Nalezení prediktivního modelu zemětřesení je důležité pro to, abychom byli v pohotovosti.

V samém srdci švýcarských Alp, v hloubce více než kilometr pod zemí, se skupina vědců zabývá něčím, co zní téměř šíleně: vytvářejí skutečná zemětřesení. Nejde o to, že by chtěli zničit nějakou zemi, právě naopak: chtějí lépe porozumět zemětřesením, aby mohli rozpoznat „varovné signály“ před jejich příchodem.

V současné době jsou zemětřesení obestřena mnoha záhadami, protože nevíme, jak vznikají, a tudíž nemáme přesné informace o tom, kdy k nim v té či oné oblasti dojde. To je pro nás velmi důležité, protože pokud máme „svědka“, který varuje před blížícím se zemětřesením, můžeme varovat obyvatelstvo, aby se mohlo chránit a zabránit tak značným lidským a materiálním ztrátám.

Myšlenka

Projekt FEAR (Aktivace zlomu a ruptura při zemětřesení), vedený výzkumníky ze Švýcarské vysoké technické školy v Curychu, se zaměřuje na hledání odpovědi na hlavní otázku: jak můžeme detekovat signály varující před zemětřesením, než k němu dojde?

Za tímto účelem geologové podzemní laboratoře Bedretto vyvrtali tunel přes aktivní zlom. Kontrolované čerpání vody a brzy i horké vody jim umožňuje generovat mikrozemětřesení o magnitudě menší než 1. Jejich cílem je využít hustě rozmístěnou síť senzorů k pozorování vývoje zlomů a fyzikálních podmínek, které je způsobují.

Ale proč právě Alpy? Proč právě Alpy? V tomto případě jsou přírodní podmínky Alp ideální pro podobné experimenty. Obrovský tlak hor na zlomy vytváří napětí, které je schopné uvolnit seismickou energii při sebemenší změně. Takto vědci vědí, že k zemětřesení dojde v určitém okamžiku, a předpovídají ho a sledují pomocí rozsáhlého měřicího zařízení.

Úmyslné otřesy země

Mikrozemětřesení vyvolaná švýcarskou skupinou mají zajímavou paralelu s jinou praktikou, která je známá z méně vědeckých důvodů: seismicitou vyvolanou frakováním. V regionech jako Oklahoma a Texas vyvolalo vypouštění odpadních vod do hlubokých vrtů také tisíce malých zemětřesení, což vědcům poskytlo cenné modely toho, jak voda mění tření mezi deskami.

Projekt FEAR se však liší od toho, čeho může průmysl ve své práci dosáhnout, a to v detailech: absolutní kontrola nad okolním prostředím. Ačkoli průmyslová činnost způsobuje nežádoucí zemětřesení, není možné je kontrolovat. V Alpách je však konkrétním cílem pochopit, co se děje v sekundách před vznikem zlomu.

V letech 2024 a 2025 budou testy rozšířeny tak, aby vyvolaly zemětřesení o síle 1, která jsou dostatečně slabá, aby nebyla patrná na povrchu, ale dostatečná ke změně napětí zlomu. Pokud se jim podaří porovnat určité zákonitosti s uvolňovanou energií, budou moci vyvinout prognostické modely aktivních seismických zón, což bude průlom v pochopení toho, jak Země uvolňuje svou vnitřní energii.

Nejsou jediní

V různých zemích se realizuje mnoho podobných projektů zaměřených na studium zemětřesení. Například v Japonsku se v rámci experimentu zaměřeného na výzkum seismogenní zóny v Nankaiském žlabu (NanTroSEIZE) provádí vrtání na mořském dně, aby se dosáhlo linie zlomu, kde se v budoucnu očekávají silná zemětřesení. To je velmi důležité pro region, který je silně náchylný k zemětřesením.

V Islandu program DEEP EGS (Zlepšení geotermálních systémů) také zaznamenal mnoho mikrozemětřesení pomocí čerpání geotermálních kapalin, čímž poskytl přímé údaje o tom, jak se zlomy stávají nestabilními.

Velká výzva

Úkol zůstává složitý: žádný model zatím není schopen předpovědět zemětřesení s prostorovou a časovou přesností. Ale experimenty, jako jsou ty prováděné v podzemní laboratoři Bedretto, nabízejí něco, co dříve neexistovalo: způsob, jak studovat skutečnou fyziku vzniku seismických zlomů.