Co Vás zajímá

Předpověď zemětřesení není v dnešní době uskutečnitelná. S jistotou víme jen to, kde všude se nacházejí seismické zlomy. Pokud víme, kdy tam naposledy bylo velké zemětřesení, často dovedeme spočítat, že je v té oblasti už kumulované velké napětí – za desítky, někdy stovky let. Z toho nepoznáme, jestli se zemětřesení akutně blíží, můžeme ale odhadnout, jak velké bude, až nastane. (Václav Kuna, GFÚ)

Předpovídat s přesností zemětřesení se zatím opravdu nedá. A to i přes to, že je po celém světě poměrně hustá síť stanic. Je to, jako když ohýbáte pravítko – tušíte, že praskne, ale nevíte přesně, na kterém místě a kdy. (Jan Zedník, GFÚ)

Blesky vznikají v atmosféře v důsledku nabíjení oblaků elektrickým nábojem. Elektrický náboj se separuje v oblaku, přičemž se na jednom místě hromadí negativní a na druhém kladné náboje. Tento proces vytváří elektrické pole a ionizuje okolní vzduch, vytvářející vodivou cestu. Před bleskovým výbojem mohou nastat předbleskové výboje, což jsou slabší elektrické jevy. Hlavní bleskový výboj nastává, když dosáhne dostatečného elektrického potenciálu. Pohybující se elektrony a ionty vytvářejí záblesk světla, který vnímáme jako blesk. Blesk je doprovázen hlasitým zvukem zvaným hrom, který vzniká tlakovými vlnami. Blesky mohou zasáhnout různé cíle na zemi, včetně stromů, budov a dalších objektů. Bouřky jsou často spojeny s blesky, a proto je důležité dodržovat bezpečnostní opatření během bouřkového počasí. Studium blesků a jejich vzniku pomáhá lépe porozumět atmosférickým jevům a zvyšuje bezpečnost v případě bouřek.

Důlní neštěstí mohou vznikat z různých důvodů a často je možné je rozdělit do několika kategorií. Níže uvádíme několik hlavních faktorů, které mohou vést k důlním neštěstím:

• Technické závady a poruchy: Poruchy technického vybavení, jako závažné poruchy, kolapsy šachet, selhání ventilace nebo elektrických zařízení, mohou způsobit vážná nebezpečí pro důlní pracovníky.
• Nedostatečná bezpečnostní opatření: Nedostatečná implementace bezpečnostních postupů a opatření, chyby ve výcviku pracovníků nebo ignorování bezpečnostních standardů mohou zvýšit riziko důlních nehod.
• Přirozené katastrofy: Přírodní události, jako jsou zemětřesení, povodně nebo sesuvy půdy, mohou mít fatální následky v důlních oblastech.
• Člověkem způsobené faktory: Nesprávné lidské chování, zanedbávání bezpečnostních pravidel, nedostatečná údržba zařízení nebo nedostatečné monitorování důlního prostředí mohou přispět k vzniku nehod.
• Výbuchy plynů: Akumulace zápalných plynů, jako je metan, a jejich následné výbuchy jsou jedním z nejčastějších nebezpečí v dolech.
• Ztráta stability: Průlom nádloží, zával, deformace pilířů a jiné fenomény vznikají vlivem snížené stability důlních děl na základě špatně vedených důlních děl, absence výztuže, ale mj. i zvýšeným tlakem z nadloží

Je důležité zdůraznit, že kombinace těchto faktorů může přispět k vzniku vážných důlních neštěstí. Prevence a pravidelná revize bezpečnostních opatření jsou klíčové pro minimalizaci rizik a ochranu životů pracovníků v podzemí

Sesuv je relativně rychlý, krátkodobý klouzavý pohyb horninových hmot na svahu podél jedné nebo více průběžných smykových ploch. Tento terénní tvar vzniká při relativně rychlém přemisťování horninových hmot po svahu, přičemž část hmot se nasune na původní terén v předpolí. K sesuvnému pohybu dochází, když jsou splněny morfologické, geologické, hydrogeologické a klimatické předpoklady. Sesuv může být způsoben porušením stability svahu v důsledku přírodních procesů nebo lidské činnosti. Sklon svahu náchylného k sesuvu půdy obvykle přesahuje 22 stupňů.

