Chebsko jako přírodní laboratoř

Už v průběhu minulého týdne se na Chebsku začala chvět země. Nejsilnější otřesy dosáhly v pátek a v neděli téměř čtyř stupňů Richterovy škály. Tento týden v úterý přesáhla síla zemětřesení dokonce „čtyřku“. A seizmická aktivita v oblasti bude podle odborníků pokračovat.

Otřesy vyvolávají paniku mezi obyvateli západních Čech, vědci však záchvěvy sledují s nadějí. „Bez nadsázky lze říci, že oblast je v rámci střední Evropy unikátní přírodní laboratoří,“ podotýká Josef Horálek z Geofyzikálního ústavu Akademie věd ČR.

Plyny ze zemského nitra
Sledování této lokality se vědci intenzivně věnují už více než sto let. Jako magnet na ně ale Chebsko zapůsobilo až před Vánoci v roce 1985. Tehdy postihlo západní Čechy zemětřesení o síle téměř pět stupňů Richterovy škály. Stalo se impulzem k vybudování sítě WEBNET zahrnující 13 seizmických stanic. „Jimi zaznamenaná data se v reálném čase přenášejí do Geofyzikálního ústavu, kde je denně analyzujeme,“ popisuje Josef Horálek.

Vědci měří třeba změny vydatnosti a chemického složení unikajících plynů, změny zemské tíže způsobené posunem hmoty nebo prouděním kapalin, případně směsi vody a plynu. Posuny bloků se zachycují také prostřednictvím opakovaných měření GPS.  Protože se ohnisko zemětřesení na Chebsku pohybuje na zlomu o ploše pouhých 14 krát 5 kilometrů, mohou jeho projevy vědci bez potíží průběžně zachycovat trvale umístěnými přístroji. „V jiných seizmicky aktivních oblastech se epicentrum přestěhuje klidně i o více než sto kilometrů,“ vyzdvihuje Josef Horálek přednosti západních Čech. Vyhodnocení údajů nasbíraných při otřesech z uplynulého týdne by podle něj již brzy mohlo přispět k hlubšímu pochopení příčin západočeských zemětřesení a do budoucna i k předpovídání těchto a dalších otřesů.

Možných vodítek je více: změny teplot, hladin podzemních vod, nebo složení unikajících plynů. A právě posledně jmenovaný parametr se zatím rýsuje jako nejnadějnější. „V plynech vynášených ze země sledujeme izotopové složení helia. V atmosféře nyní převažuje izotop He-4, když vznikala planeta, převládalo He-3 a to je také v západních Čechách ve velké míře vynášeno z nitra Země na povrch,“ vysvětluje Josef Horálek. A právě poměr těchto dvou izotopů, který se mění v závislosti na procesech probíhajících v zemské kůře a svrchním zemském plášti, by podle českého seizmologa mohl signalizovat blížící se zemětřesení.

Otřesy se rojí jako poplašené včely
Na Chebsku vědci studují zvláštní typ seizmicity, takzvané zemětřesné roje. „Island a západní Čechy jsou v této kategorii dvě asi nejlépe prostudované oblasti. S islandskými vědci intenzivně spolupracujeme,“ poznamenává Josef Horálek.

A v čem se roje liší od klasických otřesů?  Pro ilustraci si představme dva rozzuřené býky. Ani jeden se nechce vzdát kousku svého teritoria. Sokové nejprve sbírají síly k souboji, pak zkříží rohy a zuřivě se přetlačují. Když se jednomu ze soupeřů podlomí nohy, druhý ho mocným škubnutím odsune ze svého území. A podobně jako býci, zápolí o prostor i mnohem větší kolosy: desky zemské kůry. Při jejich vzájemném pohybu rychlostí několika centimetrů ročně se kumuluje energie. Nějaký čas po jejich „zaklesnutí“ převýší nahromaděné napětí pevnost hornin, desky sebou prudce trhnou a energie rychle uniká: země se otřásá.

