Zemetrasenia

Zemetrasenia

Zemetrasenia sú otrasy Zeme vznikajúce náhlym uvoľnením mechanickej energie nahromadenej v zemskej kôre alebo v plášti. Zemetrasenia sú prirodzené alebo umelo vyvolané (explózie). Podľa vzniku sú zemetrasenia rútivé vyvolané prepadávaním stropov podzemných dutín v krasových oblastiach alebo v baniach; sopečné zemetrasenia vznikajú pri výbuchoch sopiek a sú obyčajne obmedzené na ich bezprostredné okolie; z tektonického pôvodu majú zlomový charakter a patria k ním všetky katastrofálne otrasy zemského povrchu.

Doteraz nie je všeobecne prijatá teória, ktorá by uspokojivo vysvetlila príčiny a fyzikálny mechanizmus vzniku všetkých tektonických zemetrasení. V globálnom meradle ich vznik pomerne dobre vysvetľuje teória tektoniky litosferických blokov (zemetrasenia zväčša vznikajú na ich okrajoch). Interakcia blokov vyvoláva v ich okrajových častiach napätia, ktoré sa uvoľňujú sčasti pomalým postupným pohybom (creep), sčasti náhlym pohybom (slip), ktoré generuje zemetrasenie.

Prvé vysvetlenie fyzikálneho mechanizmu vzniku zemetrasenia formuloval americký seizmológ H.F. Reid (1911) na základe meraní deformácií zemskej kôry a štúdia zemetrasenia v oblasti zlomu San Andreas v Kalifornii. Podľa tejto teórie následkom pomalých tektonických pohybov sa tvorí nehydrostatické pole napätí, obyčajne v miestach, kde geologické formácie boli už predtým porušené zlomom. Napätia stále vzrastajú, až prekročia hranicu pevnosti hornín. Obyčajne v mieste, kde je hranica najnižšia. V tomto mieste, ktoré sa nazýva hypocentrum (ohnisko), dochádza k náhlemu vzájomnému posunu blokov zemskej kôry v okamihu, ktorý sa označuje hypocentrálny čas (čas vzniku zemetrasenia). Z hypocentra vyžarujú - seizmické vlny, ktoré sa v prípade silných zemetrasení šíria celým zemským telesom. Epicentrum zemetrasenia je bod na povrchu Zeme, ktorý leží na predĺžení spojnice stred Zeme - hypocentrum. V bezprostredom okolí hypocentra vznikajú trvalé deformácie prostredia. Mimo hypocentra sa zemetrasenie prejavuje seizmickými vlnami, ktoré majú pri silných zemetraseniach za následok ničivé účinky na prírodu, stavby a ľudí až do vzdialenosti niekoľko sto kilometrov od epicentra. Deštruktívne účinky môžu byť ešte znásobené sprievodnými javmi, ako zosuvy pôdy, lavíny, tsunami.

Intenzita zemetrasenia – miera účinkov zemetrasenia na prírodu, stavby a ľudí v danej oblasti – závisí od vzdialenosti posunutého miesta od epicentra, od hĺbky hypocentra a od geologickej – tektonickej stavby otraseného územia. Na vyjadrenie intenzity zemetrasenia slúži – stupnica zemetrasenia. Seizmické vlny sa registrujú pomocou – seizmografov. Podľa hĺbky hypocentra sa rozširujú zemetrasenia s plytkými ohniskami (0 – 70 km), zemetrasenia so stredne hlbokými (71 – 300 km) a hlbokoohniskové zemetrasenia (301 – 700km). Mechanizmus zemetrasenia so stredne hlbokými a hlbokými ohniskami podľa súčasných názorov spočíva v podsúvaní oceánskej litosféry pod pevninovú. Oceánska litosféra zostáva v pružnom stave ešte dlhý čas po ponorení do astenosféry.

Zemetrasenia vznikajú vnútri ponorenej časti litosféry zlomovým procesom. Na základe dlhodobých pozorovaní sa zistilo, že epicentrá zemetrasenia sú zväčša rozložené pozdĺž pásov (geografické rozloženie epicentier). Sú to seizmicky aktívne pásy, z ktorých najdôležitejší je - cirkumpacifický zemetrasný pás (tu vzniká 80 % zemetrasení), mediteránny a stredoatlantický pás. Rozsiahle časti zemského povrchu tvorené starými štítmi a tabuľami sú takmer bez zemetrasnej činnosti (aseizmická oblasť). Zemské rozšírenie zemetrasenia súvisí aj so sopečnou činnosťou. Teória tektoniky litosferických platní podáva vysvetlenie, prečo sú epicentrá zemetrasenia sústredené pozdĺž hraníc Tichého oceánu (cirkumpacifický zemetrasný pás leží na hranici tichooceánskeho litosferického bloku), ale nenachádzajú sa na hraniciach Atlantického oceánu- tie nie sú krajom litosferického bloku.

