Na początku stycznia doszło do wstrząsu w rejonie Jarocina. To pierwsze trzęsienie w Wielkopolsce w spisanej historii. Czy mieszkańcy powinni się obawiać kolejnych wstrząsów i czy mogą być one jeszcze silniejsze?
Paweł Wiejacz: Sprawa jest istotnie zagadkowa i trudno jest odpowiedzieć na to pytanie. Ryzyko sejsmiczne oceniane jest zwykle w oparciu o statystykę wstrząsów z konkretnego rejonu i obserwacje tego co się wydarzało przy okazji przypadków trzęsień ziemi w przeszłości. Jaką statystykę można tutaj zastosować jeżeli nie ma informacji o żadnych wstrząsach w tym rejonie w przeszłości? Można tylko snuć przypuszczenia że skoro wystąpił wstrząs to zmienił się - zaburzył rozkład naprężeń wewnątrz Ziemi. Skoro naprężenia uwolniły się na jakimś fragmencie jakiegoś uskoku, to jest dość prawdopodobne że obok istnieje sąsiedni fragment na którym może dojść do rozrywu. Można się jednak spodziewać, że gdyby naprężenia na nim były porównywalne lub wyższe, to zapewne doszło by do rozerwania tego fragmentu podczas trzęsienia które już wystąpiło - tzn. takie trzęsienie byłoby większe. Skoro tak się nie stało, to zapewne będzie dochodziło do wstrząsów ale mniejszych niż ten z dnia 6 stycznia 2012 r. Pytanie jeszcze w jakiej skali czasu się to stanie. Możliwe, że do podobnych zjawisk w rejonie Jarocina dochodzi np. raz na tysiąc lat, po czym dochodzi do kilku słabszych zjawisk następczych na przestrzeni kolejnego stulecia, po czym następuje 900 lat ciszy. Kto za np. 20 lat skojarzy jakieś zjawisko rejestrowalne tylko aparaturowo jako związane z wystąpieniem zjawiska z 6 stycznia? Pamiętać jednak należy, że takie może być spodziewane zachowanie się tego rejonu Ziemi, a rzeczywistość może okazać się zupełnie inna. Nie spodziewałbym się jednak żadnych zjawisk sejsmicznych o wielkości katastrofalnej. Żadne dane nie wskazują na możliwość występowania dużych zjawisk w Wielkopolsce w obecnej epoce geologicznej.
Czy w przyszłości może się zdarzyć wstrząs o sile 6 lub 7 stopni w skali Richtera? Który obszar byłby najbardziej zagrożony?
Paweł Wiejacz: Nic nie wskazuje na to, aby w Polsce mogło dojść do trzęsienia ziemi o magnitudzie 7 lub wyższej, chyba żeby mówić o przyczynie niesejsmicznej - jaką teoretycznie mógłby być upadek dużego ciała niebieskiego. To jednak scenariusz dla katastrofistów. Na południu Polski leżą Karpaty, które stanowią słabo aktywny sejsmicznie rejon i wystąpienie w nich trzęsienia o magnitudzie 6 nie jest niemożliwe, chociaż jest mało prawdopodobne. Największe trzęsienie ziemi w Polsce miało miejsce właśnie w tamtym rejonie 3 grudnia 1786 r. i oceniane jest na magnitudę 5,7. Biorąc pod uwagę że magnituda jest skalą logarytmiczną, nawet i to zjawisko miało siłę drgań 7-8 razy mniejszą od hipotetycznego trzęsienia o magnitudzie 6. Przy ocenie zagrożenia sejsmicznego należy brać pod uwagę także koszta. Czy bowiem opłaca się budować wstrząsoodpornie, jeśli to podraża dwukrotnie koszty budowy a szansa wystąpienia wstrząsu w okresie spodziewanego czasu życia budowli wynosi poniżej procenta? Elektrownię jądrową to tak - bo jej awaria wywołałaby nieproporcjonalne szkody w otoczeniu. Ale na pewno nie zwykłe domy. N.B. w sejsmologii miarą wielkości trzęsień ziemi jest Magnituda. Skala Richtera była używana w czasach przed wprowadzeniem komputerów. Wraz z wprowadzeniem nowych technik okazało się, że najmniejszych zjawisk nie da się mierzyć w skali Richtera zaś w przypadku największych trzęsień skala ta sztucznie zaniżała ich wielkość. Używanie terminologii "skala Richtera" trwa dziś w tych krajach gdzie rzadko się trzęsie, gdzie problem zagrożenia sejsmicznego nie istnieje w powszechnej świadomości i myśli się tradycyjnie. Przy rzadkich przypadkach trzęsień naturalnym jest porównanie do poprzedniego zjawiska - a to wystąpiło dawno i z pewnością było zmierzone w skali Richtera. W ten sposób i nowe zjawisko chce się mieć w tej samej skali. Stąd nieporozumienia.
