Trzęsienia ziemi w Polsce Zbigniew i Geoekologii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Poznań

Współcześnie występujące trzęsienia ziemi są

zazwyczaj rejestrowane w wielu punktach

naszego globu, dzięki specjalnie w tym celu

utworzonej siatce stacji sejsmologicznych i

geofizycznych. Przegląd archiwów tych stacji

ukazuje jednak nieco odmienny obraz sejsmiki w

Polsce. Okazuje się bowiem, że zjawiska

sejsmiczne występują w Polsce pomimo uznania

tego obszaru jako asejsmicznego. Należy jednak

stanowczo podkreślić, że zjawiska te nie

przybierają takich rozmiarów jak to możemy

obserwować na aktywnych obszarach

sejsmicznych (tab. 1). Umiejscowienie

wspomnianych archiwów stacji obserwacyjnych w

Internecie umożliwia przegląd tych danych i po

zapoznaniu się z nimi nawet dla laików staje się

oczywiste występowanie omawianych zjawisk

również w Polsce.

Data

Region

Opis

31 I

1259

na pd. od
Krakowa

(5–6)

trzęsienie ziemi
odczute w całej
Europie Środkowej

5 VI

1443

Śląsk
(Wzgórza

Strzelińskie)

5,8

odczuwalne w całej
środkowej Europie;
duże uszkodzenia
zabudowy
Wrocławia,
zapadnięcie się
sklepienia w koś ciele
farnym w Brzegu i
kościele Św.
Katarzyny w
Krakowie

1680

Mazowsze

(5)

zniszczone i
uszkodzone niektóre
domy w Warszawie
i jej okolicach

27 II

1786

Beskid Śląski

5,2

odczuwalne na
dużym obszarze: na
Śląsku, w
Sandomierzu i aż po
Wiedeń

Największe i wybrane trzęsienia ziemi w Polsce

3 XII 1786

tereny na

południe od
Krakowa

(Beskid
Średni)

5,7

pęknięte

kamienice i

uszkodzony kościół

Św. Katarzyny w

Krakowie, wstrząsy

odczuwalne po

Lwów, Wrocław,

Głogów, Kalisz oraz

na Słowacji

15 I 1858

południowe
obszary

Polski

5,0

epicentrum na

Słowacji, wstrząsy

odczuwalne m.in.

we Wrocławiu,

Jeleniej Górze,

Krakowie

11 VI 1895 Dolny Śląsk

4,8

w budynkach

powstały

centymetrowe

rysy, zawaliły się

kominy;

odczuwane na

obszarze 25 tys.

21 X 1901 rejon Pienin

4,7

odczute na Spiszu,

w Sromowcach,

Krościenku

i Szczawnicy

Data Region M

Opis

Największe i wybrane trzęsienia ziemi w Polsce

11 II 1909

Pomorze

Zachodnie

4,0

niewielkie wstrząsy

odczuwalne w

Kołobrzegu,

Koszalinie i

Białogardzie,

powierzchniowe

pęknięcia gruntu do

200 m długości

20 II–1 III 1932

4 rejony

koncentracji:
płocki,
podlaski,

lubelski
i świętokrzyski

(4)

lokalne wstrząsy

sejsmiczne o

niewielkiej sile,

powierzchniowe

pęknięcia gruntu,

intensywne efekty

akustyczne

(podziemne łoskoty)

20 VI 1962

GOP —
Dąbrowa
Górnicza

3,8

tąpnięcia w kopalni

Wujek i Kleofas;

wstrząsy odczuwalne

w Katowicach

17 III 1966

okolice
Zakopanego

3,0

odczuwane w

Kuźnicach, Witowie i

Jaszczurówce; kilka

wstrząsów poprze

dzających i nastę

pczych

Data Region M

Opis

Największe i wybrane trzęsienia ziemi w Polsce

28 XI 1966 GOP

3,2

tąpnięcie w kopalni

Szombierki; wstrzą

sy odczuwalne w

Bytomiu oraz w

innych kopalniach

(Radzionków,

Rozbark, Orzeł

Biały, Miechowice)

4 III 1977

trzęsienie

ziemi
w Rumunii

...

odczuwalne m.in.

w Krakowie,

Warszawie,

Wrocławiu,

„chodzące” meble

w mieszkaniach, gł.

w wieżowcach (w

Rumunii wstrząs o

sile 7,2 stopnia)