K sesuvu dochází, když dojde k narušení stability svahu v důsledku přírodních procesů nebo lidské činnosti. Nestabilitu svahů může způsobit zvýšení obsahu vody v půdě, suti nebo horninách, když voda vyplňuje spáry a mění pevnou vazbu mezi zrny zeminy či skalního masivu. Voda může působit jako mazadlo na rozhraní vrstev, usnadňující klouzání. Změny porostu nebo odstranění vegetace mohou rovněž přispět k nestabilitě svahu. Soudržnost hornin může být narušena zmrznutím a zvětráváním.

Magnetické pole Země tvoří štít před kosmickým zářením a nabitými částicemi ze Slunce. Není však stálé a proměňuje se ať už v rámci dnů, desítek, statisíců či milionů let. Všimli si toho již námořníci při svých zaoceánských výpravách, kteří vytvářeli první mapy magnetické deklinace nezbytné pro navigaci.

Horniny fungují jako „paměťové médium“ změn magnetického pole Země. Tuto vlastnost umožňuje přítomnost magnetických minerálů (např. magnetitu či hematitu) v nich obsažených. Magnetické minerály získávají, prostřednictvím mechanizmů vysvětlených níže tzv. remanentní magnetizaci, která zachovává informaci o tehdejším geomagnetickém poli.

Základní typy remanentní magnetizace jsou:

1. Termoremanentní magnetizace (TRM)

• Typická pro vulkanické horniny. Ale i člověk od okamžiku, kdy zkrotil oheň, začal postupně vytvářet objekty a materiály, které TRM zachovávají (např. různé výrobní objekty, keramika, cihly apod.).
• Princip TRM spočívá v tom, že když magnetické minerály obsažené např. v magmatu zchladnou pod tzv. blokující teplotu (pro magnetit je to cca 550 °C), dojde k zablokování magnetických domén ve směru aktuálního geomagnetického pole. Tento typ magnetizace je velmi stabilní a dlouhodobě uchovává směr i intenzitu geomagnetického pole.

2. Deposiční remanentní magnetizace (DRM)

• Typická pro sedimentární horniny.
• Podstatou DRM je, že magnetické minerály se při sedimentaci orientují podle směru geomagnetického pole. Po zpevnění sedimentu se tato orientace zachová.

3. Chemická remanentní magnetizace (CRM)

• Vzniká při chemických změnách v hornině – například při diagenezi nebo oxidaci, kdy nově vznikající magnetické minerály (např. při oxidaci primárních minerálů železa vzniká často goethit) získávají remanentní magnetizaci v aktuálním geomagnetickém poli.

Pomocí magnetometrů a metod magnetického „čištění“ (demagnetizace), dokážeme minulé projevy geomagnetického pole dešifrovat. Aplikace těchto poznatků najdeme v rekonstrukci pohybů litosférických desek, datovaní stáří hornin a dávných civilizací, pochopení změn klimatu, rekonstrukci magnetického pole Země, sledování znečištění z průmyslových emisí, zkoumání vývoje magnetotaktických bakterií a navigace živočichů, řízení průzkumu přírodních zdrojů, studiu vývoje hlubokého nitra Země a odhalování historie sluneční soustavy.

Obrázek: Stereoskopická vizualizace zobrazující jednoduchý model magnetického pole Země. Magnetické pole částečně chrání Zemi před škodlivými nabitými částicemi vycházejícími ze Slunce. Kredit: Goddardovo středisko vesmírných letů NASA

 

Autoři: Š. Kdýr, H. Ucar, L. Kouklíková (GLÚ)

Požár

Máme ještě v živé paměti mohutný požár Českého Švýcarska z července 2022. Požár byl způsobený člověkem (s největší pravděpodobností žhářstvím), vznikl v Malinovém dole 1 km východně od Hřenska. Během devíti dnů se požár rozšířil na plochu 16 km² mezi Hřenskem a Meznou a zasáhl souvisle zalesněnou oblast národního parku, naštěstí téměř bez lidských sídel. Jednalo se o největší požár v historii České republiky. Dopady požáru si umíme dobře představit na lese (biotě celkově) i půdní hmotě, ale víme něco o tom, co udělal požár s pískovcovými skalami? Pracovníci Geologického ústavu AV ČR, Ústavu struktury a mechaniky hornin AV ČR a Přírodovědecké fakulty UK se během uplynulých dvou let věnovali několika tématům souvisejícím s vlivem požáru na pískovcové skály. Zde shrneme část výsledků jejich studia, které dál probíhá a bude prezentováno v populárních i odborných časopisech.

