Polska należy do krajów położonych z dala od obszarów aktywnych sejsmicznie (asejsmicznych). Zagrożenie trzęsieniami ziemi w Polsce jest uważane za nieistotne, dlatego też polskie normy budowlane nie przewidują w ogóle takiego ryzyka. A jednak, wieczorem 9 października 2023 r. mieszkańcy południowej Małopolski i Podkarpacia wyraźnie poczuli kołysanie się ziemi. Incydent ten komentuje prof. Mariusz Kędzierski – dyrektor Instytutu Nauk Geologicznych UJ.

Wstrząsy odnotowały także sejsmografy Instytutu Geofizyki PAN rozmieszczone w południowej Polsce. Najsilniejszy sygnał pochodził ze stacji umieszczonej w Kalwarii Pacławskiej, położonej kilkanaście kilometrów na południe od Przemyśla. Miejsce to bowiem znalazło się najbliżej epicentrum trzęsienia ziemi, które zlokalizowano we wschodniej Słowacji, ok. 20 km na północny zachód od Humenné miasta powiatowego w kraju preszowskim (w niektórych źródłach podawane są okolice Stropkova). Czyli mniej więcej 90 km od wspomnianej Kalwarii Pacławskiej i jakieś 160 km od Krakowa. Magnituda zarejestrowanego trzęsienia ziemi wynosiła 5 w 9-stopniowej skali Richtera, zatem było to stosunkowo silne trzęsienie. Warto dodać, że skala Richtera nie jest liniowa a kolejne stopnie magnitudy rosną w sposób logarytmiczny.  

O sile trzęsienia świadczyć też może fakt, że poprzednie trzęsienie ziemi o takiej sile odnotowano na Słowacji przeszło 80 lat temu. Z pobieżnego przeglądu zarejestrowanych trzęsień ziemi w skali całego globu wynika, że było to jedno z najsilniejszych trzęsień tego dnia (9 października 2023 r.). W ogóle zresztą, trzęsień o magnitudzie w granicach 5 w skali Richtera notuje się w ciągu roku ok. 1400, a np. o magnitudzie poniżej 2 ok. 8000 dziennie. Z kolei wstrząsów tak silnych jak te znane ostatnio z Maroka (wrzesień 2023 r.) o magnitudzie powyżej 6 jest około 100 rocznie. Dla porównania, epicentrum trzęsienia ziemi na Słowacji znajdowało się na głębokości ok. 4 km, a w Maroku ok. 18.5 km (dane pochodzą z raportów Euro-Mediterranean Seismological Centre). Skala zniszczeń jest zdecydowanie nieporównywalna. 

"Z pobieżnego przeglądu zarejestrowanych trzęsień ziemi w skali całego globu wynika, że było to jedno z najsilniejszych trzęsień tego dnia (9 października 2023 r.)"

Skala Richtera nie jest więc zbyt przydatna do oceny wpływu na otoczenie i ew. zniszczeń spowodowanych trzęsieniem ziemi, dlatego m.in. w Polsce stosuje się 12 stopniową Europejską Skalę Makrosejsmiczną (ESM-98). Omawiane trzęsienie ziemi we wschodniej Słowacji oceniono na VI-VII w pobliżu epicentrum. Oznacza to, że wskutek trzęsienia doszło tam do pęknięć ścian budynków, mógł posypać się tynk ze ścian i sufitów, poluzować dachówki. W pd. Polsce ta intensywność szacowana jest na I do III, zatem żadnych trwałych skutków nie odnotowano. Mój raport z Krakowa dot. obserwacji tegoż trzęsienia, złożony w odruchu naukowej ciekawości, został sklasyfikowany jako stopień II, czyli małoodczuwalny. 

Przy okazji wydarzeń takich jak to, zwykle pada pytanie o przyczyny trzęsienia ziemi. Jak zaznaczono na wstępie, Polska leży w strefie asejsmicznej, ale trzęsienia ziemi się zdarzają. Generalnie, można wydzielić cztery obszary, w których były one rejestrowane. Dwa z nich związane są z regionami górniczymi, czyli kopalniami rud miedzi na Dolnym Śląsku i kopalniami węgla kamiennego na Górnym Śląsku. Można zatem te trzęsienia przypisać do tzw. szkód górniczych. Ich skala zniszczeń bywa podobna do tego ze Słowacji, ale zasięg mają lokalny a magnituda nie przekracza z reguły 4 w skali Richtera. Ponieważ w obu regionach Śląska prowadzona jest wciąż eksploatacja podziemna, dochodzi tam dość często do wstrząsów. 

"(...) trzęsienia ziemi w Karpatach spowodowane są ciągłym nasuwaniem się górotworu karpackiego na przedpole"

Kolejne dwa regiony gdzie dochodzi częściej niż gdzie indziej do wstrząsów sejsmicznych to północno-wschodnia oraz południowa Polska, a szczególnie Karpaty. Przyczyny tych wstrząsów są zgoła odmienne, i od szkód górniczych, i od siebie. W północno-wschodniej Polsce mamy do czynienia z epizodycznym uwalnianiem naprężeń spowodowanych naciskiem lądolodu skandynawskiego na tarczę bałtycką, który wystąpił podczas ostatniego zlodowacenia. Po ustąpieniu lądolodu Skandynawia, pozbywszy się ogromnego ciężaru, podnosi się, powodując naprężenia w skorupie ziemskiej (tzw. ruchy izostatyczne). I od czasu do czasu ziemia się zatrzęsie. Przykładem takiego zjawiska, są odnotowane we wrześniu 2004 r. trzęsienia ziemi w rejonie Królewca o max. magnitudzie 5.3, skala intensywności w epicentrum V-VI. Uszkodzeniu uległo wtedy ok. 2000 budynków, głównie w obwodzie królewieckiem (Rosja), co wydaje się liczbą dość dużą w stosunku do podawanego stopnia intensywności. 

