Wstrząsy

Antypody, Australia i Nowa Zelandia, jawiące się nam jako oaza dobrobytu i spokoju, przeżywają tej zimy (u nich: tego lata) nadmiernie bliskie spotkania z naturą.

Trzęsienie ziemi w Japonii - czytaj na Onet.pl >>

CZYTAJ TAKŻE: Rozmowa z prof. Stanisławem Lasockim, sejsmologiem: Jesteśmy jak kardiolodzy. Wiadomo, że pacjent jest zagrożony zawałem. Ale niech się znajdzie kardiolog, który powie, kiedy zawał wystąpi... >>

Po tragicznych powodziach, pożarach i ataku tajfunu w Australii, natura zademonstrowała swoją siłę wobec Nowej Zelandii. Po raz drugi w ciągu pół roku zatrzęsła się ziemia na Wyspie Południowej, w rejonie Christchurch, największego miasta wyspy. Tym razem zginęło ponad stu mieszkańców, a straty liczone są w miliardach dolarów.

Pęknięta wyspa

Wystarczy spojrzeć na mapę Nowej Zelandii, by się przekonać, że nie może to być miejsce spokojne. Kraj przypomina kształtem damski kozaczek z dziwnie rozciągniętym noskiem, rozerwany w połowie cholewki. Widać, że działają tu przepotężne, niewidzialne siły. Rzut oka na mapę geologiczną tej części świata potwierdza to wrażenie. Wyspy rozcina wzdłuż potężny uskok. Obecne są aktywne wulkany i gejzery. Nowa Zelandia leży dokładnie na granicy dwóch największych płyt tektonicznych naszej planety - pacyficznej i indoaustralijskiej. Płyty te, podobnie jak inne płyty, z których składa się litosfera Ziemi, są w ciągłym ruchu, napędzanym przez ciepło wnętrza planety.

Płyta indoaustralijska przejawia w ostatnich latach niezwykłą aktywność. Efekty widać na jej krawędziach. Na północy usiłuje ona zepchnąć cały kontynent azjatycki (płytę eurazjatycką) w stronę bieguna. Ściera się także na wschodzie z płytą pacyficzną. Próba sił kończy się zawsze tak samo: 21 lutego tego roku i we wrześniu ubiegłego: trzęsienie ziemi w Nowej Zelandii. Rok wcześniej trzęsienie i tsunami na Archipelagu Samoa - około 140 ofiar. Potem dzień po dniu dwa silne wstrząsy na zachodnim wybrzeżu Sumatry - ponad tysiąc ofiar. Przed trzema laty Syczuan w Chinach - 88 tys. ofiar. Rok 2005, Kaszmir - 25 tys. ofiar. Boże Narodzenie 2004 r., Sumatra - 230 tys. ofiar. Rok wcześniej rejon Bam w południowowschodnim Iranie - 26 tys. ofiar. Rok 2001, Bhuj w Indiach - 20 tys. ofiar. Rok 1999, Izmit w Turcji - 17 tys. ofiar. Rok 1998, Papua Nowa Gwinea - 3 tys. ofiar. Rok 1995, Kobe w Japonii - 5,5 tys. ofiar...

Statystyki potwierdzają, że pewne obszary okresowo się aktywizują, a potem wyciszają. Podobnie zachowują się wulkany. Dlaczego tak jest i jaki mechanizm tym rządzi? Odpowiedź na to pytanie, godna Nobla, to najkrótsza droga do wymarzonego przez sejsmologów precyzyjnego prognozowania trzęsień ziemi.

Nieprzewidywalne

To jednak wciąż tylko marzenie - głównie dlatego, że wciąż zbyt mało wiemy o Ziemi. Porównajmy sytuację sejsmologów z meteorologami: atmosfera jest dziś dostępna dla każdego rodzaju badań: z ziemi, z morza, z samolotów, balonów meteorologicznych, satelitów; można pobrać próbkę gazów z dowolnej jej warstwy; mierzy się dziesiątki i setki parametrów z pomocą globalnej sieci stacji pomiarowych. A jednak wciąż trudno o trafną prognozę: zarówno na następny dzień, jak i prognozę zjawisk katastrofalnych.

