Nauka

Potwór świętego Andrzeja

Kalifornia: życie na granicy uskoku

Autostrada wiodąca wzdłuż uskoku – na zboczach widoczne skutki działania sił tektonicznych. Autostrada wiodąca wzdłuż uskoku – na zboczach widoczne skutki działania sił tektonicznych. Martin Bond/SPL / EAST NEWS
Filmy katastroficzne opowiadają zwykle o fantazjach ich twórców, czasem o tym, co naprawdę może się zdarzyć. Film „San Andreas”, który na początku czerwca wszedł na polskie ekrany, mówi o tym, co się wydarzy z całą pewnością.
Uskok San Andreas na płaskowyżu Carrizo w Kalifornii Południowej.Age Fotostock RM/Getty Images Uskok San Andreas na płaskowyżu Carrizo w Kalifornii Południowej.
Jedna ze stacji eksperymentu mającego na celu uchwycenie jakichś regularności w trzęsieniach ziemi. Parkfield w środkowej KaliforniiDavid Parker/SPL/EAST NEWS Jedna ze stacji eksperymentu mającego na celu uchwycenie jakichś regularności w trzęsieniach ziemi. Parkfield w środkowej Kalifornii

Święty Andrzej został wrobiony w tę historię całkiem przypadkowo. Najpierw za sprawą hiszpańskich misjonarzy, którzy w XVIII w. w zapale ewangelizacyjnym nadawali wszystkim miejscom i miejscowościom zachodniego wybrzeża Ameryki nazwy pochodzące od imion świętych. Między innymi imię św. Andrzeja nadali niewielkiemu jezioru w pobliżu Zatoki San Francisco. Potem – za sprawą uczonego z pobliskiego Uniwersytetu w Berkeley, który tę nazwę przejął dla pewnej, niewielkiej, jak sądził, struktury tektonicznej związanej z tym jeziorem. W ten sposób święty Andrzej został patronem potwora.

Potwór świętego Andrzeja kształtem przypomina węża. Bardzo długiego, bo liczącego sobie 1200 km, i wygrzewającego się na skałach i plażach od Zatoki Kalifornijskiej na południu po Przylądek Mendocino na północy. Potwór ma naukową nazwę – uskok San Andreas.

Nie byłby on specjalnie znany i nie kręcono by na jego temat filmów, gdyby nie przedziwna skłonność ludzkości do wznoszenia swoich siedzib w miejscach szczególnie narażonych na wielkie katastrofy przyrodnicze – powodzie, trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów. Najstarsze centra cywilizacyjne – Mezopotamia, Grecja, Italia, jak i wielkie aglomeracje współczesności – Tokio czy Mexico City dziwnym trafem ulokowały się w takich miejscach. Szczególnie zdumiewająca jest lokalizacja dwóch metropolii kalifornijskich – Los Angeles i San Francisco. Ich założyciele, hiszpańscy misjonarze, wybrali miejsca położone dokładnie na linii przebiegu tego jednego z najpotężniejszych i najaktywniejszych uskoków na naszej planecie.

Lekcja 1906 r.

Gdy Andrew Lawson w 1890 r. objął stanowisko profesora na wydziale mineralogii i geologii Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, zafascynował go krajobraz półwyspu położonego po zachodniej stronie Zatoki San Francisco. Zadziwiający był zwłaszcza ciąg jezior – wąskich i długich, położonych dokładnie na jednej linii. Doświadczony geolog szybko doszedł do wniosku – dolina wypełniona wodami jezior ma pochodzenie tektoniczne, pokrywa się z linią nieznanego uskoku. W publikacji z 1895 r. nadał mu nazwę San Andreas, od nazwy jednego z jezior. Ocenił jego rozciągłość na nieco ponad 100 km.

Nie mógł wiedzieć, że odkrył drzemiącego potwora. Przekonał się o tym 11 lat później, gdy w 1906 r. trzęsienie ziemi (o magnitudzie ocenianej na 7,9) zniszczyło doszczętnie San Francisco. Zabudowę blisko półmilionowego miasta strawił pożar, śmierć poniosło ok. 3 tys. mieszkańców, ćwierć miliona ludzi zostało bez dachu nad głową. Dopiero wtedy naukowcy zorientowali się, jak wielką i potężną strukturą jest San Andreas. Od tego czasu świadomość tego, czym grozi życie w sąsiedztwie uskoku, który tak naprawdę ma długość ponad 1200 km, codziennie towarzyszy mieszkańcom zachodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych. Nie trzeba ich zresztą specjalnie uświadamiać. Nie ma roku, żeby nie donoszono z różnych regionów Kalifornii o wyraźnie odczuwalnych wstrząsach, a od czasu kataklizmu, który dotknął San Francisco, wydarzyło się co najmniej osiem trzęsień ziemi o magnitudzie ponad 6, które pociągnęły za sobą ofiary śmiertelne i znaczące szkody materialne. Powszechna jest też świadomość nieuchronnego wystąpienia trzęsienia ziemi, określanego enigmatycznie Big One, o sile porównywalnej z trzęsieniem z 1906 r. lub większej.

Dzisiaj już wiadomo, że San Andreas nie stanowi pojedynczej linii uskokowej. Jest to cała strefa, w której obrębie, zarówno po stronie lądowej, jak i oceanicznej, stwierdzono dziesiątki pomniejszych uskoków, często wyraźnie zaznaczających się w terenie. Jest swoistym paradoksem, że jeden z nich, uskok Hayward, przebiega dokładnie przez teren kampusu uniwersytetu w Berkeley. Uniwersytetu, gdzie za sprawą prof. Lawsona po raz pierwszy stwierdzono istnienie tej kolosalnej strefy uskokowej.

Spękana skorupa

Nasz świat, zarówno kontynenty, jak i dna oceanów, pocięty jest uskokami. Występują one powszechnie, także w Europie i w Polsce. O istnieniu wielu z nich dowiedzieliśmy się dopiero w erze satelitarnej, gdyż, o dziwo, niekiedy lepiej są widoczne na zdjęciach wykonanych z orbity satelitarnej niż bezpośrednio w terenie. Czym są? To miejsca (strefy), gdzie nastąpiło przerwanie ciągłości skał i przemieszczenie ich wzdłuż pewnej powierzchni. Nierzadko są dobrze zamaskowane pokrywą skał osadowych. O ich istnieniu dowiadujemy się, gdy nagle, ni stąd, ni zowąd, zatrzęsie się nam ziemia pod stopami. Ale często też wyraźnie zaznaczają się w krajobrazie, tworząc wysokie progi i skarpy.

Pięknym, malowniczym przykładem z terenu Polski jest tzw. sudecki uskok brzeżny, wzdłuż którego Sudety zostały wypiętrzone o 100–300 m w stosunku do reszty Dolnego Śląska. Jego przebieg, od miejscowości Žulova w Czechach do Złotoryi jest doskonale widoczny z samolotu, ale można go też bezpośrednio „poczuć”, jadąc pociągiem lub samochodem np. z Wrocławia do Kłodzka. W miejscowości Bardo Śląskie z niziny wyrasta nagle całkiem wysoki łańcuch górski. Pociąg musi przebijać się tunelem, a samochód wspina się stromą szosą.

Skąd się wzięły uskoki i rozłamy w skorupie ziemskiej? Odpowiedź jest oczywista, jeżeli pamięta się, że nasza planeta ma gorące, aktywne wnętrze, a jej zewnętrzna powłoka to twarda, sztywna skorupa. Pod tą skorupą krążą prądy konwekcyjne, które powodują jej pękanie i sprawiają, że spękane bloki są przemieszczane zarówno w pionie, jak i w poziomie. To właśnie te siły wprawiają w ruch płyty, z jakich zbudowana jest skorupa ziemska, dając zjawisko „wędrówki kontynentów”. Niepokojącą właściwością uskoków jest ich zdolność do regeneracji, czyli odmładzania, jak mówią geolodzy. To dlatego zaskakują nas niekiedy trzęsienia ziemi w obszarach, które od wieków uważane były za wolne od tego rodzaju zjawisk. Parę lat temu wielkie poruszenie wywołało w Polsce trzęsienie ziemi, które objęło północny wschód kraju, od Gdańska po Suwałki. Geofizycy podejrzewają, że mieliśmy do czynienia z narodzinami nowego uskoku lub odmłodzeniem się jakiegoś starego, nieznanego.

Agresywna płyta

O San Andreas nie można powiedzieć, że należy do najlepiej poznanych uskoków. On po prostu jest najlepiej poznaną strukturą tego typu na świecie. Nic dziwnego, skoro w strefie jego oddziaływania znajduje się wszystkie 10 uczelni tworzących słynny University of California. Można wręcz powiedzieć, że Kalifornia to zagłębie sejsmologów. Tu działał najsłynniejszy chyba sejsmolog świata – Charles Francis Richter, którego nazwisko wymieniane jest przy okazji każdego trzęsienia ziemi – stworzył skalę pomiaru wielkości trzęsienia ziemi (obecnie zmodyfikowaną).

Badacze ustalili, że początków narodzin tego uskoku trzeba szukać ok. 28 mln lat temu, gdy płyta północnoamerykańska w swojej wędrówce na zachód (odłączyła się od Europy 100 mln lat wcześniej) po raz pierwszy zetknęła się z płytą pacyficzną. Płyta północnoamerykańska, przemieszczając się z prędkością „tylko” (geolog powie „aż”) 5 cm rocznie, zachowuje się bardzo agresywnie. Wcześniej unicestwiła inną płytę, Farallon, która królowała w tej części globu. Dostała się ona pod krawędź nacierającej płyty północnoamerykańskiej, została wciągnięta w głąb płaszcza ziemskiego i przetopiona, po drodze powodując wypiętrzenie Gór Skalistych, a także Wyżyny Kolorado (temu procesowi zawdzięczamy m.in. fenomen Wielkiego Kanionu).

