Život na rozhraní tektonických desek
Od ničivého zemětřesení v Japonsku uběhly dva týdny. Zděšení trochu polevilo, život se v nepostižených oblastech pomalu vrací k svému běžnému chodu. Obyvatelé ale citlivěji vnímají opakující se záchvěvy půdy pod nohama. A za těch několik dnů jsou jich stovky, co překročily momentové magnitudo 4, některé i 7. Jenom za včerejšek, 24. března 2011, přístroje zaznamenaly 18 zemětřesení s magnitudem 4,5 a více, jejichž epicentrum se nachází u východního pobřeží ostrova Honšú, ve stejné oblasti jako ohnisko nedávných rekordních otřesů země (pravidelně aktualizovaný zdroj).
Pro Japonce není slabší zemětřesení ničím výjimečným. I jejich psychika se musela přizpůsobit geologicko–tektonickým podmínkám v nichž žijí. Každá generace si pamatuje alespoň tři otřesy s magnitudem vyšším než 8, od roku 1900 jich totiž zaznamenali 12.
Na obrázku vpravo je mapa epicenter zemětřesení, které se udály v minulém měsíci – v únoru 2011. Tedy ještě před březnovou katastrofou. 17 z těchto otřesů přesáhlo magnitudo 5 momentové škály, což znamená, že se při nich uvolnilo více energie než při výbuchu 1 kilotuny TNT. A Japonci to komentují slovy: „no remaklable activity“, tedy žádná výjimečná aktivita. V Česku by jedno takové zachvění vyvolalo rozruch, jenž by média povýšila na paniku. Zasedaly by komise přehodnocující seizmická rizika. Nejen Rakušané by požadovali okamžité zastavení jaderných elektráren, přívrženci Greenpeace by si opět přezkoušeli své lezecké schopnosti. A srdce podnikatelů se solární energií by se zachvěla také... nadějí.
(Celosvětová statistika různě silných zemětřesení v jednotlivých letech na stránce americké U.S. Geological Survey )
Poklidné srdce Evropy
Na rozdíl od Japonska se Česko může považovat za stabilizovanou a poklidnou zemi, alespoň co se seizmické aktivity týká. I v té nejaktivnější oblasti Kraslicka v Karlovarském kraji zemětřesení jen velmi zřídka přesáhne magnitudo 4. Geologické poměry spjaté se systémem hlubokých příhraničních zlomů (západní mariánskolázeňský, známý severozápadní podkrušnohorský nebo severovýchodní hronovsko-poříčský) se ale za toto mírně zvýšené riziko odvděčují termálními léčivými prameny a zdroji nerostných surovin.
Tyto západní a severní oblasti se zvýšenou geoaktivitou jsou patrné na obrázku vlevo i prvním vpravo dole s mapkami seizmického ohrožení (znázorňující předpokládané maximální zrychlení povrchu při seizmických pohybech) pro oblast jižní Evropy, celou Evropu a Japonské souostroví. Lemují český světlezelený ostrůvek seizmického klidu, jímž je jádro Českého masívu - stará konsolidovaná pevninská „troska“ z dob prvohor. Je natolik odolná, že ji mnohem mladší mohutné horotvorné pochody – alpinská orogeneze - ovlivnily doslova okrajově. Pod tlakem na sever se posouvající africké kontinentální desky se před 65 až 30 miliony let v jižní a střední Evropě vyvrásnily Pyreneje, Alpy i Karpaty. Ani tak mohutné síly nezvládly Český masiv přetvořit, jen mu zvýšeným napětím místy způsobily praskliny (zlomy), podél nichž se některé bloky navzájem vertikálně posouvaly. (Podrobnější přehled nabízí stručná regionální geologie Českého masívu).