Tymczasem geofizyk porusza się po omacku. Najgłębsze wiercenie w głąb Ziemi (ok. 12 km) nie przekroczyło 0,2 proc. długości promienia naszej planety. Jedyne "naoczne" informacje o składzie chemicznym czy mineralogicznym głębszych warstw pochodzą z tego, co wyrzuci wulkan. Dobrze, że znalazła sobie geofizyka takie narzędzia, jak grawimetria, sejsmometria, magnetometria, termika, badania elektryczne. Coraz więcej danych zawdzięczamy satelitom.

Jedną z pierwszych obserwacji, jakie poczyniono, odkąd rozpoczęto systematyczną rejestrację aktywności sejsmicznej Ziemi, był tzw. cykl sejsmiczny. Sekwencja zdarzeń jest następująca: po głównym trzęsieniu występują zawsze wstrząsy następcze (afterszoki) - do tej pory dające znać o sobie w Nowej Zelandii - po czym aktywność sejsmiczna stopniowo maleje. Większość (50-70 proc.) czasu tego cyklu obejmuje cisza sejsmiczna. Potem aktywność znowu wzrasta i pojawia się duże trzęsienie poprzedzane sekwencją wstrząsów zwanych forszokami.

Odkrycie forszoków wzbudziło entuzjazm sejsmologów. Wydawało się, że prognoza krótkoterminowa jest w zasięgu ręki. I rzeczywiście, 4 lutego 1975 r. w pobliżu chińskiego miasta Haicheng wystąpiło trzęsienie o magnitudzie 7,3 (takie, jak niedawno na Haiti). Mieszkańców uprzedzono kilkanaście godzin przed faktem, dzięki czemu liczba ofiar była znikoma. Do dziś jest to jedyny, opisywany w podręcznikach, przykład w pełni udanej prognozy dużego trzęsienia na podstawie rejestracji sekwencji forszoków. Do dziś sejsmolodzy całego świata podziwiają odwagę swoich kolegów z Chin, którzy sformułowali jednoznaczną prognozę i skłonili władze do działania.

Dlaczego odwagę? Dlatego, że już wtedy było wiadomo, iż forszoki wcale nie są idealnym zwiastunem trzęsienia ziemi. Z analizy danych wynikało, że obserwuje się je jedynie w przypadku około 40 proc. dużych trzęsień, a ponadto są podobne do innych wstrząsów na danym obszarze, i najczęściej można je zidentyfikować dopiero post factum.

Udowodniła to chińskim sejsmologom natura kilkanaście miesięcy później (27 lipca 1976 r.), gdy w położonym około 400 km od Haicheng mieście Tangshan trzęsienie pochłonęło co najmniej ćwierć miliona ofiar. Żadnych zjawisk poprzedzających wstrząs nie zaobserwowano.

Klęska optymizmu

Poszukiwania sejsmologów, a nie ignorowali oni nawet tzw. prognoz ludowych (niezwykłe zachowanie zwierząt czy tzw. "pogoda sejsmiczna"), zmierzają do odpowiedzi na jedno pytanie: czy możliwe jest prognozowanie krótkoterminowe? W latach 70. ub. wieku wśród badaczy powszechny był optymizm. Dziś niemal wszyscy stali się sceptykami. Żadne ze zjawisk poprzedzających trzęsienie (tzw. predyktorów) nie daje się jednoznacznie interpretować.

Próbowano się uciekać do tzw. rejonizacji i mikrorejonizacji sejsmicznej. W praktyce jest to po prostu mapa ze strefami, w których mogą wystąpić trzęsienia, wraz z podaniem ich możliwej maksymalnej siły. Na podstawie tej mapy, po uwzględnieniu lokalnych warunków, można wyciągnąć wnioski na temat tego, co, jak i gdzie budować.

