Mezinárodní projekt AdriaArray se věnuje studiu stavby Země, využívá k tomu řady metod včetně seismické tomografie. Na projektu se podílí 63 institucí z 30 zemí Evropy, celkem přes 400 odborníků. Petr Kolínský z Geofyzikálního ústavu AV ČR (GFÚ) koordinuje instalaci všech dočasných stanic.
AdriaArray je pasivní seismický experiment. To znamená, že seismické stanice zůstávají na místě alespoň dva roky, aby se naměřilo dostatek vln od zemětřesení i zdrojů šumu. V projektu je přes 1000 permanentních stanic (které měří trvale) a dalších 415 dočasných stanic (které budou měřit 2 – 3 roky) tak, aby byla rovnoměrně pokryta celá Adriatická litosférická deska. AdriaArray se světově řadí k nejrozsáhlejším seismickým experimentům, takto rozsáhlá plocha ještě nikdy nebyla pokryta tolika stanicemi měřícími současně.
Oblast, která vědce zajímá a kde jsou umístěny stanice, zahrnuje pás od Sicílie přes Apeniny, Alpy, Karpaty, Dinárské hory a další pohoří Balkánu (Obr. 1).
Obr. 1: Mapa s vyznačenými stanicemi projektu AdriaArray. MOBNET (modré trojúhelníky) je sada mobilních seismických stanic Geofyzikálního ústavu AV ČR. Aktuálně je 50 seismických stanic MOBNET nasazeno v České republice, na Slovensku, v Rumunsku a v Bulharsku. Instalace českých stanic je zčásti podpořena programem Strategie AV21 – Dynamická planeta Země.
STAVBA ZEMSKÉHO NITRA
Cílem experimentu je studium stavby Země: vlny se od zemětřesení nebo od zdrojů šumu v oceánech šíří přes celou seismickou síť, ale na každou stanici přijdou trochu jindy. Z rozdílů těchto příchodů je možné určit stavbu zemského nitra mnoha metodami. Jednou z nich je seismická tomografie, která umožňuje stanovit 3D rozložení rychlostí seismických vln, což dále dovolí interpretovat toto rozložení z hlediska historie pohybů litosféry.
Na ukázku jsme zvolili dvě zemětřesení z letošního roku (Japonsko a Taiwan), obě byla velmi silná. Záznamy jsou si podobné, ale jsou patrné i rozdíly (Obr. 2 a 3).
Obr. 2: Záznam zemětřesení v Japonsku o magnitudu 7,5 z 1. ledna 2024 na 992 seismických stanicích projektu AdriaArray. Stanice jsou seřazeny podle vzdálenosti, stanice dál od epicentra jsou nahoře.
Obr. 3: Záznam zemětřesení na Taiwanu o magnitudu 7,4 z 2. dubna 2024 na 1072 seismických stanicích projektu AdriaArray. Stanice jsou seřazeny podle vzdálenosti, stanice dál od epicentra jsou nahoře.
Obrázky 2 a 3 ukazují jen záznamy (vertikální pohyb půdy), které prošly kontrolou kvality a je možné je použít pro studium stavby Země. Každá jedna linka je záznam z jedné stanice. Na vodorovné ose je vynesen čas od vzniku zemětřesení v sekundách. Na vertikální ose jsou výchylky kmitání půdy seřazené podle vzdáleností stanic od epicentra. Seismická síť AdriaArray tak pokrývá rozsah vzdáleností od 8200 do 10100 km od epicentra (Obr. 2 – Japonsko) a od 8300 do 10300 km od epicentra (Obr. 3 – Taiwan). Na obou obrázcích jsou patrné systematické příchody jednotlivých typů seismických vln, počínaje nejrychlejšími podélnými (P) vlnami zcela vlevo a konče pomalými povrchovými vlnami, které tvoří amplitudově nejsilnější část záznamů v pravé části. Záznamy jsou vykresleny do času 4500 s, což je hodina a čtvrt od vzniku zemětřesení. Je vidět, že i po této hodině a čtvrt jsou stále výchylky půdy mnohem větší, než byly před zemětřesením (rovné čáry zcela vlevo). Země se po takto silném zemětřesení chvěje ještě několik hodin.
SEISMICKÉ OHROŽENÍ
Tektonicky aktivní okraje Adriatické litosférické desky jsou zdrojem častých zemětřesení – malých, ale i velkých až o magnitudu 7. Druhým důležitým cílem projektu AdriaArray je přispět k monitorování malých zemětřesení, která by bez dodatečných seismických stanic zůstala nepovšimnuta, a tím lépe zjistit rozložení zlomů v zemské kůře náchylných ke generování dalších zemětřesení.
Detailní monitoring přispívá ke zpřesnění seismického ohrožení. Seismické ohrožení vyjadřuje pravděpodobnost, že se v oblasti vyskytnou otřesy o určité síle. Daná oblast to může zohlednit ve stavebních předpisech a připravit se na případná rizika.
Petr Kolínský (GFÚ)
Projekty v Dynamická planeta Země, kde se věnujeme seismologii:
Instalace seismických aparatur – Petr Kolínský (GFÚ), Renata Lukešová (ÚSMH)
Implementace systému včasného varování před zemětřesením v Nepálu – Václav Kuna (GFÚ)
Strojové učení – Jan Zedník (GFÚ), Marek Pecha (ÚGN)
Studium chování strike-slipových zlomů – Petra Štěpančíková (ÚSMH)
