Rozhovory

Zemětřesení umíme spustit, ale ne zastavit

24. srpen 2016 četba na 19 minut

Foto: Jan Rasch

Rozhovor s předním českým seismologem Janem Zedníkem o tom, kde na Zemi hrozí největší katastrofy při otřesech půdy, proč se tragická zemětřesení budou stále opakovat a jak se pozná, když někde na planetě zkoušejí atomový výbuch nebo zkolabuje jaderná ponorka.

Zemětřesení o síle 6,2 stupně, které zasáhlo ve středu o půl čtvrté ráno italskou oblast Umbrie, má už několik stovek obětí. Další lidé stále zůstávají pod troskami. Otřesy pocítili i obyvatelé 150 km vzdáleného Říma. Apeninský poloostrov vůbec patří mezi seizmicky aktivní oblasti – poslední velké zemětřesení v regionu Aquila zabilo v dubnu 2009 více než 300 lidí.

Lidé ale žijí kvůli hrozbě otřesů země v permanentním nebezpečí v mnoha oblastech světa. Třeba v Kalifornii nabízejí vědci tamním obyvatelům dost neradostnou perspektivu: během příštích třiceti let může přijít silné zemětřesení o síle nejméně 6,7 stupně – s děsivou pravděpodobností 99 procent.

Malé otřesy přitom zažívá tato oblast denně, jak dokazuje i specializovaná internetová stránka s výmluvným názvem Today's Earthquakes in California.

Není divu, že San Fracisco a okolí dnes diskutuje o další modernizaci varovného systému, protože vědci předpovídají i možnost ještě mohutnější katastrofy, tzv. „Big One". Ta by mohla být ničivější než pověstné zemětřesení z roku 1906 o síle 7,7 stupně, které zničilo tři čtvrtiny města…

Česko lze v porovnání s mnoha jinými oblastmi považovat „zemětřesně" za velmi bezpečnou destinaci. Naprostý klid, podbarvený jen šuměním obrazovek počítačů, vládne i v Geofyzikálním ústavu Akademie věd na pražském Spořilově. Jakmile se však někde na zeměkouli začne třást země trochu víc, začnou vyzvánět telefony a také náš průvodce, přední český seismolog Jan Zedník, nestačí „krmit" internet daty.

„V možnosti zabránit zemětřesení lidstvo zatím nijak nepokročilo. Ale obrovsky se zrychlila aktivita médií mít informace o tom, co se kde děje," říká vědec, který se profesi věnuje už přes 35 let. A mimochodem, i v Česku jsou podle něj oblasti, kde se země umí opravdu pořádně zachvět. Zjevné je to hlavně v západních Čechách. Zrovna uklidňující není ani informace, že i jinde v Česku existují oblasti nebezpečných zlomů v zemském podloží, dnes „spící". Nikdo ale vlastně neví, proč nejsou aktivní…

Mapa seismicky aktivních oblastí v EvropěMapa seismicky aktivních oblastí v EvropěAutor: Archiv

Díváme se na obrazovku v kanceláři ústavu – na ní se zobrazuje, kde se u nás třese země?
Provozujeme síť asi dvaceti seismických stanic, které v reálném čase nepřetržitě posílají  data k nám. Tady se to sbíhá. Druhý systém je v Brně, duplicitní.

Data si vyměňujeme i se sítěmi v sousedních státech, i ze stanic z jižní Evropy, tam se toho děje nejvíc. Automatický systém vyhodnotí, zda nepřišla nějaká data o zemětřesení. Když jsou na více stanicích, pokusí se to lokalizovat, a když se mu to povede, určí místo, hloubku a snaží se určit magnitudo, velikost na Richterově stupnici. Pak se to dá na web. Zároveň ta data čtou a nezávisle na nás vyhodnocují v evropském a světovém centru.


Seismologie ale zdaleka není jen registrování zemětřesení…

V geofyzice měříme i teplotu země, gravitační a další data, aby právě výzkumníci měli údaje k dispozici. Jinak seismologie je strašně široký obor, i ve výzkumu. Jen příklad: vlny, které se vytvoří při zemětřesení, projedou celou zeměkoulí. A protože jsou registrovány hustou sítí dnes už desetitisíců stanic, získáme informace o stavbě Země, které nám žádná jiná fyzikální metoda nedá.