 

Co se zjistilo

Poškození skal má různou intenzitu a na skalních stěnách se vyskytuje buď lokálně, nebo souvisle podél stěn. Nejvýraznějším efektem poškození způsobeného požárem, je tvorba prasklin subparalelních k povrchu stěn, doprovázená odlupováním povrchových skalních šupin. Odlupování bylo pozorováno i na volně ležících balvanech ve dnech údolí. Na skalních stěnách dochází k odlupování od země až do výšky 2–3 m (méně často i více, především tam, kde v blízkosti skal rostly vysoké stromy). Některé odloupané skalní šupiny ležely i relativně daleko od skal (až 2 m), což ukazuje na explozivní oddělování při „vaření“ vody uvnitř skalního masivu. Pískovec je totiž porézní hornina obsahující velké množství skalní vlhkosti, a tak se při ohřátí voda uvnitř mění na páru, které se snaží uniknout ven. Velikost a hmotnost šupin je proměnlivá, pohybuje se od několika centimetrů až po decimetry. Tloušťka šupin se pohybuje od milimetrů do zhruba 15 cm. Největší pozorovaná oddělená šupina měla rozměry přibližně 50 × 70 × 10 cm a vážila přes 20 kg.

Dalším viditelným poškozením skalních stěn způsobeným požárem je jejich zčernání způsobené spálením organické hmoty (hub, lišejníků, mechů) a zejména také atmosférickou depozicí jemného popílku. Výrazná barevná změna postihla i horninu pod vlastním povrchem. Světle nažloutlá barva původní horniny byla žárem změněna na sytě rezavě oranžovou, červenou nebo narůžovělou, někde  i šedobílou.

Bylo zjištěno, že tyto barevné změny jsou způsobené jen malými změnami v minerálním složení pískovce. Převážně totiž došlo k částečné transformaci kaolinitu na metakaolin a také k oxidaci železa přítomného v některých minerálech. Z dřívějších experimentálních prací je možné určit, že tyto barevné a mineralogické změny naznačují teploty na povrchu a blízkém pod povrchu skal v rozmezí 250–550 °C.

Dalším zajímavým poznatkem byly předběžné propočty množství opadaného materiálu ze skal. Na základě vážení opadaného materiálu na málo, středně a hodně poškozených místech bylo zjištěno, že množství opadu se pohybuje v rozmezí jednotek (desítek) gramů až po několik kilogramů na jeden metr čtvereční poškozené skály.

Nezanedbatelným důsledkem ohoření skal je také příspěvek písčité složky do požárem zničených půd, což může lokálně zpomalovat proces jejich obnovy.

 

Jak to bude dál

Na základě nově zjištěných i dříve publikovaných poznatků lze předpokládat následující vývoj ohněm poškozených skalních výchozů:

• postupné opadání odpraskaných šupin na vertikálních stěnách
• postupně se zrychlující rozpad šupin, které byly částečně odpojeny od skal, ale stále ještě zůstaly na místě v horizontálních nebo skoro horizontálních pozicích
• velmi rychlý rozpad opadaných šupin (až na písková zrna) na zemi a následné rozptýlení písku do okolní půdy (rozpad šupin bude lokálně záviset na expozici, počtu a intenzitě působících klimatických událostí jako jsou prudké deště, mráz, kroupy, atd.)
• postupně dojde k „zacelení“ odpadlými šupinami nově odkrytých skalních povrchů vznikající skalní „krustou“ složenou jak z minerálních složek, tak lišejníku a vláken hub
• a postupně dojde i k částečnému „vymytí“ popela z povrchu skal, překrytí novými lišejníky a tedy ke sjednocení barev do původního vzhledu.

Když bychom to shrnuli, příroda si prostě poradí a skály budou během několika let (možná prvních desítek) vypadat jako dříve. Koneckonců, jak ukazují záznamy v půdních horizontech, takových požárů už na území Českého Švýcarska bylo v historii více.

