Studie ukazuje, že seismické vlny vytlačily Japonsko

Když 11. března 2011 zasáhlo Japonsko masivní zemětřesení o síle 9,0, země také utrpěla trvalejší posun. Asi 15 minut po začátku akce, ve 14:46 (místního času) se prakticky celá země podle měření z GPS stanic přesunula na východ.

Posun byl malý, 5 až 6 milimetrů, ale trvalý; v té době to prošlo většinou bez povšimnutí nebo to bylo připisováno závadě v datech. Geofyzik Sunyoung Park z University of Chicago se však domníval, že zaznamenané signály, které naznačovaly takové posunutí, ukazují na něco konkrétního.

Podle nové studie ve skutečnosti odrážel pohyb země „mimořádný“ a dříve nezdokumentovaný seismický jev.

„Na tomto pohybu bylo neobvyklé, že v podstatě celé Japonsko se pohybovalo téměř rovnoměrně a současně,“ řekl Park, který výzkum vedl.

Dodala, že pohyb, který zasáhl japonskou pevninu od Hokkaidó po Kjúšú a překlenul přibližně 3000 kilometrů, se neshodoval s načasováním počátečního zemětřesení a nastal před nějakými významnými následnými otřesy.

Po letech analýzy dat GPS a seismických záznamů Park a jeho kolegové zjistili, že vlny generované zemětřesením se šířily do zemského jádra a poté se odrazily zpět ke kůře a posunuly čtyři velké tektonické desky.

Přestože seismologové již věděli, že vlny z velkých zemětřesení mohou procházet vnitřkem planety a odrážet se od vnějšího jádra složeného z tekutého kovu, věřilo se, že energie se rozptýlila, než se vrátila do zemské kůry.

„Tento druh vlny, která proniká hluboko a spouští nějakou událost, je něco nového; navíc je tato událost velmi neobvyklá kvůli svému obrovskému rozsahu,“ vysvětlil Park.

I když zemětřesení může způsobit drastické pohyby země – způsobit trhliny v zemi a posunout velké oblasti o několik centimetrů – takové pohyby jsou často lokalizovanější než celostátní seismická událost detekovaná Parkem a jeho týmem.

Goran Ekstrom, geofyzik z Kolumbijské univerzity, pozoroval, že například v r se dvě desky, klouzající kolem sebe pod Japonskem, posunuly asi o 10 metrů.

„Tento rychlý pohyb způsobil otřesy země a tsunami, navíc způsobil, že se celý ostrov Honšú posunul asi o 20 centimetrů na východ,“ řekl Ekstrom, který se na studii nepodílel, s odkazem na .

Posun objevený Parkem a jeho kolegy, i když je menší, je pozoruhodný tím, že se vyskytuje na tak obrovské ploše – je největší, jaká kdy byla zaznamenána – a podle tiskové zprávy uvolňuje množství energie ekvivalentní množství energie .

Nové seismické riziko

Zemětřesení v březnu 2011, které zasáhlo region 372 kilometrů severovýchodně od Tokia, bylo nejhorší, jaké se kdy v Japonsku vyskytlo; vyvolalo to gigantickou vlnu tsunami a jadernou krizi a kromě toho způsobilo smrt asi 20 000 lidí. Park řekl, že úřady by si měly být vědomy tohoto dříve neznámého zdroje seismického rizika.

Na rozdíl od následných otřesů (aftershocks), které nelze přesně předpovědět, trvá zpáteční cesta do zemského jádra — vzdálenost asi 5 800 kilometrů — přibližně 15 minut.

Díky tomu se jedná o seismickou událost, kterou lze předvídat a připravit se na ni. Protože se však energie ze seismické události rozprostřela do extrémně široké oblasti, otřesy byly pociťovány méně intenzivně a způsobily menší škody než typické zemětřesení o síle 7,5 stupně Richterovy škály, které by energii soustředilo na menší plochu.

„I kdyby došlo k nějakým škodám, bylo by pravděpodobně velmi obtížné je odlišit od škod způsobených hlavním otřesem a následnými otřesy,“ řekl Park.

Posun v roce 2011, způsobený seismickou vlnou, která putovala do jádra, zahrnoval oblasti, kde se setkávají tichomořské a Ochotské tektonické desky, a také hranici mezi Filipínským mořem a euroasijskými deskami.

Tektonické desky jsou úlomky kamenité kůry Země, které se pohybují pomalu a plynule. Silné otřesy počátečního zemětřesení mohly usnadnit příchod vlny z jádra, což znovu aktivovalo poruchu v blízkosti hlavního zemětřesení a spustilo pohyb podél vzdálenějších zón setkání s deskami, řekl Park.

Japonsko má „velkolepou“ síť seismických a satelitních monitorovacích stanic, které umožňují zaznamenat takovou událost, řekl Vedran Lekić, profesor na katedře geologických, environmentálních a planetárních věd na University of Maryland. Je však možné, že „tento typ jevu se vyskytuje i jinde, v regionech s malou přístrojovou vybaveností, kde jej nelze definitivně doložit“.

Pokud je nám známo, pohyb země v rozsáhlém zlomovém systému, jako je ten, který běží pod Japonskem, nikdy nebyl spojen s příchodem seismické vlny, která se odráží v jádru, uvedl Lekić, který se studie nezúčastnil.

Park a jeho kolegové uvedli, že zvažovali jiná vysvětlení japonského posunu na východ, včetně podvodního sesuvu půdy, ale tvrdili, že dopad takové události bude mnohem více lokalizovaný.

Pokud je jejich interpretace dat správná, je výzkum „velmi významný,“ řekla Amanda Thomasová, geofyzička z Kalifornské univerzity v Davisu, která se také na nejnovější studii nepodílela.

„Širším důsledkem studie je, že velká zemětřesení mohou i nadále ovlivňovat zlomové systémy nečekaným způsobem po mnoho minut po hlavní ruptuře, a to nejen následnými otřesy, ale také průchodem později přicházejících seismických vln,“ řekla.

„Stále plně nerozumíme tomu, jak chyby fungují, a tento typ pozorování nám poskytuje další dílek skládačky,“ uzavřel.