Když se třese zem

Nejprve sebou otřásla severní část Sumatry. O několik hodin později moře v Bengálském zálivu ustoupilo od pobřeží, aby se vrátilo v podobě vysoké ničivé vlny. Zemětřesení a následná tsunami si 26. 12. 2004 vyžádaly na tři sta tisíc obětí. Lze podobné jevy předvídat a zmenšovat jejich devastační účinky? 

ZEM JE V POHYBU 
Zemská kůra, na které strávíme drtivou většinu 
svého života, rozhodně není bezpečným 
a stabilním místem. Povrch Země je rozdělen 
na obrovské kry, zvané litosférické desky. Ty 
se pohybují po polotekutém zemském plášti, 
podsouvají se jedna pod druhou, smýkají 
se a deformují. Rozeznáváme čtyři základní 
pohyby desek. Rozestup, kdy se jedna deska 
od druhé vzdaluje, můžeme spatřit například 
na Středoatlantickém hřbetu. Příkladem 
posunu, kdy jedna deska klouže rovnoběžně 
s hranou druhé, je zlom San Andreas 
v Kalifornii. Srážkou kontinentů, při které se 
desky pohybují proti sobě, byly vyzdviženy 
Himaláje. Poslední typ, podsun jedné desky 
pod druhou (subdukce), se stal dějištěm 
asijského zemětřesení. Indická deska se 
tu už miliony let zanořuje pod Barmskou. 
V prosinci se posunula na některých místech 
až o dvacet metrů. 
 
SPÍCÍ ZLOM 
Litosférické desky se pohybují neustále. Indická 
deska se sune pod Barmskou rychlostí 6 centimetrů 
za rok. Kdyby desky byly ideálně hladké, 
nebyl by tento fakt nikterak zajímavým. Jenže 
povrch desek je hrbolatý, plný výstupků a čas 
od času do sebe tyto výstupky zapadnou a pohyb 
desky se v některých místech zastaví. Zlom 
spí, zatímco se v něm koncentruje napětí. Síla 
posunující desky však po čase výstupky odlomí, 
zlom se uvolní, probudí – a dožene pohyb, který 
zanedbal. V případě Indické desky bude zlom 
po sto letech „dohánět“ dráhu 6 metrů. Pokud 
se to stane během několika minut a na zlomové 
ploše o velikosti až stovek kilometrů čtverečních, 
vznikne silné zemětřesení. Drobnější 
posuny zlomu a z něj vyplývající menší otřesy se 
dějí takřka neustále. 
 
TROCHA ČÍSEL ZE SUMATRY 
Velikost zemětřesení udává takzvané magnitudo. 
Je to logaritmus energie uvolněné při 
zemětřesení a určuje se měřením amplitud 
seismických vln. Tyto údaje se pak pomocí mezinárodně 
normalizovaných postupů převádějí 
na velikost magnituda. Asijské zemětřesení 
bylo ovšem natolik velké, že běžně používané 
výpočetní postupy selhaly. První odhady (magnitudo 
8) tak udávaly zemětřesení třicetkrát 
energeticky slabší, než skutečně bylo. Pozdější 
zpřesněné odhady (magnitudo 9,3) z něj učinily 
největší zemětřesení za posledních čtyřicet let. 
I samotný charakter vln byl natolik netypický, že 
mnoho seismologů překvapil a skutečná velikost 
a rozsah zemětřesení byly upřesněny až několik 
týdnů po katastrofě. K otřesu došlo v hloubce 
asi 10 kilometrů na téměř vodorovné zlomové 
ploše o velikosti kolem 100 000 km2. 
 
VELKÉ VLNY V PŘÍSTAVU 
Ze znalosti hlavních parametrů zemětřesení 
a z topologie místa, ve kterém k události došlo, je 
možno začít modelovat posuny půdy a také možná 
poškození zástavby. To je důležité pro odhad 
škod a správné nasměrování pomoci do postižené 
oblasti. Jestliže k otřesu a posunu desek došlo 
pod mořským dnem, může nastat ještě další, 
neméně ničivý jev. Pohyb mořského dna vyvolá 
obrovské vlny, známé pod japonským jménem 
tsunami. Fyzikálně se jedná o „vlny na mělké 
vodě“, nazývané tak proto, že jejich vlnová délka 
(vzdálenost mezi sousedními hřebeny) je mnohem 
větší než hloubka moře, ve kterém se šíří. K tomu 
se přidává malá amplituda (méně než 1 metr), 
z čehož vyplývá, že tsunami na hlubokém moři lze 
téměř přehlédnout. Je to jen menší vlnka, ovšem 
sahající od kraje obzoru ke kraji, protože se šíří 
od epicentra stejně jako kruhy na vodě po vhození 
kamene. V okamžiku, kdy tsunami dosáhne mělčin 
u pobřeží, se vlna prudce zpomaluje a energie, 
kterou v sobě nese, se spotřebuje na zdvižení jejího 
čela. Při vhodné (či spíše nevhodné) geometrii 
pobřeží dosáhne vlna výšky desítky metrů. Před 
svým příchodem si „bere vodu“ a moře tak někdy 
ustoupí až o kilometr od pobřeží. 
 