Z kolei trzęsienia ziemi w Karpatach spowodowane są ciągłym nasuwaniem się górotworu karpackiego na przedpole. Nasze Beskidy to ogromne fałdy (płaszczowiny) ciągle przemieszczane na północ przez płyty tektoniczne napierające na nie z regionu śródziemnomorskiego, bardzo aktywnego sejsmicznie. Tempo tych przesunięć w Karpatach jest niewielkie, ale naprężenia w skorupie ziemskiej gromadzone przez dziesiątki lat, nawet przy niewielkim tempie przesunięć, mogą doprowadzić do trzęsień o magnitudzie przekraczającej 5.  

Oprócz ostatniego trzęsienia we wschodniej Słowacji, można przywołać trzęsienie także z 2004 r., ale z listopada, z okolic Zakopanego. Zarejestrowano wtedy serię wstrząsów o max. magnitudzie 4.7. Intensywność tego wstrząsu oszacowano na VI-VII, czyli podobnie do obecnego trzęsienia we wschodniej Słowacji. Skala odnotowanych zniszczeń także była podobna. Uszkodzonych zostało wiele budynków, pospadały dachówki, posypał się tynk i popękały szyby.  

"W północno-wschodniej Polsce mamy do czynienia z epizodycznym uwalnianiem naprężeń spowodowanych naciskiem lądolodu skandynawskiego na tarczę bałtycką, który wystąpił podczas ostatniego zlodowacenia"

Trzęsienie ziemi na Podhalu w 2004 r. było jednym z najsilniejszych jakie zarejestrowano w Polsce. Być może podobne wystąpiły w 1785 i 1786 r. w Beskidach Zachodnich. Były to jedne z pierwszych polskich trzęsień, które doczekały się opisów naukowych, na miarę owych czasów. Dokonali ich w dobie działalności Komisji Edukacji Narodowej Jan Śniadecki i Andrzej Trzciński i są uważane za moment narodzin krakowskiej sejsmologii. Na podstawie tych opisów Tadeusz Olczak wyznaczył dla trzęsienia z 1786 r. epicentrum w okolicach Myślenic na głębokości ok. 40 km i magnitudzie 6.6, co wydaje się dzisiaj wartością nieco zawyżoną. Podobne wartości miało być może trzęsienie ziemi odnotowane na Spiszu w 1901 r. Do tej listy można dodać, ale tylko gwoli uzupełnienia także kronikarskie doniesienia, choćby Długosza, który odnotował trzęsienia ziemi z lat 1259 i 1443, kiedy to zniszczony został dach kościoła św. Katarzyny w Krakowie. Podobnym zresztą zniszczeniom dach uległ w 1786 r. Do grona godnych odnotowania skutków trzęsienia ziemi w 1786 r. zaliczyć też trzeba obryw skalny w podkrakowskim Tyńcu.  

"(...) zjawiska sejsmiczne są w zasadzie nieprzewidywalne, a generalna zasada mówi, że im dłużej gromadzi się naprężenie, tym większa siła jest wyzwalana w momencie jego uwolnienia"

Bardzo dobrym wskaźnikiem sejsmiczności danego obszaru są też uszkodzone nacieki jaskiniowe. Pozwalają one ocenić sejsmiczność w dłuższym okresie czasu, np. w skali kilkunastu tysięcy lat. Badania tego typu prowadzone są przez zespół prof. Gradzińskiego w Instytucie Nauk Geologicznych Uniwersytetu Jagiellońskiego. Materiał badawczy pochodzi z jaskiń tatrzańskich oraz słowackich. Okazuje się, że w przeszłości przedpiśmiennej mogły na tych ziemiach występować trzęsienia o wiele większej intensywności, np. takie które były w stanie uszkodzić potężne kolumny nacieków jaskiniowych. Czy grozi nam więc powtórka z przeszłości geologicznej? Miejmy nadzieję, że nie, choć trzeba zaznaczyć, że zjawiska sejsmiczne są w zasadzie nieprzewidywalne, a generalna zasada mówi, że im dłużej gromadzi się naprężenie, tym większa siła jest wyzwalana w momencie jego uwolnienia. 

Z perspektywy historycznej patrząc wydaje się więc, że trzęsienia ziemi w Polsce to zjawiska epizodyczne, o niewielkiej magnitudzie i intensywności, ograniczone głównie do Karpat i północno-wschodniej Polski. O wiele częściej wstrząsy występują w obszarach podziemnej eksploatacji górniczej, które możemy zaliczyć do kategorii szkód górniczych. 

dr hab. Mariusz Kędzierski, prof. UJ
Instytut Nauk Geologicznych
Wydział Geografii i Geologii UJ

Na grafice: sejsmogram z Kalwarii Pacławskiej k. Przemyśla z dni 8-9.10.23 (źródło)

Źródła internetowe:

• igf.edu.pl 
• www.emsc-csem.org