dbPolska leży w strefie asejsmicznej, co nie znaczy, że nie obserwujemy ruchów powierzchni ziemi czy słabych wstrząsów tektonicznych. Silniejsze przemieszczenia, trzęsienia ziemi, a nawet wybuchy wulkanów zdarzały się tutaj w nieodległej przeszłości geologicznej...
Czy młode ruchy tektoniczne i wstrząsy sejsmiczne stanowią zagrożenie dla mieszkańców Polski?
Młode ruchy tektoniczne i związane z nimi wstrząsy sejsmiczne oraz wybuchy wulkanów stanowią jedne z najpopularniejszych zagadnień związanych z geologią. Zainteresowanie wynika po części z nieprzewidywalności tych zjawisk, potencjalnie dużej skali zniszczeń i liczby ofiar. Polska na szczęście leży w strefie asejsmicznej, co nie znaczy, że na obszarze kraju nie obserwujemy współczesnych ruchów powierzchni ziemi i słabych wstrząsów tektonicznych. Czytając prasowe doniesienia o wstrząsach tektonicznych rejestrowanych na Podhalu czy w rejonie zatoki Gdańskiej warto przypomnieć skalę odniesienia: jaka była intensywność tych zjawisk w przeszłości?
Jeszcze całkiem niedawno, w sensie geologicznym, na obszarze Polski zachodziły znacznie silniejsze ruchy tektoniczne i związane z nimi trzęsienia ziemi, a nawet wybuchy wulkanów. Te ruchy sprzed kilkuset tysięcy – kilku milionów lat nazywane są neotektonicznymi.
Przeszłość neotektoniczna
Młode ruchy tektoniczne są związane z zanikaniem aktywności ostatniej dużej orogenezy, nazywanej alpejską. W czasie największej jej aktywności na obszarze Polski, w Sudetach, przed około 32-21 mln lat (oligocen – miocen), zaczęły tworzyć się nowe struktury tektoniczne. Powoli oddzieliły się od siebie Sudety i blok przedsudecki. Na terenie bloku przedsudeckiego powstały rowy tektoniczne i góry zrębowe. Ruchom tektonicznym towarzyszyły wybuchy wulkanów. Najwięcej wulkanów było w rejonie Złotoryi, Lubania Śląskiego, Bogatyni i Zgorzelca. Mniejsze centra wulkaniczne znajdowały się na Wzgórzach Strzegomskich, Niemczańskich oraz w rejonie Niemodlina i Tułowic. Najmłodsze wulkany na obszarze Polski czynne były w rejonie Lądka Zdroju, przed około 3,8 – 5,2 mln lat. Obecnie na Śląsku znamy ponad 330 miejsc, w których zachowały się lawy wulkaniczne i osady powstałe z popiołów i bomb wulkanicznych.
Obecność skał wulkanicznych różnego wieku świadczy o bogatej przeszłości wulkanicznej Sudetów. Źródło folder PIG Dolnośląskie wulkany - od kambru do neogenu
W czasie gdy Sudety nawiedzały trzęsienia ziemi, a na ich terenie wybuchały wulkany, obszar Polski północno-zachodniej był kilkakrotnie obniżany. Czasami tak silnie, że obszary lądowe zalewały krótkotrwałe ingresje morskie, wychodzące z rejonu Morza Północnego. W wyniku współdziałania czynników tektonicznych i nakładających się na nie długookresowych zmian klimatycznych, możemy określić, kiedy pionowe ruchy tektoniczne były silniejsze, a kiedy słabsze. W czasie ingresji morskich, a także wtedy, gdy tworzyły się grube serie piaszczyste, ruchy były stosunkowo silne. Z kolei w czasie tworzenia się węgli brunatnych ruchy tektoniczne słabły. Obumierające rośliny mogły tworzyć grube warstwy torfowisk, które nie były zalewane przez morza lub zasypywane przez rzeki, znoszące materiał klastyczny z gór. Na Nizinie Środkowoeuropejskiej, między 23 a 12 mln lat, warunki względnej stabilizacji zaistniały czterokrotnie. W tym czasie uformowały się cztery główne pokłady węgli brunatnych.
