Zemětřesení Tohoku-Oki o síle 9,0 stupně Richterovy škály, které 11. března 2011 zasáhlo Japonsko, zabilo více než 15 000 lidí a vyvolalo ničivou vlnu tsunami, z níž se země stále vzpamatovává, vyvolalo mnoho znepokojivých otázek. Například, co bylo příčinou tak silného zemětřesení a zda se může opakovat v Japonsku nebo někde jinde?
Mezinárodní skupina vědců, která se provrtala několik kilometrů pod Tichým oceánem a do zemětřesného zlomu, má nyní na tyto otázky odpovědi a o svých zjištěních informuje ve trojici článků, které byly dnes zveřejněny v časopise Science.
Epicentrum zemětřesení v roce 2011 se nacházelo na neobvyklém místě, asi 130 kilometrů východně od japonského města Sendai, těsně u severního pobřeží této země. V této oblasti, tzv. subdukční zóně, se Pacifická deska noří pod Euroasijskou desku. Silná zemětřesení jsou zde možná, ale vědci nepředpokládali, že by zde bylo dost energie na to, aby vzniklo zemětřesení větší než o síle 7,5 stupně. Mýlili se a zajímali se o to, co způsobilo, že zlom je schopen vyvolat tak silné zemětřesení.
Epicentrum zemětřesení Tohoku-Oki v roce 2011 bylo u východního pobřeží severního Japonska. Obrázek: USGS
Málo přes rok po zemětřesení dostala hlubinná vrtná loď Chikyu za úkol navrtat se do zlomu u japonského pobřeží a instalovat teplotní observatoř. Díky měření teploty zlomu po zemětřesení mohou vědci změřit, kolik energie se při zemětřesení uvolnilo, a vypočítat tření zlomu – jak snadno se o sebe třou horniny.
„Jedním ze způsobů, jak se dívat na tření těchto velkých bloků, je přirovnat je k běžkám na sněhu,“ uvedl Robert Harris, spoluautor studie a geofyzik z Oregonské státní univerzity. „V klidovém stavu se lyže přilepí ke sněhu a je zapotřebí určité síly, aby sklouzly. Jakmile se tak stane, pohyb lyže vytváří teplo a k dalšímu pohybu je zapotřebí mnohem méně síly….. Totéž se děje při zemětřesení.“
Získat toto měření teploty bylo složité. Tým Chikyu se musel zavrtat 850 metrů do mořského dna, které samo o sobě bylo 6 900 metrů pod hladinou oceánu. Museli se vypořádat se špatným počasím a samotný zlom se stále posouval, což ohrožovalo přístroje.
Těžká práce se však vyplatila a odhalila zbytkové teplo po zemětřesení, z něhož mohli vědci vypočítat tření zlomu, které bylo velmi nízké. Sečteno a podtrženo: „Zlom Tohoku je kluzčí, než kdokoli očekával,“ uvedla v dalším prohlášení Emily Brodsky, spoluautorka studie a geofyzička z Kalifornské univerzity v Santa Cruz.
Kluzkost zlomu pomáhá vysvětlit některé charakteristiky zemětřesení v roce 2011. Zlom sklouzl o bezprecedentních 50 metrů a trhlina, která začala hluboko pod zemí, se dostala na povrch, kde způsobila náhlou poruchu v oceánu a vyvolala tsunami.
Vrty a laboratorní testy také odhalily další vlastnost zlomu, která ho učinila tak nebezpečným. Nízké tření lze přičíst neuvěřitelně jemným jílovým sedimentům uvnitř zlomu. „Je to ten nejklouzavější jíl, jaký si dokážete představit,“ uvedla Christie Roweová, spoluautorka studie a geoložka z McGillovy univerzity. „Když ho třete mezi prsty, působí jako mazivo.“ Mimochodem, oblast mezi pacifickou a euroasijskou deskou, kde dochází k prokluzu, je také velmi tenká, má méně než pět metrů, což by z ní činilo nejtenčí známou zlomovou zónu na planetě.
