Spokojna Europa?

Mnich buddyjski zanoszący modły za dusze ofiar marcowego tsunami, które spustoszyło północne obszary Japonii Fot. PAP/EPA/Dennis M. Sabangan

Kiedy trzęsie się ziemia

Trzęsienie ziemi i wielka fala obróciły niewielką miejscowość w perzynę. Panujący w mieście chaos pogłębiły gwałtowne pożary. Mieszkańcy miasta z przerażeniem patrzyli na grabieże, których dopuszczali się kryminaliści z rozbitych więzień. Archiwalne zdjęcia zniszczonego miasta również i dziś robią wielkie wrażenie. Szacuje się, że w katastrofie zginęło blisko 72 tys. osób, ucierpiały bowiem również inne nadmorskie miasteczka. Po upływie bez mała 92 lat tragedię, która rozegrała się na wybrzeżach Sycylii, przypomina w Messynie Fontanna Oriona, okazała budowla autorstwa Montorsoliego, która nie poddała się kataklizmowi.

Wydarzenia w Messynie stanowią przestrogę dla Europejczyków odwiedzających kraje położone w rejonie Morza Śródziemnego, choć sycylijska tragedia nie funkcjonuje w powszechnej świadomości. Czy taki kataklizm może się jeszcze powtórzyć? Naukowcy nie mają co do tego wątpliwości. Ostatnie wydarzenia w Japonii potwierdzają chimeryczność żywiołów. Oddalenie Europy od rejonów, które w ostatnim czasie zaatakowały potężne fale tsunami i gdzie wystąpiły katastrofalne trzęsienia ziemi, nie powinno działać uspokajająco.

Stacje sejsmiczne Polskiej Sieci Sejsmologicznej prowadzonej przez Instytut Geofizyki PAN, w tym stacja w podkrakowskim Ojcowie, odnotowały wstrząsy, które dały impuls japońskiemu tsunami około godz. 6.43. Amplituda wychwyconych drgań przez czujniki umieszczone w jaskini Koziarnia w Ojcowie jest bardzo wyraźna na sporządzonym tam komputerowym wydruku. Prof. dr hab. Stanisław Lasocki, kierownik Zakładu Sejsmologii i Fizyki Wnętrza Ziemi Instytutu Geofizyki PAN pierwsze telefony o kataklizmie odebrał dwie minuty później. O siódmej dzwonili już pierwsi dziennikarze. - Japonia jest położona w rejonie wielkiej aktywności sejsmicznej, stąd można spodziewać się, że podobne zjawiska będą się tam powtarzać - mówi prof. Stanisław Lasocki. - Obrzeża Pacyfiku należą do tzw. pierścienia ognia, który charakteryzują zarówno liczne trzęsienia ziemi, jak i duża aktywność wulkaniczna. W pierścieniu tym znajdują się - po wschodniej stronie Pacyfiku Filipiny, Indonezja. Japonia, Wyspy Tonga, Wyspy Kurylskie, a po zachodniej - Alaska, zachodnie wybrzeże Kanady, szczęśliwie jednak dużo spokojniejsze, Kalifornia z uskokiem San Andreas, Meksyk oraz pas andyjski z Peru i Chile, gdzie odnotowano ostatnio największe trzęsienie o magnitudzie 9,5 stopnia. Drugi pas charakteryzujący się dużą aktywnością sejsmiczną przebiega m.in. przez Indie, Turcję, Grecję, Morze Śródziemne i dalej - w kierunku Atlantyku.

Trzęsienia ziemi najczęściej występują w tzw. strefach subdukcji, czyli strefach kolizji płyt litosfery. Z różnych powodów ruch płyt litosferycznych nie we wszystkich rejonach jest równie intensywny. W przypadku uskoku San Andreas płyty przesuwają się względem siebie wzdłużnie, co nie jest tak groźne, jak w przypadku wysp japońskich, gdzie - co podkreśla prof. Stanisław Lasocki - płyta pacyficzna usiłuje się wsunąć pod płytę euroazjatycką. - W rejonie wysp japońskich kąt nachylenia nurkującej płyty pacyficznej jest dość mały - stwierdza naukowiec. - Wynosi tam ok. 14 stopni. W przypadku ostatniego tragicznego trzęsienia ziemi w Japonii przemieszczenie w źródle wyniosło około 17 metrów, co przy wspomnianym kącie 14 stopni dało około 4 metry ruchu pionowego, czyli 4-metrowe podbicie słupa wody oceanicznej nad źródłem. Obszar źródłowy ma znaczne rozmiary. W przypadku ostatniego trzęsienia ziemi miał on długość ok. 800 km. Podniesiona do góry, wskutek pionowego ruchu dna, woda musi gdzieś spłynąć, doprowadzając do powstania fali tsunami. Skala tego zjawiska zależy od kilku czynników.
Po pierwsze, by wywołać tsunami trzęsienie ziemi musi być podmorskie pod dość głębokim akwenem - oceanicznym lub morskim. Po drugie, ruch w źródle musi mieć sporą składową pionową i po trzecie - wielkość fali tsunami zależy w dużym stopniu od ukształtowania wybrzeża. Potęga tsunami polega m.in. na tym, że w jego przypadku mamy do czynienia z przemieszczającym się w całości, z ogromną prędkością, słupem wody. Masa przemieszczającej się wody jest nieporównywalnie mniejsza z masą związaną ze zwykłą morską falą, nawet podczas wielkiego sztormu, która obejmuje kilka metrów od powierzchni wody, a poniżej woda jest niezakłócona.