Obr. 1: Celkový pohled na požárem zasaženou krajinu Českého Švýcarska v oblasti Dlouhého dolu (říjen 2022). Foto M. Filippi

Obr. 2: Detail povrchu ohořelého balvanu pískovce s barevnými změnami (říjen 2022). Foto M. Filippi

Obr. 3: Část skalní stěny se silným opadem šupin (říjen 2022). Foto M. Filippi

Obr. 4: Srovnání stejného skalního výchozu z října 2022 a února 2024 ukazuje rozpad opadaných skalních šupin na písek i obnovu vegetace. Foto M. Filippi

Obr. 5: Snímek z května 2025 ukazuje obnovu vegetace v postižené oblasti, ale i to, že z dálky si už stopy po požáru na skalách ani neuvědomujeme. Foto M. Filippi

Další informace: Michal Filippi a Jiří Adamovič, Geologický ústav AV ČR

filippi@gli.cas.cz; adamovic@gli.cas.cz

Zemětřesení často přicházejí nečekaně a bez varování. V České republice se silná a ničivá zemětřesení vyskytují naštěstí jen zřídka, přesto ani naše území není zcela bez rizika. Slabší otřesy jsou zaznamenávány pravidelně – a právě jejich sledování a pečlivá analýza je důležitá nejen pro naši bezpečnost, ale i pro celkové poznání procesů, které probíhají hluboko pod zemským povrchem. Zemětřesení však bývají mnohem častější a silnější v některých oblastech, kam Češi rádi cestují – například ve Středomoří nebo v Turecku. Tam může dojít k výrazným otřesům, které ač trvají jen několik vteřin až minut, mohou způsobit rozsáhlé škody a ohrozit lidské životy.

Když zemětřesení udeří, nejdůležitější je zachovat klid a chránit se. Uvnitř budov je nejbezpečnější schovat se pod pevný stůl nebo se přitisknout k nosné zdi mimo dosah oken. Vyhýbejte se výtahům a snažte se nevybíhat ven během otřesů a krátce po nich – právě panika a padající kusy staveb často způsobují nejvíce zranění. Velkým rizikem jsou například padající komíny. Po skončení otřesů zkontrolujte, zda nedošlo k únikům plynu či požárům, a sledujte pokyny záchranných složek. Telefonní síť a silnice by měly zůstat volné pro složky integrovaného záchranného systému.

Více informací lze nalézt například na této adrese: https://www.zachranny-kruh.cz/mimoradne-udalosti/geologicka-rizika/co-delat-v-pripade-zemetreseni.html

Příklad destruktivních dopadů zemětřesení o magnitudu M7.8, které zasáhlo Turecko dne 6. 2. 2023 (zdroj obrázku: https://www.emsc-csem.org/Special_reports/?id=271 )

Vzhledem k tomu, že neexistuje přístroj, který by detekoval tornáda, jsme odkázáni na hlášení škod nebo poskytnutí fotografií či videí od veřejnosti a pojišťoven. Velkou práci v tom dělají sociální sítě, kde lidé rádi sdílejí svoje úlovky.

Velký počet tornád je zaznamenán na začátku tohoto století, kdy se díky společným projektům Ústavu fyziky atmosféry AV ČR a Českého hydrometeorologického ústavu podařilo odhalit 5-8 tornád ročně. Po skončení projektů přestávají tornáda společnost zajímat a tak např. v letech 2019 a 2020 o žádném tornádu nevíme. To ovšem samozřejmě neznamená, že žádné nebylo! V roce 2021 udeřilo na jihu Moravy velmi silné tornádo, které rozhodně neuniklo pozornosti. Následná hysterie médií i zjitřená pozornost obyvatel přinesly informace o pěti tornádech v roce 2022 a dokonce devíti tornádech v roce 2023. Můžeme se jen dohadovat, jestli dvě odhalená slabá tornáda z roku 2024 jsou realitou nebo postupně klesajícím zájmem médií i obyvatel.
V průměru zaznamenáme asi tři tornáda ročně a je velmi pravděpodobné, že nám slabá tornáda s délkou výskytu v řádu desítek sekund až jednotek minut často uniknou pozornosti.

