Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Velká zemětřesení v Nepálu – (ne)jistá budoucnost

Publikováno: Vesmír 94, 410, 2015/7
Obor: Geologie

Před vznikem zemětřesení dochází v okolí jeho budoucího ohniska k deformacím horninového prostředí. To by mělo ovlivnit některé fyzikální veličiny měřitelné na zemském povrchu… Zemětřesení však přesto nedovedeme předpovídat. Kudy se tedy naše úvahy o budoucích zemětřeseních ubírají?

Nepálské zemětřesení z 25. dubna 2015, jehož velikost (magnitudo, M) dosáhla hodnoty 7,8, bylo nejsilnějším zemětřesením za uplynulý rok (naposledy M 7,9 u Aleutských ostrovů u Aljašky 23. června 2014, předtím 24. května 2013 hluboké zemětřesení M 8,3 pod Ochotským mořem západně od Kamčatky). To odpovídá dlouhodobé statistice opakovatelnosti zemětřesení o určité velikosti – ta stanoví, že k zemětřesení o síle přibližně M 8,0 dochází na Zemi průměrně jedenkrát ročně.

Zemětřesení je jev, jehož velikost, místo a čas vzniku nelze předpovědět. Lze ale – na základě dlouhodobých pozorování zemětřesení, prováděných již více než 100 let, a geologického a geodetického průzkumu aktivních oblastí – vymezit zóny, kde je vznik silného zemětřesení s ničivým potenciálem v budoucnu nevyhnutelný. Takovými ohroženými zónami jsou prakticky všechna rozhraní litosférických desek, jako např. známý Ring of Fire, oblouk obklopující pacifickou litosférickou desku, ale také rozhraní mezi deskou indickou a euroasijskou. Právě na tomto rozhraní leží Nepál.

Dramatická geologická historie této mimořádné oblasti začala přibližně před 125 miliony let, kdy se indická deska odtrhla od superkontinentu Gondwany a začala se pohybovat k severu směrem k Eurasii. Rychlost, se kterou tento pohyb probíhal, je nejvyšší zdokumentovanou rychlostí litosférické desky v geologické historii. Před přibližně 50 miliony let indická deska do desky euroasijské narazila. Tím začala kolize těchto dvou desek – proces, který probíhá dodnes. V důsledku této kolize vznikla mj. tibetská plošina a nejvyšší pohoří na Zemi, Himálaj. Rychlost pohybu indické desky směrem k severu zůstává i v současnosti úctyhodná; dosahuje 4 až 5 cm za rok.

Jedním z důsledků kolize indické a euroasijské desky je i intenzivní zemětřesná činnost v blízkosti deskového rozhraní (obr. 1). Nejsilnější zemětřesení v této oblasti dosáhla magnituda 8 a mnohá měla v nedávné minulosti ničivé následky. V oblasti Nepálu je příčinou silných zemětřesení nasouvání euroasijské desky přes desku indickou podél rozhraní, které je jen nepatrně ukloněno směrem k severu. Kromě zemětřesení tento pohyb způsobuje i výzdvih hlavního himálajského hřebenu (obr. 2).

Zatímco ve větších hloubkách pod zemským povrchem díky vysokým tlakům a teplotám sousední horninové bloky podél deskového rozhraní plynule kloužou, mělká část rozhraní se může na určitý čas díky velkému tření uzamknout, zaklesnout. Ke skluzu horninových bloků podél takové uzamčené části rozhraní dojde teprve po delším – zpravidla desítky až stovky let – časovém intervalu potřebném k nahromadění napětí, které tření na zlomu překoná. Velikost výsledného zemětřesení pak závisí na velikosti uzamčené plochy, velikosti skluzu na této ploše a na fyzikálních vlastnostech hornin, které deskové rozhraní tvoří. Na to, jak ničivé budou následky zemětřesení, má vliv také rychlost skluzu, samozřejmě také geologické podmínky v daném místě na zemském povrchu a připravenost tamní společnosti na zemětřesení.

Místo vzniku zemětřesení je označováno jako jeho ohnisko, hypocentrum – bod, jehož poloha je definována zeměpisnými souřadnicemi a hloubkou. Vyjádřit místo zemětřesení jediným bodem je však možné jen u slabých jevů do magnituda 5; u silných zemětřesení potřebujeme znát celou zlomovou plochu (v případě nepálského zemětřesení to byla část deskového rozhraní), na které se zemětřesení – rychlý skluz protilehlých horninových bloků – odehrálo.

Rozsah aktivní zlomové plochy nám zpravidla spolehlivě vymapují tzv. dotřesy, zemětřesení následující v několika dnech až týdnech po hlavním otřesu. Z rozložení epicenter dotřesů je zřejmé, že část deskového rozhraní aktivní během nepálského zemětřesení měla plochu přibližně 200 × 100 km (obr. 3). Zatímco hypocentrum hlavního zemětřesení z 25. dubna se nacházelo přibližně 80 km severozápadně od Káthmándú, plocha skluzu procházela v bezprostřední blízkosti hlavního města.

Rozhraní litosférických desek a rovněž každý velký zlom v zemské kůře jsou velmi komplikované struktury – pásma trhlin různé velikosti a rozměrů. Během zemětřesení v takto složitém prostředí nedochází ke stejně velkému skluzu na všech úsecích zlomu. Jednou z možností, jak se o nerovnoměrnosti – heterogenitě – skluzu na zlomu během zemětřesení můžeme dozvědět, je detailní analýza záznamů seismických vln, seismogramů, spojená s numerickým modelováním zdroje zemětřesení. Výsledek takové analýzy bývá k dispozici např. na webu National Earthquake Information Center of United States Geological Survey do jedné hodiny po vzniku zemětřesení. Stejně jako u většiny silných zemětřesení nebyl skluz ani při nepálském zemětřesení největší v ohnisku, tj. v místě, kde skluz započal (obr. 4, červený symbol). K největšímu skluzu přibližně 3,5 m došlo v centrální části aktivního segmentu deskového rozhraní (oranžová barva, obr. 4 na s. 411) v bezprostřední blízkosti Káthmándú.

Počet zemětřesení dotřesové série zpravidla s časem uplynulým od hlavního otřesu klesá a snižuje se jejich magnitudo. Nejsilnější dotřesy následují nedlouho po zemětřesení a bývají přibližně o jeden stupeň magnituda slabší než hlavní otřes. Nejinak tomu bylo po nepálském zemětřesení (obr. 5), ovšem pouze necelé tři týdny. 12. května 2015 došlo v oblasti středního Nepálu k dalšímu velmi silnému otřesu, tentokrát o magnitudu 7,3, a to na východním okraji zlomové zóny dubnového zemětřesení (obr. 3 a 6). Skluz během dubnového zemětřesení patrně zastavila východně od Káthmándú zablokovaná část zlomu, která bývá označována jako bariéra. Napětí, které se na tuto bariéru během zemětřesení přeneslo, však bylo natolik silné, že překonalo po sedmnácti dnech její pevnost a způsobilo její porušení na ploše o rozměrech přibližně 30 × 30 km2. Maximální velikost skluzu byla odhadnuta na 3 m (zdroj: USGS – earthquake.usgs.gov/earthquakes/). Dotřesová série pak měla do doby odevzdání tohoto rukopisu (25. května 2015) standardní průběh (obr. 5).

Zemětřesení o magnitudu 7,3 je jen zdánlivě o nemnoho menší než to s magnitudem 7,8. Vzhledem k tomu, že nárůst magnituda o jeden stupeň odpovídá přibližně třicetinásobku uvolněné energie, je zřejmé, že zemětřesení z 25. dubna bylo minimálně 10krát silnější než následný silný otřes.

Sled dvou velmi silných zemětřesení v Nepálu (M 7,8 dne 25. dubna, M 7,3 dne 12. května 2015) není běžný, ale není ani výjimečný. Například po ničivém zemětřesení u Sumatry v prosinci 2004 (M 9,0), při kterém došlo ke skluzu o velikosti několika desítek metrů podél zlomové zóny o délce přes 1000 km, se odehrálo v březnu 2005, tedy s odstupem tří měsíců, zemětřesení o M 8,6 na jižním okraji této zlomové zóny.

Kdy a k jak silnému zemětřesení v Nepálu v budoucnu znovu dojde, přesně předpovědět nelze. Několik dnů po dubnovém zemětřesení se objevily v odborném tisku (časopis Science) úvahy o tom, že pravděpodobným místem dalšího silného zemětřesení v Nepálu bude oblast západně od aktuálně aktivní zlomové zóny. K následnému silnému zemětřesení 12. května však došlo na jejím východním okraji.

Také co se maximálního možného magnituda budoucích nepálských zemětřesení týče, je pokus o odhad horní hranice ošidný. Údaje o silných historických zemětřeseních sahají jen přibližně jedno tisíciletí nazpět, a to není vzhledem k tempu geologických procesů dost na to, aby se projevily v celé šíři. Vzhledem k tomu, že plocha mělké, drhnoucí části rozhraní mezi indickou a euroasijskou deskou je obrovská a mnohonásobně přesahuje plochu aktivní během dubnového zemětřesení, nelze v této oblasti vyloučit zemětřesení na úrovni těch největších na světě, tj. kolem hodnoty magnituda 9, více než třicetkrát silnější než to nynější.

Soubory

článek ve formátu pdf: 201507_410-413.pdf (1 MB)

Diskuse

Žádné příspěvky