Położenie, budowa i ewolucja geologiczna Polski
wskazuje, że nasz kraj leży zasadniczo poza obszarami
sejsmicznymi
kuli ziemskiej. Obszary takie nazywane są
asejsmicznymi.
O asejsmiczności Polski wnioskuje się w oparciu o
budowę geologiczną Polski, w której dominują
paleozoiczne i mezozoiczne skały osadowe, a których
miąższość dochodzi niekiedy do 15 km. Skały te
zalegają na sztywnym podłożu platformy
wschodnioeuropejskiej i w miarę ustabilizowanym
obecnie fundamencie krystalicznym objętym
paleozoicznymi ruchami orogenicznymi.
Ostatnie duże trzęsienia ziemi na obszarze
naszego kraju wiązane są z okresem fałdowań
alpejskich, a więc na przełomie ery
mezozoicznej i kenozoicznej, tj. ok. 150-20 mln
lat temu. Wówczas zostały zmienione
tektoniczne głównie masywy górskie Sudetów i
Gór Świetokrzyskich, w obrębie których
powstały liczne uskoki, zręby i rowy
tektoniczne. Liczne trzęsienia ziemi
występowały również w okolicach Pienińskiego
Pasa Skałkowego, który tworzy wyraźną
granicę tektoniczną między Karpatami
Wewnętrznymi a Karpatami Zewnętrznymi. Od
czasu zakończenia orogenezy alpejskiej
notowana jest w Polsce raczej "cisza"
sejsmiczna.
W czasach historycznych wzmożoną aktywność
sesjmiczną na obszarze Polski odnotowano (za
S.J.Gibowiczem), oprócz Sudetów (05.04.1443,
31.01.1883, 11.06.1895) i Karpat (31.08.1259,
22.08.1785, 27.02.1786, 03.12.1786, 25.04.1840,
21.10.1901, 23.03.1935, 17.03.1966, 28.06.1992,
29.06.1992, 01.03.1993), także na Niżu Polskim
(Pomorze Zachodnie - 11.02.1909, 11.06.1928, środkowa
Polska w okolicach Płocka, Kielc, Lublina - 02.03.1932,
Bełchatów - 29.11.1980). W Krakowie w 1443 zawalił się
strop kościoła pw. Św. Katarzyny, a w wielu kamienicach
mieszkalnych zarysowały się ściany. W 1680 wiele
kamienic w Warszawie uległo zniszczeniu. Znane są
trzęsienia ziemi w Hrubieszowie w 1875 r. i pod Niemczą
w 1895 r. Dość częste są nieznaczne trzęsienia ziemi w
obrębie Karkonoszy. Najczęściej wstrząsy sejsmiczne
występują jednak na Śląsku, a niektóre z nich mają
wielkość dochodzącą do 4 stopni w skali Richtera.
Zdecydowana większość tych wstrząsów jest jednak
skutkiem działalności górniczej. O podobnej genezie
zdarzają się również trzęsienia ziemi w Bełchatowie, np.
w 1980 o wielkości 4,6 czy w 2001 roku.
Współcześnie występujące trzęsienia ziemi są
Współcześnie występujące trzęsienia ziemi są
zazwyczaj rejestrowane w wielu punktach
zazwyczaj rejestrowane w wielu punktach
naszego globu, dzięki specjalnie w tym celu
naszego globu, dzięki specjalnie w tym celu
utworzonej siatce stacji sejsmologicznych i
utworzonej siatce stacji sejsmologicznych i
geofizycznych. Przegląd archiwów tych stacji
geofizycznych. Przegląd archiwów tych stacji
ukazuje jednak nieco odmienny obraz sejsmiki w
ukazuje jednak nieco odmienny obraz sejsmiki w
Polsce. Okazuje się bowiem, że zjawiska
Polsce. Okazuje się bowiem, że zjawiska
sejsmiczne występują w Polsce pomimo uznania
sejsmiczne występują w Polsce pomimo uznania
tego obszaru jako asejsmicznego. Należy jednak
tego obszaru jako asejsmicznego. Należy jednak
stanowczo podkreślić, że zjawiska te nie
stanowczo podkreślić, że zjawiska te nie
przybierają takich rozmiarów jak to możemy
przybierają takich rozmiarów jak to możemy
obserwować na aktywnych obszarach
obserwować na aktywnych obszarach
sejsmicznych (tab. 1). Umiejscowienie
sejsmicznych (tab. 1). Umiejscowienie
wspomnianych archiwów stacji obserwacyjnych w
wspomnianych archiwów stacji obserwacyjnych w
Internecie umożliwia przegląd tych danych i po
Internecie umożliwia przegląd tych danych i po
zapoznaniu się z nimi nawet dla laików staje się
zapoznaniu się z nimi nawet dla laików staje się
oczywiste występowanie omawianych zjawisk
oczywiste występowanie omawianych zjawisk
również w Polsce.
również w Polsce.