Ale ani pro sousední země, jejichž geologicko-tektonický vývoj je spjat s mladou alpinskou orogenezí, není riziko ničivých zemětřesení velké, i když se to podle mapy seizmického ohrožení může jevit. Na území seizmicky aktivnějšího Slovenka se ve 20. století vyskytlo jenom jedno silnější zemětřesení (1906 s epicentrem v Malých Karpatech, nevelkém pohoří, které se vyvrásnilo na jihozápadním cípu karpatského oblouku právě jako důsledek kolize s Českým masívem podsouvajícím se v hloubce daleko přes hranice :). I když se pro tři největší historickými záznamy zdokumentované zemětřesení na Slovensku uvádí stupeň 7 až 9, je nutné si uvědomit, že jde o takzvanou Evropskou makroseizmickou škálu (EMS), posuzující intenzitu otřesů podle lidmi pozorovatelných účinků (např. pohybu nábytku nebo míry poškození budov). Nakonec u dávných zemětřesení, evidovaných jenom podle dobových písemných dokladů ani jiná možnost neexistuje. EMS má 12 stupňů intenzity, jejichž hodnoty neodpovídají těm, v nichž se uvádí síla velkého japonského zemětřesení. To má sice také devítku, ale jde o magnitudo v takzvané momentové škále, která zohledňuje množství energie přenášené seizmickými vlnami a vychází z přímo naměřených hodnot. Udávané číslo (stupeň, magnitudo) konkrétních otřesů je tedy nutné vnímat v kontextu té které použité stupnice, protože není devítka jako devítka. Přibližné porovnání EMS stupnice s momentovou škálou poskytuje například tato tabulka (v němčině), nebo jiná na stránce USGS.
Richterovo versus momentové magnitudo
Snad pro úplnost je dobré dodat, že i známá Richterova stupnice vychází z naměřených údajů - maximálních amplitud zemětřesných vln a byla vytvořena zejména pro podmínky seizmicky exponovaného západního pobřeží USA (oblast zlomu San Andreas). Za objektivnějším a obecněji použitelným momentovým magnitudem se ukrývá i smykový modul pružnosti příslušné horniny, rozsah a míra posunu na zlomu, který je spjat s hypocentrem, tedy hlubinným ohniskem zemětřesení. Epicentrum, o kterém se mluví nepoměrně častěji, je místo na zemském povrchu ležící kolmo nad hypocentrem.
Obě škály (Richterova i momentová) se zejména u středně silných zemětřesení v hodnotě magnituda velmi neliší, silnější otřesy i američtí seizmologové uvádějí v tom momentovém. A obě jsou logaritmické, což značí, že každý vyšší stupeň představuje mnohonásobně více uvolněné energie, než ten předcházející. O hodnotu 2 vyšší magnitudo = 1000 krát větší energie (tedy tisíc krát vyšší ekvivalent TNT). Nedávné ničivé zemětřesení s epicentrem východně od ostrova Honšú a s magnitudem 9 odpovídá energii výbuchu 32 gigatun TNT.
Utlumovat jadernou energetiku? Proč?
I když se praví, že nikdy neříkej „nikdy“ a že je nutné dodržet pravidlo předběžné opatrnosti, snaha o útlum jaderné energetiky v České republice a zastavení provozu v stávajících elektrárnách na základě argumentů vycházejících z japonské katastrofy nemá racionální odůvodnění. Právě ona totiž dokazuje, když si odmyslíme důsledky cunami, že jaderné elektrárny bezpochyby na míru zdejších seizmických rizik lze dimenzovat i s velkou rezervou. Ale spotřebu na představu, že jádro nahradíme solárními panely, větrníky nebo biomasou, přizpůsobit nelze. Není to jen o výpočtech okamžitého či průměrného výkonu, ale i o způsobu jeho regulace a formy uskladňování energie. Zkuste si pomocí solárních článků zajistit energetickou soběstačnost domku pro jednu rodinu. A to jste ještě nezačali nic vyrábět.