Większość Polaków nie ma pojęcia, że nasz kraj również doświadcza trzęsień ziemi. Jaka jest siła polskich trzęsień w porównaniu z tymi występującymi w Japonii czy Indonezji?
Paweł Wiejacz: Znikoma. Magnituda trzęsień ziemi ma cechy skali logarytmicznej. Jednej jednostce magnitudy odpowiada 30 razy większa siła trzęsienia, na co mniej więcej składa się 10 razy większe przesunięcie mas skalnych w ognisku, zachodzące na 3 razy większym obszarze. Porównując z trzęsieniem japońskim z 11 marca 2011 roku, ostatni wstrząs koło Jarocina był około 40 milionów razy mniejszy. Największe zjawisko w ostatnim czasie w najbliższym otoczeniu Polski (w obwodzie kaliningradzkim 21 września 2004) było około milion razy mniejsze od zjawiska japońskiego.
Trzęsienia nie są zazwyczaj silne, a jednak w historii doszło do kilku naprawdę potężnych. Odczuli je m.in. dawni mieszkańcy okolic Wrocławia.
Paweł Wiejacz: Zapewne chodzi o trzęsienie ziemi z 1433 r. W dniu 5 czerwca wystąpiło wtedy niezwykle duże trzęsienie ziemi na Słowacji, największe jakie jest znane z terenu zachodnich Karpat, oceniane na magnitudę ok. 6,5. Szereg źródeł podaje o trzęsieniu ziemi tego dnia w różnych miejscach na obszarze od Krakowa po Wrocław, to trzęsienie ziemi spowodowało szkody, m.in. zawalenie się sklepienia kościoła. Autor katalogu sejsmologicznego Polski opublikowanego w 1972 r., dr. Pagaczewski, zinterpretował te doniesienia jako trzęsienie ziemi w Polsce. Następni autorzy prac najczęściej cytowali za Pagaczewskim. Oczywiście nie da się wykluczyć że w dniu 5 czerwca 1433 miały miejsce dwa trzęsienia ziemi - jedno w Polsce a drugie na Słowacji, ale trzęsienie tak duże jak to słowackie musiało być odczuwane w Polsce i istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo że spowodowałoby pewne - chociaż ograniczone - szkody. Gdyby więc miało być trzęsienie ziemi wtedy w Polsce, to wstrząsy powinny być odczuwane dwa razy. Istnieje oczywiście ewentualność, że dwa zjawiska nastąpiły prawie równocześnie, albo że dawni ludzie nie mieli pojęcia o sejsmologii i uznali dwa wstrząsy kilka godzin jeden po drugim jako przejaw tego samego zjawiska. To jednak jest już kombinowaniem. Najpewniej było tylko jedno trzęsienie - to duże słowackie. Czy dr. Pagaczewski popełnił błąd? Możliwe. Ale zmarły w 2011 roku były kierownik Zakładu Sejsmologii, prof. Sławomir Gibowicz opowiadał mi że dr. Pagaczewski miał nieprzyjemności związane z publikacją katalogu ze strony ówczesnego Urzędu Kontroli Publikacji i Widowisk. Zarzut miał jakoby dotyczyć wtrącania się w wewnętrzne sprawy bratnich socjalistycznych państw. Niewykluczone więc, że doniesienie o trzęsieniu ziemi w Polsce w 1443 r. stanowi wymysł cenzora.