W miejscu obecnych Karpat w oligocenie i część miocenu istniał basen morski Paratetydy. Dopiero pod koniec miocenu środkowego Karpaty zajęły obecnie znany nam obszar. Na przedpolu Karpat, między Krapkowicami, Gliwicami, Krakowem i Przemyślem, około 25 mln lat temu, utworzyło się zapadlisko tektoniczne związane z basenem morskim Paratetydy. Przesuwające się płaszczowiny karpackie wkraczały na obszar Paratetydy, stopniowo zwężając to zapadlisko. Po około 15 mln lat region ponownie zastał wypiętrzony. Od tego czasu panują tutaj warunki lądowe.
Zasięg mórz w miocenie środkowym. Mapa Rona Blakeya
Na północ od Paratetydy utworzył się wał przedkarpacki, który na zachodzie łączył się z blokiem przedsudeckim i Sudetami, a na wschodzie z Roztoczem i płytą ukraińską. Grzbietem wału przebiegał główny dział wodny. Wyniesienie było dogodnym szlakiem wędrówek dużych ssaków, które przemieszczały się z Azji do Europy, docierając aż na Półwysep Iberyjski. Śladem wału jest Wyżyna Krakowsko-Częstochowska i Roztocze. Jak w każdej strefie wypiętrzanej, także i tu występują struktury rowowe. Najbardziej znaną jest rów Kleszczowa (popularnie nazywanym rowem Bełchatowa) oraz położony obok rów Szczercowa.
W neogenie ruchy tektoniczne były szczególnie silne w południowej Polsce. W późnym neogenie, a więc między 5,3 a 2,8 mln lat temu, wypiętrzeniu uległy Karpaty wraz z Tatrami, Sudety, Wyżyna Krakowsko-Częstochowska, Góry Świętokrzyskie i Roztocze. Na podstawie pośrednich przesłanek geologicznych można przypuszczać, że amplituda pionowych ruchów tektonicznych w Tatrach, Beskidzie Wysokim, Karkonoszach i na Śnieżniku przekraczała 1000 m. W wielu rejonach Sudetów, Beskidów, a nawet bloku przedsudeckiego, występowały ruchy o amplitudzie 400 m.
W plejstocenie pionowe ruchy tektoniczne nie wykazywały już tak silnej dynamiki, jednak w okresach transgresji lądolodów, a w szczególności po ich ustąpieniu, ożywały na krótko. Na obszarze Kujaw szczególnie silne ruchy miały miejsce w interglacjale wielkim, czyli około 300 tys. lat temu. Po ostatnim zlodowaceniu wisły ruchy izostatyczne na południowym wybrzeżu Bałtyckim miejscami osiągały amplitudę 120 m. Obecnie na polskim wybrzeżu nie rejestruje się już ruchów tego typu.
Współczesne ruchy tektoniczne i trzęsienia ziemi
Młode i współczesne ruchy tektoniczne bada się wieloma metodami; od klasycznych obserwacji osadów w terenie, poprzez pomiary pola naprężeń w głębokich otworach wiertniczych, rejestrację trzęsień ziemi aż do analizy map topograficznych, zdjęć radarowych wykonywanych z kosmosu, analiz morfometrycznych zlewni potoków i skarp tektonicznych, a także pomiarów temperatury wody oraz ilości ulatniającego się radonu. O współczesnych ruchach informują nas także pomiary sejsmiczne i geodezyjne.
W Karpatach i Sudetach najmłodsze ruchy tektoniczne śledzi się poprzez analizę położenia teras rzecznych. W strefach podnoszonych ich wysokości rosną, i odwrotnie tam, gdzie teren opada, starsze terasy mogą całkowicie zostać pogrzebane pod młodszymi. Młode ruchy tektoniczne odczytuje się również z analiz morfometrycznych małych zlewni, położonych w strefach tektonicznych lub analiz stoków o założeniach tektonicznych. Także analizy topolineamentów, czyli struktur liniowych widocznych w rzeźbie terenu lub na zdjęciach radarowych powierzchni Ziemi, służą do wstępnego rozpoznawania stref potencjalnie czynnych tektonicznie.
Na podstawie badań geologicznych można wykazać, że w czasie ostatnich 500 tys. lat największa amplituda ruchów tektonicznych nie przekroczyła 120 m. Największe ruchy pionowe miały miejsce w Kotlinie Orawskiej i na Półwyspie Helskim. W strefie sudeckiego uskoku brzeżnego ruchy pionowe osiągnęły maksymalną amplitudę w rejonie Barda. Najwyższa terasa Nysy Kłodzkiej została podniesiona o około 35 m. Większość prac opisuje ruchy pionowe rzędu 30-150 m.