V Slovenskej republike je zemetrasná činnosť koncentrovaná najmä na Západné Karpaty (Malé Karpaty, oblasť Považia, okolie Banskej Bystrice a východné Slovensko). V najzápadnejšej časti je to oblasť Kraslice - Aš. Najsilnejšie známe zemetrasenie na našom území bolo v Komárne (1763), jeho intenzita dosiahla asi 8 - 9 MSK.

Zemetrasenie patrí k najničivejším katastrofickým dejom na Zemi. Pre človeka je zemetrasenie najmarkantnejším prejavom síl vychádzajúcich zo zemského vnútra. Prichádza náhle a nečakane, je obávanejším procesom ako sopečná činnosť a škody, ktoré pri ňom vznikajú, sú väčšie ako pri vulkanizme. Odhaduje sa, že v Číne zahynulo od 11. do 20. storočia pri katastrofálnych zemetraseniach viac ako 1,5 mil. ľudí a že na celom svete si zemetrasenie vyžiadalo viac ako 13 mil. ľudských životov. Veľmi silných zemetrasení je ročne 18 – 20, stredne silných 6 – 7 tis. Počet zemetrasení, ktoré ľudia vôbec nepociťujú, je ročne okolo 800 tisíc. Napr. v Peru a Chile sú otrasy Zeme takmer každodenným javom, ročný priemer je asi 1 000 otrasov.
Výskumom zemetrasenia sa zaoberá seizmológia. Údaje zo svetovej siete seizmických staníc sa spracúvajú v medzinárodných seizmologických centrách, ktoré periodicky vydávajú katalógy zemetrasenia, celosvetové alebo regionálne mapy epicentier zemetrasenia. Na základe štatistického spracovania údajov sa vyhotovujú mapy epicentier pre rôzne oblasti, mapy max. pozorovaných intenzít a pod.

Analýza seizmických geologických, geodetických a geofyzikálnych údajov umožňuje určiť oblasti, kde možno v budúcnosti očakávať oživenie seizmickej aktivity a vyhotoviť mapy maximálne očakávaných intenzít zemetrasenia. Deň čo deň, každých 30 sekúnd zachveje sa nejaká, raz väčšia, inokedy celkom nepatrná časť zemského povrchu. Väčšina týchto otrasov je našťastie veľmi slabá, takže ich zaregistrujú len najcitlivejšie seizmické prístroje. Priemerne asi 3000 z nich sa prejaví na povrchu dosť výrazne a niekoľko 100 zemetrasení vyvolá aj väčšie či menšie trvalé zmeny zemského povrchu. Približne 20 zemetrasení spôsobujú vážne deformácie a ak je nimi postihnuté hustejšie osídlené územie, ich následky môžu byť katastrofické.

Následky veľkých zemetrasení si každoročne (spriemerované za dlhšie obdobie) vyžadujú okolo 10 - 15 tisíc obetí. Napr. len Číne za posledných 30 storočí, odkedy sa tam vedú záznamy, zahynulo v dôsledku zemetrasení vyše 13 miliónov ľudí. Takmer 95 % zemskej seizmickej energie uvoľnujúcej sa pri zemetraseniach je možné vysvetliť prostredníctvom tektoniky litosférických platní. Zvyšujúcich 5 % zemetrasení, najmä tých, ktoré sa vyskytujú ďaleko od najbližších okrajov litosférických platní, ostáva často geologicky nevysvetlených. Vyše 98 % zemetrasení má ohniská plytšie ako 15 km, 80 % je dokonca plytších ako 10 km, čo poukazuje prevažne na krehké deformácie vo vrchnej kôre.

Všeobecne možno zemetrasenie charakterizovať ako vibrácie zeme vyvolané rýchlym uvoľnením nahromadenej energie. Zemetrasenie sa prejavuje ako náhly a postupne vyznievajúci pohyb, alebo skôr ako séria pohybov zemskej kôry v určitej oblasti, z ktorej sa šíri ako seizmický rozruch všetkými smermi, v závislosti na rade faktorov. Na rôznych miestach zemského povrchu sa potom prejavuje v rôznej dobe a s rôznou intenzitou. Uvoľnená energia sa šíri zo zdroja (ohniska zemetrasenia) vlnovite všetkými smermi. Šírenie seizmických vĺn možno názorne prirovnať k šíreniu zvukových vĺn (vibrácii vzduchu) po údere zvonu. Podobne ako sa zvon chveje ešte dlho po údere, aj zem v okolí ohniska vibruje ešte mnoho hodín po zemetrasení.