Katastrofy lubią powracać

Katastrofy lubią powracać

Po trzęsieniu ziemi w L’Aquili czytałem opinie, że następne spodziewane jest ok. 40 km na północ. Amatrice leży 43 km na północ od L’Aquili

Dr Paweł Wiejac – (ur. w 1961) sejsmolog w latach 1986-2014 pracownik Instytutu Geofizyki PAN, w latach 1996-2013 kierownik polskiej sieci sejsmologicznej. Rozbudował ją z pięciu do 14 stacji, zorganizował centralne opracowanie danych cyfrowych z całej sieci i włączył polskie stacje sejsmiczne do europejskiego systemu bieżącej wymiany danych. Autor lub współautor ponad 70 prac z dziedziny sejsmologii.

Czy ubiegłotygodniowe tragiczne trzęsienie ziemi w środkowych Włoszech, w okolicach Amatrice, o sile 6,2 stopnia w skali Richtera, zaliczyłby pan do wielkich katastrof sejsmicznych?
– To raczej problem mniejszej, lokalnej skali, a nie ogromne trzęsienie ziemi o sile większej niż 7,5 stopnia w skali Richtera. Przez teren środkowych Włoch, wzdłuż Apeninów, przechodzą granice płyt tektonicznych, płyty Adria (nazwa pochodzi od Adriatyku) i płyty afrykańskiej, gromadzące naprężenia, które co jakiś czas są uwalniane. Przypomnę rok 1997, gdy zatrząsł się odcinek na północy i ucierpiała wtedy bazylika w Asyżu. W 2009 r. trzęsienie ziemi dotknęło miejscowość L’Aquila w regionie Abruzzo. Miało ono siłę 5,8 i przyniosło śmierć ponad 300 osób. Czytałem wtedy opinie sejsmologów, że następne spodziewane jest ok. 40 km na północ od L’Aquili. Wydarzyło się 43 km na północ, czyli prognoza była bardzo precyzyjna co do miejsca, choć nie podawała czasu zaistnienia katastrofy. Można przyjąć, że na granicy tych płyt tektonicznych trzęsienia pojawiają się średnio co kilkanaście lat.
Czyli katastrofy w tym rejonie będą się powtarzać?
– Doświadczenie podpowiada, że tak, choć naprężenia na granicy płyt kiedyś pewnie się zmniejszą. Są one zresztą po obu stronach płyty Adria. Z jednej strony jest uskok apeniński, z drugiej – Chorwacja, Macedonia (przypomnijmy sobie Skopje), Albania i reszta Bałkanów. To sieć regionalna i zachodzące tutaj zjawiska są coraz lepiej badane.
Które miejsca na naszej planecie są najbardziej narażone na trzęsienia ziemi?
– Miejsca szczególnie zagrożone raczej się nie zmieniają. W Europie groźba nadal wisi nad Stambułem, powinniśmy też się spodziewać trzęsienia w Rumunii (okręg Vrancea) – do obu zdarzeń może dojść mniej więcej w ciągu najbliższych 10 lat. W Japonii ostatnie duże trzęsienie, które doprowadziło do katastrofy elektrowni w Fukushimie, spowodowało nagromadzenie naprężeń na sąsiednich odcinkach uskoku. Może to być powodem kolejnego wstrząsu. W USA minęło 110 lat od trzęsienia w San Francisco i nikt nie wie, czy zegar już tyka, czy to dopiero połowa czasu do następnej katastrofy. Podobny dylemat dotyczy Seattle, tam do trzęsienia doszło 316 lat temu, a tzw. okres powrotu szacowany jest na 300-500 lat.
Brzmi to niepokojąco, jednak laboratoria sejsmologów pozwalają chyba wykryć zbliżającą się katastrofę z przynajmniej kilkutygodniowym wyprzedzeniem?
– Niestety, nie. Takie sukcesy w prze­widywaniu wstrząsów osiągnięto jedynie w małej skali lokalnej – w przypadku wstrząsów wulkanicznych oraz wywołanych przez prace górnicze. Pewne wskazówki daje ciągła obserwacja przemieszczeń reperów, czyli geodezyjnych znaków pomiarowych, na podstawie GPS. Tyle że w przypadku trzęsień głębokich zjawiska poprzedzające wstrząs są słabo widoczne na powierzchni. Ponadto ta metoda jest stosunkowo droga i nie nadaje się do obszarów morskich. Najprawdopodobniej więc matka Ziemia nas zaskoczy i następne wielkie trzęsienie będzie jeszcze gdzieś indziej.
Ale nasza część Europy jest sejsmicznie bezpieczna?
– Nawet w do niedawna jeszcze akceptowanej w Polsce teorii ryftowej nikt nigdy nie twierdził, że są jakieś zagrożenia. Uważano, że ten ryft, czyli pęknięcia skorupy ziemskiej, jest martwy, że zamarł w erze dinozaurów i od tego czasu przestał się rozsuwać. Obecna interpretacja kolizyjna dopuszcza natomiast większy poziom zagrożenia trzęsieniami ziemi, gdyż podczas pradawnego procesu orogenezy powstały naprężenia, które na skutek różnych procesów mogą nadal się uwalniać. Prawdopodobnie taką genezę miały trzęsienia ziemi w obwodzie kaliningradzkim w 2004 r., które były dobrze wyczuwalne w północnej Polsce i nawet spowodowały drobne szkody.
Czy Polska zajmuje ważne miejsce we współczesnej sejsmologii?