Trilobiti byli mořští členovci, kteří se objevili na počátku prvohor (v kambriu, přibližně před 520 miliony let) a vyhynuli na jejich konci (v permu, asi před 252 miliony let). Jejich fosilie jsou velmi hojné – mimo jiné i díky tomu, že jejich hřbetní krunýř byl zpevněný uhličitanem vápenatým. Přestože mají značnou sběratelskou i estetickou hodnotu, trilobiti jsou důležití také pro pochopení mnoha procesů živé i neživé přírody. Jejich studium má navíc i praktické dopady.

 

1. Hledání ztraceného oceánu

Trilobiti pomohli odhalit dávný oceán jménem Iapetus. Ten existoval na přelomu starohor a prvohor, ale následně zanikl při srážce kontinentů. Po oceánu zůstala jen hluboko zvětralá geologická jizva, která na povrchu přestala být patrná. Na každé straně této jizvy se však našli úplně jiní trilobiti, kteří původně obývali opačné břehy Iapetu. Právě díky nim přišli geologové na to, že horniny které dnes leží vedle sebe musel kdysi oddělovat široký oceán. Rozšíření trilobitů tak posloužilo jako jeden z důkazů pro vznikající teorii deskové tektoniky.

Olenellidní trilobiti jako Fritzolenellus obývali jednu stranu dávného oceánu Iapetus.

2. Srovnávání vrstev a stáří hornin

Trilobiti patří mezi nejpočetnější fosilie – dnes známe přes 20 000 druhů. Každý druh přitom žil jen po omezenou dobu, a právě proto se trilobiti výborně hodí ke srovnávání vrstev stejně starých hornin po celém světě, zejména z období starších prvohor. Zkušený paleontolog dokáže podle jediného úlomku trilobita odhadnout stáří horniny, ve které byl nalezen. To má i praktické využití – například při tvorbě geologických map nebo při hledání ložisek nerostných surovin.

Trilobity rodu Asaphellus většinou naleznete ve vrstvách spodního a středního ordoviku

3. Trilobiti a evoluce

Velkoocí trilobiti z území dnešních Spojených států významně přispěli k porozumění evolučním procesům a vzniku nových druhů. Paleontolog Niles Eldredge zkoumal počet čoček v očích jednotlivých trilobitů rodu Eldredgeops a zjistil, že nové druhy vznikaly rychle, během geologicky krátkých období, v izolovaných oblastech, odkud se pak šířily dál. Na základě těchto a dalších pozorování pak Eldredge společně se Stephenem Jay Gouldem formuloval evoluční teorii přerušovaných rovnovah (punctuated equilibrium).

Phacopidní trilobiti s velkýma očima přispěli k porozumění evolučním procesům.

4. Velká vymírání

Během své 270 milionů let dlouhé existence zažili trilobiti několik velkých vymírání spojených s dramatickými změnami klimatu. Paleontologové dnes zkoumají, které druhy vymíraly a zda existovaly vlastnosti, které je k vymření činily náchylnějšími nebo naopak odolnějšími. Například během doby ledové na konci ordoviku vyhynula asi polovina všech tehdy žijících trilobitů. Většinou šlo o druhy, jejichž larvy se volně vznášely v oceánu jako plankton. Naopak trilobiti s larvami žijícími na mořském dně zpravidla přežili. Tyto studie nám pomáhají pochopit, jak mohou druhy reagovat na současné i budoucí změny klimatu.

Trilobiti s planktonními larvami (na obrázku) byli náchylní na změny klimatu na konci ordoviku.

Když se řekne eroze, většině lidí se vybaví něco negativního – splavená půda z polí, která při přívalových deštích končí v ulicích vesnic, zanáší rybníky a přehrady a přispívá k rozvoji sinic. Taková půda je totiž plná živin, jako je dusík a fosfor, a jakmile se dostane do vodních nádrží, může zhoršit kvalitu vody a poškodit vodní ekosystémy. Negativní pohled na erozi posilují i události, jako jsou povodně, při nichž dochází k narušení břehů, změnám polohy koryta a poškození silnic nebo staveb v jeho blízkosti.