Měření tepelného signálu zemětřesení bylo pro vědu první. „Byl to velký úspěch,“ řekl Harris, „ale stále toho ještě mnoho nevíme.“. Vědci například zatím nevědí, nakolik lze tyto výsledky zobecnit na jiné subdukční zóny po celém světě nebo jaký vliv má tenkost zlomových zón na nebezpečí zemětřesení. Nicméně výsledky vrtů „naznačují, že mělký megatrup v Japonském příkopu má zvláštní rysy, které se v mnoha jiných subdukčních zónách nevyskytují,“ napsali v doprovodném článku Perspectives Kelin Wang z kanadské organizace Natural Resources Canada a Masataka Kinoshita z Japonské agentury pro vědu a technologii pro moře a zemi – agentury, která Čikjú provozuje.
Podobné podmínky jsou sice vzácné, ale existují na některých místech severního Pacifiku, například na poloostrově Kamčatka v Rusku a na Aleutských ostrovech na Aljašce, poznamenává Rowe. hlubokomořské vrty ukazují, že v těchto oblastech je stejný obvykle kluzký jíl, který snížil tření v japonském zlomu.
Skutečnost, že neobvyklé okolnosti japonského zlomu mohou být vzácné, by však vědce ani veřejnost neměla uklidňovat, tvrdí Wang a Kinoshita. Tak obrovský a mělký skluz není nutný pro vznik ničivé tsunami a nezpůsobil ani tsunami v Chile v roce 2010, která zničila 370 000 domů, ani tsunami v Indickém oceánu v roce 2004, která zabila téměř 230 000 lidí. „Je těžké říci, nakolik jsou tyto výsledky zobecnitelné, dokud se nepodíváme na další zlomy,“ dodal Brodsky. „Ale pokládá to základy pro lepší pochopení zemětřesení a v konečném důsledku i pro lepší schopnost identifikovat nebezpečí zemětřesení.“
Zemětřesení Tohoku-Oki o síle 9,0 stupně Richterovy škály, které 11. března 2011 zasáhlo Japonsko, zabilo více než 15 000 lidí a vyvolalo ničivou vlnu tsunami, z níž se země stále vzpamatovává, vyvolalo mnoho znepokojivých otázek. Například co umožnilo tak silné zemětřesení a mohlo by se v Japonsku nebo někde jinde opakovat? Mezinárodní skupina vědců, která se provrtala několik kilometrů pod Tichým oceánem a do zemětřesného zlomu, má nyní na tyto otázky odpovědi a o svých zjištěních informuje ve trojici článků zveřejněných dnes v časopise Science. Epicentrum zemětřesení z roku 2011 se nacházelo na neobvyklém místě, asi 130 km východně od japonského města Sendai, těsně u severního pobřeží této země. V této oblasti, tzv. subdukční zóně, se pacifická deska noří pod euroasijskou desku. Silná zemětřesení jsou zde možná, ale vědci nepředpokládali, že by zde bylo dost energie na to, aby vzniklo zemětřesení větší než o síle 7,5 stupně. Mýlili se a zajímali se o to, co způsobilo, že zlom je schopen vyvolat tak silné zemětřesení. Epicentrum zemětřesení Tohoku-Oki z roku 2011 se nacházelo u východního pobřeží severního Japonska. Obrázek via USGS O něco více než rok po zemětřesení dostala hlubinná vrtná loď Chikyu za úkol navrtat se do zlomu u japonského pobřeží a instalovat teplotní observatoř. Měřením teploty zlomu po zemětřesení mohou vědci změřit, kolik energie se při zemětřesení uvolnilo, a vypočítat tření zlomu – jak snadno se o sebe třou horniny. „Jedním ze způsobů, jak se podívat na tření těchto velkých bloků, je přirovnat je k běžkám na sněhu,“ uvedl Robert Harris, spoluautor studie a geofyzik z Oregonské státní univerzity. „V klidovém stavu se lyže přilepí ke sněhu a je zapotřebí určité síly, aby sklouzly. Jakmile se tak stane, pohyb lyže vytváří teplo a k dalšímu pohybu je zapotřebí mnohem méně síly….. Totéž se děje při zemětřesení.