Graficzne przedstawienie charakteru poziomych przemieszczeń w strefie sudeckiego uskoku brzeżnego (wg Kątnego, 2003)
Sieć stacji sejsmicznych wskazuje, że na obszarze Karpat i Sudetów bardzo często zachodzą niewielkie wstrząsy. Ich siła jest tak słaba, że nie są one odczuwalne przez ludzi. Z zapisów historycznych wiemy, że na obszarze Polski zarejestrowano około 100 silniejszych trzęsień ziemi. Ostatnie duże trzęsienie ziemi miało miejsce w 1895 r. i objęło swoim zasięgiem prawie połowę Dolnego Śląska. Wstrząsy były pośrednio odczuwalne - obserwowano przesuwanie się przedmiotów, słyszano głuche dudnienie. Sporadycznie odnotowano pękanie ścian, wież kościelnych i zapadanie dachów. Podobne zjawiska obserwowano w ostatnich latach, podczas wstrząsów na Podhalu i na Suwalszczyźnie.
Trzęsień ziemi w Polsce można spodziewać się głównie tam, gdzie występowały największe przesunięcia pionowe bloków tektonicznych. Taka sytuacja ma miejsce między innymi na Podhalu, na obszarze bloku przedsudeckiego oraz na przedpolu Karpat. Prawdopodobieństwo wystąpienia wstrząsów na pozostałych obszarach kraju jest wielokrotnie mniejsze.
Epicentra współczesnych trzęsień ziemi (od 1960 r.). Źródło ISC/EMSC
Aktywność sejsmiczna w przeszłości (Mortimer, 2002, zmienione)
Na podstawie szeregu badań i analiz na obszarze Polski można wyróżnić kilka regionów o stałej tendencji ruchów pionowych. Powolna subsydencja, czyli zapadanie, jest rejestrowana głównie w Polsce północno-zachodniej i na Nizinie Śląskiej. Obszarami wypiętrzanymi są Karpaty i Sudety. Słabiej wynoszone jest Roztocze oraz Wyżyna Krakowsko-Częstochowska. Przemieszczenia są jednak niezauważalne w skali życia człowieka. Dopiero po upływie setek lat zmiany będą mierzalne, a po tysiącach lat zauważalne.
Współcześnie obserwowane tendencje ruchów pionowych na obszarze Polski, oprac. graf. A. Olszyńska
Literatura uzupełniająca
- AWDANKIEIWCZ H, AWDANKIEIWCZ M. - Dolnośląskie wulkany. Folder PIG.
- MORTIMER Z. M,. 2002 - Seismicity of Poland. Folia Quaternaria, 73: 79-84.
- PAGACZEWSKI J., 1972 - Catalogue of earthquakes in Poland in 1000-1972 years. Mater. Pr. Inst. Geofiz. PAN, 51: 3-36.
- WYRZYKOWSKI T., 1989 - Mapa gradientów prędkości współczesnych pionowych ruchów powierzchni skorupy ziemskiej na obszarze Polski, 1: 2 500 000. Inst. Geod. i Kartogr., Warszawa.
- ZUCHIEWICZ W., 2000 - Mapy 1:5 000 000: Współczesne ruchy tektoniczne, Ruchy tektoniczne w czwartorzędzie I, Ruchy tektoniczne w czwartorzędzie II, Jednostki neotektoniczno-strukturalne. W: Atlas Polski. Encyklopedia geograficzna świata ,T. XI (red. W. Maciejowski, R. Uliszak). Wyd. Opres, Kraków: 29-30.
- ZUCHIEWICZ W. (red.), 2002 - Neotectonics of Poland: recent advances. Folia Quaternaria, 73: 5-99.
- ZUCHIEWICZ W., 2003 - Neotektonika Polski (bibliografia). http://www.uj.edu.pl/ING/neotectonics/index.html
- ZUCHIEWICZ W., 2005 - Neotektonika Polski. Bibliografia [publikacja elektroniczna]. CD-ROM, VI Ogólnopolska Konferencja “Neotektonika Polski” Aktywne uskoki Europy Środkowej, Srebrna Góra, 26-28 IX 2005 r.
- ZUCHIEWICZ W., BADURA J., JAROSIŃSKI M., 2007 - Neotectonics of Poland: an overview of active faulting. Studia Quaternaria, 24: 5-20.
dr Janusz Badura
Państwowy Instytut Geologiczny
†prof. Witold Zuchiewicz