KDO PROBUDÍ KRAKENA 
Seismické stanice neustále měří otřesy probíhající 
zemskou kůrou. Lze z jejich signálů usoudit, 
kdy dojde k příštímu zemětřesení a zabránit 
tak škodám? V tomto směru se chování zlomů 
ukazuje jako poněkud nevypočitatelné. Některá 
velká zemětřesení o sobě dávají vědět dopředu 
zvýšením počtu drobnějších otřesů, k jiným 
dochází zcela bez varování. Na možné velké 
zemětřesení lze usoudit i z jeho dlouhodobé 
nepřítomnosti. Jestliže v oblasti aktivního 
zlomu dlouhou dobu nedošlo k velkému otřesu, 
lze předpokládat, že desky jsou zde důkladně 
zaklesnuty a dříve nebo později se uvolní. Jenže 
k tomu může dojít zítra i za sto let. Úspěšnější 
je předpověď takzvaných dotřesů. První 
zemětřesení může způsobit uvolnění dalších 
blokád a spustit tak sérii otřesů, jak se postupně 
uvolňují zaklesnuté části zlomu. Největší 
z prosincových asijských dotřesů měl magnitudo 
7,1 a došlo k němu tentýž den odpoledne na 
Nikobarských ostrovech. Spouštěcím mechanismem 
zemětřesení mohou být i jiné jevy, měnící 
rozložení napětí v zemské kůře. Například 
napuštění přehrady, odčerpání většího množství 
vody z podzemí, výbuch či slapové síly. 
 
KDE ZEMĚTŘESENÍ POMÁHÁ 
Paradoxně nám může zemětřesení i prospět. 
Seismické vlny se šíří jednotlivými vrstvami, ze 
kterých je tvořeno zemské těleso, různou rychlostí 
a směrem. Analýza vln pomocí sítě stanic 
na povrchu nám tak prozradí mnohé o stavbě 
naší planety. 
Jednou z přírodních „laboratoří“ pro výzkum 
zemětřesení je oblast u Parkfieldu v Kalifornii. 
Vyznačuje se vzácnou pravidelností – otřesy 
o magnitudu 6 se opakují zhruba jednou za 
25 let. Navzdory této pravidelnosti na sebe poslední 
otřes nechal dlouho čekat. Namísto roku 
1980 se dostavil až v roce 2004. Vzhledem 
k napjatému očekávání se stal nejlépe proměřeným 
zemětřesením vůbec a bude tak možno 
zjistit, jaké jevy mu předcházely a jednou snad 
i zlepšit naši předpověď velkých zemětřesení. 
 
TABULKA POSLEDNÍCH VELKÝCH ZEMĚTŘESENÍ 
Místo rok magnitudo 
Chile 1960 – 9,5 
Aljaška 1964 – 9,2 
Aljaška 1957 – 9,1 
Kamčatka 1952 – 9,0 
Sumatra 2004 – 9,3 
 
ODKAZY NA ZAJÍMAVÉ WEBOVÉ STRÁNKY I JINÉ PUBLIKACE 
Článek Jiřího Zahradníka v československém časopise pro fyziku, 2005 
National Earthquake Information Center (NEIC), USGS: http://neic.usgs.gov  
K. Satake, Tsunamis in Indian Ocean from Sumatra Earthquake: 
http://staff.aist.go.jp/kenji.satake/Sumatra-E.html  
Katedra geofyziky MFF UK:  
http://geo.mff.cuni.cz  
USGS Hazards, stránka o zemětřesení: 
http://earthquake.usgs.gov/eqinthenews/2004/usslav/  
Měření tsunami družicí NOAA: 
http://www.ngdc.noaa.gov/spotlight/tsunami/tsunami.html  
Satelitní snímky oblastí zasažených tsunami: 
http://www.ngdc.noaa.gov/spotlight/tsunami/tsunami.html  
 
SLOVNÍČEK POJMŮ 
Epicentrum – místo skutečného vzniku zemětřesení, nachází se pod zemským povrchem 
Hypocentrum – bod na zemském povrchu, který se nachází nad epicentrem 
Tsunami – přílivová vlna, vznikající při náhlých pohybech zemského dna. Příčinou jejího vzniku nemusí být zemětřesení, ale třeba podmořská erupce nebo sesuv půdy. Význam japonského slova tsunami zní „velké vlny v přístavu“ 
 
Magnitudo – logaritmus energie seismických vln, udává velikost zemětřesení 
 
Seismicita – slovo řeckého původu označující úroveň zemětřesné činnosti 
 
Litosféra – zemská kůra. Z řeckého slova lithos – kámen 
 
U Seismometr využívá setrvačnosti hmotného tělesa, které setrvává v klidu, i když se pod ním zem chvěje. Trojice seismometrů umožňuje přesně určit směr příchodu vlny