Nieprzewidywalne

Bartek Dobroch: Dlaczego Haiti? Ostatnie duże trzęsienie ziemi nawiedziło ten kraj 240 lat temu.

Stanisław Lasocki: Ale wcześniejsze już tylko niespełna 300 lat temu. Proces, który prowadzi do trzęsień ziemi, jest dosyć regularny. Ruch płyt tektonicznych w poszczególnych fragmentach ma mniej więcej stałą prędkość. Często ludzie wyobrażają sobie, że są to swobodnie pływające kawałki, jak kra na rzece, które w pewnym momencie się zderzają. Tymczasem nie. Płyty tektoniczne przylegają ściśle jedna do drugiej, a mimo to muszą się przesuwać. Najlepszą analogią jest człowiek w zatłoczonym tramwaju, który usiłuje się przepchnąć do przodu. W końcu to zrobi, ale musi przystawać, działać silnie między ludźmi, żeby się odsunęli. A przy okazji urywa sobie guziki. I to jest właśnie trzęsienie ziemi.

Zależy więc ono od tego, jak bardzo zatłoczony jest tramwaj?

A także od tego, kto stoi w przejściu. Jeżeli to dwumetrowy kulturysta, to siła, z jaką będziemy musieli oddziaływać, i jednocześnie tarcie o guziki, będą większe. Płyta pcha się coraz bardziej, ale na brzegu jest zablokowana. Nagle udaje jej się jednak mocniej ruszyć. Wtedy następuje trzęsienie ziemi. Tarcie, które blokowało brzegi dwóch płyt, zostaje przewyższone. Cała płyta musi się poruszać, bo podlega działaniu sił konwekcyjnych, z wnętrza ziemi, które są mocniejsze od oporu, mimo ogromnego tarcia, jakie jest przy powierzchni - to znaczy do 60 km głębokości sztywnych płyt litosferycznych.

Przy ogromnych siłach tarcia oraz dużej chropowatości powierzchni styku nagły ruch powoduje uwolnienie straszliwej energii. Część jest uwalniana w postaci drgań skał, rozchodzących się coraz dalej - najpierw uderzają one w budynki, w miasta, potem są odczuwane przez ludzi, a jeszcze dalej są rejestrowane jedynie przez instrumenty sejsmologiczne. Na szczęście dla nas wszystkich amplituda tych drgań wraz z odległością spada.

Ziemia drga cały czas. Kiedy mówimy o trzęsieniu?

Pojęcie to określa pękanie skał z dynamicznym wyładowaniem nagromadzonej energii elastycznej. Wszystko jedno, czy pęka więc blok, jak w ostatnim przypadku, wielkości 60 na 40 km, czy też pęka ziarno piasku.

Drugie znaczenie tego terminu jest semantyczne i dotyczy skutków - ruchu ziemi odczuwalnego na powierzchni. Wszystko poniżej magnitudy 3 stopni w skali Richtera jest nieodczuwalne. Mechanizm jednak jest taki sam, czy są to małe pęknięcia, czy ogromne, jak na Haiti.

Na południowym uskoku Haiti, gdzie było to trzęsienie, mamy 7 mm przesunięcia na rok. To bardzo dużo. Powyżej jest 10 km skały, która wywiera potworne ciśnienie ściskające powierzchnię styku. Jeśli nie pęka ona łagodnie, tylko zwolni po dłuższym oczekiwaniu, wtedy zaczyna się tragedia.

Na ile można przewidzieć siłę trzęsienia?

Da się dość precyzyjnie ustalić maksymalną magnitudę w ciągu, powiedzmy, 100 lat, co może się przekładać tylko na sposób konstruowania budynków. To się nazywa oceną stacjonarnego hazardu sejsmicznego i jest jedyną dziedziną sejsmologii, która ma dobre wyniki, jeśli chodzi o prognozowanie.