Data
Region
M
r
a
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
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.
km
2
21 X 1901 rejon Pienin
4,7
odczute na Spiszu,
w Sromowcach,
Krościenku
i Szczawnicy
Data Region M
r
a
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
r
a
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
r
a
Opis
Największe i wybrane trzęsienia ziemi w Polsce
Trzęsienia ziemi w Polsce
Trzęsienia ziemi w Polsce
związane są z niezrównoważonymi
związane są z niezrównoważonymi
tektonicznie uskokami Przedgórza
tektonicznie uskokami Przedgórza
Sudeckiego, młodymi geologicznie i/lub
Sudeckiego, młodymi geologicznie i/lub
ciągle wypiętrzającymi się górami (Pieniny)
ciągle wypiętrzającymi się górami (Pieniny)
lub aktywnością uskoków tektonicznych
lub aktywnością uskoków tektonicznych
(Góry Stołowe). Na północy kraju wstrząsy
(Góry Stołowe). Na północy kraju wstrząsy
wynikają z niezbyt intensywnych ruchów w
wynikają z niezbyt intensywnych ruchów w
obrębie tarczy bałtyckiej
obrębie tarczy bałtyckiej
i wschodnioeuropejskiej płyty tektonicznej.
i wschodnioeuropejskiej płyty tektonicznej.
Wstrząsy na Górnym Śląsku i rejonach
Wstrząsy na Górnym Śląsku i rejonach
wydobycia surowców (kopalnie siarki, rejon
wydobycia surowców (kopalnie siarki, rejon
Bełchatowa) związane są z ubytkami mas
Bełchatowa) związane są z ubytkami mas
skalnych pod powierzchnią ziemi i
skalnych pod powierzchnią ziemi i
przejawiają się tąpnię ciami o różnej sile.
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
>8
>60
>0,60
1
Duże
7-7,9
45-55
0,50-0,55
18
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
<1
<0,010
2.920.000
Tabela 2
Jedno z takich archiwów umiejscowione
jest na serwerze
(ryc. 1).
Dane tego centrum obejmują okres od 1
grudnia 1989 do 10 lutego 1998 roku i
wskazują na dwa główne obszary
występowania trzęsień ziemi w Polsce, a
mianowicie: Góry Kaczawskie,
Przedgórze Sudeckie, Nizina Śląska, Wał
Trzebnicki i Nizina Wielkopolska wzdłuż
linii Jelenia Góra-Leszno oraz
Kotlina Oświęcimska, Wyżyna Śląska i
Wyżyna Krakowsko-Częstochowska
wzdłuż linii Oświęcim-Herby.
Ryc. 1. Rozmieszczenie trzęsień ziemi w Polsce wg
Data - poczatkowa: 01.12.1989, 00:00:00, końcowa: 27.10.1999, 17:00:00
Siła trzęsienia ziemi w skali Richtera - min: 0, max: 10
Głębokość - min: 0, max: 1000 km
Szerokość geograficzna - min: 48.90, max: 55
Długość geograficzna - min: 14, max: 24.25
Ponadto
Ponadto
pojedyncze przypadki
pojedyncze przypadki
trzęsień
trzęsień
ziemi
ziemi
rejestrowano
rejestrowano
na Wyżynie Krakowsko
na Wyżynie Krakowsko
-
-
Częstochowskiej, Wysoczyźnie Piotrkowskiej, w Niecce
Częstochowskiej, Wysoczyźnie Piotrkowskiej, w Niecce
Nidziańskiej, Sudetach i Karpatach, a także na
Nidziańskiej, Sudetach i Karpatach, a także na
obszarze Zatoki Gdańskiej. Podobny choć nieco
obszarze Zatoki Gdańskiej. Podobny choć nieco
odmienny rozkład prezentują dane (od 4 maja 1950 do
odmienny rozkład prezentują dane (od 4 maja 1950 do
17 maja 1997)
17 maja 1997)
Prototype International Data Centre
Prototype International Data Centre
(ryc. 2), z których wynika, iż oprócz wymienionych
(ryc. 2), z których wynika, iż oprócz wymienionych
wyżej obszarów odosobnione trzęsienia
wyżej obszarów odosobnione trzęsienia
ziemi mogą
ziemi mogą
występować także na Nizinie Wielkopolskiej, Kujawach
występować także na Nizinie Wielkopolskiej, Kujawach
i Pomorzu. Zwarca uwagę duża ilość tych zdarzeń w
i Pomorzu. Zwarca uwagę duża ilość tych zdarzeń w
obrębie Zatoki Gdańskiej.
obrębie Zatoki Gdańskiej.
Informacje
Informacje
uzyskan z
uzyskan z
Prototype International Data Centre
Prototype International Data Centre
wskazują, że
siła trzęsień ziemi w Polsce wahała się od 1,6 do 5,8
siła trzęsień ziemi w Polsce wahała się od 1,6 do 5,8
(średnio 3,32) w skali Richtera (tab. 2), a średnia
(średnio 3,32) w skali Richtera (tab. 2), a średnia
głębokość
głębokość
ogniska wynosiła 9,8 km (od 0 do 81
ogniska wynosiła 9,8 km (od 0 do 81
km). Warto dodać, że trzesienia ziemi o wielkości
km). Warto dodać, że trzesienia ziemi o wielkości
poniżej 2 w skali Richtera nie są
poniżej 2 w skali Richtera nie są
praktycznie
praktycznie
odczuwalne przez
odczuwalne przez
ludzi.
ludzi.
