Zemětřesná deska

I když to tak nevypadá, zemská kůra, tedy ta část planety na jejím povrchu, po které chodíme, je v neustálém pohybu. Něco víc se o tom dozvíte u exponátu Kontinentální drift, kde je podrobně rozebrán pohyb celých litosférických desek. Při pohybu těchto desek dochází k jejich vzájemné kolizi nebo se desky posunují podél sebe. Nemusí to být ale nutně celé kontinenty, vzájemně se pohybují i menší bloky zemské kůry podél zlomů. Všechny tyto pohyby jsou velmi pomalé, většinou je to jen několik centimetrů za rok.

Představte si, že proti sobě tlačíte dva kousky pěnové karimatky – dříve nebo později se jeden a pak druhý okraj ohne a zdeformuje. Horniny toto neumí nebo jen velmi špatně, takže se na okrajích horninových bloků hromadí napětí. Když je překročena určitá mez, toto napětí se uvolní, vznikne zemětřesení a nahromaděná energie vyrazí všemi směry v podobě zemětřesných vln.

Popsaným způsobem vzniká většina (asi 90 %) zemětřesení a označujeme je jako tektonická. To ale není jediný způsob jejich vzniku. Poměrně slabší zemětřesení vznikají ve spojitosti s vulkanickou činností, když se magma pohybuje směrem k povrchu. Zemětřesení mohou vznikat také při rozsáhlých sesuvech půdy a hornin, případně při řícení jeskynních stropů. Pro úplnost dodejme, že zemětřesení dokáže vyrobit i člověk – odpaly náloží v lomech nebo při zkouškách jaderných zbraní.

Zemětřesení vzniká na velké ploše, kde se dva horninové bloky stýkají a vzájemně pohybují, ale většinou tuto plochu zjednodušujeme na jeden bod, který označujeme jako ohnisko – hypocentrum. Za mělká zemětřesení považujeme ta, která mají hypocentrum blízko pod povrchem do hloubky 70 km. Velmi hluboká zemětřesení pak mohou vznikat až v hloubce kolem 600 km, tedy poblíž hranice spodního a svrchního zemského pláště.

Na zemském povrchu se místo, které je nejblíž ohnisku, označuje jako epicentrum. Sem dorazí zemětřesení nejdříve a zpravidla je zde také nejsilnější. Lokalizovat epicentrum zemětřesení dokáží vědci velmi přesně s pomocí celosvětové sítě měřících stanic, které jsou propojeny do společného systému.

Při vzniku zemětřesení se uvolněná energie šíří do všech stran prostřednictvím seismických (zemětřesných) vln. Uvolní-li se malé množství energie, jsou tyto vlny poměrně rychle pohlceny horninovým prostředím – dosah takového zemětřesení je krátký. Při vyšších hodnotách uvolněné energie mohou zemětřesné vlny projít napříč celou Zemí.

Při zemětřesení vznikají dva základní druhy seismických vln. Vlny podélné (také se označují jako primární nebo p-vlny) se podobají zvukovým vlnám. Šíří se stlačováním a zřeďováním horninového prostředí, což vypadá, jako když prudce stlačíme nataženou kovovou pružinu. Jejich rychlost může dosáhnout až 14 km/s-1 a procházejí jakýmkoliv prostředím. Od ohniska zemětřesení dorazí všude jako první. Vlny příčné (také sekundární nebo s-vlny) rozkmitávají horninové prostředí podobně, jako když se vlní vodní hladina. Jsou o něco pomalejší než vlny podélné, ale když dosáhnou zemského povrchu, jsou nebezpečnější a mají značnou ničivou sílu. Tyto vlny neprochází kapalným prostředím.

Zemětřesné vlny přenáší uvolněnou energii zemětřesení, která se vzdáleností od ohniska slábne. Vlny se navíc v horninovém prostředí odráží, lámou nebo spolu vzájemně interferují, což může měnit jejich směr a intenzitu. Většina hornin zemětřesné vlny tlumí, takže ztrácejí na své síle, ale v některých typech sedimentů mohou být i mírně zesíleny.

Zemětřesné vlny dokážeme velmi citlivě měřit pomocí přístroje seismografu. Na základě těchto měření dokážeme určit nejen epicentrum a hypocentrum zemětřesení, ale i energii, která se při události uvolnila. Této hodnotě říkáme magnitudo a určuje nám velikost zemětřesení. Velikost zemětřesení pak vynášíme do Richterovy stupnice.

V televizi pak slyšíme, že zemětřesení mělo epicentrum na tom či onom místě a jeho velikost byla např. 5,6 stupně Richterovy škály. Tady máme ale trochu problém s naší představivostí, protože informace o uvolněné energii není pro nás příliš konkrétní. Navíc zmíněné zemětřesení o velikosti 5,6 Richterovy škály může být v některých oblastech zcela zanedbatelné a někde může představovat vážnou přírodní katastrofu. Uvedená hodnota se navíc vztahuje k epicentru, takže také hodně záleží, jak daleko od epicentra se nacházíte. Richterova škála také není lineární, tedy při zemětřesení stupně 6 se neuvolní dvakrát víc energie, než u zemětřesení stupně 5.

Z výše uvedených důvodů se často používá parametr intenzita zemětřesení. Intenzita zemětřesení totiž popisuje pozorovatelné události a škody, které zemětřesení způsobilo na stavbách, komunikacích nebo obytných budovách. A to si dokážeme představit a slovně popsat. Používané stupnice se označují jako makroseizmické a mají 12 stupňů. V České republice se používá stupnice EMS-98.

