Představte si, že stojíte v Praze a najednou ucítíte pod nohama slabé chvění. Nejde ale o běžné otřesy. Jde o ozvěnu katastrofy, která se odehrála na druhém konci světa. Zemětřesení na Kamčatce o síle 8,8 stupňů Richterovy škály nebylo jen hmatatelné pro seismografy. Bylo "slyšet" i tam, kde by to nikdo nečekal – v hlubinách ionosféry, téměř 340 kilometrů nad střední Evropou.
Tento unikátní jev zachytil tým z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. A co je na tom šokující? Dosud jsme mysleli, že takové signály do těchto výšek nedolétají. Čeští vědci právě posunuli hranici možného o více než sto kilometrů nahoru. Je to jako kdybyste slyšeli šepot z New Yorku, zatímco sedíte v Brně, a ten šepot byl vyslán z výšky letadla.
Jak se zvuk ze země dostal až k hvězdám
Kdy přesně se to stalo? Zemětřesení udeřilo 29. července 2025. Ale samotný otřes půdy není celým příběhem. Při tomto obrovském uvolnění energie vznikly dlouhoperiodické povrchové seismické vlny. Tyto vlny interagují s atmosférou a generují infrazvuk – zvukové vlny s frekvencí nižší, než dokáže vnímat lidské ucho.
Trvalo to asi dvanáct minut od příchodu seismických vln do Česka, než infrazvuk vystoupal do výšky 340 kilometrů. Zde ho zachytil systém kontinuálního dopplerovského měření (CDSS). Vědci zaznamenali vlny s periodou kolem 200 sekund. To znamená, že jedna vlna trvala déle než tři minuty. Představte si pomalé, hluboké hučení, které se táhne napříč kontinenty. "Do rekordní výšky 340 km tak dorazily vlny s velmi dlouhými periodami," uvádí tisková zpráva Akademie věd ČR.
Proč je tento objev tak důležitý? Protože potvrzuje teorie, které jsme dosud jen modelovali na počítačích. Numerické modely předpovídaly, že nízkofrekvenční infrazvuk může pronikat do vysokých vrstev atmosféry, ale experimentální důkaz chyběl. Teď ho máme. A je jasný jako sklo.
Vědecký průlom pod vedením Jaroslava Chuma
Za tímto úspěchem stojí tým vedený Jaroslavem Chumem. Jeho jméno se v odborných kruzích spojuje s precizním měřením ionosférických procesů. Tým využil soustavu CDSS rozmístěnou v Česku a na Slovensku. Současně probíhalo sondování pomocí digisondu, což umožnilo přesně určit výšku, kde se infrazvuk projevil jako porucha elektronové hustoty.
"Jedná se o unikátní pozorování, které experimentálně dokazuje, že nízkofrekvenční infrazvukové vlny mohou dosáhnout tak vysoké výšky," píše se v článku publikovaném v časopise Atmospheric Chemistry and Physics. Autoři zdůrazňují, že detekce byla provedena více než 8000 kilometrů od epicentra. To podtrhuje mimořádnou schopnost těchto vln šířit se bez výrazného útlumu.
Není to poprvé, co čeští vědci něco takového zkoumali. Již v roce 2016 při zemětřesení ve střední Itálii zaznamenali infrazvuk na stanici PVCI vzdálené 900 kilometrů. Tehdy však šlo o mnohem nižší výšky. Nový záznam z Kamčatky je tedy kvalitativním skokem. Posouvá naše porozumění fyzice atmosféry do zcela nové dimenze.
Důsledky pro budoucí kosmické mise
Co s tím teď? Výsledky nejsou jen akademickou kuriozitou. Mají praktický dopad na plánování budoucích družicových misí. Data získaná z tohoto experimentu pomáhají zpřesnit modely chování ionosféry. To je klíčové pro komunikaci satelitů, navigační systémy a dokonce i pro predikci vesmírného počasí.
Text na webu Ústavu fyziky atmosféry AV ČR explicitně uvádí, že tato data "poslouží pro plánování budoucích misí". Když víme, jak silné zemětřesení dokáže rozvlnit ionosféru ve výšce 340 kilometrů, můžeme lépe chránit citlivou elektroniku na orbitě. Je to ukázka toho, jak základní výzkum přímo ovlivňuje technologickou budoucnost.
Časté dotazy
Jak daleko bylo epicentrum zemětřesení od místa měření?
Infrazvukové vlny byly detekovány více než 8000 kilometrů od epicentra zemětřesení na Kamčatce. Tato obrovská vzdálenost dokládá extrémní schopnost dlouhoperiodického infrazvuku šířit se globálně bez významného útlumu energie, což bylo dosud potvrzeno pouze numerickými modely, nikoliv přímým měřením v tak vysokých vrstvách atmosféry.
Co je to infrazvuk a proč ho neslyšíme?
Infrazvuk jsou zvukové vlny s frekvencí nižší než 20 Hz, což je spodní hranice lidského sluchu. Přestože je neslyšíme ušima, mohou být vnímány tělem jako vibrace nebo zachyceny citlivými senzory. V případě kamčatského zemětřesení šlo o vlny s periodou kolem 200 sekund (velmi nízká frekvence), které se šířily atmosférou a narušovaly ionosféru, což změřily dopplerovské radary.
Proč je výška 340 kilometrů považována za rekord?
Před tímto měřením byla nejvyšší experimentálně doložená výška, kam se podařilo sledovat infrazvuk ze zemětřesení, o více než 100 kilometrů nižší. Dosavadní hranice se pohybovala kolem 230–240 kilometrů. Český tým tedy překonal tuto bariéru a prokázal, že energie zemětřesení dokáže rozvlnit ionosféru až do výšek, které jsou kritické pro satelitní komunikaci a GPS signály.
Kdo stojí za touto vědeckou prací?
Hlavní roli sehrál vědecký tým z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR vedený Jaroslavem Chumem. Tým využívá síť kontinuálních dopplerovských měřicích systémů (CDSS) umístěných v České republice a na Slovensku. Spolupráci s mezinárodní komunitou dokládá publikace v prestižním časopise Atmospheric Chemistry and Physics a preprint na platformě EGUsphere.