Gdy doszło do trzęsienia Loma Prieta w 1989 r., które miało magnitudę 7, to w San Francisco zginęły 63 osoby, z czego 40 pod zawaloną estakadą. Dokonano później inspekcji wysokościowców zbudowanych z uwzględnieniem możliwych sił sejsmicznych. Na 92 przebadane budynki, uszkodzone zostały tylko dwa najstarsze. Rok wcześniej miało miejsce trzęsienie ziemi w Spitak w Armenii. Stutysięczne miasto zostało niemal zmiecione z powierzchni ziemi. Zginęło 50 tys. osób. A magnituda była taka sama. Skąd różnica? Nikt w San Francisco nie odważy się budować znacznych obiektów bez uwzględnienia sił sejsmicznych.

Intryguje określenie "hazard sejsmiczny".

To kalka z angielskiego. Oznacza prawdopodobieństwo wystąpienia zjawiska o określonej sile. Natomiast ryzykiem jest jego efekt. Ludzie oczekiwaliby prognozy: jutro o 16.30 będzie trzęsienie o magnitudzie 7,5. Pewnie dzięki temu nie byłoby większości ofiar. Ale trzęsienie ziemi to nie tylko kwestia przeżycia, ale także katastrofy ekonomicznej. To najdroższe katastrofy ludzkości. Amerykanie wyliczyli koszt nawet 5 mln dolarów na jedną ofiarę śmiertelną, więc proszę sobie to wyobrazić na Haiti, gdzie zginęło 100 tys. osób. Ten kraj nie ma szans się podnieść z gruzów ekonomicznych.

Gdy byłem na Peloponezie 10 lat po trzęsieniu, ludzie ciągle mieszkali tam w namiotach.

Bliższy przykład: zeszłoroczne trzęsienie w L’Aquili...

A Włochy to kraj bogaty. Trzęsienie jest katastrofą wieloaspektową. Gdybyśmy mieli możliwość przewidywania ewakuacyjnego, to ratowalibyśmy - aż - życie ludzkie, natomiast nie zapobieglibyśmy katastrofie ekonomicznej i jej konsekwencjom społecznym. Od lat trwają wysiłki

prowadzące do umożliwienia alertowania o nadchodzącym trzęsieniu. Ale jedyne skutecznie przewidziane trzęsienie ziemi to ogromny kataklizm w chińskim Haicheng, w roku 1975. Na trzy godziny przed nim władze wydawały jeszcze polecenia ewakuacji. Wyliczono, że gdyby nie trafna prognoza, zginęłoby kilkadziesiąt tysięcy osób.

Niekiedy zjawisko jest dla nas litościwe i wysyła sygnały o swym nadejściu. Po tym wydarzeniu zapanował w świecie entuzjazm. Wprowadzono nawet coś na kształt modelu do krótkoterminowego przewidywania trzęsień. Sztywny materiał, który się odkształca, zanim pęknie, zachowuje się nietypowo. Skała przechodzi ze stanu zwykłego w supernaprężony, który za chwileczkę, tzn. za parę miesięcy, skończy się trzęsieniem. Sygnały nietypowego zachowania, tzw. prekursory, można by monitorować.

Po Haicheng zaczęto więc obserwować mnóstwo zjawisk fizycznych. Przewidziano jeszcze jedno czy dwa niewielkie trzęsienia, po czym na początku 1976 r. nastąpiło to kompletnie nieprzewidziane - w Tangshan. Według oficjalnych danych chińskich zabiło ok. 250 tys., a szacujemy, że do 700 tys. ludzi. To był zimny prysznic na sejsmologów. Dalej stosowano mnóstwo metod, teorii, obserwacji, ale sukcesów było mało. Na początku lat 90. grupa bardzo poważnych sejsmologów doszła do wniosku, że trzęsienia ziemi są właściwie nieprzewidywalne. Pojawiła się teoria chaosu deterministycznego, mówiąca, że cała skorupa ziemska jest w samoorganizującym się stanie krytycznym, co powoduje, że mała przyczyna wywołuje ogromne skutki: motyl przelatujący w jednym miejscu może wywołać huragan w innym.

