Silná supersmyková zemětřesení jsou mnohem častější, než se dříve myslelo

Foto: Angelo_Giordano/Pixabay

Podle studie vedené geofyziky z Kalifornské univerzity v Los Angeles jsou silná supersmyková zemětřesení, o nichž se předpokládá, že jsou vzácná, výrazně častější, než se dříve předpokládalo, napsal SciTechDaily. Studie byla nedávno publikována v časopise Nature Geoscience. Vědci prozkoumali všechna větší zemětřesení o síle 6,7 nebo většího magnituda po celém světě od roku 2000, přičemž identifikovali 12 typů supersmyků, tedy přibližně 14 %. (Čtyři zemětřesení byla dříve neohlášena.)

Toto číslo je více než dvojnásobek toho, co odborníci očekávali. Dříve bylo méně než 6 % zemětřesení typu strike-slip klasifikováno jako supersmykové. Zemětřesení typu Strike-slip nastávají, když se okraje dvou tektonických desek tlačí do stran proti sobě. Supersmykové otřesy jsou podtypem této skupiny, ke kterému dochází, když se zlomy pod povrchem protrhnou rychleji než střižné vlny – seismické vlny, které otřásají zemí – mohou procházet horninou. Podobně jako u sonického třesku, efekt ohraničuje energii, která se následně prudce uvolňuje.

V důsledku toho ve srovnání s jinými zemětřeseními stejné velikosti mají supersmyková zemětřesení tendenci vyvolávat větší otřesy a mohou být destruktivnější.

Úsek zlomu San Andreas mezi Bakersfieldem a Santa Barbarou v Kalifornii. Foto: Carol M. Highsmith/Library of Congres

Lingsen Meng z UCLA uvedl, že důvodem, proč bylo dříve hlášeno relativně málo supersmykových zemětřesení, je to, že výzkumníci měli tendenci nepočítat ta, která se vyskytují pod vodou. 

„Když letadlo letí rychleji, než se zvuk může šířit vzduchem, vytvoří se před letadlem kužel zadržovaných zvukových vln, a když je dohoní, slyšíme to všechno najednou,“ řekl Lingsen Meng, Leon and UCLA. Joanne VC Knopoff profesor fyziky a geofyziky a odpovídající autor článku. „Supershear zemětřesení jsou potenciálně destruktivnější než jiné druhy zemětřesení, protože jsou účinnější při generování seismických vln s větším otřesem, což by mohlo způsobit větší škody.“

Výzkum také zjistil, že supersmyková zemětřesení se vyskytují stejně běžně pod oceány jako na souši a že k nim s největší pravděpodobností dochází podél zlomů se skluzem, jako je kalifornský zlom San Andreas.

Zjištění naznačují, že při plánování katastrof by mělo být zohledněno, zda jsou blízké zlomy schopny způsobit supersmyková zemětřesení, a pokud ano, přijmout opatření k přípravě na vyšší úroveň otřesů a potenciálních škod, než by mohly způsobit zemětřesení bez supersmyku.

Lingsen Meng. Kredit: S laskavým svolením Lingsen Meng

Meng řekl, že důvodem, proč bylo zjištěno relativně málo supersmykových zemětřesení, je to, že výzkumníci studují zemětřesení hlavně na souši. Spoluautory článku jsou doktorandi UCLA Han Bao a Liuwei Xu z UCLA a Jean-Paul Ampuero, vedoucí výzkumný pracovník na Université Côte d’Azur v Nice ve Francii.

Vědci použili metodu zvanou zpětná projekce k určení směru, kterým seismické vlny dorazily, aby odvodili, jak rychle se zemětřesení pohybuje podél zlomu. Tato technika používá algoritmus pro analýzu krátkých časových zpoždění mezi seismickými vlnami, které jsou detekovány skupinou senzorů. Metoda je podobná tomu, jak lze osobu lokalizovat sledováním signálů, které jejich smartphone vysílá do mobilních věží.

Data odhalila, že k supersmykovým zemětřesením dochází spíše na zralých zlomech typu strike-slip, ve kterých se okraje dvou kontinentálních desek o sebe stranově třou. Ve zralém zlomu se tato akce děje dostatečně dlouho na to, aby vytvořila zónu poškozených hornin, které kolem zlomu fungují jako hráz, zpomalují nebo blokují šíření seismických vln a koncentrují jejich energii.

Ampuero řekl, že zjištění by mohla vědcům pomoci lépe porozumět tomu, co je zapotřebí k tomu, aby chyba způsobila druhy ruptur, které vedou k supersmykovým zemětřesením.

V minulém století došlo v Kalifornii k nejméně jednomu velkému supersmykovému zemětřesení. V roce 1979 zemětřesení o síle 6,5 stupně v jižní Kalifornii v oblasti Imperial Valley zranilo lidi až v Mexiku a způsobilo rozsáhlé škody na zavlažovacích systémech. A ačkoli to předcházelo vědeckému sledování, zemětřesení v roce 1906, které způsobilo rozsáhlé škody v San Franciscu, pravděpodobně také spadalo do kategorie supersmyků.

Ne všechna supersmyková zemětřesení jsou tak katastrofální. Tvar zlomu, horniny kolem něj a další faktory mohou ovlivnit šíření seismických vln a omezit akumulaci energie. Zlomy, které se zakřivují, mají tendenci zpomalovat, vychylovat nebo absorbovat seismické vlny, zatímco přímé zlomy jim umožňují volný průběh.

V předchozí studii Mengova výzkumná skupina označila katastrofické zemětřesení o síle 7,5 stupně, které zasáhlo indonéský ostrov Sulawesi v roce 2018, jako supersmykovou událost. Otřesy a následné tsunami zabily nejméně 4000 lidí. Navzdory křivce indonéského zemětřesného zlomu došlo k strašlivému poškození, protože chyba se pohybovala rychleji, než bylo dříve zaznamenáno, a energie z dřívějších otřesů byla pravděpodobně uložena ve skalách a čekala na okamžik, kdy praskne, řekl Meng.

Naštěstí Meng řekl, že supersmyková zemětřesení v oceánu jsou méně pravděpodobná než zemětřesení, která způsobí, že se mořské dno pohybuje vertikálně a vytváří tsunami.

Zlom San Andreas je naproti tomu většinou rovný a mohl by zažít ještě explozivnější protržení než zemětřesení na Sulawesi.

• K supersmykovým zemětřesením dochází, když se zlom protrhne rychleji, než mohou seismické smykové vlny projít horninou.
• Tyto události byly považovány za vzácné, protože je vědci většinou hledali na souši.
• Zjištění naznačují, že hodnocení plánování katastrof by mělo zahrnovat, zda je porucha schopna vyvolat superstřihová otřesy, které jsou potenciálně ničivější než jiné typy.