Rejonizacje sejsmiczne opracowano dla większości krajów. Mało kto wie, że choć w Polsce przyjęto, iż nie ma u nas obszarów występowania trzęsień ziemi dających skutki 6. lub 7. stopnia (w zmodyfikowanej skali Mercallego), to na mapach opracowanych jeszcze za czasów radzieckich dla obszarów przylegających do nas od południowego wschodu można się dopatrzeć śladów zagrożenia. Granica strefy "6" osiąga polską granicę koło Dobromila, a "7" przebiega grzbietem Karpat. Zatem okręg Leska i Ustrzyk Dolnych znajduje się w strefie "6" i teoretycznie mogą tam wystąpić wstrząsy prowadzące do uszkodzeń budynków. Tymczasem największe trzęsienie w Polsce ostatnich lat wydarzyło się w najmniej spodziewanym miejscu - na Suwalszczyźnie i Mazurach, z epicentrum w rejonie Kaliningradu (2004 r.).

Zaskoczenia

Natura bywa okrutnie pomysłowa. Gdy w Indonezji w Boże Narodzenie 2004 r. zatrzęsła się ziemia, ludzi zabiła woda. Gdy w 1923 r. zatrzęsło się Tokio, to owszem, rozpadły się nawet słynne japońskie domy z bambusa i papieru, ale ludzie zginęli w pożarach. W 1906 r. w San Francisco ofiar było mniej, ale spłonęła prawie cała zabudowa miasta.

W najbardziej chyba wyrafinowany sposób rozprawiła się natura z Lizboną w 1755 r. Uderzenie przyszło w Dzień Wszystkich Świętych, gdy wielkie, kamienne kościoły były wypełnione po brzegi. W kolejnych fazach, trwających w sumie zaledwie trzy minuty, zburzeniu uległy wielkie budowle oraz większość mniejszych domów i budynków. Ci, którzy przeżyli, uciekli na otwarte przestrzenie przy ujściu Tagu. Po 80 minutach od trzęsienia pochłonęło ich tsunami. Wydawało się, że przynajmniej ci, którzy przeżyli w wyższych partiach miasta, mogli odetchnąć. Niestety, za sprawą silnych wiatrów miejscowe pożary zmieniły się w czterodniową pożogę. Miasto, które rankiem 1 listopada 1755 r. liczyło 275 tys. mieszkańców, kilka dni później mogło się doliczyć najwyżej kilkuset.

To nie koniec wyrafinowanego okrucieństwa. 31 maja 1970 r. zatrzęsła się ziemia w Peru, 300 km na północ od Limy. Z powierzchni ziemi zniknęło kilka wiosek i miasteczka Yungay i Ranrahirca, razem około 70 tys. ludzi. Czy zginęli pod gruzami domów? Nie. Dolina, w której żyli, biorąca swój początek pod Huascarán, najwyższym szczytem Peru (6768 m n.p.m.), została zasypana zwałami błota i kamieni. Ale nie było to "zwykłe" osuwisko kamienisto-błotne. Otóż za sprawą wstrząsów pękł jęzor lodowca pod szczytem Huascarán, co wyzwoliło wielką lawinę lodową. Porwała ona olbrzymią masę kamieni i ziemi.

Czy podczas trzęsienia można zginąć wskutek... uduszenia? Tak właśnie było w irańskim mieście Bam (2003 r., 26 tys. ofiar). Zawaliły się tam domy budowane z suszonych na słońcu cegieł z miejscowej gliny. Wstrząsy zamieniły je w pył, który unosił się nad całymi połaciami miasta. Ludzie uwięzieni w ruinach umierali, bo nie mieli czym oddychać.

Pomysłowość sejsmologów próbuje nadążyć za pomysłowością natury. Wątpliwe, czy kiedykolwiek zdoła.

ADAM ZUBEK jest geografem i dziennikarzem popularnonaukowym.