Nový model pro analýzu zemětřesení
Prestižní vědecký časopis Nature publikoval studii Dynamics, interactions and delays of the 2019 Ridgecrest rupture sequence, jejímž spoluautorem je prof. František Gallovič z MFF UK. Mezinárodní vědecký tým v článku představuje dosud nejdetailnější fyzikální model dvou silných zemětřesení, jež před čtyřmi lety zasáhla jižní Kalifornii.
Ilustrační foto (fotobanka Unsplash)
Vědci zkoumali dvě zemětřesení z roku 2019 o magnitudě 6,4 a 7,1, která měla epicentrum ve městě Ridgecrest v Mohavské poušti a odehrála se s odstupem pouhých 34 hodin. Šlo o největší zemětřesení v dané oblasti za posledních 20 let. Událost aktivovala velké množství geologických zlomů, včetně těch vzájemně kolmých.
V rámci studie, která vyšla v květnu v časopise Nature, vědci představili novou metodu založenou na náročném 3D matematicko‐fyzikálním modelování pomocí superpočítačů. Nový model zahrnuje velké množství fyzikálních „ingrediencí“, jako je geometrická segmentace a nerovinný tvar zlomů, laboratorně určené zákony tření a poškození hornin, změnu napětí v důsledku předchozích blízkých zemětřesení nebo šíření seismických vln v komplexním prostředí.
Díky interakci mezi těmito fyzikálními jevy dokáže publikovaný model vysvětlit, proč se zlomy neaktivovaly najednou, ale ve dvou po sobě jdoucích zemětřeseních. Navíc umí objasnit širokou škálu dat, včetně blízkých i teleseismických záznamů zemětřesných pohybů, geodetických měření GPS, satelitních záznamů deformace povrchu (InSAR) nebo terénního mapování povrchových trhlin.
Nový fyzikální model podle autorů studie představuje budoucnost v odhadování zemětřesného ohrožení v seismicky aktivních oblastech. Dosud se vědci téměř výhradně spoléhali na empirický přístup. Nicméně v budoucnu bude možné vytvářet fyzikálně podložené realistické scénáře zemětřesení, které budou specificky simulovány pro danou oblast pomocí superpočítačů. „Tato studie nám zatím umožňuje určit důležitost a vliv jednotlivých fyzikálních ingrediencí. Pro další pokrok v této oblasti je nezbytný další výzkum, který bude sloužit k vyjasnění míry, do jaké je třeba znát jednotlivé parametry zlomů dopředu, a jak tyto parametry určit,“ říká spoluautor studie prof. František Gallovič z MFF UK.
Autoři článku jsou vědci specializující se na dynamické (fyzikální) modelování zemětřesení na superpočítačích a na mapování zlomů. Český zástupce do studie přispěl provedením inverzního modelování pomocí kinematického modelu šíření trhliny, jenž byl následně využit ke zpřesnění výsledného dynamického modelu. Současně poskytl konzultace k modelování seismogramů a k jejich vztahu s vlastnostmi vývoje trhliny. „Tato studie představuje významný krok vpřed v našem porozumění zemětřesením a v možnostech předpovědi jejich účinků. Její výsledky mají potenciál přispět k lepšímu zabezpečení v seismicky aktivních oblastech a mohou pomoci snížit rizika spojená se zemětřeseními,“ dodává prof. Gallovič.