Geologové se dostanou vrty i do 12kilometrové hloubky – ale co se děje hlouběji uvnitř Země, přímo nezjistí. Rozlišení těmi vlnami jde až na stovky kilometrů, což je velmi detailní. Podle rychlosti vln se dá odhadnout typ horniny v dané hloubce.

Dají se ty vlny i uměle vyvolat?

Ano, jede například velké kladivo nebo vibrátor, to se používá třeba v naftovém průmyslu. Nebo najdete lom, kde vám ještě povolí odpálit nálož, pak se na pravidelně rozestavených stanicích měří časy šíření vln. Ty se totiž mohou odrazit od rozhraní v zemské kůře nebo od naftonosné vrstvy.

Co se děje v ohnisku zemětřesení?

Posunou se dva zemské bloky proti sobě a uvolní se napětí, kterými byly zaklesnuty. Bloky si „poskočí", u velkých zemětřesení ten „skok" může být až třicet metrů na ploše třeba 1600 krát 200 km. Například u zemětřesení Tohoku v Japonsku s magnitudem 9,1 roku 2011 na ploše 800 krát 200 km došlo ke skoku až o 35 metrů. U Sumatry na Vánoce 2004 se po délce asi 1200 km dva bloky posunuly o 20 metrů, prasklina se šířila čtyři minuty. Ten skok se šíří rychlostí několika kilometrů za vteřinu. Někdy to trvá několik minut, než prasklina doputuje na konec.

Jaké praktické poučení lze ze seismologie vyvodit?

Když je zlom v obydlených oblastech, třeba v Kalifornii u Los Angeles nebo San Franciska, u Istanbulu nebo u Atén, tak kdyby praskl určitým způsobem, energie se vyzáří směrem k městu. A to má zásadní vliv na to, jak pevné budovy se mají stavět, aby vydržely.

Autor: Jan Rasch

Sumatra nás probudila

Do jaké míry se dají otřesy předpovídat?

Úspěšných předpovědí bylo jako šafránu. Někdy se objeví určité předzvěsti – změní se hladina podzemních vod, ukáže se měřitelné vyklenutí zemského povrchu –, nyní i za využití satelitů. Ale to funguje spíše u sopečných erupcí, jenže zemětřesení se chystá hluboko v zemi a předběžné projevy se dají zachytit jen výjimečně.

Kdy budeme v předpovědích úspěšní?

Je otázka, jestli vůbec někdy! V San Andreas v Kalifornii mají hustou síť stanic, ale úspěšné předpovědi ne. Co se ale buduje, je systém rychlého varování. Než se vlny dostanou k nějakému velkému městu, i když se šíří tak rychle, je možné vyslat elektromagnetický signál s varováním, metropoli upozornit na blížící se hrozbu. A vypnout jaderné elektrárny, zastavit vlaky, odpojit průmyslové objekty.
To se buduje v Rumunsku, kde hrozí velké zemětřesení z Karpat jako v roce 1977, v Japonsku, Kalifornii, jižní Itálii. To je maximum, co dnešní technika umí.

Jaká je tedy prevence?

Bezpečně stavět. A používat ty programy rychlého varování. V Indickém oceánu nebyla velká tsunami od roku 1883, od výbuchu sopky Krakatau. Vymizelo to z povědomí, až teprve tragédie na Sumatře roku 2004 dala jasný signál, že je tam potřeba systém varování vybudovat. V Pacifiku funguje už od šedesátých let.

TOP 10 nejničivějších zemětřesení

Rok Místo Síla otřesů podle Richterovy stupnice Počet obětí
2004 Sumatra 9,1 280 tisíc
1976 Tang-Šan (Čína) 7,5 255 tisíc
1920 Haiyuan (Čína) 7,8 200 tisíc
1923 Kanto (Japonsko) 7,9 140 tisíc
1948 Turkmenistán 7,3 110 tisíc
2005 Pákistán 7,6 86 tisíc
1908 Messina (Itálie) 7,2 72 tisíc
1970 Peru 7,9 70 tisíc
1990 Západní Írán 7,4 45 tisíc
1927 Gansu (Čína) 7,6 41 tisíc

Poznámka: Od roku 1900, počty obětí a někdy i síla otřesu se mohou lišit podle různých zdrojů.

