Tektonická mapa Českého masivu a geofyzikální výzkum

Severozápadní část Českého masivu je oblastí, kde se stýkají dvě významné geologické jednotky - moldanubikum a saxothuringikum, a kříží se zde dva systémy zlomů - ohárecký (VSV-ZJZ) a mariánsko-lázeňský (SZ-JV).

Východní okraj Českého masivu je charakterizován aktivitou na hronovsko-poříčském zlomu. V této oblasti byla v posledních letech vybudována řada seismologických stanic, stálých i mobilních. Jednou z nejstarších je stanice Akademie věd České republiky a Technické university v Ostravě - Ostrava, Krásné Pole (OKC), která byla vybudována v r. 1984 a modernizována v r.1999.

V posledních letech, byla v oblasti východního okraje Českého masivu vybudována řada seismologických stanic, stálých i mobilních. Od roku 1992 začal budovat nové moderní digitální seismologické stanice na území Moravy Ústav fyziky Země, přírodovědecké fakulty Masarykovy university v Brně (ÚFZ MU Brno). Postupně začaly registrovat stanice Vranov u Brna (VRAC) - 1991, Moravský Beroun (MORC) - 1994, Moravský Krumlov (KRUC) a Velká Javorina (JAVC) - 1995. Od roku 1996 je v provozu také mobilní stanice Mutkov (MUTC).

V rámci výstavby regionální seismické sítě v Ostravsko-karvinském revíru byly vytvořeny v roce 1993 dvě sítě - seismický polygon OKR a Frenštát SPF. Tyto dvě sítě mají za úkol jednak sledovat seismicitu důlního revíru - důlní otřesy, jednak sleduje seismicitu frenštátské oblasti a styku Českého masivu s Karpatskou soustavou.

Seismická aktivita východního okraje Českého masivu je systematicky sledována od roku 1996. Pomocí moderních digitalních seismologických aparatur je možné registrovat i velmi slabé tektonické otřesy a poměrně dobře lokalizovat i jejich epicentrum.

Podle mapy epicenter lze konstatovat, že prozatím nejsilnější zemětřesení (s lokálním magnitudem nad 1,0) jsou registrována v opavské oblasti, v blízkosti Králického Sněžníku, Hrubého Jeseníku (sedlo Na skřítku), Břidličné, východně od Hradce nad Moravicí a v Moravské bráně. Slabá zemětřesení jsou lokalizována především do oblasti Oderských vrchů, Nízkého Jeseníku a Hané.

Výsledky pozorování seismické aktivity východního okraje Českého masivu a jejich interpretace jsou pravidelně publikovány v ,,Geologických výzkumech na Moravě a ve Slezsku" pro jednotlivé roky, vydávané ČGÚ, pobočka Brno společně s Katedrou geologických věd.

Seismická aktivita v západních Čechách

Severozápadní část Českého masivu je oblastí, kde se stýkají dvě významné geologické jednotky - moldanubikum a saxothuringikum, a kříží se zde dva systémy zlomů - ohárecký (VSV-ZJZ) a mariánsko-lázeňský (SZ-JV). Tato oblast je charakteristická častým výskytem silnějších zemětřesení, zejména takzvaných zemětřesných rojů.

Historie makroseismických pozorování zemětřesení v západních Čechách je známa již od konce 12. století. Zemětřesné roje mají relativně krátkou dobu opakování a projevují se také zvukovými efekty. Otřesy v minulých stoletích jsou popsány především v kronikách.

Ve 20. století, před zahájením měření seismologických sítí Kraslice a WEBNET, byly zemětřesné roje pozorovány v letech 1900, 1901, 1903, 1908, 1911, 1929, 1936-37, 1962, 1973, 1983 a nejsilnější z přelomu let 1985-86. Poslední zmíněný roj byl lokalizován do oblasti Nového Kostela, na okraji Chebské pánve.

Zemětřesný roj v oblasti Nového Kostela (1985-86) byl doprovázen silnými zvukovými efekty, dunivými zvuky podobnými náhlým detonacím a otřesy. Silnější otřesy se projevovaly houpavým pohybem zavěšených předmětů, pádem drobných věcí a ty nejsilnější dokonce i materiálními škodami. Nejsilnější otřes byl zaznamenán 21.12.1985 v 10:16 UTC, který měl hodnotu lokálního magnituda 4,8 a intenzitu v epicentru 7° MSK-64. Během trvání celého roje seismologové zaregistrovaly okolo 8 000 otřesů. Hloubka epicenter byla stanovena mezi 7 až 10 km.

Současné monitorování seismicity

V současné době měření v oblasti západních Čech zajišťují dvě seismologické sítě:

• Síť Kraslice (Ústav fyziky Země, Masarykova univerzita Brno - ÚFZ) od r. 1991.
• Síť WEBNET (Geofyzikální ústav Akademie věd ČR, Praha - GFÚ) od r. [rok založení sítě WEBNET není v textu uveden, ale je zde zmínka o více než třech desetiletích].

Na první pohled je patrné, že kromě oblasti Nového Kostela (1) je seismicky aktivní oblast v okolí Skalné (7), Kraslic (2), Lazů (4) a na německé straně v oblasti Marktredwitz (5), Adorf (3) a Plauen (6).

Epicentra v oblasti Nový Kostel vytvářejí S-J linii pokračující směrem na Počátky a Zwotu v SRN. Tato linie je nejaktivnější, vyskytují se na ní jednotlivé zemětřesné roje, které se řadí do struktury ,,en échelon" SV-JZ směru. Tento směr jednotlivých ploch, kde vznikají otřesy, je patrný nejen z řazení jednotlivých epicenter, ale i z výpočtů ohniskových mechanismů pro silné otřesy z této oblasti. Epicentra v ostatních oblastech prozatím nelze jednoznačně přiřadit k jakékoliv struktuře.

Výzkum zemětřesných rojů a geotermální energie

Vědci z Geofyzikálního ústavu AV ČR se intenzivně zabývají výzkumem zemětřesných rojů, které jsou typické pro západní Čechy. Tyto roje jsou série stovek slabších otřesů trvajících několik týdnů a opakovaně se v této krajině projevují s odstupem několika let.

Zajímavou paralelu k západočeské seismicitě představuje aktivita na islandském poloostrově Reykjanes. Přestože Island leží v místě neustálých tektonických pohybů a Český masiv je geologicky kompaktní, zemětřesení na obou lokalitách se chovají nápadně podobně. Otřesy se zde objevují ve shlucích a trvají několik dnů, týdnů, někdy i měsíců; také se jedná o zemětřesné roje.

V březnu roku 2021 vybuchla na poloostrově Reykjanes sopka Fagradalsfjall. Vědci z Geofyzikálního ústavu AV ČR ale událost očekávali a oblast i narůstající aktivitu sledovali déle než rok. Když se vulkán hluboko v podzemí probouzel k životu, přímo nad ním sbírala data síť seismických stanic, kterou provozuje Akademie věd ČR (síť REYKJANET). Díky tomu čeští vědci podrobně popsali procesy, které nakonec vedly až k samotné erupci. Sopečnou aktivitou a zemětřeseními je Island pověstný.

Poloostrov Reykjanes tvoří samotný jihozápadní cíp Islandu. Nachází se na Středoatlantském hřbetu, který rozděluje Euroasijskou a Severoamerickou tektonickou desku. Slabší zemětřesení jsou na denním pořádku a často je od sebe dělí pouze několik hodin bez otřesů. Zemská kůra na Rykjanesu je již v relativně malých hloubkách dostatečně horká na to, aby se využívání geotermální energie vyplácelo.

V roce 2019 pro modernizaci sítě na Islandu uvolnila prostředky Akademie věd. „Nové přístroje nám byly šité přímo na míru,“ připomíná Josef Horálek. Relativní ticho před bouří: Neobvykle silná seismická aktivita na začátku roku 2020 proměnila poloostrov Reykjanes v senzaci.

Česká síť REYKJANET je hustší a její měření přesnější než síť Islandského meteorologického úřadu, přestože jejím účelem není primárně měřit vulkanickou činnost. Červený bod vyznačuje ohnisko vulkanické činnosti. Ohniska zemětřesení po poloostrově migrovala, a tak bylo zřejmé, že jejich zdrojem je magma přelévající se v hloubkách několika kilometrů pod povrchem.

