Česky
Exotická země Dálného východu opředená bájnou minulosti je každému Evropanovi navzdory geografické vzdálenosti bližší, než se může na první pohled jevit. Snad z důvodu společných jazykových kořenů, záliby v tamních filozofických směrech a bohaté duchovní i materiální kultuře či kvůli osobnostem, jakými byli Gándhí, Thákur a Matka Tereza, jejichž myšlenky ovlivnily ideové, politické i společenské dění nejen na indickém poloostrově.
Foto: Stanislava Kyselová, Akademický bulletin
Indickou delegaci, kterou 17. září 2009 přijal předseda AV ČR Jiří Drahoš, vedl generální ředitel Rady pro vědecký a průmyslový výzkum Samir K. Brahmachari (vlevo).
Většina Evropanů se s Indií setkala již v dětství, kdy hltala dobrodružství Mauglího v indickém pralese. Ti, kteří to nestihli, nahlédli do pohádkové země prostřednictvím filmových dobrodružství Sandokana nebo realitě bližšího obrazu jedné z nejlidnatějších zemí, filmu Milionář z chatrče.
V současnosti spojuje Českou republiku s Indií bezpočet sdílených zájmů v oblasti průmyslu, obchodu, kultury i vědy. Oboustranná snaha o vědeckou spolupráci se projevuje zvláště v posledních letech, čemuž napomáhá rostoucí badatelský potenciál indických partnerů (například úspěšné vypuštění sondy k Marsu). K zajištění základního i aplikovaného výzkumu investuje Indie značné finanční prostředky, což výmluvně potvrzuje jejich každoroční 5% nárůst (v nadcházejících letech má stoupnout až na 25 %). Hlavní aktéry politiky v oblasti výzkumu a rozvoje představují: Plánovací komise; Kancelář hlavního vědeckého poradce vlády a Vědecká rada předsedy vlády; Ministerstvo pro vědu a technologii a Ministerstvo lidských zdrojů a rozvoje; zastupitelé soukromého sektoru, jež sdružuje Konfederace indického průmyslu a další průmyslové a obchodní spolky. Partner Akademie věd ČR – Rada pro vědecký a průmyslový výzkum – je samostatnou divizí Ministerstva pro vědu a technologii.
AV ČR spolupracuje s indickými partnery na základě dohod uzavřených s Indickou národní vědeckou akademií (Indian National Science Academy – INSA; od roku 1986) a s Radou pro vědecký a průmyslový výzkum (Council of Scientific and Industrial Research of India, CSIR; od roku 1995). Vzhledem k institucionálnímu potenciálu druhé ze zmíněných organizací je CSIR hlavním partnerem AV ČR (v současnosti spoluřeší 11 výzkumných témat).
Výzkumy, jichž se účastní čeští a indičtí badatelé, představí na následujících řádcích dr. Jan Šubrt z Ústavu anorganické chemie AV ČR (kooperace s National Environmental Engineering Research Institute v Nagpuru – NEERI) a dr. Jaroslava Plomerová z Geofyzikálního ústavu AV ČR (s National Research Institute v Hyderabadu – NRC).
Spolupráce mezi ÚACH a NEERI
Kooperace trvá již téměř 10 let. V jejím průběhu vzniklo 15 společných publikací v impaktovaných mezinárodních vědeckých časopisech a uskutečnila se mnohá společná vystoupení na vědeckých konferencích. Předpokladem byla blízkost témat, jimiž se skupiny na obou pracovištích zabývaly – tj. syntéza a charakterizace nanostrukturovaných materiálů na bázi oxidů kovů pro aplikace v oblasti životního prostředí, jako jsou fotokatalyzátory, sorbenty a další příbuzné typy materiálů. Druhým předpokladem bylo vybavení obou pracovišť, jež se vhodně doplňují. Česká skupina nabídla především mikroskopické metody (SEM, HRTEM, EDS a WDS) a přístrojově velmi dobře vybavené laboratoře termické a XRD analýzy. Indická strana měla pro změnu dlouhodobé zkušenosti se syntézou katalyzátorů a jejich testováním.
V rámci spolupráce jsme studovali mnohé nanostrukturované materiály a vyvinuli řadu originálních syntetických postupů. Navrhli jsme například syntézu nanostrukturního hlinitanu vápenatého (obr. 1), který se ukázal jako vysoce aktivní sorbent pro sorpci fluoru z pitné vody (vysoký obsah fluoru v pitné vodě představuje závažný hygienický problém na většině indického území).
Obr. 1
Podařilo se rovněž získat nové poznatky o syntetických postupech a vlastnostech dalších sorbentů pro sorpci fluoru z pitné vody na bázi bentonitů obohacených hořčíkem, katalyzátorů pro oxidaci sazí z dieselových motorů na bázi rutheničitanů různých kovů, nanostrukturovaného oxidu ceričitého, katalytického materiálu na bázi Co-K-Mo oxidů, perovskitového katalyzátoru dopovaného cerem aj. Vyvinuty byly i katalyzátory pro katalytický rozklad oxidů dusíku na bázi upravených zeolitů, Ru-mordenitu a dalších. Na uvedeném tématu pracovalo i několik českých a indických doktorandů.