Můžete aspoň něco radit v oblastech, kde zemětřesení hrozí?

Můžeme radit, jak stavět. V Nepálu je jasné, že spadly domy, které byly naprosto nevhodné konstrukce, hliněné, kamenné. Ale postavit lepší stavby je věc financí, to je na místních vládách. V Nepálu prý teď skončilo moratorium na obnovu staveb a mají začít stavět odolné objekty.

Tohle funguje i v Česku?

Samozřejmě, jsou tu mapy a normy, jak kde stavět. Jinak u Berouna, jinak v seismicky živějším Chebu.

Kde je v republice z vašeho pohledu nejvíc „živo"?

Vzrušení zažíváme hlavně se západními Čechami, i když nepravidelně. Významné otřesy byly na přelomu 19. a 20. století. Pak přišel výraznější zemětřesný roj v prosinci 1985, to praskaly zdi a lidi panikařili. Po něm se začala budovat lokální seismická síť v západních Čechách, v současné době má asi dvacet stanic. Následovaly roje v letech 2000, 2008, 2011, a taky loni přišel zajímavý úkaz. Otřesy měly magnitudo 4,5, to už způsobilo škody na majetku.

Jak reagujete, když systém oznámí nějakou událost?

Při té loňské události jsem byl zrovna na party k šedesátinám spolužáků z gymnázia a neměl jsem odvoz do Prahy… Ale kdybych byl tady, nezastavil bych se tak tři dny. Vyhodnocujeme mnoho jevů, při silnějších zemětřeseních poskytujeme zprávy integrovanému záchrannému systému a dáváme data na internet.

Autor: Jan Rasch

Kde jsou u nás, vedle západních Čech, další nebezpečné oblasti?

Pod Orlickými horami probíhá hronovsko-poříčská porucha. Už dlouho se tam nic neodehrálo, ale v roce 1901 tam bylo magnitudo asi 4,5. První stanice u nás vznikla až roku 1908 v Chebu, sílu předchozích zemětřesení jen odhadujeme. Z pozorování lidí, zaznamenaných účinků.

Celkově je ale střední Evropa relativně bezpečná, ne?

Je, u nás by se neměl vyskytnout scénář hroucení domů, lidských obětí. Ovšem vyloučit možnost silného zemětřesení by bylo velmi troufalé. Naše pozorování jsou jen několik set let stará, což není nic ve srovnání s délkou geologických procesů. Jeden britský seismolog říká, že když na nějakém místě budete pozorovat dostatečně dlouho, tak tam zemětřesení přijde…

A my máme velké tektonické struktury pod Čechami, které jsou úplně neaktivní – ale neví se proč, stejně jako se neví, proč jiné aktivní jsou.

Nebezpečný pás

Kde v nejbližším okolí je to „dobrodružnější"?

Už na Slovensku je to jinak, tam bylo velké zemětřesení v 18. století u Komárna, spadly i kostely, v Malých Karpatech se to taky může probudit. A vídeňská pánev zná velká zemětřesení, Rumunsko, severní Itálie. V roce 1976 bylo ve Friuli v severní Itálii přes tisíc obětí, domy se houpaly i v Českých Budějovicích a v Praze.

Natož na jihu Evropy…

Na jihu Evropy je hranice mezi africkou a euroasijskou deskou, silná zemětřesení jsou na denním pořádku. Celé Řecko je ohnisky pokryto, i Itálie, Turecko. Největší evropské zemětřesení bylo v roce 1755 v Lisabonu, také na tomto rozhraní. Údajně až u nás se tehdy houpaly budovy, změnila se hladina pramenů.

V roce 1939 přišlo zemětřesení v Anatolii, pak to praskalo dál na západ, naposledy v Izmiru v roce 1999. Jestli to půjde podle stejného scénáře, je na řadě úsek v Marmarském moři pod Istanbulem. To by byl hodně velký masakr. Snaží se tam stavět bezpečně, mají úžasný bezpečnostní plán, ale ani to nemusí být nic platné.