Recent Seismic Event Bulletins
Skompresowany zbiór danych w formacie Excel'a v. 7.0, na podstawie których została utworzona powyższa mapa.
Obejmuje on 2225 zdarzeń z lat 1950-1997. W zbiorze zawarte są następujące dane:
Data
Godzina
Szerokość geograficzna
Długość geograficzna
Głębokość hipocentrum
Siła trzęsienia ziemi w skali Richtera
Ryc. 2. Historyczne
trzęsienia ziemi w
Polsce
Trzęsienia ziemi w Polsce w bardzo niewielkim
Trzęsienia ziemi w Polsce w bardzo niewielkim
stopniu mają charakter typowych trzęsień
stopniu mają charakter typowych trzęsień
tektonicznych wywołanych naprężeniami w
tektonicznych wywołanych naprężeniami w
skorupie ziemskiej. Najczęściej są to trzęsienia
skorupie ziemskiej. Najczęściej są to trzęsienia
zapadowe spowodowane przez:
zapadowe spowodowane przez:
1.
1.
osiadanie stropu wyrobisk górniczych na
osiadanie stropu wyrobisk górniczych na
obszarach kopalnianych (np. Górny
obszarach kopalnianych (np. Górny
Śląsk),
Śląsk),
2.
2.
zapadanie się stropów próżni krasowych
zapadanie się stropów próżni krasowych
(np. Sudety, Wyżyna Krakowsko-
(np. Sudety, Wyżyna Krakowsko-
Częstochowska),
Częstochowska),
3.
3.
zapadliska w obrębie solnych formacji
zapadliska w obrębie solnych formacji
diapirowych (np. Pomorze),
diapirowych (np. Pomorze),
4.
4.
ruchy wielkich mas ziemnych na skutek
ruchy wielkich mas ziemnych na skutek
procesów osuwiskowych (np. Karpaty).
procesów osuwiskowych (np. Karpaty).
Trzęsienie ziemi
Trzęsienie ziemi
:
:
naturalny, krótki i gwałtowny wstrząs (lub ich seria)
naturalny, krótki i gwałtowny wstrząs (lub ich seria)
gruntu, powstały pod powierzchnią Ziemi (
gruntu, powstały pod powierzchnią Ziemi (
) i rozchodzący się w postaci
) i rozchodzący się w postaci
od ośrodka -
,
,
znajdującego się na powierzchni, gdzie drgania są
znajdującego się na powierzchni, gdzie drgania są
najsilniejsze.
najsilniejsze.
W zależności od siły obserwuje się drgania
W zależności od siły obserwuje się drgania
przedmiotów lub przy silniejszych wstrząsach
przedmiotów lub przy silniejszych wstrząsach
pękanie ścian, niszczenie budynków, powstanie
pękanie ścian, niszczenie budynków, powstanie
szczelin w ziemi, zapadanie się terenu.
szczelin w ziemi, zapadanie się terenu.
Przy określeniu siły trzęsienia ziemi używa się skali
Przy określeniu siły trzęsienia ziemi używa się skali
magnitud (
magnitud (
), gdzie wartość 8,8 stopnia
), gdzie wartość 8,8 stopnia
jest przeszło 10 tys. razy większa niż energia bomby
jest przeszło 10 tys. razy większa niż energia bomby
atomowej zrzuconej na Hiroszimę.
atomowej zrzuconej na Hiroszimę.
Trzęsienia ziemi
Trzęsienia ziemi
:
:
są rejestrowane na stacjach
są rejestrowane na stacjach
sejsmologicznych przy pomocy
.
.
Występują bardzo często, ok. 8-10 tys.
Występują bardzo często, ok. 8-10 tys.
rocznie, przypuszcza się nawet, że do 40
rocznie, przypuszcza się nawet, że do 40
tys., gdyż nie wszystkie wstrząsy są
tys., gdyż nie wszystkie wstrząsy są
rejestrowane z braku stacji pomiarowych
rejestrowane z braku stacji pomiarowych
(dna oceanów, tereny bezludne).
(dna oceanów, tereny bezludne).
Oblicza się, że silne trzęsienia ziemi, tzw.
Oblicza się, że silne trzęsienia ziemi, tzw.
światowe (rejestrowane przez wiele stacji na
światowe (rejestrowane przez wiele stacji na
świecie) pojawiają się co 52 dni na lądzie i
świecie) pojawiają się co 52 dni na lądzie i
28 dni na dnach oceanów, ale nie wszystkie
28 dni na dnach oceanów, ale nie wszystkie
z nich wywołują katastrofy.
z nich wywołują katastrofy.
