Ničivé japonské zemětřesení v roce 2011 mělo pokračování. Vědci až po letech zjistili, co se vlastně pod zemí odehrálo

Katastrofální zemětřesení o magnitudě 9, které v březnu 2011 zasáhlo severovýchodní Japonsko, patří k nejlépe zdokumentovaným přírodním katastrofám v historii. Otřesy a následná vlna tsunami si vyžádaly téměř 20 tisíc obětí a způsobily rozsáhlé škody. Nová studie, zveřejněná ve vědeckém časopisu Science, ale ukazuje, že příběh této události zdaleka neskončil v okamžiku, kdy se země přestala třást.

Vědci nyní zjistili, že část energie zemětřesení procestovala nitrem planety až k zemskému jádru, odkud se odrazila zpět k povrchu. Návrat těchto vln následně vyvolal další skluz na rozhraních tektonických desek a trvale posunul celé Japonsko směrem na východ až o šest milimetrů.

Záhadný posun bez zjevné příčiny

Přibližně 16 minut po hlavním zemětřesení zaznamenala síť japonských GPS stanic zvláštní jev. Prakticky současně po celé zemi došlo k náhlému posunu směrem na východ. Neodpovídal však žádnému známému dotřesu ani jiné seismické události, která by byla registrována běžnými přístroji.

Právě tato anomálie začala po letech zaměstnávat geofyzičku Sunyoung Park z Chicagské univerzity. Zatímco stovky vědeckých studií se soustředily na samotné zemětřesení a jeho následky, tento drobný, ale konzistentní signál zůstával nevysvětlený. Proto se Parková společně s kolegy pustila do podrobné analýzy všech dostupných měření.

Cesta do středu Země a zpět

Výzkumníci postupně vyloučili běžná vysvětlení. Podmořský sesuv půdy by měl příliš lokální dopad a stejně tak neodpovídal pozorováním ani pomalý pohyb na některém z hlavních zlomů.

Nejlépe se s naměřenými daty shodoval mnohem neobvyklejší scénář. Obrovské množství energie uvolněné při zemětřesení vyslalo silné seismické vlny hluboko do nitra planety. Ty doputovaly až k vnějšímu zemskému jádru, které tvoří tekutá směs železa a niklu. Na rozhraní mezi pláštěm a kapalným jádrem se část energie odrazila a začala putovat zpět k zemskému povrchu.

Celá cesta tam i zpět měřila přibližně 5 800 kilometrů a trvala asi 15 minut. Po návratu do zemské kůry vlny znovu aktivovaly tektonické zlomy v okolí Japonska a vyvolaly další skluz tektonických desek.

Nejrozsáhlejší zaznamenaná seismická událost

Podle autorů studie šlo o mimořádně rozsáhlý jev. Dodatečný pohyb tektonických desek proběhl na území dlouhém zhruba 3 000 kilometrů, což z něj činí nejrozsáhlejší seismickou událost, jaká byla dosud zaznamenána. Přestože ji lidé prakticky nepocítili, uvolnila energii odpovídající přibližně zemětřesení o magnitudě 7,5.

Výjimečný byl také tím, že současně zasáhl hned několik významných hranic tektonických desek. Pohyb proběhl nejen na rozhraní Pacifické desky a menší Ochotské desky, ale také mezi Filipínskou a Euroasijskou deskou. Jde o první zdokumentovaný případ, kdy jediná seismická událost tohoto typu ovlivnila hned čtyři tektonické desky.

Proč si jevu nikdo nevšiml

Důvod, proč tento proces zůstal více než deset let skrytý, souvisí s tím, jak fungují běžné seismické přístroje. Ty jsou optimalizované především na zachycování krátkých vysokofrekvenčních otřesů typických pro klasická zemětřesení.

V případě katastrofy z roku 2011 navíc panoval v datech mimořádný „šum“. Po hlavním otřesu následovalo obrovské množství dotřesů, které jemnější signál prakticky překryly. Teprve kombinace údajů z GPS stanic a seismometrů rozmístěných po celém Japonsku umožnila výzkumníkům tento skrytý efekt spolehlivě oddělit od ostatních měření.

Vědci se domnívají, že hlavní zemětřesení nejprve výrazně oslabilo okolní zlomy. Když se pak přibližně o čtvrt hodiny později vrátila energie odražená od zemského jádra, stačil už relativně slabší impuls k tomu, aby oslabené hranice tektonických desek znovu sklouzly. V některých případech navíc aktivoval i zlomy nacházející se mnohem dále od epicentra.

Objev tak naznačuje, že účinky velkých zemětřesení nemusí končit okamžikem, kdy ustanou hlavní otřesy. Energie uvolněná při katastrofě může ještě o několik minut později vyvolat další pohyby tektonických desek prostřednictvím mechanismu, který dosud věda neznala.

Nový pohled na seismická rizika

Výsledky studie rozšiřují představy geologů o tom, jak se energie velkých zemětřesení šíří nitrem planety. Dosud bylo známo, že silné seismické vlny mohou oběhnout Zemi a odrážet se od zemského jádra. Poprvé se ale podařilo doložit, že návrat těchto vln může přímo vyvolat další pohyb tektonických desek na povrchu. Podle autorů jde o zcela nový typ seismického rizika, se kterým dosavadní modely nepočítaly.