Czy można przewidzieć wystąpienie potężnego trzęsienia ziemi? Wydaje się, że instytucjom prognozującym powinien sprzyjać postęp cywilizacyjny, dzięki któremu zarówno badanie najczulszych drgań ziemskiej skorupy, jak i przekazywanie o nim informacji stało się w warunkach globalnej wioski znacznie łatwiejsze niż w przeszłości.

Wielkie kataklizmy, których jesteśmy naocznymi świadkami, skłoniły europejskich naukowców do podjęcia prac nad projektem Odległego Systemu Wczesnego Ostrzegania (DEWS). Impulsem było trzęsienie ziemi o magnitudzie 9,2 stopnia, które wystąpiło przed siedmioma laty u wybrzeży Indonezji wskutek przemieszczenia się na północ 1600-km odcinka australijskiej płyty tektonicznej. Powstała w jego wyniku 30-metrowa fala tsunami doprowadziła do hekatomby ok. 230 tys. śmiertelnych ofiar.

Dzięki DEWS możliwe jest dziś uzyskanie w cztery minuty informacji o trzęsieniu ziemi i zlokalizowanie jego źródła, co zdaniem naukowców pozwoli z dużo większym wyprzedzeniem niż dotychczas określić kierunki przemieszczania się fal tsunami i dotrzeć z ostrzegającymi informacjami do osób znajdujących się na zagrożonych terenach.

Obecnie uwaga naukowców zajmujących się projektem DEWS skierowana jest, z oczywistych powodów, na Europę, która w swej południowej i południowo-zachodniej części również narażona jest na katastrofalne zjawiska. W europejskiej świadomości wciąż żyje pamięć o trzęsieniu ziemi oraz tsunami, które zniszczyły w 1755 roku niemal całą Lizbonę. Tragiczne wydarzenia rozegrały się w dniu Wszystkich Świętych, gdy część mieszkańców miasta znajdowała się w kościołach. Ziemia zaczęła falować i rozstępować się ok. godz. 11. Zgromadzeni w świątyniach ginęli pod gruzami - w samej tylko katedrze straciło życie ok. 4 tys. osób.

Gdy Koloseum runie, upadnie świat...

Spanikowani lizbończycy próbowali dotrzeć na otwarte tereny u ujścia rzeki Tag. Była to fatalna decyzja. Tam właśnie dotarła od strony Atlantyku ogromna dziesięciometrowa fala, która wdarła się w ląd na głębokość 200 km. W wyniku trzęsienia ziemi i tsunami zginęło w samej tylko Lizbonie ok. 60 tys. osób i uległo zniszczenie 17 z 20 tys. budynków. Epicentrum znajdowało się na Atlantyku, w odległości kilkuset kilometrów od wybrzeża Portugalii.
Zagłada stolicy Portugalii, przepięknego miasta, perły wschodniego wybrzeża Atlantyku, stanowiła traumę dla współczesnych. Będąc pod ogromnym jej wrażeniem Wolter napisał "Poemat o trzęsieniu ziemi w Lizbonie". Mimo że znacznie wcześniejsza niż tragedia Messyny stanowi do dziś przestrogę, która nie pozwala myśleć o tej części Europy jako rejonie bezpiecznym. Tym bardziej że naukowcy przestrzegają, iż zjawiska sejsmiczne mają charakter cykliczny i powtarzają się w tych samych, w przybliżeniu, odstępach czasu.

Od dawna zwracają oni uwagę m.in. na zwiększającą się aktywność podmorskiego, największego w Europie wulkanu Marsili o długości ok. 70 km i szerokości 30 km, znajdującego się w odległości ok. 150 km od wybrzeży Kampanii. Obiekt ten ma bardzo delikatną powłokę i grozi, zdaniem Enzo Boschiego, dyrektora włoskiego Instytutu Geofizyki i Wulkanologii, wybuchem w każdej chwili.

Włosi, którzy mają w swej pamięci erupcje Wezuwiusza, a często mierzą się z erupcjami Etny, ze stoickim spokojem patrzą na tego rodzaju zagrożenie, wierząc, że świat istniał będzie tak długo, jak długo stoi Koloseum, które ucierpiało najbardziej właśnie wskutek trzęsień ziemi (w czasach nowożytnych powtarzały się one w latach 1703, 1730, 1899, 1915 i 1927). Stara rzymska sentencja autorstwa Bedy Czcigodnego (ur. 672 r.) mówi, iż "dopóki stoi Koloseum, istnieje Rzym. Gdy Koloseum runie, Rzym upadnie, a gdy Rzym runie, cały świat za nim".