Ze względu na głębokość ogniska wyróżnia się
Ze względu na głębokość ogniska wyróżnia się
trzęsienia ziemi:
trzęsienia ziemi:
płytkie (do 50 km), średnio głębokie (50-300 km) i głębokie
płytkie (do 50 km), średnio głębokie (50-300 km) i głębokie
(300-700 km), natomiast ze względu na genezę:
(300-700 km), natomiast ze względu na genezę:
1)
1)
tektoniczne, stanowiące ok. 90% wszystkich trzęsień ziemi,
tektoniczne, stanowiące ok. 90% wszystkich trzęsień ziemi,
zachodzące na terenie związanym z występowaniem młodych
zachodzące na terenie związanym z występowaniem młodych
ruchów górotwórczych,
ruchów górotwórczych,
2)
2)
wulkaniczne, powstałe w wyniku wdzierania się
wulkaniczne, powstałe w wyniku wdzierania się
w
warstwy skalne i rozprężenia się gazów.
warstwy skalne i rozprężenia się gazów.
Do najsilniejszych w historii zalicza się trzęsienia ziemi: 1906
Do najsilniejszych w historii zalicza się trzęsienia ziemi: 1906
w
, zginęło ok. 50 tys. ludzi (8,25 stopnia), 1908
, zginęło ok. 50 tys. ludzi (8,25 stopnia), 1908
w
w
- 80 tys. (7,5 stopnia), 1950 w Chinach - 100 tys.,
- 80 tys. (7,5 stopnia), 1950 w Chinach - 100 tys.,
- 150 tys. (8,2 stopnia), 1933 w
- 150 tys. (8,2 stopnia), 1933 w
Indiach - 200 tys., 1939 w Turcji (8,0 stopni), 1950 w Indiach,
Indiach - 200 tys., 1939 w Turcji (8,0 stopni), 1950 w Indiach,
w prowincji Assam (8,6 stopni), 1964 na Alasce (8,5 stopnia).
w prowincji Assam (8,6 stopni), 1964 na Alasce (8,5 stopnia).
Często podczas podwodnych trzęsień ziemi powstają fale (
Często podczas podwodnych trzęsień ziemi powstają fale (
), powodujące katastrofalne zniszczenia na
), powodujące katastrofalne zniszczenia na
wybrzeżach.
wybrzeżach.
Największe trzęsienia ziemi
Data
Miejsce
Stopnie w skali Richtera
18 kwietnia 1906
Stany Zjednoczone,
8,2
8 grudnia 1908
Sycyclia,
7,5
16 grudnia 1920
Chiny, prowincja
8,6
1 września 1923
8,3
22 maja 1927
Chiny,
8,3
25 grudnia 1932
Chiny, prowincja
7,6
30 maja 1935
Pakistan,
7,5
26 grudnia 1939
Turcja,
7,9
22 maja 1960
9,5
26 lipca 1963
Macedonia,
6,9
1964
Alaska,
9,2
31 maja 1970
7,8
23 grudnia 1972
Nikaragua,
6,5
28 lipca 1976
8,0
19 września 1985
Meksyk,
8,1
7 grudnia 1988
6,9
20 czerwca 1990
, prowincja Gilan
7,7
16 lipca 1990
Filipiny,
7,8
19 października 1991
północne
, rejon
miast Chamoli i
Uttarkashi
7,0
30 sierpnia 1993
południowe
,
okolice miast Latur i
Osmanabad
6,4
16 stycznia 1995
Japonia, południowe
wybrzeże wyspy
7,2
27 maja 1995
Rosja, wyspa
7,5
10 maja 1997
północny
7,1
4 lutego 1998
6,1
30 maja 1998
7,1
17 lipca 1998
(północne wybrzeża)
7,1
25 stycznia 1999
, okolice miast
Armenia, Calarca i
Pereira
6,0
Największe trzęsienia
ziemi
Data
Stopnie w skali
Richtera
Miejsce
17 sierpnia 1999
Turcja,
7,4
21 września 1999
7,3
12 listopada 1999
7,2
13 stycznia 2001
7,9
26 stycznia 2001
6,0
25 marca 2002
6,0
31 paździenika 2002
5,4
24 lutego 2003
6,8
1 maja 2003
6,4
21 maja 2003
, Algier
6,8
26 grudnia 2003
, Bam
6,8
24 lutego 2004
6,5
26 grudnia 2004
wybrzeża
i
9,0
28 marca 2005
zachodnie wybrzeże
Sumatry
8,7
Największe trzęsienia
ziemi
Miejsce
Stopnie w skali
Richtera
Dat
a
Podstawowe zagadnienia związane z
Podstawowe zagadnienia związane z
trzęsieniami ziemi
trzęsieniami ziemi
:
:
Ognisko trzęsienia ziemi
Ognisko trzęsienia ziemi
- tj. miejsce, gdzie
- tj. miejsce, gdzie
zapoczątkowane zostało uwalnianie energii nagromadzonej
zapoczątkowane zostało uwalnianie energii nagromadzonej
na linii uskoku. Należy przy tym pamiętać, iż jest to punkt
na linii uskoku. Należy przy tym pamiętać, iż jest to punkt
czysto teoretyczny (ang.
