Výzkumníci záměrně spouštějí zemětřesení hluboko v Alpách, ne pro destruktivní účely, ale jako nový přístup k pochopení chování zemětřesení a zlepšení předpovědí. Projekt Fault Activation and Earthquake Rupture (FEAR) si klade za cíl identifikovat varovné signály, které příroda poskytuje před zemětřesením, což je kritický cíl v seismologii vzhledem k omezením našeho současného chápání spouštěčů zemětřesení.
Problém předpovědi zemětřesení
Navzdory pokroku v globálním monitorování poruch vědci stále nejsou schopni pochopit bezprostřední spouštěče zemětřesení. Klíčovou otázkou je, proč se některé poruchy omezují na krátké úseky tektonických poruch, zatímco jiné se táhnou na míle daleko a způsobují vážnější škody. V současné době mohou geovědci analyzovat události až poté, co nastanou, což zanechává značnou mezeru v naší schopnosti předvídat a zmírňovat rizika. Jak vysvětluje Domenico Giardini, profesor seismologie a geodynamiky na ETH Zürich: “Jaké signály nám příroda vysílá? Vyjasní se až po šoku, takže se snažíme mnohem lépe porozumět tomu, jak tyto příznaky rozpoznat.”
Využití potenciálu Alp
K vyřešení tohoto problému využívá projekt FEAR jedinečné geologické podmínky Alp. Tyto majestátní hory, které se nacházejí na hranici Švýcarska a Itálie, obsahují síť hluboko ležících puklin – dědictví milionů let tektonické aktivity. Obrovská komprese z hor nad nimi vytváří trhliny ve skalách nacházejících se 0,6 až 1,2 míle (1 až 2 kilometry) pod povrchem.
Tyto zlomy pravidelně zažívají malé posuny, což způsobuje menší zemětřesení. Pomocí stávajícího tunelu – původně postaveného pro železniční projekt – projekt FEAR provádí experimenty s čerpáním vody do zlomu, aby se řídilo načasování zemětřesení. “Staly by se někdy v historii Alp, ale jsme přesvědčeni, že k nim dojde příští týden,” říká Giardini.
Kontrolovaný experiment
Tento proces připomíná to, co se stane, když ropné a plynárenské společnosti pumpují odpadní vodu do rozbitých oblastí, jako je Oklahoma a Texas. Tato praxe snižuje tření, což usnadňuje zlomení. Projekt FEAR se však liší nasazením husté sítě seismometrů a akcelerometrů přímo na samotné poruše. To umožňuje výzkumníkům přesně změřit, jak se chyba pohybuje v reakci na snížené tření – úroveň detailů, která je v přírodních podmínkách nedosažitelná.
Tým již úspěšně vyvolal statisíce zemětřesení o menší velikosti. (Síly zemětřesení se měří na logaritmické stupnici, což umožňuje existenci velmi malých zemětřesení nulové nebo dokonce záporné velikosti.)
Budoucí výzkum: Teplota a velikost
Příští týden vědci napumpují do zlomu horkou vodu, aby posoudili vliv teploty na rozvoj zemětřesení. V březnu projekt plánuje vyvolat zemětřesení o síle až 1.
Konečným cílem je vytvořit předvídatelný vztah mezi konkrétními parametry a velikostí zemětřesení. Pokud vědci úspěšně vyvolají zemětřesení požadované velikosti, budou schopni vyhodnotit skutečné poruchy, vypočítat napětí potřebné k vyvolání zemětřesení různých velikostí a případně zlepšit předpovědi.
Důsledky pro hodnocení seismického rizika
Giardini poukazuje na ničivé zemětřesení v Sýrii a Turecku v únoru 2023 jako příklad potenciálního přínosu tohoto výzkumu. “Víme, že tato chyba bude pokračovat na jih a na sever. Chceme se pokusit pochopit, bude příští otřes magnituda 7, 8 nebo 8,5?”
Počáteční výsledky naznačují, že faktory, jako je napětí v horninách obklopujících zlom, jsou kritickými indikátory. Vědci také získávají přehled o tom, jak se zemětřesení šíří z jednoho zlomu do druhého.
„Vidíme příklady, které sami vyrábíme pod zemí, které jsou velmi podobné tomu, co se děje v přírodě,“ uzavírá Giardini.
Inovativní přístup společnosti FEAR nabízí naději na budoucnost, ve které nebudou zemětřesení zcela nepředvídatelná a komunity budou moci být na tyto nevyhnutelné přírodní události lépe připraveny.