Badania prowadzone przez sejsmologów koncentrują się głównie na monitorowaniu sejsmiczności tła ziemi, która jest nieustannie aktywna. - Wielkie płyty kontynentalne, poruszają się nieustannie z taką samą prędkością - mówi prof. Stanisław Lasocki. - Ruchy konwekcyjne wnętrza Ziemi są tak potężne, że przezwyciężają wszelkie opory. Niezależnie od sił tarcia na styku dwóch płyt ruch będzie kontynuowany. Skały na styku płyt pękają i przemieszczają się i to właśnie jest trzęsienie ziemi. Ze względu na stałą prędkość ruchu płyt zjawiska pękania cechuje cykliczność, stąd jesteśmy w stanie przewidzieć, z pewną dozą prawdopodobieństwa, co może się najgorszego zdarzyć w ciągu 20, 50 czy 200 lat. I to jest najciekawszy aspekt sejsmologii, rozwiązujący zagadnienia utylitarne, to znaczy pozwalający np. określać warunki wytrzymałościowe, jakie powinny spełniać obiekty wznoszone na terenach zagrożonych trzęsieniami ziemi. Proszę zwrócić uwagę, niedawne tsunami niszczyło część japońskiego wybrzeża, ale zabudowa dużego miasta, jakim jest Sendai, znajdująca się w odległości ok. 100 km od epicentrum, nie uległa zniszczeniu w przeciwieństwie np. do kompletnie zniszczonego przez trzęsienie ziemi Port-au-Prince na Haiti. Wiemy również, że duże trzęsienie ziemi poprzedza niekiedy pewna liczba trzęsień o mniejszej skali. Tak też stało się w przypadku ostatniego tragicznego trzęsienia ziemi; na temat którego docierają do nas informacje z Japonii. Naukowcy odnotowali bowiem trzęsienie o magnitudzie 7,2, co mogło wskazywać, że dzieje się coś bardzo złego.

Wiedza niezbędna budowniczym wielkich obiektów

Polska nie jest zagrożona podobnymi kataklizmami, gdyż znajduje się w rejonie asejsmicznym, co nie oznacza jednak, że trzęsienia ziemi w ogóle nam nie grożą. W roku 2004 opinię publiczną zelektryzowały wstrząsy w obwodzie kaliningradzkim. - Aspekt utylitarny badań powadzonych w naszym kraju jest bardzo ważny. Może nie z punktu widzenia osoby, która buduje dom jednorodzinny w rejonie, gdzie wystąpiło w przeszłości lokalne trzęsienie ziemi, np. w powiecie myślenickim (szacuje się, że trzęsienie ziemi w tym rejonie w 1786 roku miało magnitudę 5,6), gdyż takie zjawisko może wystąpić mniej więcej raz na 600 lat. Odgrywają one jednak bardzo ważną rolę w przypadku decyzji o lokalizacji takich inwestycji jak elektrownie jądrowe, których realizacja - z racji ogromnych kosztów i natury stosowanych rozwiązań i materiałów - musi uwzględniać różne rodzaje ryzyka.

W Polsce najbardziej aktywne sejsmicznie jest pogranicze polsko-słowackie. Najsilniejsze trzy wstrząsy odnotowano tu w latach 1785-1786, łącząc je z aktywnością Masywu Czeskiego, o czym świadczy duża 24-40-km głębokość ich źródła. Naukowcy zwracają uwagę na zagadkowy charakter przecinającej Polskę tzw. strefy Tornquista-Teisseyre'a, będącej częścią wielkiej krawędzi tektonicznej, która biegnie od Morza Północnego po Morze Czarne (nazwa strefy pochodzi od nazwisk dwóch jej odkrywców - polskiego geologa Wawrzyńca Teisseyre'a oraz niemieckiego uczonego Alexandra J. H. Tornquista).

Zdaniem dr. Pawła Wiejacza, badacza z Zakładu Sejsmologii i Fizyki Wnętrza Ziemi Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk, strefy tego typu są często źródłami trzęsień ziemi - przykładem może być Turcja, która leży na granicy płyt afrykańskiej i euroazjatyckiej. - Jednak płyty tektoniczne w strefie Tornquista-Teisseyre'a wydają się na tyle dobrze zespolone, że za ich przyczyną nie powinno dochodzić do silnych wstrząsów - podkreśla dr Paweł Wiejacz. - Dotychczasowe lokalne trzęsienia ziemi traktowane są w Polsce z całą powagą. Wstrząsy w obwodzie kaliningradzkie oraz na Podhalu wyrządziły drobne szkody. Zagrożenie to jednak zostało np. w rejonie Suwałk bardzo poważnie potraktowane. Były nawet przeprowadzane szkolenia ratownicze. Musimy mieć świadomość, że licho zbudowany obiekt odczuje bardziej skutki wstrząsów niż budynek o odpowiedniej konstrukcji, który stoi na przykład w Kalifornii, choć skala trzęsienia ziemi bywa tam dużo większa niż w Polsce.

Janusz Michalczak