Kam „zemětřesný pás" pokračuje dál?

Přes Írán, Nepál – tam nedávno prasklo asi 150 kilometrů desky, ale zbytek je stále napnutý a čeká se, kdy a kde to praskne příště. Nejnebezpečnější pás je ovšem okraj Tichého oceánu, kde vzniklo asi osm z deseti největších světových zemětřesení.

Autor: Jan Rasch

Lidstvo tedy nemá žádné prostředky, jak zemětřesení zabránit?

Nemá. Přitom polovina světové populace žije v oblastech, které jsou přímo ohroženy. Není proto ani možné lidi vystěhovat, musí se s tím naučit žít. Když jsem se třeba v Kalifornii bavil s místními, říkali: Ono to přijde, ale my si myslíme, že máme dostatečně pevný dům, a tak nám jen popadá nádobí a doufáme, že dům se nesveze do moře…

Uměli bychom naopak zemětřesení spustit?

V bondovkách se zdá jednoduché zemské desky navrtat, aby se všechno zhroutilo buď na přání zloducha, nebo naopak pro spásu lidstva. Ale na to jsou potřeba jiné síly, než mají filmaři…

Do jisté míry si ovšem vlastní zemětřesení vyrobit umíme. Typický příklad jsou vrty – tepelné geoelektrárny. Natlačí vodu do hloubky a druhým vrtem ji vytáhnou ohřátou. Pokud je to v tektonicky napjaté oblasti, určitě se může zemětřesení spustit.

Takovou elektrárnu chtěli udělat v třeba v Bernu, kde bylo zemětřesení někdy v 16. století. Nebo když se napustila Asuánská přehrada, začala vznikat změnou tlaku vody na podloží zemětřesení, která tam dříve nebyla. Čili zemětřesení umíme vyvolávat, ale zabránit mu ne, to je jen science fiction.

Je vysledovatelný nějaký trend, zda počet těchto nebezpečných událostí na planetě narůstá, či ubývá?

Když máme řadu za sto posledních let, je frekvence zhruba stejná. Těch velkých otřesů mezi magnitudem sedmičkou a osmičkou je asi dvacet za rok. Těch malinkých statisíce, spíš miliony.

Ale co lze jasně vysledovat, je trend v rychlosti, s jakou po těchto jevech skáčou média. Dříve bylo zemětřesení jeden den a až druhý den jste se o něm dočetli. Teď vidím tady zemětřesení na monitoru, třeba z Japonska k nám ta vlna přijde za deset minut – ale než sem dorazí, v Japonsku už je to v agenturách, skoro v reálném čase začínají zvonit telefony novinářů, příbuzných našich turistů, kteří to slyšeli v rádiu nebo viděli na internetu. Pro nás se zvýšila o mnoho řádů rychlost, s níž musíme reagovat pro veřejnost.

Víme aspoň, zda se Země postupně zklidňuje, nebo ne?

Ten tlak je zhruba stejný, procesy probíhají neustále, desky se pohybují. V Pacifiku se desky hýbou až deseti centimetry za rok. Desky pohání teplo, a to ve vnitřním plášti zeměkoule stále trvá.

Autor: Jan Rasch

Jsem už jako Ferda Mravenec

Co má člověk dělat, když ho na dovolené zastihne zemětřesení?

Máme to i na našem webu, ale je to hodně obecné. Asi by se měl člověk zachovat intuitivně. Ti, co zažili hodně silné zemětřesení, vyprávějí, že to člověku podráží nohy, takže se dá těžko utíkat. Čili raději zkusit „zaplout" pod nějaké bezpečné místo, mezi dveře, pod pevný stůl, a po uklidnění otřesů zkusit vyběhnout ven na volné prostranství je určitě důležité. Ale u moře, když hrozí tsunami, se musí uniknout i nahoru. Proto mají v Japonsku, Thajsku i jinde únikové věže.

Kolik seismologů v Česku působí?

Geofyzikální ústav má asi 25 lidí, i s dalšími ústavy to bude tak 50, 60 lidí.

Jak podporuje váš obor stát?