29 XI 1980

rejon
Bełchatowa

4,6

związane z kopalnią
węgla brunatnego,

odczuwane po

Sieradz, Pabianice i

Radomsko

1 III 1993

Beskid Niski

4,7

odczuwane w Polsce

(Krynica) i na

Słowacji

Data Region M

Opis

Największe i wybrane trzęsienia ziemi w Polsce

Trzęsienia ziemi w Polsce

związane są z niezrównoważonymi

tektonicznie uskokami Przedgórza

Sudeckiego, młodymi geologicznie i/lub

ciągle wypiętrzającymi się górami (Pieniny)

lub aktywnością uskoków tektonicznych

(Góry Stołowe). Na północy kraju wstrząsy

wynikają z niezbyt intensywnych ruchów w

obrębie tarczy bałtyckiej

i wschodnioeuropejskiej płyty tektonicznej.

Wstrząsy na Górnym Śląsku i rejonach

wydobycia surowców (kopalnie siarki, rejon

Bełchatowa) związane są z ubytkami mas

skalnych pod powierzchnią ziemi i

przejawiają się tąpnię ciami o różnej sile.

SKALA TRZĘSIEŃ ZIEMI

Opis

Stopnie

w skali

Richtera

Średnia

prędkość

fali

Średnie

przyspieszenie

Częstotliwość

występowania

cm s

-1

m s

-2

w ciągu roku

Wielkie

>60

>0,60

Duże

7-7,9

45-55

0,50-0,55

Silne

6-6,9

20-30

0,25-0,30

120

Średnie

5-5,9

8-12

0,10-0,15

800

Lekkie

4-4,9

5-8

0,06-0,07

6.200

Małe

3-3,9

2-5

0,03-0,04

49.000

Bardzo małe

2-2,9

1-2

0,015-0,020

365.000

1-1,9

<0,010

2.920.000

Tabela 2

Ponadto

pojedyncze przypadki

trzęsień

ziemi

rejestrowano

na Wyżynie Krakowsko

Częstochowskiej, Wysoczyźnie Piotrkowskiej, w Niecce

Nidziańskiej, Sudetach i Karpatach, a także na

obszarze Zatoki Gdańskiej. Podobny choć nieco

odmienny rozkład prezentują dane (od 4 maja 1950 do

17 maja 1997)

Prototype International Data Centre

(ryc. 2), z których wynika, iż oprócz wymienionych

wyżej obszarów odosobnione trzęsienia

ziemi mogą

występować także na Nizinie Wielkopolskiej, Kujawach

i Pomorzu. Zwarca uwagę duża ilość tych zdarzeń w

obrębie Zatoki Gdańskiej.

Informacje

uzyskan z

Prototype International Data Centre

wskazują, że

siła trzęsień ziemi w Polsce wahała się od 1,6 do 5,8

(średnio 3,32) w skali Richtera (tab. 2), a średnia

głębokość

ogniska wynosiła 9,8 km (od 0 do 81

km). Warto dodać, że trzesienia ziemi o wielkości

poniżej 2 w skali Richtera nie są

praktycznie

odczuwalne przez

ludzi.

Trzęsienia ziemi w Polsce w bardzo niewielkim

stopniu mają charakter typowych trzęsień

tektonicznych wywołanych naprężeniami w

skorupie ziemskiej. Najczęściej są to trzęsienia

zapadowe spowodowane przez:

osiadanie stropu wyrobisk górniczych na

obszarach kopalnianych (np. Górny

Śląsk),

zapadanie się stropów próżni krasowych

(np. Sudety, Wyżyna Krakowsko-

Częstochowska),

zapadliska w obrębie solnych formacji

diapirowych (np. Pomorze),

ruchy wielkich mas ziemnych na skutek

procesów osuwiskowych (np. Karpaty).

Trzęsienie ziemi

naturalny, krótki i gwałtowny wstrząs (lub ich seria)

gruntu, powstały pod powierzchnią Ziemi (

ognisko trzęsienia ziemi

) i rozchodzący się w postaci

fal sejsmicznych

od ośrodka -

epicentrum

znajdującego się na powierzchni, gdzie drgania są

najsilniejsze.

W zależności od siły obserwuje się drgania

przedmiotów lub przy silniejszych wstrząsach

pękanie ścian, niszczenie budynków, powstanie

szczelin w ziemi, zapadanie się terenu.