Eroze ale není jen ničivý proces. V přírodě má své nezastupitelné místo. Zejména břehová eroze – tedy proces, při kterém řeka mění polohu svého koryta – spolu s přísunem materiálu ze svahů představuje klíčový zdroj sedimentů, které jsou nezbytné pro udržení rozmanitosti a funkčnosti říčních ekosystémů. Erozí se do řeky dostává dřevo a sedimenty, které pomáhají vytvářet pestré říční prostředí – lavice, tůňky, mělčiny a ostrovy. Právě tyto prvky dávají prostor pro život rybám, bezobratlým i rostlinám. Navíc udržují dynamiku řek, která je klíčová pro jejich samoobnovu.

V minulosti jsme ale kvůli ochraně majetku začali břehy opevňovat a řeky svazovat do pevných koryt, čímž jsme přirozenou erozi téměř zastavili. Paradoxně tím někdy škodíme i sami sobě. Pokud totiž řeka nemá možnost se volně vyvíjet a erodovat břehy, nedostává se do koryta potřebný materiál. To pak může vést ke zahlubování koryta, a následně podemílání opevněných břehů v obcích, a nakonec k větším škodám při povodních. Moderní přístupy proto hledají rovnováhu: umožnit přírodě, aby si v určitých úsecích mohla dělat svou práci, a zároveň chránit obydlené oblasti tam, kde je to opravdu nutné. Taková řešení – třeba vyčlenění říčních úseků pro přirozené procesy – nejen podporují ekologickou obnovu, ale mohou i snížit riziko katastrof níže po proudu.

Nakonec je třeba si přiznat, že člověk dnes erozní procesy v krajině urychluje – odlesňováním nebo špatným hospodařením na polích. Tyto zásahy mají často negativní dopady. Zároveň ale nemůžeme erozi úplně odstranit. Je to přirozený a nezbytný proces, bez kterého by krajina ztratila svou schopnost obnovy a života. Eroze totiž není jen nepřítel – je to nezbytná součást přírodních dějů, které udržují funkčnost a rozmanitost krajiny.

 

Autor: Ján Babej (ÚVGZ AV ČR)

Povodně jsou přirozený jev v krajině, který vzniká při vybřežení vody z koryt vodních toků do svého bezprostředního okolí. Na rozdíl od klasických „dešťových povodní“, způsobených dlouhotrvajícími srážkami, jejichž objemy již přesycená půda po delší době (např. několik dnů) není schopna zachytit, se v současnosti stále častěji vyskytují tzv. „přívalové povodně“, způsobené extrémními srážkovými úhrny, které spadnou v krátkém čase na relativně malou plochu. Tento typ povodní se navíc často vyskytuje v územích, která nemají historickou zkušenost s těmito extrémními jevy a škody napáchané nenadálou povodní s rychlým nástupem jsou tak mnohdy navýšené faktem, že místní obyvatelé s možností vzniku povodňové situace nepočítají a neučiní relevantní opatření k minimalizaci rizika.

Probíhající klimatická změna má na četnost a intenzitu přívalových povodní významný vliv. S rostoucími teplotami vzduchu se zvyšuje množství atmosférické vlhkosti, která následně generuje vydatnější srážky s vyšší pravděpodobností vzniku rychlých a intenzivních přívalových povodní. Tyto prudké deště mohou trvat velmi krátkou dobu, ale způsobují rozsáhlé a nečekané vybřežení vody z koryta toku, které ničí majetek, způsobuje ztráty na životech a narušuje životní prostředí. Změna klimatu dále také ovlivňuje prostorovou distribuci srážek – některé oblasti tak čelí četnějším a intenzivnějším přívalovým srážkám, zatímco jiné trpí dlouhodobým suchem. Dalším relativně častěji se vyskytujícím extrémem, souvisejícím s dopady klimatické změny v našich středoevropských podmínkách, jsou zemní toky a bahnotoky, které se nejčastěji vyskytují ve svažitých územích s převahou zemědělského hospodaření (zejm. rozsáhlých bloků orné půdy, na kterých nejsou přijata žádná opatření k omezení půdní eroze nebo jsou opatření nedostatečná). Problémem je zejména skutečnost, že extrémní srážkové úhrny v kombinaci s „obnaženým“ povrchem půdy bez vegetace na ukloněném terénu způsobují rychlý povrchový odtok vody, který má značný potenciál odnosu půdy.

 

Autor: Jiří Jakubínský (ÚVGZ AV ČR)