Pęknięcie ziarnka piasku w jednym miejscu może spowodować trzęsienie ziemi w innym?

Tak. Np. przesunięcie płyty w rejonie Tonga--Kermadec na Pacyfiku może spowodować trzęsienie ziemi na Haiti. To była dosyć niszcząca koncepcja. Część jej twórców z czasem zmieniła zdanie.

Ale są jaskółki metodologiczne, które niosą pewien optymizm. Po wielkim trzęsieniu w Indonezji w grudniu 2004 r. opublikowano w "Nature" prognozę ostrzegającą przed następnym w tym rejonie, o podobnej magnitudzie, i rzeczywiście nastąpiło ono w marcu 2005 r. Na szczęście nie miało takich skutków jak to pierwsze. To wyprognozowane trzęsienie na Sumatrze miało siłę 8,3 - było więc ponad trzydziestokrotnie większe od haitańskiego.

Trzydziestokrotnie?

Jedna jednostka magnitudy to mniej więcej 30 razy więcej energii.

Aż trudno sobie wyobrazić najsilniejsze znane trzęsienie ziemi w Chile 50 lat temu. Miało 9,5 st. w skali Richtera.

Przy drugim trzęsieniu na Sumatrze pęknięcie było na długości 1500 km. I to się dzieje w ciągu kilku sekund. Bo owe kilkadziesiąt sekund, przez które trwa trzęsienie, to już czas drgań, a nie pękania.

Mówi się, że wzrosła aktywność sejsmiczna świata. To mit?

To czysta szarlataneria. Owszem, są regiony, w których trzęsienia mają charakter epidemiczny. Tak jest w Azji Środkowej, w Grecji. Bardzo dziwne zjawisko występuje we Włoszech, gdzie trzęsienia przychodzą parami. Tak było choćby kilka lat temu w Asyżu.

Ale nie ma dowodów na zwiększoną aktywność sejsmiczną ani w ostatnich latach, ani stuleciach.

Straszyć łatwo. Cóż jednak znaczy stwierdzenie, że gdzieś może dojść do trzęsienia - za dzień czy za rok? Co mają zrobić ludzie? Uciekać? Sejsmolodzy są w podobnej sytuacji jak kardiolog. Wie, że pacjent ma podwyższony cholesterol, żyje w stresie, pali papierosy. Mówi mu: "jesteś zagrożony". Ale niech się znajdzie jeden kardiolog, który powie, w którym miejscu, kiedy i jak silny zawał wystąpi. Poza tym, serce można wziernikować, a głęboko w skorupę ziemską nie wpuści się przyrządów. My mamy tylko sejsmografy, coś takiego jak EKG.

Polska jest w większości rejonem wolnym od trzęsień. Koncentrują się one głównie w rejonie Pienin, Podtatrza, Śląska, Beskidów, Sudetów. Kiedy miało w Polsce miejsce ostatnie niszczycielskie trzęsienie ziemi?

W 1786 r. tzw. myślenickie trzęsienie miało szacowaną magnitudę 5,6. Czyli było ok. 200 razy słabsze niż na Haiti. Uszkodzony został wtedy kościół św. Katarzyny w Krakowie, a wiele domów w rejonie Myślenic i Krakowa zostało zniszczonych.

Czy grożą nam trzęsienia? Ubiegłotygodniowe, pod Bełchatowem, zostało wywołane przez prace w kopalni.

Polska nie znajduje się na obszarze międzypłytowym, zagrożenie jest u nas minimalne. Jesteśmy w dosyć szczęśliwej pozycji, przynajmniej jeżeli chodzi o naturalną sejsmiczność. Bo sejsmiczność wywołana działalnością człowieka to zupełnie inny temat.