Przy określeniu siły trzęsienia ziemi używa się skali

magnitud (

Richtera skala

), gdzie wartość 8,8 stopnia

jest przeszło 10 tys. razy większa niż energia bomby

atomowej zrzuconej na Hiroszimę.

Trzęsienia ziemi

są rejestrowane na stacjach

sejsmologicznych przy pomocy

sejsmografu

Występują bardzo często, ok. 8-10 tys.

rocznie, przypuszcza się nawet, że do 40

tys., gdyż nie wszystkie wstrząsy są

rejestrowane z braku stacji pomiarowych

(dna oceanów, tereny bezludne).

Oblicza się, że silne trzęsienia ziemi, tzw.

światowe (rejestrowane przez wiele stacji na

świecie) pojawiają się co 52 dni na lądzie i

28 dni na dnach oceanów, ale nie wszystkie

z nich wywołują katastrofy.

Ze względu na głębokość ogniska wyróżnia się

trzęsienia ziemi:

płytkie (do 50 km), średnio głębokie (50-300 km) i głębokie

(300-700 km), natomiast ze względu na genezę:

tektoniczne, stanowiące ok. 90% wszystkich trzęsień ziemi,

zachodzące na terenie związanym z występowaniem młodych

ruchów górotwórczych,

wulkaniczne, powstałe w wyniku wdzierania się

magmy

warstwy skalne i rozprężenia się gazów.

Do najsilniejszych w historii zalicza się trzęsienia ziemi: 1906

San Francisco

, zginęło ok. 50 tys. ludzi (8,25 stopnia), 1908

Mesynie

- 80 tys. (7,5 stopnia), 1950 w Chinach - 100 tys.,

1923 w

Tokio

Jokohamie

- 150 tys. (8,2 stopnia), 1933 w

Indiach - 200 tys., 1939 w Turcji (8,0 stopni), 1950 w Indiach,

w prowincji Assam (8,6 stopni), 1964 na Alasce (8,5 stopnia).

Często podczas podwodnych trzęsień ziemi powstają fale (

tsunami

), powodujące katastrofalne zniszczenia na

wybrzeżach.

Największe trzęsienia ziemi

Data

Miejsce

Stopnie w skali Richtera

18 kwietnia 1906

Stany Zjednoczone,

San Francisco

8,2

8 grudnia 1908

Sycyclia,

Mesyna

7,5

16 grudnia 1920

Chiny, prowincja

Gansu

8,6

1 września 1923

Japonia,

Tokio

8,3

22 maja 1927

Chiny,

Sining

8,3

25 grudnia 1932

Chiny, prowincja

Gansu

7,6

30 maja 1935

Pakistan,

Kweta

7,5

26 grudnia 1939

Turcja,

Erzincan

7,9

22 maja 1960

Chile

9,5

26 lipca 1963

Macedonia,

Skopje

6,9

1964

Alaska,

Anchorage

9,2

31 maja 1970

Peru

7,8

23 grudnia 1972

Nikaragua,

Managua

6,5

28 lipca 1976

Chiny,

Tangszan

8,0

19 września 1985

Meksyk,

Meksyk

8,1

7 grudnia 1988

Armenia

6,9

20 czerwca 1990

Iran

, prowincja Gilan

7,7

16 lipca 1990

Filipiny,

Luzon

7,8

19 października 1991

północne

Indie

, rejon

miast Chamoli i
Uttarkashi

7,0

30 sierpnia 1993

południowe

Indie

okolice miast Latur i
Osmanabad

6,4

16 stycznia 1995

Japonia, południowe
wybrzeże wyspy

Honsiu

7,2

27 maja 1995

Rosja, wyspa

Sachalin

7,5

10 maja 1997

północny

Iran

7,1

4 lutego 1998

Afganistan

6,1

30 maja 1998

Afganistan

7,1

17 lipca 1998

Papua-Nowa Gwinea

(północne wybrzeża)