czysto teoretyczny (ang.
focus
focus
=
=
), ponieważ
), ponieważ
faktycznie energia wstrząsu rozładowuje się zawsze na
faktycznie energia wstrząsu rozładowuje się zawsze na
pewnej długości uskoku.
pewnej długości uskoku.
trzęsienia ziemi
trzęsienia ziemi
określa się miejsce na
określa się miejsce na
powierzchni ziemi, położone bezpośrednio nad ogniskiem
powierzchni ziemi, położone bezpośrednio nad ogniskiem
wstrząsu. Punkt ten oznacza miejsce, gdzie fale sejsmiczne
wstrząsu. Punkt ten oznacza miejsce, gdzie fale sejsmiczne
rozchodzące się z ogniska we wszystkich kierunkach
rozchodzące się z ogniska we wszystkich kierunkach
najszybciej osiągają powierzchnię. Zazwyczaj właśnie w
najszybciej osiągają powierzchnię. Zazwyczaj właśnie w
epicentrum fale posiadają największą siłę niszczącą i
epicentrum fale posiadają największą siłę niszczącą i
wprawiają podłoże w największy stopień wibracji (jest to tzw.
wprawiają podłoże w największy stopień wibracji (jest to tzw.
obszar epicentralny
obszar epicentralny
). Nie stanowi to jednak reguły, gdyż
). Nie stanowi to jednak reguły, gdyż
intensywność wstrząsów w dużej mierze zależy od
intensywność wstrząsów w dużej mierze zależy od
uwarunkowań geologicznych i rodzaju podłoża (np. położenie
uwarunkowań geologicznych i rodzaju podłoża (np. położenie
miasta na terenie bagnistym znacznie intensyfikuje drgania).
miasta na terenie bagnistym znacznie intensyfikuje drgania).
Falą sejsmiczną
nazywamy pojedynczą falę
wibracji, w jakiej nagromadzona jest energia
uwolniona w trakcie ruchów mas skalnych na linii
uskoku. Prędkość rozchodzenia się fal zależy od
rodzaju podłoża, jednak wynosi ona średnio 800
km/h. Wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje fal
sejsmicznych; poniżej zostały one przedstawione w
porządku, w jakim docierają na powierzchnię
Ziemi:
fale P (podłużne) -
skutkują naprzemiennym
rozciąganiem i sprężaniem skał; przenoszą się w
ciałach stałych, jak i w cieczach, co oznacza, że w
przypadku bardzo silnych wstrząsów pokonują całe
wnętrze Ziemi;
fale S (poprzeczne) -
powodują "falisty" ruch
warstw skalnych (skały zachowują się jak fale na
wzburzonym morzu); ten rodzaj fal przemieszcza
się tylko w ciałach stałych co oznacza, że odbijają
się one np. od zewnętrznego jądra Ziemi;
fale powierzchniowe
fale powierzchniowe
- docierają na powierzchnię
- docierają na powierzchnię
najpóźniej, poruszają się najwolniej i odpowiadają za
najpóźniej, poruszają się najwolniej i odpowiadają za
większość zniszczeń spowodowanych przez trzęsienie
większość zniszczeń spowodowanych przez trzęsienie
ziemi. Fale powierzchniowe (ang.
ziemi. Fale powierzchniowe (ang.
surface waves
surface waves
) dzielimy
) dzielimy
z kolei na:
z kolei na:
fale Railegha
fale Railegha
-
-
wywołują przemieszczenia w
wywołują przemieszczenia w
płaszczyźnie równoległej do gruntu;
płaszczyźnie równoległej do gruntu;
fale Love'a
fale Love'a
-
-
wywołują przemieszczenia w płaszczyźnie
wywołują przemieszczenia w płaszczyźnie
prostopadłej do gruntu.
prostopadłej do gruntu.
Homosejstą
Homosejstą
okresla się linię łączącą obszary drgające w
okresla się linię łączącą obszary drgające w
tym samym czasie.
tym samym czasie.
Wstrząsy ziemi, powodowane przez fale sejsmiczne,
Wstrząsy ziemi, powodowane przez fale sejsmiczne,
podzielić można na ruchy poziome i pionowe. Szczególnie
podzielić można na ruchy poziome i pionowe. Szczególnie
destruktywne są ruchy pionowe, podczas których - w
destruktywne są ruchy pionowe, podczas których - w
przypadku bardzo dużej intensywności drgań gruntu -
przypadku bardzo dużej intensywności drgań gruntu -
budynki mogą zostać nawet wyrzucane w powietrze
budynki mogą zostać nawet wyrzucane w powietrze
(przykładem jest zachowanie niektórych konstrukcji w
(przykładem jest zachowanie niektórych konstrukcji w
trakcie trzęsienia ziemi w
trakcie trzęsienia ziemi w
w roku
w roku
Niszczące są także uderzenia ukośne - szczególnie, jeśli ich
Niszczące są także uderzenia ukośne - szczególnie, jeśli ich
przebieg jest niezgodny z dłuższą osią budynku.
przebieg jest niezgodny z dłuższą osią budynku.