Další originální syntetický postup představuje příprava vysoce fotokatalyticky aktivní pěny na bázi oxidu titaničitého s lístečkovým tvarem částic (obr. 2), které jsme získali z lyofilizovaných gelů kyseliny peroxotitaničité.
Obr. 2
Postup je jednoduchý, akceptovatelný jak z ekologického, tak i výrobního hlediska a vede k produktům – fotokatalyzátorům anatasového typu, jejichž aktivita zásadním způsobem překonává všechny typy fotokatalyzátorů dostupných na trhu. Předností navrženého postupu je i skutečnost, že takto připravovat aktivní fotokatalyzátory dopované kovy i nekovy se zvýšenou citlivostí k viditelnému světlu je opravdu jednoduché.
Trojrozměrné obrazy geodynamických procesů ve svrchním plášti pod riftovou zónou Kachchh, Gujarat
Rifty představují oslabené zóny zemské kůry a ztenčené litosféry. Na kontinentech se rifty často vážou na okraje litosférických mikrodesek, tj. na místa, kde se oddělují pevninské bloky a kde podél zlomů v zemské kůře na povrch často vystupuje, nebo v minulosti vystupovalo, magma. Obvykle jsou tyto oblasti charakteristické zvýšenou seizmickou aktivitou. V oceánech jde o místa, v nichž výnosem materiálu z pláště a jeho následným tuhnutím vzniká tenká oceánská kůra. Oceánské a kontinentální rifty na sebe často navazují.
Na evropském kontinentu se různými geofyzikálními a geologickými metodami studuje třetihorní riftový systém (v literatuře se označuje jako ECRIS). Jeho součástí je i podkrušnohorský Ohárecký rift v západní části Českého masivu, který se vyvinul nad stykem původně samostatných litosférických mikrodesek saxothuringika a tepelsko-barrandienské jednotky (Babuška et al., 2010). Jakkoli se rift sám o sobě často považuje za strukturu vlastní zemské kůře, zdroj rozhodujících procesů pro vznik a další vývoj riftových struktur se nachází v hlubších částech Země. Rifty se formují nad okraji bloků tvořících litosférické desky, podél nichž dochází k výnosu žhavých plastických hmot ze sublitosférické části svrchního pláště (v literatuře se označují jako plumy). Pod velkými rifty, jako je například Keňský rift, se metodou seizmické tomografie detekovaly velké vzestupné proudy žhavých hmot, které se na povrchu projevují vulkanismem a v jejichž důsledku se v budoucnosti s největší pravděpodobností odtrhne Africký roh od afrického kontinentu (Kendall et al., 2006). Pro evropské rifty vyslovil Granet at al. (1995) hypotézu o existenci systému malých horkých vzestupných proudů (tzv. „baby plumes“), které byly nalezeny pod rifty ve Francouzském centrálním masivu a v Rýnském masivu (Ritter et al., 2001). Naproti tomu pod Oháreckým riftem se dosud v seizmických tomografiích taková úzká nízkorychlostní heterogenita nedetekovala (Plomerová et al., 2007). Studium seizmické anisotropie však dovolilo vymezit bloky plášťové litosféry a modelovat trojrozměrně struktury svrchního pláště včetně rozhraní litosféra-astenosféra (Babuška et al., 2008). Odlišná vnitřní stavba domén plášťové litosféry po obou stranách Oháreckého riftu svědčí o různém původu mikrodesek s oslabenou zónou kontinentální litosféry na jejich styku. Napětí v kůře v jihozápadní části tohoto riftu se uvolňuje periodicky ve formě slabých zemětřesných rojů (Horálek et al., 2010).
Naproti tomu riftovou oblast Kachchh v západní Indii postihlo v roce 2001 devastující zemětřesení, které připravilo o život 20 000 lidí. Tato skutečnost vedla k vybudování sítě seizmických stanic zaměřených na soustavné monitorování seizmické aktivity oblasti, ale i k registraci vln vzdálených zemětřesení pro detailní výzkum kůry a svrchního pláště regionu. V geologické minulosti se k této oblasti váží dvě významné tektonické události: (1) oddělení proto-indického kontinentu od Afriky a (2) masový výlev lávy asi před 65 miliony let, způsobený „Deccan-Réunion plumou“, kdy bylo 500 000 km2 západní Indie pokryto 2000 metrů silnou vrstvou čedičové lávy. Dosud dostupné seizmické tomografie pláště stále ještě indikují existující nízkorychlostní anomálii v hloubkách 70–600 kilometrů, interpretovanou jako odraz „Deccan-Reunion plumy“ (Kennett, Widiyantoro, 1999). V současnosti se projevující seizmicitu v Kachchh regionu lze spojovat s výše zmíněnou významnou geodynamickou katastrofou.