Plány počítaly hlavně s jadernou energií
Na rozdíl od Čechů si Japonci příchodem dalšího ničivého zemětřesení jistí být musí. Z geologického hlediska žijí na tom pověstném sudu s prachem, vlastně celém skladišti, v němž každou chvilku něco menšího nebo většího vybuchne. Proto je zdánlivě paradoxní, že právě Japonsko bylo s 55 reaktory v 17 elektrárnách doposud třetím největším producentem elektřiny z jádra. Tvořila něco přes 30 % výroby energie a plány byly - a možná i zůstanou - velkorysé: 41 % do roku 2017 a 50 % do roku 2030. Bude zajímavé sledovat, jak se tyto i Kjótským protokolem motivované záměry budou vyvíjet dále. Rozhodování bude jistě nesmírně složité – bez jaderné energie bude Japonsko nad úměrnou míru závislé od importu stále dražších fosilních paliv. Jeho energetická spotřeba je z téměř 3/4 pokryta ze zdrojů spalujících dovezené uhlí, plyn a minerální oleje. Japonští inženýři teď jenom stěží budou argumentovat úplnou bezpečností jádra a dá se předvídat, k čemu je bude tlačit část obyvatelstva, vystrašený svět i vlastní pocit odpovědnosti a sociální spolupatřičnosti, který můžeme Japoncům závidět. Situace, v níž se z energetického hlediska nacházejí, ale záviděníhodná není. Nemají přírodní zdroje, jejichž vývoz by mohl zajistit jistou „bezpracnou“ prosperitu, proto vsadili na jediné eso – vzdělání a vědu. Pak tyto investice zúročují v rozvoji moderních technologií, strojírenství nebo v biomedicínských aplikacích.
(Pozn.: V roce 2008 se v Japonsku vyrobilo něco přes milion gigawathodin energie - cca 30 % bylo z uhlí, 25 % z plynu, 24 % z jádra, a 7,5 % zajišťovaly vodní elektrárny).
Tvořící i ničící kolize litosférických desek
K přehledným vědomostem o světě patří i základní poznatky o deskové tektonice, kterou obviňujeme z největších zemětřesení, sopečné aktivity nebo jimi vyvolané vlny cunami, ale které zároveň vděčíme za pohoří, obnovování oceánské a částečně i kontinentální kůry a nepřímo pak za téměř všechny zdroje surovin. Jsou to gigantické síly. I tak se ale objevují podivuhodné představy a konspirace. Podle nich seizmické otřesy způsobuje odvodňování pevnin, vliv oteplování, nebo dokonce cílené tajné útoky americké armády pomocí rádiových vln s frekvencí 2,8 až 10 MHz vysílanými anténami v rámci projektu HAARP (High Frequency Active Auroral Research Program - Vysokofrekvenční aktivní aurorální výzkum).
Některé údaje o nejsilnějším zemětřesení v novodobé historii Japonska:
Čas: 11. 3. 2011, 14:46:23 místního času (- 9 hod. = UTC)
Momentové magnitudo: 9
Epicentrum: v moři, východně od pobřeží ostrova Honšú, 129 km od města Sendai
Hypocentrum: v hloubce asi 32 km.
Uvolněná energie odpovídala výbuchu 32 gigatun TNT, nebo 1,3 x 1020 J
K 22. 3. 2011 bylo potvrzeno 8 649 mrtvých, 13 262 nezvěstných, 2 644 zraněných
Západní drift pacifické desky: cca 83 mm/rok.
Zemětřesení vyvolal náhlý posun ponořující se desky o 30 - 40 m (v maximu posunu), na 300km úseku subdukční zóny, v níž se podsouvá pacifická deska pod ochotskou mikrodesku na okraji obrovské euroasijské desky.
Obrázek vpravo: Směrem do středu planety zvyšující se teplota částečně natavuje horniny pláště a vnějšího jádra. Vysoce viskózní polotuhá tavenina umožňuje ale přenos tepla systémem sice velmi pomalých, ale mohutných konvektivních proudů. Tam kde přijdou do styku se zemskou kůrou, mohou ji oslabit, rozlomit a vytvořit rozsáhlé systémy na sebe navazujících zlomů. Přes ně se pomalu, po desítky až stovky milionů let tlačí těžší viskózní bazaltová láva. Podél divergentních (rozestupujících se) linií vytváří pod hladinou oceánu nejdelší pásmová pohoří – středooceánské hřbety. Tím se odtlačují obě strany rozlámané litosféry od sebe a v místě oslabení pomalu, ale vytvale vzniká nové oceánské dno. Někde ale musí zanikat. Má poměrně vysokou hustotu a tak se na kontaktu s deskou unášenou jiným směrem a tvořenou lehčí, ale tlustší kontinentální kůrou, začne pod ní podsouvat. Jsou však i oblasti, kde dochází ke kolizím dvou oceánských okrajů desek, nebo dvou kontinentálních – nejznámějším příkladem jsou Himáláje.
