Seismická aktivita v Itálii pod drobnohledem vědců z Matfyzu

Seismická aktivita v Itálii pod drobnohledem vědců z Matfyzu

Fyzika / článek

Skupina vědců z Katedry geofyziky MFF UK spolupracuje na vývoji nástroje, který bude analyzovat zemětřesení na Apeninském poloostrově.

Ukázka seismogramů (zdroj: Katedra geofyziky MFF UK)
Ukázka seismogramů (zdroj: Katedra geofyziky MFF UK)

V Česku se pravidelně setkáváme s relativně slabými zemětřesnými roji v západních Čechách. Naše země je spíše stabilním geologickým útvarem, směrem na jih do Alp se však počet otřesů zvyšuje a roste i jejich síla. Mezi seismicky nejaktivnější oblasti Evropy patří oblast Středních Apenin.

Právě daty z této oblasti se dlouhodobě zabývá skupina vědců z Katedry geofyziky MFF UK vedená docentem Františkem Gallovičem. Ve spolupráci s výzkumnou skupinou INGV (Instituto Nazionale di Geofysica e Vulcanologia) a italským Úřadem civilní ochrany (Departimento della Protezione Civile) pracují čeští vědci na vývoji softwarového nástroje pro simulování zemětřesných pohybů. Využívají k tomu italských repozitářů shromažďujících údaje o seismické aktivitě z posledních čtyřiceti let.

„Věnujeme se zemětřesením od magnituda 3 až po ta veliká. Z hlediska fyziky se o nich můžeme dozvědět hodně detailů. U magnituda 6 praskne zlom dlouhý 30 km, ale u magnituda 9 klidně až stovky kilometrů. Tím, že v takových případech můžeme mít přístroje relativně blízko zlomu, můžeme dobře rozpoznat, co se v ohnisku zemětřesení odehrává. Díky tomu, že skluz vzniká rychlostí v řádu metrů za sekundu a trhlina se šíří rychlostí až 3 km za sekundu, jde o velmi rychlý pohyb horninových bloků s možnými devastujícími účinky. Sbíráme data ze záznamů seismických pohybů ve všech třech osách, abychom naší vlastní, relativně komplikovanou, metodikou zjistili, co se konkrétně na zlomu odehrálo,“ přibližuje práci se seismickými daty doc. Gallovič.

Nástroj bude pomáhat automaticky určovat parametry aktuálních zemětřesení a simulovat ta, která mohou vznikat v budoucnu. S modelováním záznamů silných zemětřesení a vývojem numerických kódů ve Fortranu, Matlabu a Pythonu má tým dlouholeté zkušenosti. Pro určení charakteru zemětřesení a jeho důsledků musejí pražští geofyzici do modelů vhodně zahrnout několik fyzikálních efektů: vzájemné tření pohybujících se zemských bloků podél zlomu, šíření vln v kůře a vliv tzv. lokálních efektů vyvolaných podložím těsně pod povrchem, které dokáží zemský pohyb značně zesílit.

Dlouhodobým cílem společného dvouletého projektu je zpřístupnit na webových portálech ESM (Engineering Strong-Motion Database) a ITACA (ITalian ACcelerometric Archive) informace o zdrojových parametrech proběhlých silných zemětřesení a vytvořit syntetické záznamy pro minulá a budoucí (myšlená) zemětřesení. Modelování zemětřesení bude ověřováno na již získaných datech. Pro budoucí zemětřesení budou prováděny simulace pro různé scénáře vývoje trhliny na zlomu.

Údaje pro inženýry i pojišťovny

Itálie je sice na světové špičce v hustotě rozmístění seismologických měřicích stanic, přesto velmi často chybí seismografy tam, kde zemětřesní vznikne. Tím pádem chybí i záznamy z blízkých vzdáleností pro empirické modely. Od vědců se proto očekává, že by je mohli doplnit umělými seismogramy, tj. časovými záznamy seismické aktivity vytvořenými na základě simulací.

Podle přesně určených parametrů zdrojů minulých zemětřesní bude možné vymodelovat co nejrealističtější průběhy trhání pro budoucí seismické události. Tyto modely mohou využívat mj. seismičtí inženýři při posuzování odolnosti staveb či při plánování nové výstavby.

„Každé nově studované zemětřesení nás něčím překvapí. Nicméně obecně se zdá, že výsledná velikost vznikajícího jevu nelze poznat od první sekundy. To se ukázalo například u námi studovaného letošního zemětřesení u tureckého města Elazığ. Zemětřesení totiž začíná relativně nenápadně. My si dokonce myslíme, že velké zemětřesení vzniká takříkajíc náhodou, a to díky souhře mnoha faktorů. Třeba v dlouhodobě se rozpínajících italských Apeninách se magnituda 4-5 objevují několikrát za rok. Je možné, že tato relativně malá zemětřesení jsou vlastně nepovedená magnituda 6 a větší, která vznikají řádově méně často. Zemětřesení je prostě náhodný proces, a proto je tak fascinující,“ říká doc. Gallovič, který s italskými správními orgány spolupracuje již od svého doktorského studia a společně se skupinou INGV publikoval několik odborných článků.

„Přestože simulace zatím nejsou dokonalé, pro pojišťovny a populaci obecně budou mít čím dál větší význam. Předpovědět konkrétní čas a místo vzniku zemětřesení je stále nemožné, o to důležitější je dodržování preventivních opatření a postupů, které ničivé následky seismické aktivity dokáží zmírnit. Zásadní je také občanská připravenost,“ dodává vedoucí skupiny.


Mohlo by vás také zajímat:

„Sonický třesk“ pod zemí
Pro někoho zbytečný šum, pro nás užitečný zdroj informací