Oznaczanie siły trzęsień
Oznaczanie siły trzęsień
ziemi i intensywności drgań
ziemi i intensywności drgań
gruntu
gruntu
:
:
Energię wyzwalaną w trakcie trzęsienia ziemi
Energię wyzwalaną w trakcie trzęsienia ziemi
wyraża się w stopniach magnitudy. Magnituda
wyraża się w stopniach magnitudy. Magnituda
równa 0 lub ujemna (stosowana do
równa 0 lub ujemna (stosowana do
oznaczania tzw. "mikrowstrząsów",
oznaczania tzw. "mikrowstrząsów",
rejestrowanych tylko przez bardzo czułe
rejestrowanych tylko przez bardzo czułe
przyrządy) oznacza wibracje rejestrowane
przyrządy) oznacza wibracje rejestrowane
tylko przez aparaturę pomiarową, zaś
tylko przez aparaturę pomiarową, zaś
magnituda równa 9,5 (wartość magnitudy
magnituda równa 9,5 (wartość magnitudy
najsilniejszego, udokumentowanego
najsilniejszego, udokumentowanego
instrumentalnie trzęsienia ziemi) powoduje
instrumentalnie trzęsienia ziemi) powoduje
zmiany w otaczającym krajobrazie
zmiany w otaczającym krajobrazie
.
.
Sejsmolodzy powątpiewają w istnienie trzęsień ziemi o
Sejsmolodzy powątpiewają w istnienie trzęsień ziemi o
magnitudzie większej niż 10, jednak teoretycznie
magnitudzie większej niż 10, jednak teoretycznie
wszystkie skale pomiarowe zjawisk sejsmicznych (np.
wszystkie skale pomiarowe zjawisk sejsmicznych (np.
logarytmiczna
) to skale otwarte. Należy
) to skale otwarte. Należy
przy tym zaznaczyć, że każdy kolejny stopień magnitudy
przy tym zaznaczyć, że każdy kolejny stopień magnitudy
jest mierzony, jako dziesięciokrotnie większy od
jest mierzony, jako dziesięciokrotnie większy od
poprzedniego, ale faktycznie: każdy kolejny stopień
poprzedniego, ale faktycznie: każdy kolejny stopień
niesie ze sobą w przybliżeniu 31-krotny wzrost energii.
niesie ze sobą w przybliżeniu 31-krotny wzrost energii.
Do pomiaru intensywności drgań gruntu służy natomiast
Do pomiaru intensywności drgań gruntu służy natomiast
szereg skal - dawniej opierających się na sondażach,
szereg skal - dawniej opierających się na sondażach,
wykonywanych na grupie osób dotkniętych konkretnym
wykonywanych na grupie osób dotkniętych konkretnym
trzęsieniem ziemi, obecnie zaś na wynikach pomiarów
trzęsieniem ziemi, obecnie zaś na wynikach pomiarów
przyspieszenia gruntu zmierzonego w trakcie wstrząsów.
przyspieszenia gruntu zmierzonego w trakcie wstrząsów.
Do najpopularniejszych skal należy zmodyfikowana
Do najpopularniejszych skal należy zmodyfikowana
- Mercallego-Cancaniego-Sieberga
- Mercallego-Cancaniego-Sieberga
(MCS). W skali tej stopień I oznacza wibracje
(MCS). W skali tej stopień I oznacza wibracje
rejestrowane wyłącznie przez aparaturę pomiarową, a
rejestrowane wyłącznie przez aparaturę pomiarową, a
stopień XII - wstrząsy powodujące zmiany w otaczającym
stopień XII - wstrząsy powodujące zmiany w otaczającym
krajobrazie.
krajobrazie.
Metody rejestrowania
trzęsień ziemi:
Pomiary wstrząsów sejsmicznych dokonuje się
za pomocą
.
określa się przyrząd rejestrujący, zaś
to sam zapis wstrząsu.
Aparatury pomiarowe zainstalowane w
stacjach sejsmicznych zwykle pracują bez
przerwy, w istocie notując nieustanne drgania
(bardzo rzadko zdarza się, aby na
sejsmogramie utrwalona została idealnie
pozioma linia). Jest to najbardziej namacalny
dowód na nieustanny ruch płyt tektonicznych.