W Polsce mówimy o trzęsieniach naturalnych i nienaturalnych. Czym się one różnią?
Paweł Wiejacz: Wstrząsy nienaturalne generalnie dzielą się na prowokowane i indukowane. Wstrząsem prowokowanym jest działanie, którego zamierzeniem jest wywołanie wstrząsu. W Polsce mieliśmy z tym do czynienia pod koniec lat 1990-tych kiedy przeprowadzane były strzelania ładunków wybuchowych w celu badania głębokiej struktury skorupy ziemi pod Polską. Wstrząsy wywołane tymi strzelaniami były na tyle małe, że nie spowodowały żadnych szkód; co najwyżej były odczuwalne w najbliższej okolicy punktu strzelania. Od 2003 r. w Polsce takich badań nie przeprowadza się. Natomiast wstrząsy indukowane to takie, które powstają jako niezamierzony efekt działalności człowieka. Najczęściej dotyczy to działalności górniczej. W Polsce mamy trzy aktywne rejony występowania sejsmiczności indukowanej: w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym, gdzie występują zjawiska największe, na Górnym Śląsku gdzie zjawisk jest najwięcej, oraz w rejonie Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów, gdzie wstrząsy występują rzadko, ale jeśli już - to są stosunkowo duże. W przeszłości istniał jeszcze rejon związany z kopalniami w rejonie Wałbrzycha; obecnie po zaprzestaniu tam eksploatacji obserwuje się tylko słabe zjawiska, rejestrowane wyłącznie aparaturowo. Główna różnica pomiędzy wstrząsami indukowanymi a naturalnymi polega na głębokości wystąpienia zjawiska. Trzęsienia naturalne powstają w wyniku przekroczenia krytycznych wartości naprężeń we wnętrzu Ziemi. Utwory leżące przy samej powierzchni ziemi są na ogół odprężone, więc do naturalnych trzęsień ziemi dochodzi na pewnej głębokości. Wstrząsy indukowane natomiast występują płytko - w zasięgu prowadzonej eksploatacji górniczej. Ma to takie konsekwencje, że od ogniska wstrząsu indukowanego jest bliżej do powierzchni niż od ogniska naturalnego trzęsienia. W związku z tym wstrząs indukowany takiej samej wielkości jak naturalny powoduje większe skutki w rejonie epicentrum. Zamiast tego, wstrząs indukowany, jako wstrząs płytki, powoduje skutki na znacznie mniejszym obszarze niż wstrząs naturalny. Istnieją ponadto różnice uwidaczniające się w odmiennych mechanizmach powstawania wstrząsów - ale one są widoczne tylko dla specjalistów.
Gdzie w Polsce występują naturalne trzęsienia ziemi i gdzie są one najczęstsze?
Paweł Wiejacz: Jak widać po przykładzie wstrząsu w 6 stycznia z okolic Jarocina, trzęsienia mogą występować wszędzie. Generalnie jednak w Polsce najczęściej naturalne trzęsienia występują na południu, a z południa - w Karpatach, wzdłuż tzw. Pienińskiego Pasa Skałkowego - czyli od Orawy przez Podhale po rejon Krynicy. Stacja sejsmiczna w Niedzicy w zasadzie stale obserwuje jakąś aktywność sejsmiczną - nie ma praktycznie miesiąca w którym nie byłoby odnotowane jakieś zjawisko, chociaż jedynie raz na kilka lat są to zjawiska na tyle silne, aby mogły być odczuwalne na powierzchni, a raz na kilkadziesiąt lat są na tyle duże, aby spowodować drobne szkody.
Jak powstają naturalne trzęsienia ziemi?
Paweł Wiejacz: Większość trzęsień ziemi powstaje na skutek względnego ruchu mas skalnych na jakiejś powierzchni - zwykle mówi się o powierzchni uskoku. Największe trzęsienia o znaczeniu światowym powstają na granicach płyt tektonicznych z których zbudowana jest skorupa Ziemi (wraz z górną częścią płaszcza), jako skutek wzajemnego ruchu tych płyt względem siebie. Trzęsienia mniejsze mogą powstawać na różnego rodzaju uskokach i nieciągłościach towarzyszących granicom płyt, albo na podobnych strukturach wewnątrz płyt. Płyty tektoniczne pozostają bowiem w ciągłym ruchu, przesuwają się po podłożu i niekiedy deformują, a proces ich przesuwania się nie zawsze jest jednostajny - czasami posiada cechy szarpania. Generalnie proces powstawania trzęsień ziemi polega na tym, że masy skalne po obydwu stronach uskoku napierają na siebie. Wskutek przesuwania się płyt tektonicznych naprężenia na styku płyt są stopniowo coraz większe, aż w końcu przekraczają wartość krytyczną i dochodzi do trzęsienia, w którym obie strony uskoku zostają przesunięte w sposób nagły. Czy obie strony uskoku przemieszczą się względem siebie poziomo czy też jedna część zostanie wciśnięta pod drugą - to zależy już od konkretnej sytuacji, w jakich kierunkach dane płyty tektoniczne poruszają się względem siebie. Nieliczne trzęsienia naturalne mogą mieć inny mechanizm powstawania - w szczególności dotyczy to zjawisk wulkanicznych, zjawisk powstających na terenach polodowcowych oraz niektórych wyjątkowo głębokich trzęsień.
W 1997 roku polscy naukowcy prowadzili projekt Polonaise w ramach którego wykonano szczegółowe badania geofizyczne. Na czym one polegały i czego się dowiedziano?
Paweł Wiejacz: W ramach projektu Polonaise przeprowadzono badania głębokiej struktury skorupy ziemi pod Polską. W tym celu w odwiertach były zakładane ładunki wybuchowe, a sygnały sejsmiczne rejestrowane za pomocą licznej aparatury sprowadzonej z całego świata, rozstawionej nie tylko w Polsce ale w krajach sąsiednich. Na podstawie zarejestrowanego pola falowego wnioskowano o głębokiej strukturze. Podstawowym odkryciem projektu było stwierdzenie kolizyjnego charakteru tzw. strefy Tornquista-Teisseyre'a, stanowiącej strefę kontaktu platform Wschodnio- i Zachodnioeuropejskiej, należących do Płyty Eurazjatyckiej. Wcześniej bowiem podejrzewano iż strefa ta była zgoła czymś przeciwnym - rodzajem paleoryftu, podobnego do Rowu Afrykańskiego dziś. Projekt Polonaise odbywał się w Polsce zachodniej i północnej. W 2000 r. został uzupełniony podobnym projektem Celebration na terenie Polski południowej i wschodniej, a południowo-zachodni skrawek Polski został przebadany w podobny sposób w roku 2003 w ramach projektu Sudetes. Wszystkie trzy projekty były koordynowane przez prof. dr. hab. Aleksandra Gutercha z Instytutu Geofizyki PAN.
Czy w Polsce dysponujemy wystarczającą siecią stacji monitorujących trzęsienia i w jaki sposób będzie ona rozwijana?
Paweł Wiejacz: To jest dobre pytanie. Gdy około 10 lat temu organizowano obecną Polską Sieć Sejsmologiczną, dyskutowane było ile stacji sejsmicznych powinna ona liczyć. Ostatecznie sieć liczy 7 stacji szerokopasmowych i 2 krótkookresowe (krótkookresowe służą wyłącznie obserwacjom zjawisk bliskich). Ilość stacji wynika najbardziej z możliwości organizacyjnych. Można zwiększyć ilość stacji, oczywiście kwestie finansowe stanowią pewien problem, ale podstawową kwestią jest możliwość analizowania coraz większego strumienia danych. Do tego celu potrzeba mieć odpowiednio wykwalifikowaną kadrę, a nabieranie doświadczeń jest procesem zajmującym lata. Oczywiście można by zwiększyć ilość stacji o kilka, ale to nie przysporzy wiele więcej wiedzy