7,1

25 stycznia 1999

Kolumbia

, okolice miast

Armenia, Calarca i
Pereira

6,0

Największe trzęsienia

ziemi

Data

Stopnie w skali
Richtera

Miejsce

17 sierpnia 1999

Turcja,

Izmit

Stambuł

7,4

21 września 1999

Tajwan

7,3

12 listopada 1999

Turcja

7,2

13 stycznia 2001

Salwador

7,9

26 stycznia 2001

Indie

6,0

25 marca 2002

Afganistan

6,0

31 paździenika 2002

Włochy

5,4

24 lutego 2003

Chiny

6,8

1 maja 2003

Turcja

6,4

21 maja 2003

Algieria

, Algier

6,8

26 grudnia 2003

Iran

, Bam

6,8

24 lutego 2004

Maroko

6,5

26 grudnia 2004

wybrzeża

Sumatry

Indonezji

9,0

28 marca 2005

zachodnie wybrzeże

Sumatry

8,7

Największe trzęsienia

ziemi

Miejsce

Stopnie w skali
Richtera

Dat
a

Podstawowe zagadnienia związane z

trzęsieniami ziemi

Ognisko trzęsienia ziemi

- tj. miejsce, gdzie

zapoczątkowane zostało uwalnianie energii nagromadzonej

na linii uskoku. Należy przy tym pamiętać, iż jest to punkt

czysto teoretyczny (ang.

focus

hipocentrum

), ponieważ

faktycznie energia wstrząsu rozładowuje się zawsze na

pewnej długości uskoku.

Epicentrum

trzęsienia ziemi

określa się miejsce na

powierzchni ziemi, położone bezpośrednio nad ogniskiem

wstrząsu. Punkt ten oznacza miejsce, gdzie fale sejsmiczne

rozchodzące się z ogniska we wszystkich kierunkach

najszybciej osiągają powierzchnię. Zazwyczaj właśnie w

epicentrum fale posiadają największą siłę niszczącą i

wprawiają podłoże w największy stopień wibracji (jest to tzw.

obszar epicentralny

). Nie stanowi to jednak reguły, gdyż

intensywność wstrząsów w dużej mierze zależy od

uwarunkowań geologicznych i rodzaju podłoża (np. położenie

miasta na terenie bagnistym znacznie intensyfikuje drgania).

fale powierzchniowe

- docierają na powierzchnię

najpóźniej, poruszają się najwolniej i odpowiadają za

większość zniszczeń spowodowanych przez trzęsienie

ziemi. Fale powierzchniowe (ang.

surface waves

) dzielimy

z kolei na:

fale Railegha

wywołują przemieszczenia w

płaszczyźnie równoległej do gruntu;

fale Love'a

wywołują przemieszczenia w płaszczyźnie

prostopadłej do gruntu.

Homosejstą

okresla się linię łączącą obszary drgające w

tym samym czasie.

Wstrząsy ziemi, powodowane przez fale sejsmiczne,

podzielić można na ruchy poziome i pionowe. Szczególnie

destruktywne są ruchy pionowe, podczas których - w

przypadku bardzo dużej intensywności drgań gruntu -

budynki mogą zostać nawet wyrzucane w powietrze

(przykładem jest zachowanie niektórych konstrukcji w

trakcie trzęsienia ziemi w

Northridge

w roku

1994

Niszczące są także uderzenia ukośne - szczególnie, jeśli ich

przebieg jest niezgodny z dłuższą osią budynku.

Oznaczanie siły trzęsień

ziemi i intensywności drgań

gruntu

Energię wyzwalaną w trakcie trzęsienia ziemi

wyraża się w stopniach magnitudy. Magnituda

równa 0 lub ujemna (stosowana do

oznaczania tzw. "mikrowstrząsów",

rejestrowanych tylko przez bardzo czułe

przyrządy) oznacza wibracje rejestrowane

tylko przez aparaturę pomiarową, zaś

magnituda równa 9,5 (wartość magnitudy

najsilniejszego, udokumentowanego

instrumentalnie trzęsienia ziemi) powoduje

zmiany w otaczającym krajobrazie

Sejsmolodzy powątpiewają w istnienie trzęsień ziemi o

magnitudzie większej niż 10, jednak teoretycznie

wszystkie skale pomiarowe zjawisk sejsmicznych (np.

logarytmiczna

skala Richtera

) to skale otwarte. Należy

przy tym zaznaczyć, że każdy kolejny stopień magnitudy

jest mierzony, jako dziesięciokrotnie większy od

poprzedniego, ale faktycznie: każdy kolejny stopień

niesie ze sobą w przybliżeniu 31-krotny wzrost energii.