Za najstarszy znany sejsmometr uważa się
Za najstarszy znany sejsmometr uważa się
wynalazek skonstruowany przez chińskiego
wynalazek skonstruowany przez chińskiego
uczonego,
(78-139 n.e.). Było to
(78-139 n.e.). Było to
metalowe naczynie w kształcie dzbana, do
metalowe naczynie w kształcie dzbana, do
którego ze wszystkich stron przymocowano
którego ze wszystkich stron przymocowano
głowy smoków, a na otaczającej dzban
głowy smoków, a na otaczającej dzban
podstawie – figury żab. Każdy ze smoków
podstawie – figury żab. Każdy ze smoków
trzymał w pysku dokładnie wyważoną kulkę. W
trzymał w pysku dokładnie wyważoną kulkę. W
chwili nadejścia wibracji, wywołanych bardzo
chwili nadejścia wibracji, wywołanych bardzo
silnym wstrząsem sejsmicznym z epicentrum w
silnym wstrząsem sejsmicznym z epicentrum w
dość dużej odległości od urządzenia, kulka,
dość dużej odległości od urządzenia, kulka,
ustawiona w paszczy smoka przymocowanego
ustawiona w paszczy smoka przymocowanego
od strony epicentrum, spadała do paszczy
od strony epicentrum, spadała do paszczy
ropuchy. W ten sposób władze cesarskie potrafiły
ropuchy. W ten sposób władze cesarskie potrafiły
wysłać pomoc w region klęski żywiołowej jeszcze
wysłać pomoc w region klęski żywiołowej jeszcze
przed nadejściem rządowego posłańca.
przed nadejściem rządowego posłańca.
W strefach sejsmicznych najczęściej położone są kraje
W strefach sejsmicznych najczęściej położone są kraje
rozwijające się, w których budownictwo jest zupełnie
rozwijające się, w których budownictwo jest zupełnie
nieodporne nawet na umiarkowane wstrząsy sejsmiczne.
nieodporne nawet na umiarkowane wstrząsy sejsmiczne.
Na zdjęciu: zniszczenia poczynione styczniowym
Na zdjęciu: zniszczenia poczynione styczniowym
wstrząsem z
roku w
roku w
:
Rodzaje trzęsień
ziemi:
Jeden z najgroźniejszych skutków trzęsienia
Jeden z najgroźniejszych skutków trzęsienia
ziemi: po
ziemi: po
trzęsieniu ziemi w regionie Zatoki San Francis
trzęsieniu ziemi w regionie Zatoki San Francis
roku wybuchły liczne
roku wybuchły liczne
.
Trzęsienie ziemi, jakie
Trzęsienie ziemi, jakie
roku
roku
nawiedziło
nawiedziło
, poczyniło olbrzymie
, poczyniło olbrzymie
zniszczenia w centrum stolicy kraju,
zniszczenia w centrum stolicy kraju,
.
Podział trzęsień ziemi:
ze względu na przyczynę:
ze względu na przyczynę:
tektoniczne
tektoniczne
(inaczej: dyslokacyjne) –
(inaczej: dyslokacyjne) –
związane z ruchami
związane z ruchami
, mogą
, mogą
występować jednak w dużej odległości od
występować jednak w dużej odległości od
stref granicznych kier litosfery (np. w strefach
stref granicznych kier litosfery (np. w strefach
młodych gór - takich, jak Karpaty czy Sudety);
młodych gór - takich, jak Karpaty czy Sudety);
stanowią około 90% wszystkich zjawisk
stanowią około 90% wszystkich zjawisk
sejsmicznych występujących na Ziemi;
sejsmicznych występujących na Ziemi;
wulkaniczne
wulkaniczne
–
–
związane z gwałtownymi
związane z gwałtownymi
erupcjami wulkanów lub zapadaniem się
erupcjami wulkanów lub zapadaniem się
stropów opróżnianych
stropów opróżnianych
czy
czy
zapadaniem
zapadaniem
; stanowią ok. 7%
; stanowią ok. 7%
wszystkich zjawisk sejsmicznych
wszystkich zjawisk sejsmicznych
występujących na Ziemi;
występujących na Ziemi;
zapadowe (zapadliskowe) –
zapadowe (zapadliskowe) –
związane
związane
z obszarami
z obszarami
, na których
, na których
dochodzi do zawalania się stropów
dochodzi do zawalania się stropów
lub innych próżni w podłożu; zjawiska
lub innych próżni w podłożu; zjawiska
wyjątkowo lokalne, najczęściej słabo
wyjątkowo lokalne, najczęściej słabo
odczuwalne; stanowią ok. 2% ogółu
odczuwalne; stanowią ok. 2% ogółu
trzęsień ziemi;
trzęsień ziemi;
antropogeniczne
antropogeniczne
–
–
związane z
związane z
działalnością człowieka w litosferze (np.
działalnością człowieka w litosferze (np.
górnicze, naruszenie równowagi
górnicze, naruszenie równowagi
sił w skałach na skutek napełnienia
sił w skałach na skutek napełnienia
); na obszarach gęsto zabudowanych
); na obszarach gęsto zabudowanych
mogą spowodować znaczące szkody
mogą spowodować znaczące szkody
materialne, jednak w większości
materialne, jednak w większości
przypadków okazują się niegroźne.
przypadków okazują się niegroźne.
