Zemětřesení

Už na úvodní stránce o geologických katastrofách jsme si uvedli odkaz na výklad o zemětřesení a geologických zlomech na Wikipedii.

Zjednodušeně řečeno (podle speciálu Katasrofy 21. století):

Zemětřesením se označují půdní otřesy způsobené pohyby pod zemským povrchem. Otřesy vznikají, pokud dojde k náhlému uvolnění energie v zemském tělese. Ta se pod povrchem hromadí v důsledku silových pochodů, které v horninách zemské kůry a pláště neustále vytváření napěti.

Toto napětí je největší na rozhraní litosférických desek, což jsou kusy zemské kůry, které se pohybují rychlostí několika centimetrů ročně a drhnou o sebe nebo se pod sebe nebo nad sebe zasouvají. Tyto síly vyvolávají obrovský tlak, který občas vyvolá prasknutí desky, čímž se vytvoří geologický zlom. Oblasti nejslnějších zemětřesení jsou právě v blízkosti těchto zlomových linií.

Síla zemětřesení se měří seizmografy, které jsou založeny na principu horizontálních a vertikálních kyvadel, zavěšených tak, aby byla co nejvíce k zemi pohyblivá. Při otřesech povrchu se snaží zůstat v klidové poloze, čímž se dostávají do relativního pohybu ke zbytku seizmografu, který se samozřejmě chvěje se zbytkem okolního prostředí.

Některé moderní seizmografy jsou založeny na principu magnetické indukce.

Jednotlivé kmity jsou zapisovány na zápisové zařízení, které kreslí seizmogram, na kterém je možné rozlišit jednotlivé druhy vlnění, doba jejich příchodu i maximální amplitudu.

Seizmografy

dokáží zaznamenat kromě zemětřesení i pokusné výbuchy jaderných zbraní.

První známý seizmograf sestrojil už roku 132 našeho letopočtu čínský astronom a matematik Chang Heng a dokázal pomocí něj informovat císařský dvůr o 600 kilometrů vzdáleném zemětřesení dlouho předtím, než dorazili s touto zprávou poslové na koních. Byla to válcová nádoba s 8 dračími hlavami po obvodě. Každý drak měl v ústech kuličku. U základny nádoby bylo 8 žab, každá přesně pod dračí hlavou. Když nastalo zemětřesení, kulička vypadla z dračích úst a žába ji zachytila.

O několik staletí později zařízení k registraci pohybů při zemětřesení využívala vodu nebo rtuť. V roce 1855 Ital Luigi Palmieri jeden takový rtuťový seizmograf navrhl. Byla to trubice ve tvaru písmene U orientovaná podle světových stran. Když nastalo zemětřesení, rtuť v trubce stoupala a klesala a spojila elektrický kontakt, který zastavil hodiny a spustil záznamový válec, na který se zaznamenával pohyb hladiny rtuti. Bylo to první zařízení, které zaznamenávalo čas, intenzitu a trvání zemětřesení. Úspěšný a citlivější seizmograf vynalezl Cecchi roku 1875.

První moderní seizmograf sestrojil britský inženýr a seizmolog John Milne na konci 19. století. Podstatou Milneho seizmografu je těžké kyvadlo, které zůstává relativně svou setrvačností v klidu, i když se podklad, na němž je uloženo, vlivem zemětřesení otřásá. Pohyby kyvadla se zaznamenávaly na sazemi zakouřený papír na otočném válci, později na fotografický materiál. Milne také v roce 1880 založil první seizmologickou společnost na světě a prosazoval zrizování seizmických stanic.

Seizmografy s Milneho horizontálním kyvadlem byly po 2. světové válce vylepšeny, aby mohly zaznamenávat i kmity s menší frekvencí. Bylo toho dosaženo snížením tření kyvadla.

(použito informací z Quido.cz a z Katastrofy - speciál 21. století)

Ve zprávách o zemětřesení se udává jeho hodnota ve škále Richterovy stupnice.

Podle Wikipedie:

Richterova škála (nebo také místní magnitudo zemětřesení, škála = měřítko, stupnice) představuje jediné číslo, kterým se popisuje velikost (síla) zemětřesení. Je to logaritmická škála o základu 10 počítaná z vodorovné amplitudy největšího posunu od nuly na seismografu. Rozdíl amplitud způsobený vzdáleností epicentra zemětřesení od seismometru je opravený odečtením logaritmu předpokládané amplitudy zemětřesení o místním magnitudu 0 v té vzdálenosti. Tato oprava umožňuje používat toto číslo jako absolutní měřítko pro velikost zemětřesení.

Velkost zemětřesení udává množství energie, otřesy uvolněné. Jde o objektivní veličinu, která vychází z měření mikroseizmických účinků, které jsou zaznamenávány seizmografy. Na základě toho se stanovuje veličina magnitudy M, která udává velikost zemětřesení a která je základem Richterovy stupnice.

Tato škála v podstatě nemá ani dolní, ani horní hranici. Za horní hranici můžeme považovat až mez soudržnosti hornin. Nejde o stupnici linární, nýbrž logaritmickou, to znamená, že každý další stupeň je desetinásobkem stupně předchozího. Malá zemětřesení jsou tak milionkrát slabší, než ta velká. Při zemětřesní sedmého stupně se země pohybuje stokrát více než při zemětřesení o sílepěti stupňů.

Richterovu škálu vymyslel roku 1935 Charles Richter ve spolupráci s Beno Gutenbergem na California Institute of Technology (Caltech). Škála měla být původně používána při studiu kalifornských zemětřesení analýzou seismogramů zaznamenaných Woodovým-Andersonovým torzním seismometrem. Richter původně zaokrouhloval naměřené hodnoty k nejbližším čtvrtinám jednotek, ale později se začala používat desetinná čísla. Motivací k vytvoření této škály byla snaha o oddělení velkého počtu menších zemětřesení od několika větších zemětřesení, které v té době byly v Kalifornii zaznamenány. Inspirací byla škála hvězdných velikostí používaná v astronomii pro popis jasnosti hvězd a dalších objektů na obloze.

V roce 1979 seismolog Hiroo Kanamori, také z Caltechu navrhl momentovou škálu, která vyjadřuje seismický moment ve formě, která se blíží tradičnímu měření síly zemětřesení.

Magnituda by neměla být zaměňována s intenzitou. Intenzita (například Rossiho-Forelova a modifikovaná Mercalliho škála) závisí na podmínkách v místě zemětřesení a nepopisuje tak absolutní velikost zemětřesení.

Na začátku 21. století se většina seismologů shodla, že původní škála je zastaralá a nahradila ji fyzikálně smysluplnějším seismickým momentem, který má bližší vztah k fyzikálním parametrům zemětřesení, jako je energie při něm uvolněná.

Následující tabulka popisuje typické účinky zemětřesení různých magnitud blízko epicentra, ale měla by být přijata s velkou opatrností, neboť intenzita, a tím pádem i účinky na povrchu, nezávisejí jen na magnitudu, ale také na vzdálenosti od epicentra a geologickým podmínkám v jeho okolí (některé terény mohou zesílit seismické signály).

Velmi velká zemětřesení jsou zaznamenána v průměru jednou ročně. Nejsilnější zatím zaznamenané zemětřesení bylo Velké chilské zemětřesení 22. května 1960, které mělo sílu 9,5 Richterovy škály (Chile).

Zemětřesení o velikosti 4,5 a více jsou dostatečně silná, aby je zaznamenaly seismografy po celém světě.