Jižní Sandwichovy ostrovy – subdukční zóna

Sklon desky v prvních stovkách kilometrů asi 38°, nejhlubší část desky asi 300 km (model Slab2). Zóna ve 3D.

Na jihu Atlantského oceánu se nejjižnější část Jihoamerické desky noří k západu pod malou Sandwichovu desku. Nad zanořenou deskou vznikl oblouk odlehlých sopečných Jižních Sandwichových ostrovů a před nimi Jihosandwichský příkop hluboký přes 8 000 m. V srpnu 2021 tu proběhlo složité zemětřesení o síle až 8,2, jehož tsunami zaznamenaly přístroje ve čtyřech oceánech. ^{[1, 2, 5, 3, 6]}

Které desky se tu setkávají

Na východním okraji Sandwichovy desky leží Jihosandwichský příkop. V něm se oceánská kůra Jihoamerické desky zasouvá k západu pod Sandwichovu desku, a to rychlostí asi 65–78 mm za rok (podle USGS v místě zemětřesení z roku 2021 asi 71 mm za rok). Jde o subdukci – podsouvání jedné litosférické desky pod druhou. ^{[1, 2]}

Sandwichova deska je malá mikrodeska mezi Jihoamerickou, Antarktickou a Skotskou deskou; USGS ji popisuje jako součást širší Skotské desky. Na jejím západním okraji se od Skotské desky vzdaluje podél Východoskotského hřbetu, kde vzniká nová oceánská kůra. Takovému roztahování za sopečným obloukem se říká zaobloukové rozpínání. ^{[1, 2, 5]}

Východoskotský hřbet se dnes rozevírá rychlostí asi 59–68 mm za rok a podle magnetických záznamů v mořském dně se tu rozpíná nepřetržitě nejméně 15 milionů let. Samotné sopky oblouku stojí na kůře, která na tomto hřbetu vznikla zhruba před 10 miliony let. ^{[1, 4]}

Zanořovaná oceánská kůra je na jihu příkopu stará asi 27 milionů let, na severu asi 80 milionů let. Veškerý usazený materiál, který do příkopu dorazí, se zanoří s deskou, a u příkopu je jen velmi malý akreční klín (val seškrabaných usazenin). Na severním konci příkopu se zanořující deska trhá podél zlomu ve směru východ–západ. ^[1]

Podle trojrozměrného modelu Slab2 se deska v řezu, který ukazuje tato stránka, noří k západojihozápadu, blízko příkopu se sklonem kolem 38° a model ji sleduje asi do hloubky 280 km. ^{[8, 7]}

Příkop

Jihosandwichský příkop je dlouhý asi 965 km a lemuje ostrovy z východu. Nejhlubší místo naměřila v únoru 2019 expedice Five Deeps vícepaprskovým sonarem: 8 266 m s nejistotou asi ±11–13 m. Dříve se za nejhlubší bod považovalo jiné místo Meteorovy hlubiny (8 202 m), pojmenované po německé výzkumné lodi Meteor; nový nejhlubší bod patří ke stejnému útvaru, a proto expedice doporučila název Meteorova hlubina ponechat. ^[5]

Jižní část příkopu zasahuje do Jižního oceánu. Tamní nejhlubší místo, nazvané Factorian Deep, má podle expedice Five Deeps asi 7 434 m. ^[5]

Zemětřesení

Silná zemětřesení (magnituda 7 a víc) se u Jižních Sandwichových ostrovů v minulosti odehrávala hlavně ve střední hloubce, zhruba 70–300 km. Největší dříve zaznamenané zemětřesení oblasti, z 27. června 1929 o magnitudě 8,1, však bylo mělké (asi 10 km) a leželo dál na severozápadě, na severní hranici Skotské a Jihoamerické desky. ^[2]

Dne 12. srpna 2021 nejdřív udeřilo zemětřesení o magnitudě 7,5 a asi o tři minuty později větší otřes, který USGS nakonec ohodnotil magnitudou 8,1. Seismické vlny obou otřesů se překrývaly, a proto se velký otřes rozpoznal až po několika hodinách a mechanismus zlomu zůstal nejistý. Během prvních 24 hodin USGS zaznamenal 61 dotřesů o síle nejméně 4,5 na úseku dlouhém asi 470 km, až k trojnému bodu Jihoamerické, Sandwichovy a Antarktické desky. ^{[2, 6]}

Žádné ze silných zemětřesení této oblasti si podle USGS nevyžádalo oběti – ostrovy jsou daleko od obydlených míst. ^[2]

Tsunami

Zemětřesení z 12. srpna 2021 vyvolalo tsunami, kterou zaznamenaly přístroje ve čtyřech oceánech – podle Wikipedie poprvé od tsunami v Indickém oceánu v roce 2004. Kolem 15 cm naměřili i na Aljašce. Největší vlna, asi 75 cm, se objevila v King Edward Point na Jižní Georgii; kolem 20 cm naměřili na Azorech a 23 cm na ostrově Rodrigues v Indickém oceánu. ^[6]