Z
Z
e względu na głębokość
e względu na głębokość
ogniska:
ogniska:
płytkie (85%) – do 70 km;
średnie (12%) – 70-350 km;
głębokie (3%) – 350-900 km.
Z
Z
e względu na powiązanie ze
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).
Rodzaje obszarów aktywności
Rodzaje obszarów aktywności
sejsmicznej
sejsmicznej
:
:
Ze względu na częstotliwość występowania
Ze względu na częstotliwość występowania
trzęsień ziemi, na danym terenie wyróżnia się
trzęsień ziemi, na danym terenie wyróżnia się
obszary:
obszary:
– obszary, na których odczuwalne
– obszary, na których odczuwalne
trzęsienia ziemi są zjawiskiem niemal
trzęsienia ziemi są zjawiskiem niemal
codziennym;
codziennym;
– obszary, na których silne
wstrząsy występują stosunkowo rzadko;
wstrząsy występują stosunkowo rzadko;
– obszary, na których bardzo
– obszary, na których bardzo
rzadko spotykane są umiarkowane wstrząsy
rzadko spotykane są umiarkowane wstrząsy
sejsmiczne.
sejsmiczne.
Skutki trzęsień ziemi:
Trzęsienie ziemi może wywołać szereg skutków w otaczającym
krajobrazie. Do najczęściej wymienianych i kojarzących się z tym
zjawiskiem należą:
-
-
rysy i spękania na powierzchni ziemi;
rysy i spękania na powierzchni ziemi;
-
-
szczeliny (niekiedy głębokością dochodzące do kilkunastu
szczeliny (niekiedy głębokością dochodzące do kilkunastu
metrów);
metrów);
-
-
uskoki gruntu ("pocięcie" formy wzgórza na osunięte rzędami
uskoki gruntu ("pocięcie" formy wzgórza na osunięte rzędami
bloki skalne);
bloki skalne);
-
-
przesunięcia poziomie wzdłuż
przesunięcia poziomie wzdłuż
(jest to doskonale
(jest to doskonale
widoczne np. po przesunięciu fragmentów płotów stojących w
widoczne np. po przesunięciu fragmentów płotów stojących w
poprzek uskoku, grządek czy nawet torów lub drogi asfaltowej);
poprzek uskoku, grządek czy nawet torów lub drogi asfaltowej);
-
-
;
;
-
-
podniesienie
podniesienie
i utworzenie
i utworzenie
(na skutek albo
(na skutek albo
rzeczywistego podniesienia wybrzeża, albo opadnięcia dna
rzeczywistego podniesienia wybrzeża, albo opadnięcia dna
zbiornika wodnego - przykład
zbiornika wodnego - przykład
trzęsienia ziemi w regionie Kanto
trzęsienia ziemi w regionie Kanto
w
w
roku
roku
oraz w regionie
oraz w regionie
k.
k.
w roku
w roku
, kiedy
, kiedy
oba porty stały się zupełnie niezdatne do użytku z powodu
oba porty stały się zupełnie niezdatne do użytku z powodu
nagłego podniesienia się lądu);
nagłego podniesienia się lądu);
-
-
odseparowanie części wybrzeża od stałego lądu i utworzenie
odseparowanie części wybrzeża od stałego lądu i utworzenie
płycizny;
płycizny;
nieckowate jeziorka (powstałe na skutek zaburzeń wód
nieckowate jeziorka (powstałe na skutek zaburzeń wód
podziemnych);
podziemnych);
-
(powstałe na skutek zatamowania
(powstałe na skutek zatamowania
osuwiskiem górnego biegu rzeki);
osuwiskiem górnego biegu rzeki);
-
-
jeziora/rozlewiska (na skutek zatamowania biegu
jeziora/rozlewiska (na skutek zatamowania biegu
rzeki przez osuwisko);
rzeki przez osuwisko);
-
-
wysychanie lub "przelanie się" części jeziora (na
wysychanie lub "przelanie się" części jeziora (na
skutek uskoków gruntu);
skutek uskoków gruntu);
-
-
przerwanie biegu rzeki (na skutek powstania
przerwanie biegu rzeki (na skutek powstania
szczeliny prostopadłej do nurtu, w której owa rzeka
szczeliny prostopadłej do nurtu, w której owa rzeka
"znika");
"znika");
tsunami;
tsunami;
-
-
zjawisko sejszy na jeziorach i innych - bardzo
zjawisko sejszy na jeziorach i innych - bardzo
dużych, zamkniętych zbiornikach wodnych;
dużych, zamkniętych zbiornikach wodnych;
-
-
zjawisko upłynnienia
zjawisko upłynnienia
gruntu (na obszarach
gruntu (na obszarach
podmokłych).
podmokłych).
Do pośrednich skutków trzęsienia ziemi zaliczyć
Do pośrednich skutków trzęsienia ziemi zaliczyć
można niszczycielskie pożary (przykład trzęsienia
można niszczycielskie pożary (przykład trzęsienia
ziemi w San Francisco, w roku 1906).
ziemi w San Francisco, w roku 1906).