“ Získat toto měření teploty bylo složité. Tým Chikyu se musel zavrtat 850 metrů do mořského dna, které samo o sobě bylo 6 900 metrů pod hladinou oceánu. Museli se vypořádat se špatným počasím a samotný zlom se stále posouval, což ohrožovalo přístroje. Náročná práce se však vyplatila a odhalila zbytkové teplo ze zemětřesení, z něhož mohli vědci vypočítat tření zlomu, které bylo velmi nízké. Sečteno a podtrženo: Emily Brodskyová, spoluautorka studie a geofyzička z Kalifornské univerzity v Santa Cruz, v dalším prohlášení uvedla: „Zlom Tohoku je kluzčí, než kdokoli očekával.“ Kluzkost zlomu pomáhá vysvětlit některé charakteristiky zemětřesení v roce 2011. Zlom se sesunul o bezprecedentních 50 metrů a trhlina, která začala hluboko pod zemí, se dostala na povrch, kde způsobila náhlou poruchu v oceánu a vyvolala tsunami. Vrty a laboratorní testy odhalily také další vlastnost zlomu, která jej učinila tak nebezpečným. Nízké tření lze přičíst neuvěřitelně jemným jílovým sedimentům uvnitř zlomu. „Je to ten nejklouzavější jíl, jaký si dokážete představit,“ uvedla Christie Roweová, spoluautorka studie a geoložka z McGillovy univerzity. „Když ho třete mezi prsty, působí jako mazivo.“ Mimochodem, oblast mezi pacifickou a euroasijskou deskou, kde dochází k prokluzu, je také velmi tenká, má méně než pět metrů, což by z ní činilo nejtenčí známou zlomovou zónu na planetě. Měření tepelného signálu zemětřesení bylo pro vědu první. „Byl to velký úspěch,“ řekl Harris, „ale stále je toho hodně, co ještě nevíme.“ Vědci například zatím nevědí, nakolik lze tyto výsledky zobecnit na jiné subdukční zóny po celém světě nebo jaký vliv má tenkost zlomových zón na nebezpečí zemětřesení. Nicméně výsledky vrtů „naznačují, že mělký megatrup v Japonském příkopu má zvláštní rysy, které se v mnoha jiných subdukčních zónách nevyskytují,“ napsali v doprovodném článku Perspectives Kelin Wang z kanadské organizace Natural Resources Canada a Masataka Kinoshita z Japonské agentury pro vědu a technologii pro moře a zemi – agentury, která Čikjú provozuje. Podobné podmínky jsou sice vzácné, ale existují na některých místech severního Pacifiku, například na poloostrově Kamčatka v Rusku a na Aleutských ostrovech na Aljašce, poznamenává Rowe. hlubokomořské vrty ukazují, že v těchto oblastech je stejný obvykle kluzký jíl, který snížil tření v japonském zlomu. Skutečnost, že neobvyklé okolnosti japonského zlomu mohou být vzácné, by však vědce ani veřejnost neměla uklidňovat, říkají Wang a Kinoshita. Tak obrovský, mělký skluz není nutný pro vznik ničivé tsunami a nezpůsobil ani tsunami v Chile v roce 2010, která zničila 370 000 domů, ani tsunami v Indickém oceánu v roce 2004, která zabila téměř 230 000 lidí. „Je těžké říci, nakolik jsou tyto výsledky zobecnitelné, dokud se nepodíváme na další zlomy,“ dodal Brodsky. „Vytváří to však základ pro lepší pochopení zemětřesení a v konečném důsledku pro lepší schopnost identifikovat nebezpečí zemětřesení.“