V případě subdukce (vnořování) se do hloubky dostává i velká část sedimentů s velkým podílem vápencové složky a s vyšším obsahem vody. Pod vlivem tlaku a tepla se z horniny začnou uvolňovat plyny (zejména CO2 a vodní pára), tím se zvýší tlak a tedy i teplota, což vede k rychlejšímu tavení lehčí horniny. V hloubce asi 150 km tak vzniká méně viskózní přeplyněné magma, které si hledá cestu na povrch. Proto subdukční zóny jsou na straně podsouvané desky lemované pásmem sopek ve vzdálenosti 110 až 200 km od styčné linie. V ní se někdy vytváří hluboký oceánský příkop. Oblast Japonských ostrovů je názorným příkladem podobné situace. Zajímavostí ale je, že před asi 15 miliony let tvořily tyto dnes již ostrovy okraj asijské pevniny. Proto nepřekvapuje, že až polovina hornin nejsou vulkanity, ale sedimenty a metamorfity.
Video: Země je úžasné dynamické vesmírné těleso. V následující rekonstrukci pohybů litosferických desek za posledních 600 milionů let si všimněte, jak rychle se indická deska po rozpadu Pangei přesunula na SSV a narazila na obrovskou euroasijskou desku. Výsledkem kolize je Tibetská náhorní plošina i vyvrásnění Himálájí. Tlak na sever se posouvající Afriky vyvrásnil na jihu Evropy Pyreneje, Alpy i Karpaty (alpinská orogeneze). Západním směrem putující americké kontinenty, posouvané tlakem nově vznikající kůry ve středoatlantickém hřbetu, narážejí na pacifické straně na oceánské desky unášené v protisměru. Kolize má na svědomí vyvrásnění pásmových pohoří podél západních okrajů obou kontinentů, ale i s tím související sopečnou a seizmickou aktivitu. V tomto globálním tektonickém obrazu se ukrývá odpověď na otázku, proč oceánská kůra má maximálně 240 milionů let a na kontinentech nacházíme velké oblasti z dob prekambria, tedy starší 542 milionů let, případně menší geologické jednotky s horninami z dob před miliardami let.
Obrázek vpravo: Hezky znázorněné souvislosti. První obrázek vlevo zviditelňuje nejmladší a zvětráváním ještě neobroušená nejvyšší pohoří světa a světlé dlouhé oblouky oceánských hřbetů, kde se vytváří nová oceánská kůra. Obrázek vlevo dole dokládá, jak jsou tyto divergentní linie – oceánské hřbety - spojeny s vyšším tepelným tokem z magmatu tlačícího se konvekcí z vrchního zemského pláště přes litosféru na mořské dno. Horní obrázek vpravo je mapa epicenter větších zemětřesení odhalující nejaktivnější kolizní zóny na kontaktu litosférických desek. S tím souvisí i vznik většiny (ale samozřejmě ne všech) sopek – dolní obrázek vpravo.
| Oblast Japonských ostrovů - pohyby jednotlivých tektonických desek vzhledem k Africe. Výřez z mapy Æ. A. Bjarmasona/ Wikimedia | Seizmická aktivita v oblasti ostrova Honšú za posledních 20 let a necelé tři měsíce. Každým dnem nějaký ten kroužek přibude. |
| Zěmětřesení v Evropě - detail z mapy seizmické aktivity v letech 1900 – 2007. Autoři v úvahu brali jenom zemětřesení s magnitudem 5,5 a vyšším. Proto ve střední Evropě značky chybí. Zdroj: USGS | Japonsko - detail z té samé mapy seizmické aktivity v letech 1900 – 2007. Ani selekce zemětřesení s magnitudem nad 5,5 nezabrání, aby celé Japonsko nebylo poseto kroužky. Zdroj: USGS |
Diskuze:
Zemského tepla je v Japonsku nadbytek
Pavel Lašák,2011-04-01 11:37:46
Dostala se mi do rukou publikace ČSAV z poloviny sedmdesátých let, kde se lze dočíst, že stavba elektrárny na zemské teplo je třikrát až čtyřikrát levnější než stavba atomové stejného výkonu, náklady na provoz jsou asi šestkrát nižší (a to se nezahrnuje skladování vyhořelého paliva a náklady na katastrofy, které zůstanou tajemstvím odkázaným případným příštím generacím). Životnost elektrárny na zemské teplo a atomové nešlo porovnávat, protože v tu dobu ješte byly v provozu elektrárny na zemské teplo z dvacátých let a nechystaly se vyhasnout (atomovka bývá na třicet let).