Různá místa jsou různou měrou ohrožena zemětřesením. Znamená to, že zemětřesení vznikají jen v určitých oblastech, odkud se mohou šířit na různou vzdálenost, podle velikosti zemětřesení. Jak tyto oblasti poznáme? Většinou se jedná o okraje litosférických desek, které se vzájemně pohybují (exponát kontinentální drift). Největší zemětřesení vznikají v místech, kde se dvě litosférické desky vzájemně srážejí nebo se jedna podsouvá pod druhou. Příkladem může být oblast Japonska, himálajské části Asie, Irán, Turecko, Kavkaz nebo západní okraj jižní i severní Ameriky.

Zemětřesení menší velikosti obvykle vznikají tam, kde se dvě litosférické desky vzájemně vzdalují. Příkladem mohou být Island, Azorské ostrovy nebo četná místa v tichomořské oblasti.

Vznik zemětřesení může být spojen i s menšími zlomy a poruchami zemské kůry, pokud je pohyb podél nich stále aktivní. Uvedli jsme také, že malá část zemětřesení doprovází sopečnou činnost, takže se s nimi setkáme například na Kamčatce, Bali, Jávě, Mexiku nebo Novém Zélandu.

A jak je to u nás, v České republice? Naše území je z větší části tvořeno Českým masivem, který patří k ustálené části zemské kůry, kde pohyby podél zlomů probíhají jen minimálně. Občas se to přihodí v západních Čechách na Chebsku, Karlovarsku nebo Kraslicku. Jedná se o relativně mělká zemětřesení s malou energií, takže jejich vznik pocítí obyvatelé jen ojediněle. Citlivé přístroje však jejich průběh spolehlivě zaznamenají.

Nejbližšími oblastmi, kde může nastat opravdu silné zemětřesení, jsou Itálie a pobřeží Jadranu. 

Největším nebezpečím každého zemětřesení je moment překvapení. Vzniká totiž náhle a šíří se velmi rychle, takže se obyvatelé zasažených oblastí nemohou nijak připravit. Vědci se snaží o jeho předvídání, ale není to tak jednoduché. Řada velkých zemětřesení začíná menšími otřesy (říká se jim předtřesy), ale v mnoha případech se tak nestalo nebo po menších otřesech žádné větší zemětřesení nepřišlo. Sleduje se také uvolňování některých plynů, drobné pohyby zemského povrchu nebo chování zvířat, ale spolehlivý systém zatím nemáme.

Katastrofické dopady zemětřesení můžeme rozdělit na prvotní a druhotné. K prvotním událostem patří samotné zemětřesení – pohybuje se zemský povrch, vznikají praskliny v zemi, dochází k destrukci staveb a infrastruktury. Velikost škod a množství obětí na životech pak závisí na velikosti zemětřesení, vzdálenosti postiženého místa od epicentra a jeho „průmyslové“ vyspělosti. To je třeba chápat tak, že mnohem více vydrží moderní železobetonové konstrukce staveb než domy z obyčejných cihel a hlíny.

Druhotné dopady následují po vlastním zemětřesení a často mohou mít horší následky. Co do této skupiny počítáme? Především porušení všech inženýrských sítí a produktovodů, takže dodávky plynu, vody a elektřiny mohou být dlouhodobě přerušeny. Zhoršuje se tak možnost zabezpečení základních životních potřeb, narůstá panika, zhoršují se hygienické podmínky a v krajním případě mohou propuknout epidemie infekčních chorob. Zcela přímým ohrožením je porušení plynovodů a elektrické sítě, což je kombinace, která může způsobit rozsáhlé požáry. I slabší zemětřesení mohou způsobit rozsáhlé sesuvy půd, v kombinaci s vydatným deštěm bahnotoky nebo poškození či protržení vodních nádrží a následné záplavy.

I když bylo uvedeno, že v České republice se nebezpečná zemětřesení nevyskytují, v dnešní době běžně cestujeme po celém světě a jezdíme na dovolenou i do oblastí, kde nás větší zemětřesení může snadno zastihnout. Tamní obyvatelé jsou většinou připraveni a mají zkušenosti, které nám chybí. Proto se může hodit několik jednoduchých zásad.

V otevřené krajině je to nejsnazší, při zemětřesení prostě zůstaňte stát a vyčkejte, až přejde. Nevhodnými místy jsou mosty, místa pod elektrickým vedením, blízkost stromů a úpatí skalních stěn nebo prudkých svahů.

Ve městě je situace komplikovanější. Ideální je odstoupit od vyšších budov, ze kterých může padat střešní krytina, římsy nebo okenní sklo. Vhodným místem je prostředek ulice nebo náměstí. Komplikací jsou sloupy pouličního osvětlení nebo trolejová vedení hromadné dopravy.

Nejkomplikovanější je to v budovách. Ideální je okamžitě vypnout přívod plynu a elektřiny. Můžete-li budovu bezpečně opustit, udělejte to. Jste-li ve vyšších patrech, nevstupujte do výtahu ani na schodiště, stoupněte si do průchodů v nosných stěnách nebo se schovejte pod pevný stůl. Víc toho udělat nemůžete.

Všechny rady se krásně píší a čtou, ve skutečnosti je to ale mnohem těžší. Vše totiž probíhá náhle a často velmi rychle. Nikdy nepodceňujte slabé otřesy, během pár desítek vteřin mohou následovat mnohem ničivější.

• https://www.ig.cas.cz