Sciencemag.cz
Related Articles
Po ničivém požáru, který vypukl v japonském městě Wajima po zemětřesení v roce 2024, se vyšetřovatelé snažili identifikovat jasný zdroj vznícení, a to navzdory rozsáhlé destrukci a neobvyklým zprávám o plamenech vycházejících z oblastí bez viditelného hořlavého materiálu. Možná role úniku metanu z podzemí v důsledku zemětřesení dosud zůstávala málo prozkoumána.
Yuji Enomoto z japonské Shinshu University nyní navrhuje dosud nepopsaný mechanismus, který zahrnuje metan uvězněný v měkkých sedimentárních vrstvách pod městem. Autor to nazývá „opožděným seismickým šampaňským efektem“.
Studie zkoumá, proč v Kawai-machi ve městě Wajima vypukl velký požár téměř hodinu po zemětřesení o síle 7,6 stupňů, které udeřilo 1. ledna 2024, a to navzdory rozsáhlým výpadkům elektřiny a absenci potvrzeného zdroje vznícení na povrchu.
„Městské oblasti vybudované na měkkých naplaveninách bohatých na organické látky mohou být ze své podstaty náchylné k uvolňování hořlavých plynů rozpuštěných v podzemní vodě, což může přispívat ke vzniku požárů s časovým zpožděním vůči hlavnímu otřesu,“ vysvětlil Enomoto.
Aby prozkoumal zpožděný časový průběh požáru, Enomoto analyzoval data seismických vln, geologické záznamy, měření plynů v podzemní vodě, historické zprávy o zemětřeseních a záběry a terénní pozorování shromážděná z postižené oblasti. Studie se zaměřila zejména na neobvyklý následný otřes, který nastal v 17:21, téměř současně s hlášeným vypuknutím požáru.
Ačkoli měl následný otřes sílu pouze 3,5 stupně, seismické přístroje ve Wajimě zaznamenaly nečekaně intenzivní a velmi lokalizované otřesy. Studie zjistila, že otřesy vykazovaly neobvykle vysokofrekvenční signály v rozmezí 10 až 15 Hz, což se liší od nízkofrekvenčních rezonancí, které se obvykle při velkých zemětřeseních vyskytují v měkkých sedimentárních vrstvách. Pozorované frekvenční pásmo odpovídá rezonančnímu mechanismu typu Helmholtz, který se může vyskytovat v mělkých zlomových systémech naplněných plynem.
Podle studie pravděpodobně celá sekvence začala, když hlavní otřes vyvolal silnou rezonanci v měkkých aluviálních usazeninách pod Wajimou. Tyto otřesy mohly přivést metan rozpuštěný v podzemní vodě do přesyceného stavu, čímž vznikly mikroskopické plynové bubliny. Během následující hodiny se bubliny pravděpodobně zvětšily, migrovaly vzhůru porézními sedimenty a hromadily se pod mělkými vrstvami s nízkou propustností, přičemž odhadovaný časový průběh se velmi blízce shoduje s pozorovaným zpožděním mezi zemětřesením a vypuknutím požáru. Jak se tlak v podzemí zvyšoval, mohlo dojít k lokálním prasknutím a rychlému úniku plynu, což potenciálně přispělo k lokálním anomálním otřesům půdy pozorovaným krátce před požárem. Uvolněný metan se pak mohl vznítit blízko povrchu.
Studie rovněž spojuje navrhovaný mechanismus s několika neobvyklými jevy pozorovanými po zemětřesení ve Wajimě, mezi něž patří vyzdvižené poklopy kanálů, výrony bublin z mořského dna u pobřeží a rozsáhlé trhliny v půdě. V jednom případě se údajně uzavřené poklopy kanálů zvedly více než jeden metr nad povrch vozovky. Autor tvrdí, že tyto jevy lze nejlépe vysvětlit nahromaděním tlaku plynu pod povrchem.
Mnoho pobřežních měst po celém světě je postaveno na měkkých sedimentech, které jsou schopny uchovávat v podzemí rozpuštěný metan a jiné plyny. Podle studie by tato prostředí mohla čelit přehlíženým sekundárním rizikům po velkých zemětřeseních, a to i poté, co počáteční otřesy ustanou.
Yuji Enomoto, Amplified ground shaking from subterranean gas expansion: a new geohazard in the 2024 Noto earthquake, Natural Hazards (2026). DOI: 10.1007/s11069-026-08124-7
Zdroj: Shinshu University / Phys.org, přeloženo / zkráceno