Zbývá otázka proč tedy Japonci vůbec staví atomové elektrárny? Nebo možná - kdo to u Japonců staví zbytečně atomové elektrárny? Odpověď podle mně zní - protože prohráli válku....
Dagmar Gregorova,2011-04-02 03:18:57
Pane Lašáku, Vy kromě Islandu znáte zemi, kde by v relevantním objemu dokázali vyrobit elektrickou energii z geotermální???
A co se Vašeho předcházejícího příspěvku týká:
..."lze očekávat velké PR hnutí na bagatelizaci nebezpečí atomu v Čechách, asi investice do práce s veřejností na všech frontách budou nemalé a dají se teď nadělat lhaním velké peníze."
Je to Vaše soukromá smyšlenka. Osobně je mi zcela JEDNO, jestli si v ČR zajistíte elektřinu z větrníků, nebo z jádra. Nebo se budete na těch geoaktivních zlomech snažit nějakou vydolovat ze země, co by dokázala nahradit co jenom 5 % spotřeby. Nevím, jakou studii jste to viděl, ale její autoři museli o sto let předběhnout všechny ty blbce, kteří zemské teplo nevyužívají...
Píšete o lhaní - mohli byste přesněji uvést v čem? Kdo a kde lže??? Nebo jenom střílíte slepými patronami, abyste očernili? Zkoušíte přesně to, co v případě "globálního oteplování" - za každým jiným názorem je dobře utajený "někdo" z bohaté, přesněji nespecifikované (uhelné nebo jaderné nebo...) loby, kdo si to "zaplatil". Vy lžete! Není. Nikdo si tento článek, stejně jako ty klimaskeptické, nebo jiné, které Vám zvedají hladinu adrenalinu, neobjednal a ani nezaplatil (žel:), ani nepředplatil. To jenom Vy chcete vytvořit ten dojem. Ne mé, ale Vaše zájmy jsou závislé od toho, jak se čeští politikové rozhodnou - jestli si půdu, na které se přestává racionálně hospodařit zastavíte solárními panely, které vyrábějí elektřinu jenom přes den, jejich výkon je závislý od toho, jak sluníčko svítí, a jestli zrovna nejsou pokryty sněhem. Můžete bojovat proti jádru, proti uhlí, proti naftě, zemnímu plynu... a využívat mnohé výhody "zeleného podnikání" jenom pokud bude mít společnost dostatek financí Vás za tyto aktivity zaplatit.
Ještě malá poznámka pro ty ostatní - tu nejde jenom o zvýhodnění cen energie z takzvaných obnovitelných zdrojů, tu jde i o daně:
"podle § 19 odst. 1 písm. d) zákona o daních z příjmů osvobozeny, a to v roce, kdy byla poprvé elektrárna uvedena do provozu, a v pěti bezprostředně následujících letech."
A týká se to to i biomasy, větru...
(a propos - i církevních sbírek, jež jsou i tak nekontrolovatelné...)
... ale tak jsme/jste to chtěli...
... nebo ne???
500 miliard na stavbu
Pavel Lašák,2011-04-01 11:23:25
Vzhledem k tomu, že události v Japonsku by mohli narušit kšeft se vstupními náklady 500 miliard korun, lze očekávat velké PR hnutí na bagatelizaci nebezpečí atomu v Čechách, asi investice do práce s veřejností na všech frontách budou nemalé a dají se teď nadělat lhaním velké peníze.
... momentové magnitudo 4, některé i 7
Petr Ba,2011-03-27 12:12:47
prosím Vás uvědomte si , že stavební předpisy v Japonsku a u nás jsou naprosto rozdílné! To co se v Japonsku považuje za „no remaklable activity“ by v našich podmínkách znamenalo přírodní katastrofu minimálně srovnatelnou se zemětřesením v Turecku 2010, protože u nás stejně jako v Turecku se s podobnými otřesy nepočítá a stavby hlavně historické, civilní a levné na podobné situace nejsou dimenzované. Stačí se podívat a srovnat civilní výstavbu v Řecku, kde i jednopatrové rodinné domy mají železobetonový skelet, aby se v případě otřesů nesložili jako domeček z hlíny.
