Mapa trzęsień ziemi w latach 1963-1998. Wstrząsy sejsmiczne skupiły się rejonie granic pomiędzy krami litosferycznymi (źródło: NASA).
Trzęsienia ziemi zagrażają głównie terenom znajdującym się na granicy kier litosfery. Zdarzają się jednak także w innych rejonach – między innymi w Polsce.
Świadczą o tym także zdarzenia z ostatnich lat i miesięcy. O niewielkich – na szczęście – wstrząsach sejsmicznych donoszą regularnie polskie media.
Większość trzęsień ziemi na obszarze naszego kraju związana jest z górnictwem. Dlatego też obszary najbardziej narażone na wstrząsy to:
- Górny Śląsk (kopalnie węgla kamiennego),
- okolice Lubina i Głogowa (wydobycie rud miedzi)
- oraz rejon Bełchatowa (odkrywkowe kopalnie węgla brunatnego).
Globalna tektonika a trzęsienia ziemi
Nie oznacza to jednak, że cały obszar Polski leży w strefie asejsmicznej. Młode góry – a zatem Karpaty, a w mniejszym stopniu Sudety, poddźwignięte wzdłuż uskoków w trakcie orogenezy alpejskiej – mogą stać się areną wstrząsów związanych z ruchami kier (płyt) tektonicznych.
Rejon Polski leży jednak w dużej odległości od:
- aktywnych krawędzi kontynentów,
- łuków wyspowych i stref subdukcji,
- ryftów i grzbietów oceanicznych
Oznacza to, że najbardziej katastrofalne trzęsienia ziemi nam nie grożą. Porównując mapę wstrząsów sejsmicznych w latach 1963-1998 ze znajdującą się poniżej mapą granic kier litosfery można zauważyć ich dużą zbieżność. Tylko około 10% wstrząsów miało miejsce poza obszarami leżącymi w bezpośrednim sąsiedztwie krawędzi płyt tektonicznych.
Mapa kier (płyt litosfery). Autor: Michał Lis, Wolne Podręczniki.
Historia trzęsień ziemi na obszarze Polski potwierdza te wnioski. Poważne wstrząsy nie związane z czynnikami antropogenicznymi (głównie górnictwo) miały miejsce przede wszystkim w rejonie południowych rubieży naszego kraju. Jedno z takich zdarzeń na terenie Pienin opisał w średniowieczu Jan Długosz.
Trzęsienia ziemi wewnątrz płyt tektonicznych
Związek trzęsień ziemi z tektoniką kier litosfery – choć ewidentny – nie wyjaśnia jednak wszystkich wstrząsów. Polska jest znakomitym przykładem. Trzęsienia ziemi miały bowiem miejsce między innymi w rejonie:
- Warszawy,
- Szczecina,
- na południe od Poznania,
czyli w rejonach odległych od Karpat i Sudetów. Jak wyjaśnić te zdarzenia?
Płyty (kry) kontynentalne nie są jednorodne. Zostały one skonsolidowane (połączone i usztywnione) w trakcie minionych ruchów górotwórczych, czyli orogenez, tworząc platformy. Cała platforma wchodzi w skład jednej kry litosfery – o ile tylko nie zostanie rozerwana w trakcie procesów ryftowych, tak jak Półwysep Arabski oddzielony został od Afryki.
Kontynenty nie są jednak jednorodne. Kryją w sobie liczne strefy uskokowe, stanowiące pozostałości po:
- dawnych krawędziach kontynentalnych,
- pasmach orogenicznych,
- lub porzuconych ryftach, które nie doprowadziły do rozpadu kontynentu.
Takie strefy przecinają także polską część platformy europejskiej. Od rejonu Szczecina, poprzez Kujawy, aż po Lubelszczynę ciągnie się tak zwana strefa Teisseyre’a-Tornquista (T-T). Na północny-wschód od niej znajduje się platforma wschodnioeuropejska. Powstała ona już w proterozoiku, a skały budujące jej podłoże na obszarze Polski liczą sobie przeważnie około 1,6-1,4 mld lat.
Podłoże geologiczne Polski. Strefa Teisseyre'a-Tornquista (czerwone kropki na linii od Pomorza po Lubelszczyznę) stanowi granicę platformy wschodnioeuropejskiej.
Na południowy-zachód od strefy T-T znajduje się z kolei dużo młodsza część platformy europejskiej. Uległa ona konsolidacji dopiero w trakcie orogenezy waryscyjskiej w późnym paleozoiku, a zatem około 300 mln lat temu. Te dwie wielkie jednostki budujące dzisiejszą Europę (bez części południowej) kontaktują się właśnie na obszarze Polski. W efekcie trzęsienia w rejonach przyległych do strefy T-T nie powinny budzić zdziwienia.
Wędrujące trzęsienia
Na szczęście wstrząsy sejsmiczne mające miejsce wewnątrz kontynentów są z reguły o wiele słabsze niż zdarzenia na granicach kier litosfery. To dobra wiadomość.
Jest jednak również zła informacja. Trzęsienia ziemi w obszarach pozornie asejsmicznych rzadko zdarzają się dwa razy w tym samym miejscu. Z reguły migrują, za każdym razem nawiedzając inne rejony. Wstrząsy te dotykają więc z reguły tereny nie przygotowane do trzęsień ziemi. Na szczęście niewielka siła tych wstrząsów powoduje, że szkody są z reguły ograniczone.
Co powoduje, że trzęsienia nawiedzające wnętrza kontynentów są tak nieprzewidywalne? Prawdopodobnie jest to efekt uaktywniania kolejnych uskoków wchodzących w skład strefy uskokowej (takiej jak znajdująca się w Polsce T-T). Naprężenia rozładowane w jednym miejscu powodują odnowienie kolejnej struktury tektonicznej (Liu et al., 2011). W ten sposób na kolejnym uskoku dochodzi do wstrząsu. Następne trzęsienie ziemi ma miejsce w jeszcze innym rejonie.
Źródło: Mian Liu, Seth Stein, Hui Wang, 2011. 2000 years of migrating earthquakes in North China: How earthquakes in midcontinents differ from those at plate boundaries. Litosphere 3, 2, DOI: 10.1130/L129.1.
O trzęsieniach ziemi w strefie T-T można przeczytać w artykule Czy grozi nam trzęsienie ziemi?, Wiedza i Życie 10/1999.