względem istniejącego stanu rzeczy. Polska posiada stosunkowo trudne warunki do obserwacji sejsmologicznych. Pokrywa osadowa występująca na większości obszaru Polski wzmacnia zakłócenia i szum. W tej sytuacji do badania słabych wstrząsów stacje sejsmiczne trzeba by stawiać niezwykle gęsto, aby wykryć każdy najdrobniejszy wstrząs gdziekolwiek by wystąpił, trzeba by dysponować siecią kilkuset stacji. Ponadto, nawet gdyby dysponować tyloma stacjami, w połączeniu ze znikomą sejsmicznością naturalną wyłapanie jednego zjawiska w kilkumiesięcznej rejestracji kilkuset stacji byłoby niezwykle trudne, o ile w ogóle wykonalne. W roku 2008 Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk podjął projekt Monitoringu Sejsmicznego Obszaru Polski w ramach kontraktu Ministerstwa Środowiska. Specyfika Polski wymogła jednak, aby stacjami sejsmicznymi obstawić jedynie wybrane rejony kraju, o których z historii było wiadomo, że występowały tam zjawiska. W sumie zorganizowano 24 punkty pomiarowe. Nie mogło być oczywiście rejonu Jarocina wśród wytypowanych obszarów. W momencie wystąpienia zjawiska 6 stycznia 2012 roku kilka stacji sejsmicznych zostało tam natychmiast przestawionych z innych rejonów. Obecnie nie ma jasności co do dalszego rozwoju sieci stacji sejsmicznych. Kontrakt Ministerstwa Środowiska na Monitoring Sejsmiczny Obszaru Polski wygasa w 2012 r. Trwają rozmowy na temat przedłużenia tego projektu, ale na razie nie zostały podjęte żadne decyzje.
Mówi się o ryzyku silnych trzęsień w południowej Szwecji i możliwości wystąpienia tsunami na wodach Morza Bałtyckiego, jak to miało miejsce w piętnastym i osiemnastym wieku, kiedy zrujnowane zostały Darłowo i Łeba. Czy to realne zagrożenie czy może tylko mit?
Paweł Wiejacz: Tsunami na Morzu Bałtyckim to jest mit, choć można się spodziewać zjawiska o podobnej naturze lecz daleko mniej groźnego. Rzecz w tym, że tsunami powstaje na głębokim morzu. Pędzi z prędkością kilkuset kilometrów na godzinę, ale ma postać łagodnej długiej fali na którą statki mogą wpływać z jednej i spływać z drugiej strony. Dopiero w pobliżu wybrzeża, gdzie akwen się wypłyca - prędkość tsunami zależy od głębokości akwenu - tylne szeregi fali poruszają się jeszcze po głębokiej wodzie i doganiają te pierwsze, które poruszają się wolniej. W ten sposób dochodzi do spiętrzenia fali, która w formie kipieli zalewa brzeg. Na Bałtyku coś takiego wystąpić nie może, bo Bałtyk w całości jest morzem płytkim. Owszem, można sobie wyobrazić że na skutek wstrząsu pod dnem wystąpi coś na podobieństwo tsunami, ale taka fala będzie się poruszała stosunkowo powoli - mniej więcej jak zwykła fala. Przy brzegu spiętrzy się owszem, ale niezbyt wysoko. Może zalać plaże, stanowić zagrożenie dla żaglówek i łódek. Nie jest natomiast oczywisty powód dla którego miałyby powstać takie fale. Pod Bałtykiem nie ma aktywnych uskoków o wychodniach na dnie morza. Podejrzewane jest że wspomniane fale nie są pochodzenia sejsmicznego. Sądzi się że pod dnem Bałtyku znajdują się złoża gazu, który w szczególnych okolicznościach uwalnia się. Powstaje wtedy gazowy bąbel na dnie morza, który wypycha wodę do góry i inicjuje wspomniane zjawiska. Jest oczywiście możliwe, że inicjacja uwolnienia się tego gazu następuje na skutek jakiegoś słabego zjawiska sejsmicznego, ale nie to zjawisko sejsmiczne powoduje bezpośrednio falę wodną.
Dr Paweł Wiejacz pracuje w Instytucie Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie na stanowisku kierownika Zespołu Obserwacji Sejsmologicznych i Interpretacji, gdzie sprawuje nadzór naukowy nad wszystkimi polskimi obserwatoriami sejsmologicznymi. źródło
Użytkownik dżekson edytował ten post 18.01.2012 - 10:39