V projektu Trojrozměrné obrazy geodynamických procesů ve svrchním plášti pod riftovou zónou Kachchh, Gujarat, Indie aplikujeme na data ze sítě Kachchh a některých dalších seizmických stanic v západní Indii metody vyvinuté v GFÚ pro studium struktury kontinentální litosféry a svrchního pláště (například Vecsey et al., 2008). Dosud zpracovaná data z oblasti Kachchh ukazují, že anizotropní signál, jehož původ lze přisuzovat struktuře plášťové části litosféry v oblasti Kachchh, je velmi slabý. Výjimku tvoří pouze stanice MTP (obr. 3) ležící severně od sedimentární pánve riftu.
Obr. 3. Statické členy (representativní průměrné odchylky v časech šíření) relativních residuí vln P (kolečka), polarizace štěpených střižných vln (pozorované – oranžové linie značící azimuth polarizované rychlé štěpené vlny s délkou vyjadřující zpoždění pomalé vlny a modelované – zelené pro horní vrstvu a fialové pro spodní vrstvu) a příklady směrové závislosti času šíření vln P na vybraných stanicích. Pouze uspořádání residuálních členů v diagramu stanice MTP – pomalé směry z východu a rychlé ze severozápadu – indikuje anisotropní strukturu litosférické domény v plášti. Nagar Parkar Fault (NPF) a Kathiawar fault (KWF) vymezují riftovou zónu Kachchh.
Obrazy prostorových variací odchylek šíření vln P, které lze přisuzovat anizotropní struktuře plášťových domén, jsou však ještě neúplné z důvodu přetrvávající nekompletnosti dat. Naproti tomu analýza štěpení střižných vln detekovala anizotropní signál v plášti pod celou oblastí (obr. 3). Jednoduchá metoda azimutální seizmické anizotropie ukazuje na převládající východo-západní orientaci polarizací rychlých štěpených střižných vln. Tento směr je dominantní ve strukturách zlomů riftové zóny Kachchh, avšak téměř kolmý na směr absolutního pohybu indické desky podle NUVELA1A modelu (DeMets et al., 1990). Mandal (2011b) přisuzuje pozorované štěpení vln dvěma anizotropním vrstvám o celkové tloušťce ~180 km v nejsvrchnější části pláště, v jehož horní vrstvě je anizotropie velmi slabá, zatímco ve spodní vrstvě modelu je anizotropie silná. Orientace této anizotropie je paralelní se současným pohybem indické desky unášené k severu tokem hmot v zemském plášti. Variace polarizací v závislosti na směru šíření vln jasně naznačují potřebu integrované trojrozměrné analýzy seizmických vln a nalezení složitějšího modelu.
Variace statických členů relativních reziduí vln P [opravených o vlivy sedimentů a kůry jako takové podle modelu Mandal (2011a)], tedy reprezentativních průměrných odchylek v časech šíření vln, jasně korelují s předpokládaným ztenčením litosféry pod riftem Cambay a pod jižní částí riftu Kachchh (obr. 3). Předběžné výsledky první seizmické tomografie ukazují prostorové rozložení perturbací rychlostí v plášti v oblasti Kachchh (obr. 4).
Obr. 4
V hloubkách 70–150 kilometrů jsou rychlosti v západní části zóny Kachchh vyšší než ve východní. V mělčích hloubkách, reprezentujících tenkou litosféru riftové zóny, jejíž mocnost je odhadována na 70–80 kilometrů (Mandal, 2011a), se jako nejpomalejší jeví centrální část oblasti. Rychlostní perturbace v hloubkách pod 150 kilometrů jsou výrazně nižší a naznačují reverzní rozložení oproti rychlostním perturbacím v hloubkách 70–150 km. Pro některá místa však již inverze v hloubkách pod 150 kilometrů neposkytuje spolehlivé nebo vůbec žádné výsledky z důvodu nedostatečného pokrytí seizmickými paprsky.
Ve srovnání s Oháreckým riftem v Českém masivu vykazuje riftová zóna Kachchh podle dosud provedených výpočtů méně jasnou strukturu plášťové litosféry. Zdá se však, že v oblasti Kachchh je (byla) struktura litosféry ovlivňována výrazným termálním zdrojem v astenosférické části svrchního pláště. Spolupráce GFÚ a NGRI (CSIR) v Hyderabadu může přispět k vyhodnocení seizmického ohrožení hustě zalidněného okolí riftu Kachchh.
ANDRZEJ MAGALA,
Kancelář Akademie věd ČR,
Jan ŠUBRT,
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.,
JAROSLAVA PLOMEROVÁ,
Geofyzikální ústav AV ČR, v. v. i.