislim ne samo na nabavu nove mreže seizmografa za šire područje Zagreba i cijelu Hrvatsku nego i na troškove njihova održavanja, troškove vezane za informatičku infrastrukturu, itd. Potrese, nažalost, ne možemo predvidjeti, ali možemo proučavanjem unutrašnje građe Zemlje suvremenim seizmičkim metodama kojima se služe npr. kolege na Geofizičkom odsjeku PMF-a, predvidjeti kako će se ponašati tlo i infrastruktura pri potresu na danoj lokaciji. Potrebno je dakle ulagati i u infrastrukturu, ali i u bazičnu geofiziku, s kojom se Hrvatska može s pravom ponositi, još od Andrije Mohorovičića.
Vaše je najveće otkriće potvrda da je unutrašnja jezgra Zemlje u krutom agregatnom stanju, nakon što je ta hipoteza postavljena prije 80 godina. Na čemu sada radite?
Moj najveći doprinos razumijevanju duboke unutrašnjosti Zemlje kontinuirani je niz radova na temu dinamike i strukture unutrašnje jezgre Zemlje, od mog doktorata pa do danas, i to je ono po čemu me kolege u svijetu najviše prepoznaju. O potvrdi postojanja smicajnih valova u unutrašnjoj jezgri Zemlje, koja je sama po sebi dokaz da je ona u krutom agregatnom stanju, puno se pisalo u raznim svjetskim medijima nakon izlaska članka u Scienceu 2018. godine. Dosta se pisalo i o mom otkriću oscilatorne diferencijalne rotacije unutrašnje jezgre Zemlje u odnosu na ostatak planeta nakon objave tog rada u Nature Geoscience 2013. godine. Sve ono što danas znamo u unutrašnjoj jezgri Zemlje, planetu unutar planeta, iz perspektive globalne seizmologije, detaljno sam pokušao opisati u prvoj knjizi napisanoj na tu temu, u izdanju Cambridge University Pressa, 2017. godine. U retrospektivi, toliko toga se dogodilo otkad sam napisao knjigu da je red da uskoro započnem raditi i na njezinu drugom izdanju. Paralelno s radom na temu duboke unutrašnjosti Zemlje objavio sam od spomenutog rada u Scienceu 2000. godine u kontinuitetu i niz radova na temu fizike potresa, od tektonskih do vulkanskih potresa i nuklearnih eksplozija. Kao treću grupu radova naveo bih one iz matematičke geofizike, od primjene transdimenzionalne, hijerarhijske, Bayesove inverzne metode na razne geofizičke probleme, od tomografije plićih slojeva Zemlje do njezina centra. U novije vrijeme zaintrigirala me teorija i aplikacija korelacijskog valnog polja, nešto u čemu smo moja grupa i ja trenutačno vodeći u svijetu. Volio bih sada proširiti teoriju korelacijskog valnog polja i primijeniti je, osim na antarktički led i zabačene dijelove svijeta, i na istraživanje unutrašnjosti drugih planeta.
Jedna od misija koja vas čeka je Južni polarni ocean, što mislite da ćete tamo pronaći?
Glavni je cilj misije postavljanje mreže modernih seizmografa na oceansko dno u blizini oceanskog hrpta Macquarie, koji se od svoje najviše točke, otoka Macquarie (između Novog Zelanda i Antarktike), strmo obrušava do dubina od 6000 metara. Ti će instrumenti oko godinu dana “sjediti” u tami oceanskog dna i bilježiti podrhtavanje tla regionalnih i dalekih potresa. Na slikovit način opisano, oni će “osluškivati” cijeli planet, od potresa do raznih drugih fenomena, uključujući oluje u Južnome polarnom oceanu i Pacifiku, fenomene poput dinamike leda na Antarktici i migracije kitova. To je mjesto zanimljivo jer se tamo događaju najveći potresi na svijetu pod oceanom koji nisu povezani s aktivnom subdukcijom. Možda je posrijedi rađanje nove subdukcijske zone, a možda nešto drugo, to još ne znamo. Primijenit ćemo mnoge od suvremenih metoda od kojih smo neke i sami razvili, i za tomogramsko snimanje podzemne arhitekture litosfere i za proučavanje fizike tih potresa. Važnost je ovakvih misija u tome što doprinose poboljšanju pokrivenosti i razumijevanja unutrašnjosti planeta u onim područjima gdje ne postoje instrumenti. Značenje postavljanje seizmografa na oceansko dno je, da upotrijebim paralelu s medicinskom tomografijom, kao da snimate mozak i imate pokrivenost cijele glave izvorima i prijamnicima, umjesto samo u njezinu ograničenom dijelu. Bit će to prva takva istraživačka misija u Australiji, multimilijunski i multiinstitucionalni projekt.
Pandemija je maksimalno zakomplicirala stvari i tako, primjerice, moji suradnici na projektu izvan Australije neće nam se moći pridružiti u samoj misiji na oceanu. Svi članovi mog tima moraju u striktnu dvotjednu karantenu u Tasmaniji prije isplovljivanja. Da vam dam samo nekoliko podataka, istraživački brod Investigator košta dnevno 114.000 dolara, a za dvije misije (postavljanje i ponovno pronalaženje instrumenata za godinu dana), odobreno je 50 dana. Projekt je podržala i australska država svojom fundacijom za znanost i Schema Discovery, a instrumenti koji idu na oceansko dno stoje svaki po oko 250.000 dolara. Seizmografi će biti postavljeni na ukupno trideset lokacija na površini od oko tisuću četvornih kilometara, i to u obliku slova X na sjeveru i tri spiralna kraka na jugu. Ova konfiguracija elemenata, poput golemog teleskopa uperenog prema središtu Zemlje, pojačavat će slabe signale kako budu stizali kroz Zemlju i ocean putem seizmičkih valova. To je slično načinu na koji funkcioniraju i ostale mreže koje smo postavili u zabačenim dijelovima australskog kontinenta ili opservatoriju Warramunga, koji prati nuklearne eksplozije. Pojačanje slabih signala je naročito bitno s obzirom na to da na oceanskom dnu ima puno više šuma nego na površini Zemlje.
>> Pogledajte i ovaj video: Kvantni fizičari o svome otkriću - sigurnom internetu
Naporno za citati i dozlaboga nestrucno napisano. Bez veze.