Japonia się trzęsie

Tomasz Rożek

|

GN 11/2011

publikacja 20.03.2011 19:50

Potężne trzęsienie ziemi, a w jego konsekwencji tsunami nawiedziły Japonię. Wstrząsy miały siłę 9 stopni w skali Richtera. Po wstrząsie głównym następowały wstrząsy wtórne.

Doszczętnie zniszczone przez tsunami, powstałe w wyniku trzęsienia ziemi, miasto Kisenuma, położone na północ od Tokio fot. pap /EPA/STR Doszczętnie zniszczone przez tsunami, powstałe w wyniku trzęsienia ziemi, miasto Kisenuma, położone na północ od Tokio fot. pap /EPA/STR

Pewny grunt pod nogami – to bardziej przenośnia niż rzeczywistość. Żyjemy na płytach, które przypominają ogromne lodowe kry. Przemieszczają się na półpłynnym podłożu. Jak tafle lodowe płynące w wąskim przesmyku zderzają się ze sobą, ocierają o siebie, a nawet wpływają jedna na drugą. Energia takich zderzeń nie jest jednak od razu uwalniana. Płyty tektoniczne są w pewnym stopniu elastyczne. Całą sytuację można porównać do zginanego kawałka patyka. Nie pęknie od razu. Mimo że działa na niego siła, wkładamy w niego energię, patyk przez jakiś czas potrafi ją magazynować.

Następuje jednak taki moment, w którym materiał nie potrafi już więcej wytrzymać. I wtedy patyk pęka, a płyta tektoniczna deformuje się, przesuwa i w efekcie drga. Trzęsienie ziemi, które nawiedziło Japonię, było efektem przesunięcia się dwóch płyt tektonicznych pod dnem Pacyfiku aż o 18 metrów. O 2,5 metra przesunęła się japońska wyspa Honsiu. W konsekwencji tego „przemeblowania” zmieniła się nieco oś obrotu Ziemi. Naukowcy z włoskiego Narodowego Instytutu Geofizyki obliczyli, że „nowa” oś od tej „starej” oddalona jest o kilka, góra 10 centymetrów. Z kolei badacze z amerykańskiej agencji kosmicznej NASA stwierdzili, że wstrząsy i zmiana osi Ziemi skróciły dzień o niecałe 2 mikrosekundy, a więc o dwie milionowe części sekundy.

Wiemy, że nic nie wiemy
Ale wracając do samego trzęsienia ziemi (a nie jego trudnych do zauważenia przez człowieka „kosmicznych” konsekwencji). Przykład zginanego, w końcu łamanego patyka jest dobry, ale nie idealny. Z prostego powodu. Patyk można zmierzyć, można określić jego budowę, a nawet skład chemiczny (np. to, czy drewno jest wysuszone, czy wilgotne). W skrócie w przypadku patyka można obliczyć, ile energii potrafi zmagazynować. Można więc dowiedzieć się, w którym momencie pęknie. W przypadku płyt tektonicznych nie da się tego zrobić. Mają różną grubość, wielkość i kształt. Nie sposób określić, jaka jest powierzchnia ich ocierania się. Nie dowiemy się też, z jaką siłą jedna płyta naciera na drugą. Trzeba również pamiętać, że płyty tektoniczne są ogromne. Te, których konsekwencją było trzęsienie ziemi w Japonii, poruszały się na obszarze o długości 400 km i szerokości 160 km. Ogromna część (o ile nie cała) naszej wiedzy na temat tego, co dzieje się pod ziemią, opiera się na przypuszczeniach i hipotezach.