Nechci nikoho strašit, ale tipl bych si, že šíření paniky při magnitudo 7 by bylo mnohem rychlejší než jakákoliv média.
Nikdy nerikej nikdy ...
Gringo Urban,2011-03-26 00:18:09
Podle Hájkovy kroniky (pozor na věrohodnost !) byla prý Praha „neblaze postižena“ v roce 1036 a mnoho škod nadělala pohroma i v roce 1117. Silné zemětřesení prý bylo v Čechách i 4. 5. 1201, nato pak v letech 1230, 1329 a všechno vyvrcholilo téměř s jistotou dokázaným zemětřesením v roce 1348 za vlády Karla IV, kdy „mnozí lidé na nohou nemohli stát a stavení se bořila“. Bylo odezvou na východoalpské otřesy, které mimo jiné zničily rakouské město Villach.
Podle zpráv místních kronik došlo k velkému zemětřesení v roce 1560 (rakouský badatel Grunthal opravuje datum na rok 1561), kdy se otřáslo Slezsko, Morava a „všechny Rakousy včetně Vídně“. Uvedený seizmolog se domnívá, že epicentrum bylo tehdy u Budapešti. Další, potvrzená zemětřesení jsou z let 1656, 1786 a 1788 a slušně dokumentované jsou i otřesy z let 1810 a hlavně 1872, kdy bylo epicentrum v Německu v okolí Gery. Záznamy o těchto otřesech jsou z mnoha míst v Čechách...
uz dlouho se nic nestalo tim bliz je doba kdy se neco zase stane..
Nestrašte
Jirka Ondrasek,2011-03-26 01:21:26
Nestrašte, stačí se podívat po památkách, třeba na kostel v Tismicích, Řeznovicích, u Církvice, kostel sv.Václava založený knížetem Břetislavem, Jednolodní kostel sv.Klimenta s apsidou z 11. století ze kterého se zachovalo jádro trojlodní baziliky i s cyklem románských maleb, stejně tak rotundy v Praze, Rotunda sv. Kateřiny ve Znojmě s románskými malbami, dvojice drobných válcových věží v kondraci, románská patrová stavba z poloviny 12.století v Záboří nad Labem, bazilika v Třebíči s malbami ze 13. Století, doslova chatrná rotunda v Zákolanech, která se z 9. Století zachovala dodnes i s původní klenbou, ... Mohli bychom zde být hodně dlouho, než bychom vyjmenovaly všechny památky, které zrovna nesvědčí, že by se u nás země chvěla tak, jak tady hodláte čtenářům podsouvat. Jen tak mimochodem, co vás živí?
rotunda v Zákolanech
Petr Ba,2011-03-27 12:27:06
osobně jsem v Zákolanech nebyl a už vůbec jsem tedy nemohl zkoumat stavebně-technický stav rotundy v Zákolanech, ale jestli je to tato stavba http://cyklisti.wz.cz/vylety/img_vylety/rotunda.jpg , tak bych řekl, že je na první pohled udržovaná a nejeví ve velkém měřítku stavebně-techniké poruchy, proto netuším odkud čerpáte podklady pro své tvrzení, že se jedná o "doslova chatrnou rotundu v Zákolanech".
neblahé postižení
Petr Ba,2011-03-27 13:04:29
může být u kronikářů také to, že někomu spadnul kozí chlívek.
add Villach : "25. ledna 1348 postihlo město zemětřesení, které zničilo jeho velkou část. To se opakovalo i v roce 1690."
Otřesy v Čechách museli být opravdu jen ozvěnou, jinak bychom v kronikách četli o hrůzostrašných událostech. Podle popisů by se dalo zemětřesení zatřídit podle dvanácti stupňové Mercalliho modifikované stupnice někam max. na
VI Silné Vrávorání při chůzi, padají předměty, rozbíjí se nádobí, praskliny v omítce.
VII Velmi silné Lze jen obtížně stát, zvony zvoní, trhliny ve zdech.
http://www.converter.cz/tabulky/richterova-stupnice.htm
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
