Do roku 1992, kdy se v Kalifornii ve městě Landers událo zemětřesení o intenzitě 7,3, které způsobilo menší otřesy ve 1200 kilometrů vzdáleném Yellowstoneském národním parku, nemohli vědci uvěřit, že by velké zemětřesení mohlo způsobit otřesy v místech tak vzdálených od epicentra. Poslední studie ukazují, že velké zemětřesení běžně způsobí menší otřesy po celém světě, v oblastech, které nejsou náchylné k zemětřesení, ba dokonce až na opačné straně planety.
Ze Sumatry až do Ekvádoru
„Dříve se předpokládalo, že místa nejvíce ohrožená velkým zemětřesením jsou seismicky aktivní nebo geotermální oblasti,” říká Kris Pankowová, seismoložka z Universitní seismografické stanice v Utahu a spolutvůrkyně nové studie.
Pankowová a její kolegové ale analyzovali 15 největších zemětřesení od roku 1992 o síle větší než 7,0 a zjistili, že nejméně 12 z nich vyvolalo malá zemětřesení ve stovky až tisíce mil vzdálených oblastech. Svá zjištění publikovali 25. května 2008 online v časopisu Nature Geoscience (Přírodní geověda).
„Z toho vyvozujeme, že dynamické vyvolávání otřesů je všudypřítomný jev,“ napsali.
Studii provedla Pankowová společně se seismologem Aronem Velascem, za pomoci universitního studenta Stephena Hernandeze (oba jsou z Texaské university v El Pasu) a také s přispěním seismologa Toma Parsonse (z Amerického geologického průzkumu v kalifornském Menlo Park).
Vědci analyzovali data z více než 500 nahrávacích seismických stanic, v období pěti hodin před a pěti hodin po zemětřesení o síle větší než 7,0 na stupnici „momentové škály“[1], o které vědci říkají, že je nejpřesnějším měřítkem pro velká zemětřesení. Často citovaná Richterova stupnice měří pouze relativně malá a nepříliš vzdálená zemětřesení.
Údaje, získané ze Spojených výzkumných institucí pro seismologii (konsorcium univerzitních pracovišť), obsahovaly měření 15 významných zemětřesení v letech 1992 – 2006, tedy analyzovaly i:
Landerské zemětřesení v Kalifornii v roce 1992; zemětřesení v Denali velikosti 7,9 na Aljašce v roce 2002 a otřesy o síle 9,2 na Sumatře - Andamanských ostrovech, které v roce 2004 vyvolaly katastrofální vlnu tsunami, jež si vyžádala největší počet obětí v oblasti Jižní Asie a východní Afriky (227 898 lidí).
Vědci již dříve zaznamenali, že tři velká zemětřesení vyvolala otřesy nejen v blízkosti epicentra, ale také ve velmi vzdálených oblastech. Nová studie poprvé systematicky analyzuje všechna velká zemětřesení na světě z let 1992-2006 a zjišťuje, že většina z nich způsobila menší vzdálená zemětřesení. Ta jsou odlišná od těch, která se vyskytují blízko hlavního zemětřesení. Ničivé zemětřesení v roce 2004 na Sumatře způsobilo otřesy až v Ekvádoru, na opačné straně planety.
Zemětřesení uvolňuje vlny energie
Když začne zemětřesení, uvolní se energie ve formě tlakové vlny[6], která se šíří dále terénem. První vlny se nazývají P-vlny[2], šíří se vysokou rychlostí a pohybují se přitom vzhůru a dolů. Následují vlny S [3], které se pohybují ze strany na stranu a způsobují při zemětřeseních největší škody. Další dva typy vln jsou takzvané povrchové: Loveovy vlny[4] se pohybují smykem a jsou následovány vlnami Rayleighovými[5], jejichž pohyb má formu mořských vln.
Pankowová a její kolegové dokázali, že pokud daným místem procházejí Loveovy nebo Rayleighovy vlny (způsobené velkým zemětřesením), často vyvolají menší seismické jevy – o síle 4 a nižší.
„Rozpoznáváme různé druhy vln, které místem procházejí a můžeme odfiltrovat vše, kromě malých seismických událostí, o kterých se předpokládá, že existují ve formě malých lokálních zemětřesení,” říká Pankowová.
Po celé planetě se každých pět minut odehraje okolo 600 malých seismických událostí. Po pěti hodinách po příchodu Loveovy vlny z hlavního zemětřesení pozorovali výzkumní pracovníci zvýšení počtu malých zemětřesení po celém světě o 37 procent. A když následovaly vlny Rayleighovy, způsobené stejným hlavním zemětřesením, stoupl počet malých zemětřesení po celém světě až o 60 procent (během pěti hodin po hlavním zemětřesení).
„Je zajímavé, že tato událost (hlavní zemětřesení) vyvolá dva velmi odlišné typy povrchových vln jakými jsou Rayleighovy a Loveovy vlny,” říká Pankowová.
Fyzikální mechanismus neznámý
Kromě zemětřesení roku 1992 v Landers, 2002 v Denali a 2004 na Sumatře - Andamanských ostrovech, se ostatních 12 velkých zemětřesení analyzovaných ve studii událo v letech:
rok: místo: (seismický moment)
1998 Ballenyho ostrovy u Antarktidy (8.1)
1999 Izmit, Turecko (7,6)
1999 Hector Mine, Californie (7.1)
2000 Nové Irsko, Papua-Nová Guinea (8.0)
2001 Peru (8.4), 2001 Kunlun, Čína (7,8)
2003 Hokkaido, Japonsko (8,3)
2003 Sibiř, Rusko (7,3)
2004 Macquarie Ridge, v blízkosti Nového Zélandu (8.1)
2005 Sumatra, Indonésie (8.7)
2006 Jáva, Indonésie (7.7)
2006 Kurilské ostrovy, Rusko (8,3)
Pouze u zemětřesení v Hector Mine, na Sibiři, a Kurilských ostrovech neprokázala studie vyvolání těchto doprovodných jevů (vln). Z předchozích studií je ale známo, že zemětřesení v Hector Mine skutečně vyvolalo menší zemětřesení v Saltonském moři u Kalifornie. Ta nebyla do studie zahrnuta, protože spadala do limitní vzdálenosti cca 680 km od hlavního epicentra. Výzkumní pracovníci vyloučili zemětřesení, vyvolaná v mezích této vzdálenosti, protože studie cílila na otřesy, způsobené odlehlým hlavním zemětřesením.
Jak povrchové vlny vyvolají malá zemětřesení ve vzdálených oblastech? „Fyzikální mechanismus tohoto jevu dosud není znám,” říká Pankowová. „Navrhovalo se, že by průchod vln mohl mít vliv na proudění podzemní vody a pravděpodobně zvýšit počet kanálů, kterými podzemní voda proudí, a následně způsobit jejich sesuv.”
„Další teorií je, že povrchové vlny mohou zvýšit napětí ve zlomu, nebo rozkmitat zlom tak, že předčasně praskne nebo se sesune,” dodává.
Pankowové studie byla financována Geologickým ústavem Spojených států a Národní nadací pro vědu.
[1] V roce 1979 seismolog Hiroo Kanamori navrhl momentovou škálu, která vyjadřuje seismický moment vztahující se k fyzikálním parametrům zemětřesení, jako je energie při něm uvolněná.
[2] P-vlny (prvotní vlny) – seismické vlny, které dosahují nejvyšších rychlostí, což také souvisí s jejich pojmenováním. Na seismologickou stanici dorazí jako první (primary). Jedná se o podélné vlnění, tj. o vlny, které průchozí těleso či hmotu stlačují a rozpínají ve směru šíření vln.
[3] S-vlny (sekundární vlny) – příčné vlnění, jehož rychlost je nižší než u P-vln. Na pozorovací stanici dorazí až jako druhé, což jim dalo jejich název (secondary). Při jejich průchodu začne těleso oscilovat, částice tělesa začnou kmitat kolmo ke směru procházejícího vlnění, což má destruktivní účinky.
[4] Loveovy vlny - vlnění, kdy se částice pohybují vzhledem ke směru vlnění na šířku v pravém úhlu. Podobně jako Rayleighovy vlny se i tyto vlny šíří při povrchu Země. Jejich existence byla matematicky předpovězena A. E. H. Lovem, po kterém byly pojmenovány. Zemským pláštěm se pohybují pomaleji než P a S vlny, ale rychleji než Rayleighovy.
[5] Rayleighovy vlny – vlnění, které je možné popsat jako kruhové, se v extrémních případech pohybuje v elipsových drahách (podobá se vlnění, které probíhá v mořských vlnách). Tyto vlny se šíří při povrchu Země a vyvolávají její oscilaci. Jsou to nejpomalejší zemětřesné vlny.
[6] Seismická vlna – vzniká jakoukoliv náhlou deformací horniny. Tyto obrovské energie jsou uvolňovány pouze při větších zemětřeseních nebo lidskou činností. Při zemětřesení nebo výbuchu dochází k uvolnění velkého množství energie, což má za následek deformace v místě, kde se energie uvolnila. Prostředí, vystavené deformaci, má tendenci se elasticky pokusit o návrat do původního stavu, což vyvolá seismickou vlnu či celou sérii těchto vln.
Zdroj: Article in English - The Epoch Times, Wikipedia.org