Naukowcy różnymi sposobami próbują przewidywać kataklizmy, ale, jak na razie, efekty są mizerne. Choć brzmi to okrutnie, czym więcej trzęsień ziemi, tym bliżej jesteśmy ich zrozumienia. Dzisiaj udaje się przewidzieć duże trzęsienie ziemi z dokładnością do kilkunastu, czasami kilku miesięcy, a miejsce epicentrum do kilkuset kilometrów. To, co dla geofizyków jest powodem do dumy, dla ludzi zamieszkujących tereny aktywne sejsmicznie brzmi jak ponury żart. Na podstawie takich danych nie można przecież ewakuować ludności. Już teraz powinno by to dotyczyć całej Kalifornii, bo naukowcy przewidują, że ma tam nastąpić duże trzęsienie ziemi. Tyle tylko że nie wiadomo kiedy i nie wiadomo gdzie. W Kalifornii mieszka tyle ludzi, ile w Polsce, około 37 milionów.

Matematyka nie pomaga
A może warto przewiercić się przez powierzchnię Ziemi i dotrzeć ze sprzętem naukowym w miejsce, gdzie trzęsienia powstają, gdzie płyty się ocierają? Nawet najgłębsze wiercenia do wnętrza Ziemi przypominają raczej robienie małej dziurki w skórce jabłka niż pobieranie próbek z jego wnętrza. Pozostając przy analogii z jabłkiem, dotychczas nie udało się nawet skórki przebić. Poza tym gdzie wiercić? Głównych płyt tektonicznych jest kilkanaście. Mniejszych kilkadziesiąt. Cała Ziemia jest przeorana pęknięciami i rysami. Każda granica pomiędzy płytami ma nieco inny charakter. Na każdej inaczej wygląda scenariusz wypadków, zanim nastąpi najgorsze. Na styku niektórych płyt dochodzi do trzęsień ziemi, na styku innych raczej do aktywności wulkanicznej. Naukowcy zauważają pewną powtarzalność zdarzeń i dlatego analizują nawet najmniejsze drgnięcie.

Sprawdza się, czy występują one seriami, czy raczej w sposób nieuporządkowany i, co bardzo ważne, czy ich epicentra są porozrzucane po aktywnym obszarze losowo, czy gdzieś jest ich skupisko. Wszystkie dane próbuje się systematyzować i przewidywać „kolejny krok”. Do tych analiz zaprzęga się matematykę i najpotężniejsze komputery na świecie. Efekty są jednak mniejsze, niż można by oczekiwać. I nie jest to oczywiście wina geologów czy geofizyków, tylko raczej wynik bardzo skomplikowanych zależności, jakie rządzą tektoniką Ziemi. Najwięcej osób w sąsiedztwie groźnego uskoku żyje w Japonii. Ale zagrożeniem jest także uskok San Andreas w Kalifornii w USA – miejsce styku płyty pacyficznej z płytą północnoamerykańską. Obydwie płyty przemieszczają się w stosunku do siebie z prędkością kilku centymetrów rocznie. W bliskim sąsiedztwie uskoku San Andreas znajdują się amerykańskie metropolie San Francisco, Los Angeles, San Diego i Sacramento. Od lat mówi się, że te rejony nawiedzi potężne trzęsienie ziemi.

Raz trzęsie, raz zalewa
W ciągu roku rejestruje się kilkaset tysięcy trzęsień ziemi, większość z nich jest w ogóle nieodczuwalna. Wiemy o nich, bo naukowcy potrafią rejestrować najsubtelniejsze szmery. Rocznie groźnych kataklizmów jest kilkanaście. Część z nich występuje pod morskim dnem, a wtedy może powstać fala tsunami. Jej skutki często bywają groźniejsze od skutków trzęsienia ziemi. W takich krajach jak Japonia istnieją systemy ostrzegające przed nadchodzącym tsunami. Czasami czasu jest wystarczająco dużo, by ewakuować ludzi z zagrożonych terenów. Do ostrzegania przed kataklizmem nadchodzącym z wody najlepiej nadają się… wojskowe podwodne stacje nasłuchowe, które służyły do śledzenia zbliżających się do lądu łodzi podwodnych nieprzyjaciela.

Dostępna jest część treści. Chcesz więcej? Zaloguj się i rozpocznij subskrypcję.
Kup wydanie papierowe lub najnowsze e-wydanie.

TAGI: