Jak silné bylo „fukušimské“ zemětřesení

Ad Vesmír 105, 208, 2026/4

Zemětřesení z 11. března 2011, které mj. poškodilo jadernou elektrárnu Fukušima, není nejsilnějším přístrojově zaznamenaným zemětřesením. Podle údajů Geologické služby USA (USGS) jde o třetí až čtvrté nejsilnější přístrojově zaznamenané zemětřesení o magnitudu 9,0. [1]

Na dalším výkladu a závěrech citovaného textu to nic nemění, jde ale o citlivou problematiku: „fukušimské“ zemětřesení bezprostředně zasáhlo do života stovek tisíc lidí, zprostředkovaně pak ovlivnilo a dodnes ovlivňuje celosvětový přístup k využívání jaderné energie – známé údaje by proto měly být prezentovány co nejpřesněji.

Doplním v této souvislosti ještě dvě poznámky:

Vlastní příchod seismických vln jaderná elektrárna Fukušima zvládla a automaticky přešla do nouzového (ale plánovaného) režimu odstavení. Dá se tedy konstatovat, že z hlediska seismického ohrožení byla tato elektrárna navržena a zkonstruována bezpečně. Fatální však byl příchod vln tsunami, vybuzených tímtéž zemětřesením. Zde byla očekávaná výška vln překročena více než dvojnásobně.

Zemětřesení, a zvláště pak ta nejsilnější, jsou komplikovaný proces – jen vlastní porušení při těch největších se odehrává na zlomové ploše o velikosti desítek čtverečních kilometrů. Popisovat zemětřesení jedním číslem – magnitudem – je nepochybně zjednodušující, avšak z řady dobrých důvodů výhodné. Charakteristiku zemětřesení magnitudem zavedli kolegové Gutenberg a Richter ve třicátých letech minulého století jako empirickou veličinu, původně určenou pro klasifikaci kalifornských zemětřesení. [2, 3] Koncept pánů Gutenberga a Richtera se ukázal jako nosný a dnes se magnitudo stanovuje rutinně prakticky pro každé zaregistrované zemětřesení. Dokonce zpětně odhadujeme magnituda pro známá historická zemětřesení z předpřístrojové éry.

Magnitudová stupnice původně začínala v nule; později se, s rostoucí citlivostí registrace, rozšířila i do záporných hodnot. V současnosti se dokonce daří přiřadit smysluplné magnitudo jevům akustické emise, pozorovaným při laboratorním zatěžovaní horninových vzorků. Již před delší dobou se ukázalo, že pro popis těchto „laboratorních“ jevů lze úspěšně využít aparát původně vyvinutý pro popis zemětřesení; pozorovaná laboratorní magnituda začínají na hodnotě cca –9. [4] V případě „fukušimského“ zemětřesení se naopak pohybujeme na samém horním konci magnitudové stupnice.

Zabýváme se tedy přírodním fenoménem, který můžeme úspěšně charakterizovat pomocí stupnice o rozsahu 18 jednotek. Vzhledem k tomu, že přírůstku magnituda o jeden stupeň odpovídá přibližně dvaatřicetinásobné množství vyzářené energie [5], máme jevy o rozsahu energií v řádu cca 1027 (!). Není asi mnoho přírodních jevů s takto rozsáhlou měřítkovou podobností (tzv. scaling law). Rozdíl ve vyzářené energii mezi nejsilnějším přístrojově zaznamenaným zemětřesením (Chile, 22. května 1960, magnitudo 9,5) a „fukušimským“ (magnitudo 9,0) je přibližně pětinásobný, stále však platí, že jde o jedno z nejsilnějších známých zemětřesení.