Dělají se jako všude projekty na základě grantů. Třeba kolegové ze západočeské sítě si vymysleli projekt na základě toho, že podobná oblast je na Islandu. A pro srovnání i tam udělali lokální seismickou síť, úspěšně. Naopak peníze se nenašly na zkoumání aktivity u sopky Rindžání v Indonésii, přitom by to byla práce nesmírně prospěšná.

Kolik stojí provoz seismologických stanic v Česku?

Zřízení stanice přijde jednorázově zhruba na jeden milion korun, ale všude přitom není obsluha, takže pak provoz stojí málo. Peníze šly z projektu CzechGeo, v němž je konsorcium institucí, z ministerstva školství.

Žádali jsme o zdroje na další monitorování, navázané i na evropský projekt EPOS, ale od příštího roku už peníze asi nedostaneme. To by znamenalo omezení některých stanic, a tím pádem „díru" v dlouhodobém pozorování. Bylo by třeba aspoň 20 milionů korun ročně.

Vy sám jste na tomhle pracovišti od prosince roku 1979. To jste možná jeden z našich nejdéle sloužících vědců, věrných jedné instituci.

No, už se k tomu asi blížím, i když je tu ještě několik dalších fosilií (smích). Já jsem v ústavu už takový Ferda Mravenec, práce všeho druhu…

Ještě vás v práci něco překvapí?

Například jedna záhadná seismická aktivita se ukázala jako důsledek přeletu gripenů. Jindy se na nás obrátili vyšetřovatelé, když byla exploze v Semtíně – jednu stanici máme hodně blízko a pomohli jsme rekonstruovat, jak to tam bouchalo.

Přístroje registrují i vítr. Rozkývá totiž stromy, a když jsou blízko seismické stanice, ukáže se to.

Co všechno se dá díky vašim přístrojům zjistit, i když to nesouvisí se zemětřesením?

Poznáte třeba odpaly v lomech. Zachytíte silné exploze i zdaleka, dají se srovnat s velkými zemětřeseními. Třeba jaderné exploze mají magnitudo až 7.

Takže když Rusové zkoušeli atomovku, poznalo se to i v Praze?

Jasně. Na Nové zemi dělali nejsilnější výbuch někdy v roce 1974, mělo to magnitudo přes 7, a to se dá velmi specificky rozpoznat i od zemětřesení. A díky síti stanic poznáte, že epicentrum třeba spadá do Severní Koreje. Poslední jaderné exploze, které jsem viděl na vlastní oči – tedy v datech na monitoru –, byly v Pákistánu a Indii, když se tam před lety trumfovali, kdo je silnější.

Nebo norská stanice zaznamenala výbuch ruské ponorky Kursk. Byly tam dvě exploze, menší a větší. Norové byli schopni říci, v jaké hloubce to bylo, až na tomto základě pak Rusové přiznali barvu. Dalo se také zaregistrovat, jak se sesunula dvojčata v New Yorku 11. září. Ale přístroje registrují i vítr. Rozkývá totiž stromy, a když jsou blízko seismické stanice, ukáže se to.

Jak poznáte, že to je vítr a ne bomba nebo zemětřesení?

Něco podle specifických znaků, něco podle zkušenosti a podobnosti se stejnými jevy.

Velmi zajímavé přitom je, že 95 procent našeho signálu je šum. Vzniká jednak větrem, jednak příbojem na pobřeží. Tento „neklid" z příboje je všudypřítomný a stálý, v zimě větší, protože moře jsou neklidnější.

Šum se šíří pevninou a byl donedávna nepřítelem našich pozorování. Teď se ale ukazuje, že existují metody, kdy je možné z toho seismického šumu zjistit stavbu zemské kůry pod stanicí. Takže studiem tohoto šumu, vlastně „odpadu", například kolega z digitálních záznamů zjistil, jak rychle se šíří seismické vlny pod Českým masivem.

Jan Zedník (61)

  • Absolvent oboru geofyzika na Karlově univerzitě, doktorát získal v roce 1982, v letech 1990–1994 si prohloubil vědomosti na National Earthquake Information Center v americkém Coloradu.
  • Od roku 1979 je věrný Geofyzikálnímu ústavu Akademie věd ČR. Je členem českých i zahraničních vědeckých společností.
  • Je rozvedený, má dvě děti, rád a velmi dobře sportuje.