Mimoriadne tragické udalosti v dejinách znamenali nielen okamžité ľudské utrpenie, ale navždy poznamenali aj ďalší vývoj ľudstva. Platí to aj o najväčších tragických zemetraseniach a cunami.
Vonkoncom nešlo len o prírodnú katastrofu a o vysporiadanie sa s jej viditeľnými materiálnymi dôsledkami. Najmä od doby osvietenstva znamenali najväčšie zemetrasenia a cunami, ktoré zasiahli osídlené územia, vždy aj veľkú zmenu v prístupe vedcov, politikov a verejnosti k prírodným hrozbám. Vždy priniesli aj nečakaný a prekvapujúci pokrok v poznaní planéty, na ktorej žijeme.
Záhada rímskeho Kolosea
Koloseum v Ríme je najväčším a zároveň najzachovalejším z ešte stojacich rímskych amfiteátrov. Jeho južná časť bola vybudovaná na povrchu sedimentárnej výplne bývalého prítoku rieky Tiber. Od výstavby Kolosea do vyhlásenia zákazu zápasov v 5. storočí v ňom prišlo o život približne pol milióna ľudí. Od roku 1998 je svetovým symbolom boja proti trestu smrti. Aj mnohí, ktorí dosiaľ Koloseum nevideli na vlastné oči, vedia z fotiek a médií, že asi 50 % vonkajšej steny na južnej strane chýba, kým severná stena je takmer neporušená.
Súčasný stav Kolosea spôsobili rôzne dôvody. Prispeli aj požiare, blesky, sadanie podložia a zemetrasenia. Mramorové stojany a sedadlá dali vziať renesanční pápeži a rímska aristokracia. Zemetrasenia v rokoch 801, 1348 a 1703 spôsobili v meste Rím obrovské škody. Aj keď chýbajú spoľahlivé a podrobné informácie o škodách spôsobených jednotlivými zemetraseniami, viaceré nápisy a kroniky spomínajú rekonštrukcie a reštaurovanie Kolosea objednané z dôvodu opráv škôd po zemetraseniach. Nič z toho však nevedie k vysvetleniu, prečo je vonkajšia severná stena nepoškodená a celá severná časť takmer nedotknutá, ale vonkajšia južná stena chýba a južná časť je viditeľne viac poškodená…
Profesor Renato Funiciello zistil, že kým severná časť Kolosea leží na takmer horizontálnej vrstve konsolidovaných kontinentálnych sedimentov z pleistocénu (geologické obdobie, ktoré sa začalo približne pred 2,6 milióna rokov a skončilo sa približne pred 11 700 rokmi), južná časť spočíva na sedimentárnej výplni bývalého prítoku rieky Tiber. To znamená, že pod južnou časťou Kolosea sa nachádza dobre ohraničené sedimentárne údolie. A to je zásadný rozdiel medzi severnou a južnou stranou.
Stabilita a prežitie stavieb a budov závisí nielen od dobrej statiky, ale aj od toho, ako sa objekt správa, napríklad dynamicky kmitá, v dôsledku vonkajších faktorov. Toto mechanické kmitanie, pochopiteľne, veľmi závisí od toho, ako kmitá bezprostredné podložie. Citlivosť južnej časti Kolosea na zemetrasenia sa prejavila už v rokoch 443 a 484. Zemetrasenia poškodili pódium a arénu. Sedimentárna výplň bývalého prítoku rieky Tiber tvorí pomerne hlboké údolie. Sedimenty v údolí sú seizmologicky mäkké v porovnaní s materiálom v okolí a pod údolím: priečne vlny sa v údolí šíria 2- až 4-krát pomalšie ako v horizontálnej vrstve a 4- až 8-krát pomalšie ako v podloží pod najhlbšou časťou údolia. Čo to znamená?
Údolie sa stáva pascou pre seizmické vlny, ktoré sa doň dostanú. V tejto pasci sa vlny spomalia a mnohonásobne sa odrážajú medzi povrchom a hranicou sedimenty-podložie. Späť do okolia údolia prenikne kvôli vysokému kontrastu rýchlostí len zlomok energie, ktorý sa do pasce dostal. Skladanie mnohonásobne odrazených vĺn môže na niektorých frekvenciách spôsobiť významný náraz amplitúdy kmitavého pohybu v údolí a na jeho povrchu. Keby bolo údolie plytké, vznikali by v ňom najmä povrchové vlny, ktoré by sa šírili v horizontálnom smere. Ak je však údolie hlboké (čo závisí aj od kontrastu rýchlostí vĺn medzi údolím a okolím), dochádza k niečomu ešte zaujímavejšiemu a dramatickejšiemu: k rezonancii celého údolia. Zosilnenie amplitúd na špecifických frekvenciách kmitania údolia môže byť veľmi významné. V údolí pod južnou časťou Kolosea je preto na týchto frekvenciách (v intervale 1 až 4 Hz) kmitavý pohyb významne silnejší (aj rádovo) ako v okolí údolia. Takéto rezonančné zosilnenie seizmického kmitania v sedimentárnom údolí pod južnou stenou Kolosea je dosiaľ najpravdepodobnejším vysvetlením nezvyčajnej citlivosti južnej časti stavby na zemetrasenia a toho, že južná časť vonkajšej steny chýba: po poškodení jedným alebo viacerými zemetraseniami si materiál steny odniesli tí, ktorí ho využili na vlastné stavby.
Podporným argumentom pre veľmi rozdielne kmitanie podloží pod severnou a južnou časťou Kolosea sú aj výsledky meraní seizmického šumu na jeho základoch a v hornej časti. Významné zosilnenia seizmického šumu boli zistené v tom istom intervale frekvencií, ktorý bol indikovaný numerickými simuláciami. Aj v súčasnosti je Koloseum vystavené zemetraseniam z tradičných ohniskových oblastí Talianska. A aj teraz hrozí poškodenie tých častí, ktoré nie sú spevnené a ošetrené. Koloseum je vystavené aj vibráciám spôsobeným metrom, ktoré pod ním prechádza. Aj keď sú vibrácie pomerne intenzívne, sú na relatívne vysokých frekvenciách. Tie nemôžu vybudiť najdôležitejšie módy kmitania, ktoré by Koloseum poškodili.
Kniha vyšla vo vydavateľstve GRADA v roku 2023.
Súťažná otázka
Ak nám do 29. februára 2024 pošlete správnu odpoveď na otázky:
Ktorá fyzikálna veličina charakterizuje absolútnu veľkosť zemetrasenia a kto ju prvýkrát navrhol?
zaradíme vás do žrebovania o knihu Petra Mocza, Evy Rutšekovej a kolektívu: Zemetrasenia. Tragické výzvy v dejinách z vydavateľstva GRADA.
Svoje odpovede posielajte na adresu redakcie: odpovednik@quark.sk alebo Quark, Staré grunty 52, 841 04 Bratislava 4.