Do pomiaru intensywności drgań gruntu służy natomiast

szereg skal - dawniej opierających się na sondażach,

wykonywanych na grupie osób dotkniętych konkretnym

trzęsieniem ziemi, obecnie zaś na wynikach pomiarów

przyspieszenia gruntu zmierzonego w trakcie wstrząsów.

Do najpopularniejszych skal należy zmodyfikowana

skala Mercallego

- Mercallego-Cancaniego-Sieberga

(MCS). W skali tej stopień I oznacza wibracje

rejestrowane wyłącznie przez aparaturę pomiarową, a

stopień XII - wstrząsy powodujące zmiany w otaczającym

krajobrazie.

Za najstarszy znany sejsmometr uważa się

wynalazek skonstruowany przez chińskiego

uczonego,

Chan Henga

(78-139 n.e.). Było to

metalowe naczynie w kształcie dzbana, do

którego ze wszystkich stron przymocowano

głowy smoków, a na otaczającej dzban

podstawie – figury żab. Każdy ze smoków

trzymał w pysku dokładnie wyważoną kulkę. W

chwili nadejścia wibracji, wywołanych bardzo

silnym wstrząsem sejsmicznym z epicentrum w

dość dużej odległości od urządzenia, kulka,

ustawiona w paszczy smoka przymocowanego

od strony epicentrum, spadała do paszczy

ropuchy. W ten sposób władze cesarskie potrafiły

wysłać pomoc w region klęski żywiołowej jeszcze

przed nadejściem rządowego posłańca.

W strefach sejsmicznych najczęściej położone są kraje

rozwijające się, w których budownictwo jest zupełnie

nieodporne nawet na umiarkowane wstrząsy sejsmiczne.

Na zdjęciu: zniszczenia poczynione styczniowym

wstrząsem z

2001

roku w

Salwadorze

Rodzaje trzęsień
ziemi:

Jeden z najgroźniejszych skutków trzęsienia

ziemi: po

trzęsieniu ziemi w regionie Zatoki San Francis

18 kwietnia

1906

roku wybuchły liczne

pożary

Trzęsienie ziemi, jakie

12 stycznia

2010

roku

nawiedziło

Haiti

, poczyniło olbrzymie

zniszczenia w centrum stolicy kraju,

Port-au-Prince

Podział trzęsień ziemi:

ze względu na przyczynę:

tektoniczne

(inaczej: dyslokacyjne) –

związane z ruchami

płyt tektonicznych

, mogą

występować jednak w dużej odległości od

stref granicznych kier litosfery (np. w strefach

młodych gór - takich, jak Karpaty czy Sudety);

stanowią około 90% wszystkich zjawisk

sejsmicznych występujących na Ziemi;

wulkaniczne

–

związane z gwałtownymi

erupcjami wulkanów lub zapadaniem się

stropów opróżnianych

komór magmowych

czy

zapadaniem

kalder

; stanowią ok. 7%

wszystkich zjawisk sejsmicznych

występujących na Ziemi;

zapadowe (zapadliskowe) –

związane

z obszarami

krasowymi

, na których

dochodzi do zawalania się stropów

jaskiń

lub innych próżni w podłożu; zjawiska

wyjątkowo lokalne, najczęściej słabo

odczuwalne; stanowią ok. 2% ogółu

trzęsień ziemi;

antropogeniczne

–

związane z

działalnością człowieka w litosferze (np.

tąpnięcia

górnicze, naruszenie równowagi

sił w skałach na skutek napełnienia

tamy

); na obszarach gęsto zabudowanych

mogą spowodować znaczące szkody

materialne, jednak w większości

przypadków okazują się niegroźne.

e względu na głębokość

ogniska:

płytkie (85%) – do 70 km;
średnie (12%) – 70-350 km;
głębokie (3%) – 350-900 km.

e względu na powiązanie ze

wstrząsem zasadniczym

wstrząsem zasadniczym:

wstępne (ang. foreshock) –

o słabej magnitudzie;

zasadnicze (ang. main shock) –

o największej

magnitudzie;

następcze (ang. aftershock) –

o zmniejszającej się z

upływem czasu magnitudzie (szacunkowo:
najsilniejszy wstrząs wtórny, występujący zazwyczaj
jako pierwszy po głównym wstrząsie, posiada
magnitudę o około 1.3-1.5 razy mniejszą od
wstrząsu zasadniczego).