Podle předpokladů se v hloubce kolem 15 až 20 kilometrů pod vulkánem nachází masivní rezervoár magmatu. Během období trvajícího stovky let se z něj uvolňoval oxid uhličitý, který cestami v propustné hornině pronikal vzhůru, blíže k povrchu. Asi čtyři kilometry pod zemí pak narazil na ložiska geotermální vody, ve které se rozpouštěl. Výsledný nahromaděný tlak pak zvedl povrch země v místech, která jsou od lokality erupce často vzdálená i několik kilometrů.

Zásadní podobnost islandských zemětřesných rojů s těmi v západních Čechách tkví právě v tomto mechanismu. Podobně jako pustina poloostrova Reykjanes je i krajina západního cípu České republiky produktem vulkanické činnosti v minulosti. I zde tedy hraje důležitou roli oxid uhličitý. Ten se v hloubkách kolem 7 až 10 kilometrů mísí s přehřátou mineralizovanou vodou o teplotě až 300 ˚C. Tlak pak směs vytlačuje z hlubin Země systémem puklin k povrchu. Cestuje především po tektonických zlomech a snižuje jejich pevnost.

Zemětřesné roje na našem území, jakkoli působí menší škody, mají hned dvě pozitiva. Za druhé, poukazují na fakt, že i u nás se vyskytují geotermální zdroje. Ostatně spolupráce Geofyzikálního ústavu AV ČR s islandskými vědci je založena na projektu Technologické agentury ČR nazvaném Přirozená seismicita jako nástroj pro vyhledávání zdrojů geotermální energie, který je financován z prostředků Evropské hospodářské pomoci. Island už elektřinu z turbín poháněných párou z útrob Země využívá, v západních Čechách jsou však tyto zdroje příliš hluboko na to, aby se vyplatily. Data z islandské erupce a modely na nich založené nám však tyto zdroje pomyslně přibližují.

Prozatím jsou cenné především pro vědeckou komunitu. „Je to vůbec poprvé, co máme k dispozici taková měření. V budoucnosti díky nim může probublat na povrch nejedna příležitost.“

Geofyzikální ústav AV ČR a jeho výzkum

Geofyzikální ústav Akademie věd ČR hraje klíčovou roli v monitorování a výzkumu seismické aktivity v České republice i v zahraničí. Jeho odborníci se věnují studiu magnetického pole Země, magmatických rezervoárů pod aktivními sopkami, využití geotermální energie a vývoji klimatických změn.

V rámci výzkumných aktivit ústav provozuje seismické sítě jako WEBNET v západních Čechách a REYKJANET na Islandu. Tyto sítě sbírají obrovské množství dat, která jsou dále analyzována pomocí pokročilých algoritmů a modelů.

Ing. Jana Doubravová, Ph.D. pracuje v seismickém oddělení Geofyzikálního ústavu AV ČR od roku 2010. Je odbornicí na zpracování naměřených dat a detekci seismických jevů pomocí automatických algoritmů. Věnuje se také lokalizaci ohnisek zemětřesných rojů. Podílí se na údržbě a vyhodnocování výsledků ze sítí WEBNET a REYKJANET.

Ing. Josef Horálek, CSc. vede tým zkoumající zemětřesné roje a lokální seismicitu. Založil výzkumný program pro monitorování seismicity pomocí sítě WEBNET na Chebsku a Kraslicku a sítě REYKJANET na Islandu. Zabývá se pokročilými metodami zpracování a vyhodnocování dat, zdrojovými a spouštěcími mechanismy zemětřesných rojů a mikrozemětřesnými aktivitami. V Geofyzikálním ústavu AV ČR pracuje od roku 1972.

V Geofyzikálním ústavu AV ČR se také nachází expozice, která vysvětluje nejnovější poznatky o zemětřeseních v západních Čechách, způsoby měření zemětřesení a teorii deskové tektoniky. Součástí prohlídky je i návštěva středověké štoly pod hradem Vildštejn, kde je umístěna seismická stanice. Ta je jednou z 25, které už od roku 1962 monitorují zdejší zemětřesnou aktivitu.

tags: #tektonicka #mapa #ceskeho #masivu #geofyzikalni #ustav