Velká a ničivá zemětřesení se rodí především na styčných plochách zemských desek. V Evropě je nejohroženější lokalitou Středomoří, které leží na rozhraní eurasijské a africké desky. Česko můžeme v tomto ohledu považovat za relativně klidné zátiší: leží uprostřed zemské desky.

Zemětřesení, které nyní postihlo Chebsko, sice nepatří mezi rekordmany ve velikosti a síle, zato však otřesy přicházejí opakovaně, v takzvaných rojích, a doprovází je zlověstné dunění. Při jeho zrodu se zmiňovaní býci přetlačují, ale zároveň i funí a mocně upouštějí páru.

Dva bloky hornin se v místech zlomů, kterých najdeme v západních Čechách celou řadu, posouvají proti sobě. O jejich lepší „klouzání“ se však stará zvláštní „pára z býčích nozder“: vulkanická natavenina, nebo spíše směs vody a oxidu uhličitého unikající z hlubin pod vysokým tlakem. „Namazané“ plochy zlomu po sobě lépe kloužou, proto nedochází k jednomu velkému prasknutí, ale k více menším.

Živnou půdou pro vytvoření „býčí páry“ představuje oslabená zemská kůra posetá četnými zřídly minerálních pramenů. Bez zajímavosti nejsou ani sopky činné v geologicky nedávné minulosti – Komorní a Železná hůrka nebo výrony plynů z hlubokých partií zemské kůry v lokalitách Bublák a Soos. V celé oblasti se za běžných podmínek uvolňuje 150 m3 oxidu uhličitého.

„Voda s plynem tlačí zespodu na zlom a rozevírá ho, čímž od sebe oddaluje bloky hornin,“ vysvětluje Josef Horálek. Tlak z hlubin rozvolní „zaklesnuté“ masivy a odstartuje zemětřesení. Napětí se však neuvolňuje jednorázově, ale v sériích menších otřesů. „Jejich velikost může dosáhnout maximálně pěti stupňů Richterovy škály,“ uklidňuje Josef Horálek. Energie se kumuluje na trhlinách, které jsou v zemské kůře západních Čechách hojné, ale ne tak velké, aby při zadrhnutí mas horniny došlo k otřesům přesahujícím „pětku“. Takže maximálně praskají omítky, padají střešní tašky nebo se bortí komíny. Horší jsou dopady zemětřesení na lidskou psychiku. Usínat v nadskakující posteli a uklidňovat se, že dům otřesy vydrží, asi není moc příjemné. Děsivě působí i doprovodné zvuky připomínající hřmění nebo průjezd těžkotonážních vozidel.

Masy jsou „namazané“ a pohyby na zlomech při zemětřesných rojích rychlé. Vznikající seizmické vlny proto obsahují slyšitelné frekvence. „Vlna rozkmitá zemský povrch, a ten pak rozhýbe vzduch, takže slyšíme různé zvuky,“ vysvětluje vznik hučení Josef Horálek.

Vrty rozechvívají zemi
Nyní budou čeští vědci vyhodnocovat informace nasbírané v přírodní laboratoři na Chebsku. K dispozici však mají i data z uměle vyvolaných zemětřesení. „V poslední době spolupracujeme s týmy odborníků, kteří se zabývají využíváním geotermální energie. V alsaské lokalitě Soultz se při přípravě hlubokých vrtů, z nichž by se měla čerpat horká voda pro elektrárnu, podařilo vyvolat několik sérií otřesů připomínajících zemětřesné roje,“ popisuje český seizmolog.
Když se začala do pět kilometrů hlubokých vrtů pumpovat pod tlakem voda, vznikly zemětřesné roje o síle nejvýše tři stupně. V případě dalšího vrtu u Basileje dosáhly otřesy dokonce hodnoty 3,5 na Richterově škále.

„Zpracováváme data z Alsaska a ukazuje se, že uměle vyvolané seizmické jevy mají podobný charakter jako zemětřesné roje třeba na Chebsku,“ vysvětluje Josef Horálek. Jen otřesy ve vrtech vyvolává voda tlačená z povrchu do nitra země a zrodu rojů zase napomáhá kapalina (případně smíchaná s plynem) směřující z hlubin k povrchu.

Eva Hníková