– Nasi specjaliści mają niemałe osiągnięcia w badaniu skorupy ziemskiej. W latach 80. w Pracowni Głębokich Sondowań Sejsmicznych Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk panował pogląd, że przechodząca przez Polskę strefa Teisseyre’a-Torn­quista jest pradawnym ryftem tektonicznym, podobnym np. do Grzbietu Śródatlantyckiego, gdzie płyty tektoniczne powoli oddalają się od siebie. Wprowadzenie w tym okresie cyfrowej aparatury badawczej pchnęło analizę danych na nowe tory. Badania takie stały się znacznie łatwiejsze, a dzięki temu bardzo popularne na świecie. Polska także postanowiła wnieść wkład w ogólnoświatowe badania, ale wówczas nie mieliśmy dostępu do nowoczesnej aparatury badawczej. Szwedzi i Duńczycy na swoim terenie przeprowadzili głębokie sondowania sejsmiczne, więc u nas postąpiono podobnie. Tylko że nasze wyniki opracowywano analogowo.
Mogliśmy wejść we współpracę?
– Tak. Naukowcy skandynawscy opublikowali swoje wyniki, wskazujące, że strefa Sorgenfreia-Tornquista ma naturę kolizyjną, tj. nie było żadnego ryftu, a to, co widać na obrazie geofizycznym, to korzenie dawnych gór. Strefa Sorgenfreia-Tornquista jest kontynuacją strefy Teisseyre’a-Tornquista pod Bałtykiem i Szwecją. Na początku lat 90. polscy naukowcy, szczególnie prof. Edward Perchuć z Pracowni Głębokich Sondowań IGF PAN, we współpracy z sejsmologami duńskimi poddali dane analogowe cyfryzacji. W wyniku opracowania tych danych podważono tezę o ryftowej naturze strefy Teisseyre’a-Tornquista. Kompleksowe badania skorupy ziemskiej na terenie Polski przeprowadzone w latach 1997 i 2000 pod kierunkiem prof. Aleksandra Gutercha ostatecznie potwierdziły kolizyjną naturę tej strefy.
Ruchy w skorupie ziemskiej, będące przyczyną trzęsień ziemi i wywołanych nimi fal tsunami, są wynikiem ruchu płyt tektonicznych. Czy to się wiąże z teorią wędrówki kontynentów Wegenera?
– Już przed I wojną światową Alfred Wegener zaproponował teorię wędrówki płyt tektonicznych, ale dopiero po prawie dwóch pokoleniach geofizyka zaakceptowała jego teorię, którą dopracowano w latach 60. XX w. W myśl tej teorii oceany się rozrastają, a kontynenty coraz bardziej oddalają od siebie, np. Ameryka Północna i Południowa od Europy i Afryki.
Czy to widać gołym okiem?
– Zmiany są dosyć powolne, jednak mierzalne, szczególnie w dobie geodezji satelitarnej. Średnie tempo rozsuwania się płyt w rejonie ryftu śródatlantyckiego, czyli pęknięcia skorupy ziemskiej na dnie oceanu, oszacowano na 2 cm rocznie. Sumaryczna ilość law bazaltowych wylewanych w ryftach oceanicznych to 56 mld ton rocznie. Przypuszcza się, że w ciągu ostatnich 200 mln lat przybyło w ten sposób ok. 200 mln km kw. nowej skorupy oceanicznej. To tylko szacunki, bo równie dobrze może być 10 mld, jak i 200 mld, zależnie od tego, kto pisze.
Badania jednak trwają.
– Według mnie w ostatnich kilku latach w sejsmologii nastąpiło spowolnienie w kwestii globalnego rozpoznania głębokiej budowy wewnętrznej Ziemi i związku tej budowy z tektoniką płyt. Wymaga to wieloletnich badań – na dobrą sprawę w okresie całego cyklu pomiędzy wielkimi trzęsieniami ziemi. Wcześ­niej można tylko się bawić w mniej lub bardziej (wraz z upływem czasu) inteligentne zgadywanki. Ten problem nie może zostać rozwiązany za życia jednego sejsmologa ani nawet kilku pokoleń sejsmologów.
Czyli musimy czekać, aż jakaś płyta skorupy ziemskiej się poruszy i to sprowadzi na nas kolejne nieszczęście?
– Jeżeli chodzi o trzęsienia ziemi, wydaje się, że od około trzech lat panuje względny spokój. Katastrof jest mniej i trzęsienia zajmują mniej miejsca w mediach. W historii sejsmologii bywały takie kilku- czy nawet kilkunastoletnie okresy mniejszej częstotliwości zjawisk, podobnie jak analogiczne okresy zwiększonej częstotliwości. Na przestrzeni 30 lat te efekty się uśredniają. Czym to jest spowodowane – nie wiadomo. Jeżeli przyjąć, że liczba trzęsień jest uwarunkowana występowaniem największych zjawisk i transferem naprężeń po nich, to przy cyklach „okresu powrotu” największych trzęsień co 500 albo i więcej lat w różnych częściach świata takie grupowanie się trzęsień ma pewne przyczyny statystyczne.
Ma pan typy kolejnych miejsc ewentualnych katastrof sejsmicznych?
– Każdy sejsmolog może wytypować jakiś rejon – zależnie od tego, czym dany naukowiec się zajmuje i co na podstawie wiedzy dyktuje mu przeczucie. Sejsmologów jest wielu, więc któryś zapewne trafi, a wówczas otoczy go aura wybitnego specjalisty od przewidywania takich katastrof.

Wydanie: 2016 35/2016

Kategorie: Nauka

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy