Česká geologie je alternativou k oficiálním institucím příliš svázaným byrokracií a scientometrií. Smyslem existence České geologie je umožnit těm, kteří mají čím přispět k rozvoji a šíření poznání o "neživé" přírodě, aby tak mohli učinit bez zbytečných obstrukcí, které bývají kladeny z různých důvodů.
Nejde nám o protestování proti všemu ani o utrácení volného času. V první fázi je prioritou prosadit dostatečnou svobodu projevu a bádání a ujistit všechny, kdo chtějí dělat to, v čem opravdu vidí smysl, že v tom nejsou sami.


Autor blogu: Mgr. Václav Procházka, Ph.D. (e-mail: vprochaska.zav.seznam.cz)

viz též Česká geologie - Webové stránky

Prosinec 2011

Co pohybuje bloky zemské kůry II.

14. prosince 2011 v 18:41 | Václav Procházka

Co pohybuje bloky zemské kůry II.

Do otázek pohybu litosférických desek poněkud nečekaně zasáhlo i velmi jednoduché zařízení, určené pro měření mikrodeformací - vertikální statické kyvadlo, které je instalováno v podzemních prostorech teprve od roku 2007. Výsledky potvrdily, že tento způsob měření je velice výhodný zejména pro detekci změn horizontálních napětí, způsobených tektonickým napětím. Je to umožněno zejména tím, že na rozdíl od horizontálních kyvadel je zde dlouhá vertikální měřicí báze a měření reaguje hlavně na náklony nebo rozvrstvování bloků zemské kůry ve svislém směru, způsobené především změnou horizontálních složek napětí.

Mezi geology a seismology je dosud velmi rozšířen názor, že zemětřesení (kromě dotřesů - tzv. aftershocks) nelze předpovídat. V Číně sice bylo dosaženo pozoruhodných úspěchů již v 70. letech, a to s použitím mnoha metod včetně sledování chování zvířat, nicméně většina výsledků byla částí odborné veřejnosti přehlížena (jazyková bariéra - velký počet těchto prací je v čínštině - zdaleka nebyla jediným důvodem). Významný pokrok však přinesla také zmíněná kyvadla. I když měření probíhala zatím jen v Evropě a první dva roky pouze v České a Slovenské republice, zpravidla byly pozorovány anomálie před velkými zemětřeseními situovanými až na východním okraji eurasijské desky, a často ještě dále.

Zvýšené napětí lze většinou pozorovat již několik dnů až týdnů před velkými zemětřeseními. Díky tomu se poprvé podařilo předpovědět zemětřesení v roce 2008 u souostroví Kurily (M = 7,3), které jinak nikdo nepředpověděl. Významným zjištěním je intenzivní přenos napětí i přes několik hranic litosférických desek. Další predikce - převážně úspěšné - následovaly, protože však tehdy většina výsledků nebyla ještě publikována, byly předpovědi pouze písemně zaslány dvěma osobám. Tato překážka zveřejňování predikcí již neexistuje. Vše podstatné je shrnuto v knize NÁKLONY, GLOBÁLNÍ TEKTONIKA A PREDIKCE ZEMĚTŘESENÍ s osmičlenným kolektivem českých autorů v čele s Dr. Pavlem Kalendou a Ing. Liborem Neumannem (autor tohoto článku se podílel pouze na jedné z deseti kapitol); vydání anglické verze následovalo v létě 2012.

Nicméně pro úspěšné systematické předpovědi zemětřesení (a snad i zvýšené vulkanické aktivity) je třeba vytvořit globální systém nejen deformometrů, ale i dalších měřicích aparatur. I když kontakty navázané ve světě jsou slibné, je zřejmé, že jde o dost velký úkol pro hrstku lidí, kteří se problematikou zabývají převážně ve volném čase, v lepším případě na částečný úvazek. Tato situace však nemusí být neměnná. Záleží tedy hlavně na české veřejnosti, jestli výsledky českého týmu budou dostatečně zhodnoceny nejen pro rozvoj zdejší vědy a výzkumu, ale také pro systematické sledování a interpretaci měření na regionální úrovni (možným výstupem by mohly být např. predikce zemětřesení v západních Čechách). Průběžné zveřejňování vybraných výsledků měření na kyvadlech nebo i jejich interpretací je možné v podstatě okamžitě, musí však být odpovídající podmínky. To mimo jiné znamená respektovat skutečnost, že ne všechny předpovědi se vyplní a stejně tak ne všechna zemětřesení (včetně nejsilnějších) lze předpovědět. Odborná veřejnost může s tímto vědomím přispívat ke zdokonalení metodiky predikcí na základě věcné diskuse a kritiky.

Předpovědi zemětřesení nejsou jediným výsledkem. Ukázalo se, že nejvýznamnějším zdrojem energie pro pohyb litosférických desek je sluneční záření. Jeho úzký vztah k průběhu deformací masívu (hlavně v denních a ročních cyklech) byl nejlépe prokázán právě měřeními na vertikálních statických kyvadlech. Změny teploty způsobují vlivem roztažnosti hornin termoelastické vlny. Tyto deformace sice mají do značné míry cyklický charakter (denní, roční apod.), ale ve výsledku jsou nevratné díky západkovému mechanismu. Výsledkem působení vnějších sil je západní drift litosférických desek vůči plášti a vzájemné pohyby desek jsou způsobeny rozdíly v jejich rychlosti a přesném směru. Tato dílčí zjištění byla publikována, převážně jinými autory, již dříve (s velmi rozdílnými ohlasy), ale v nové monografii jsou poprvé prezentována v podobě ucelené teorie. Na energii uvolněnou při vulkanismu a zemětřesení v litosféře se mění zhruba jedno procento sluneční energie dopadající na povrch Země. Protože však ještě více energie je uvolněno pomalými pohyby v litosféře, může jít v globálním průměru zhruba o 3 %, tedy až 10 % sluneční energie dopadající na pevniny. Tato čísla je třeba zohlednit také v klimatických modelech.

Prokázaná dominantní úloha vnějších sil v pohybu litosférických desek zřejmě definitivně vyvrací teorii konvekčních (oběhových) proudů v zemském plášti. V souvislosti s tím se podstatně mění i pohled na zemské nitro, což je téma, které výrazně přesahuje rámec jedné monografie. Nicméně jsme se pokusili aspoň poukázat na skutečnost, že hlavní argumenty uváděné na podporu konvekce nejsou nezávislé a existují alternativní, často mnohem jednodušší vysvětlení.

V srpnu 2011 jsem využil konání velké mezinárodní konference Goldschmidt (dříve geochemické, dnes už "geovědní") v Praze a provedl neoficiální průzkum názorů geologů na plášťovou konvekci. Kromě asi desítky oslovených, kteří nestudovali žádný geologický obor a do ankety nejsou započítáni, byly počty odpovědí následující:

a) existuje hluboká konvekce, zahrnující v podstatě celý plášť (může jít i o více buněk nad sebou).............44

b) existuje konvekce, ale je omezena pouze na část pláště............18
+ dalších 8 respondentů připouštělo možnost a) i b)

c) konvekce v plášti neexistuje.........................1
+ 1 respondent připustil možnosti b) i c)

d) nemá vyjasněný názor (většinou environmentálně zaměření geologové)....................22

Celkem tedy ze 72 oslovených, kteří měli na konvekci určitý názor, pouze jedna ruská respondentka byla přesvědčena o neexistenci konvekce a pouze jeden francouzský respondent tuto možnost připustil. Téměř jednoznačně pro hlubokou konvekci se vyslovili geologové z USA, podstatně vyrovnanější byl poměr mezi zastánci celoplášťové a omezené konvekce z Německa, Ruska či Francie.

Rovněž v impaktovaných periodikách se vyskytují názory popírající konvekci jen výjimečně, jako rarita. Bude tedy zajímavé sledovat, jak se s vyvrácením tohoto paradigmatu publikační a scientometrický průmysl vypořádá. Naštěstí nepovažujeme za nejdůležitější kvantitu publikací, ale spíše praktické uplatnění výsledků.


Václav Procházka