Seismolog Zhe Jia z Kalifornského technologického institutu a jeho kolegové v roce 2022 ukázali, že událost se skládala z pěti dílčích otřesů během několika minut. Třetí z nich byl mělký (asi 15 km) a pomalý otřes o magnitudě asi 8,2, který trval kolem 200 s, uvolnil přes 70 % energie a v běžných záznamech byl téměř „neslyšitelný“. Pravděpodobně právě on tsunami vyvolal. ^[3]

Sopky nad zanořenou deskou

Jižní Sandwichovy ostrovy jsou celé sopečného původu. Magma vzniká díky zanořování Jihoamerické desky a sopky chrlí hlavně čedič a čedičový andezit. Sopky jsou důležitým zdrojem sopečného popela, který se našel v ledu Východní Antarktidy i v mořských usazeninách atlantské části Jižního oceánu. ^[1]

Ostrovy jsou velmi odlehlé, a tak se o erupcích často ví jen ze satelitních snímků. Na ostrově Montagu, největším z ostrovů, odhalily satelitní snímky od konce roku 2001 projevy lávového jezera, ačkoli dříve o jeho činnosti v holocénu (posledních asi 11 700 letech) nebyl žádný záznam. Lávové jezero se podle satelitních dat často objevuje také v kráteru sopky Michael na ostrově Saunders. ^{[9, 10]}

Nejsevernější ostrov Zavodovski tvoří jediný čedičový stratovulkán. Silné sopečné výrony na něm pozoroval už v roce 1819 mořeplavec Bellingshausen. ^[11]

Co o něm dnes víme

Výklady hlavního otřesu z roku 2021 se liší. USGS v roce 2021 uvedl, že hloubka a mechanismus odpovídají spíš zlomu uvnitř zanořené desky, ale kvůli překrývajícím se vlnám je mechanismus těžké určit; podle Wikipedie data ukazují buď na posun na rozhraní desek, nebo uvnitř desky. Studie z roku 2022 přisuzuje tsunami pomalému mělkému otřesu, který se ukázal až po rozboru dlouhoperiodických seismických vln (s periodou až 500 s). ^{[2, 3, 6]}

Autoři studie upozorňují, že varovné systémy mohou nebezpečí tsunami podcenit, pokud správně nezachytí skutečnou velikost složitého zemětřesení. Cílem je proto rychlejší a přesnější vyhodnocení velkých otřesů. ^[3]

Seismické profily přes oblouk ukazují v předobloukové oblasti (mezi příkopem a sopkami) rysy, které odpovídají probíhající subdukční erozi: zanořující se deska postupně obrušuje okraj horní desky a odnáší materiál do hloubky. ^[4]

Fakta

Rychlost sbližování desek: asi 65–78 mm za rok
Hlubinný příkop: Jihosandwichský, 8 266 m (měření 2019)
Největší zemětřesení: 27. 6. 1929 a 12. 8. 2021 (obě M 8,1)
Stáří zanořované kůry: asi 27–80 milionů let
Zaobloukové rozpínání: Východoskotský hřbet, 59–68 mm za rok

Slovníček

subdukce: podsouvání jedné litosférické desky pod druhou do zemského pláště
hlubokomořský příkop: dlouhá úzká prohlubeň mořského dna v místě, kde se deska začíná zanořovat
zaobloukové rozpínání: roztahování kůry za sopečným obloukem, při kterém vzniká nové mořské dno
akreční klín: val usazenin seškrabaných ze zanořující se desky u okraje příkopu
magnituda: číslo vyjadřující velikost (uvolněnou energii) zemětřesení; o jednotku vyšší znamená asi 32× víc energie
trojný bod: místo, kde se stýkají hranice tří litosférických desek
subdukční eroze: obrušování okraje horní desky zanořující se deskou, která odnesený materiál strhává do hloubky
lávové jezero: roztavená láva, která zůstává delší dobu odkrytá v kráteru sopky

Zdroje

Leat, P. T. et al.: Bathymetry and Geological Setting of the South Sandwich Islands Volcanic Arc (BAS GEOMAP 2, list 6), British Antarctic Survey (2014)
M 8.1 – 2021 South Sandwich Islands Earthquake (Tectonic Summary), U.S. Geological Survey (2021)
Hidden magnitude-8.2 earthquake source of mysterious 2021 global tsunami (k článku Jia, Zhan, Kanamori, Geophysical Research Letters 2022), American Geophysical Union (2022)
Larter, R. D., Vanneste, L. E., Morris, P., Smythe, D. K.: Structure and tectonic evolution of the South Sandwich arc, Geological Society, London, Special Publications 219 (2003)
South Sandwich Trench, Wikipedie (anglická)
2021 South Sandwich Islands earthquakes, Wikipedie (anglická)
Hayes, G. P. et al.: Slab2, a comprehensive subduction zone geometry model. Science 362, 58–61, doi:10.1126/science.aat4723, Science / U.S. Geological Survey (2018)
Hayes, G. P.: Slab2 – A Comprehensive Subduction Zone Geometry Model (data release, doi:10.5066/F7PV6JNV); hodnoty řezu spočítané aplikací, U.S. Geological Survey (2018)
Montagu Island, Smithsonian Global Volcanism Program
Saunders, Smithsonian Global Volcanism Program
Zavodovski, Smithsonian Global Volcanism Program

Text sestaven 2026-11-03, ověřen 2026-11-03.