Po unicestwieniu płyty Farallon płyta północnoamerykańska stanęła „oko w oko” z płytą pacyficzną. W tym przypadku jednak nie doszło ani do typowego zderzenia, ani podsuwania się jednej płyty pod drugą. Płyta pacyficzna, przynajmniej w tej strefie, ma odmienne zwyczaje – przemieszcza się w poziomie, obracając się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. San Andreas wyznacza granicę, gdzie napierająca w kierunku zachodnim płyta północnoamerykańska wchodzi w ścisły kontakt z przesuwającą się ku północy płytą pacyficzną. Rodzą się tu potężne naprężenia, a szew jest widoczny gołym okiem na dokładnych mapach, a zwłaszcza na zdjęciach lotniczych i satelitarnych w postaci głębokiej bruzdy – jakby ktoś przejechał wielkim pługiem. Nie trzeba doświadczonego oka, żeby dostrzec wyraźne przesunięcie form krajobrazowych (wzgórz, dolin rzecznych) po jednej stronie tej bruzdy względem drugiej strony. Trudno o bardziej wyrazisty dowód. Ale sam ruch wzdłuż uskoku jest niezauważalny dla oka – odbywa się z prędkością ok. 3–5 cm na rok. Co ciekawe, na wielu odcinkach ruch ma charakter asejsmiczny, to znaczy nie powoduje znaczących wstrząsów.

Prognoza pewna, ale bez daty

Na innych odcinkach skały uległy zakleszczeniu. Jeden z takich zablokowanych odcinków ciągnie się na północ od San Francisco, a drugi w południowej części strefy, w rejonie San Bernardino i Los Angeles. To tam, zdaniem badaczy, kumulują się odkształcenia sprężyste, które ulegają gwałtownym rozładowaniom w postaci wstrząsów sejsmicznych. Według nich owe rozładowania powinny odbywać się naprzemiennie, raz w strefie północnej, drugi raz w strefie południowej. Jeżeli więc ostatnie katastrofalne trzęsienie ziemi nastąpiło w rejonie San Francisco (1906 r.), to naturalnym kandydatem rozładowania naprężeń o podobnej sile jest teraz strefa południowa. Tak więc dwa elementy prognozy – wielkość i miejsce – zostały zdefiniowane. Pozostaje najtrudniejszy element – kiedy?

Geolodzy od lat starają się dopatrzyć jakichś prawidłowości w zjawiskach sejsmicznych wzdłuż zachodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych. Był już moment, kiedy wydawało się, że taka prawidłowość została stwierdzona i na tej podstawie sformułowano prognozę (potem drugą, trzecią i kolejną) wystąpienia bardzo silnego trzęsienia ziemi w rejonie Los Angeles. Niestety dla naukowców, a na szczęście dla mieszkańców Miasta Aniołów, prognoza się nie sprawdziła. Nie udała się także zasadzka, jaką geofizycy zastawili na trzęsienie ziemi w Parkfield.

Parkfield to takie dziwne miejsce na środkowym odcinku uskoku San Andreas, gdzie trzęsienia ziemi o magnitudzie ponad 5,5 zachodzą ze zdumiewającą regularnością, mniej więcej co 22 lata. Pomysł polegał na tym, żeby to miejsce uzbroić we wszelkie możliwe urządzenia obserwacyjne i pomiarowe i w ten sposób wydrzeć Ziemi maksimum tajemnic na temat zjawisk poprzedzających trzęsienie ziemi. Aparaturę umieszczono także w głębokim 3-km odwiercie. Naukowcy oczekiwali trzęsienia ziemi w latach 1985–93. Nie doczekali się. Nadeszło w 2004 r. Jednak ku ich rozczarowaniu nie udało się zaobserwować jednoznacznych zwiastunów.

Eksperymenty w Parkfield są kontynuowane. Wyniki najnowszego modelowania sejsmologicznego wskazują na wzrastające, zdaniem Służby Geologicznej USA, prawdopodobieństwo wystąpienia Big One w południowej strefie uskoku San Andreas. „Mamy szczęście, że aktywność sejsmiczna w Kalifornii jest stosunkowo niska w ciągu ostatniego stulecia – mówi Tom Jordan, dyrektor Southern California Earthquake Center i współautor badania – ale mamy też świadomość, że siły tektoniczne coraz bardziej nakręcają spiralę naprężeń uskoku San Andreas, sprawiając, że wielkie trzęsienie ziemi jest nieuniknione”.

Niezależnie od trafności tych przewidywań wydaje się, że wstawiennictwo wszystkich świętych, których imiona uwiecznili na mapach Kalifornii hiszpańscy misjonarze, będzie mieszkańcom tego stanu bardzo potrzebne.

Polityka 25.2015 (3014) z dnia 16.06.2015; Nauka ; s. 68
Oryginalny tytuł tekstu: "Potwór świętego Andrzeja"
Więcej na ten temat
Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Kraj

Dramat zwierząt w przygranicznej strefie

Nikt naprawdę nie wie, ile zwierząt ginie na granicy polsko-białoruskiej. Ani też jak będą się rozmnażać, gdy ich ścieżki godowe zostaną przecięte murem. Ani na jakich zasadach strzelać będą w tym rejonie myśliwi, którzy już się szykują „na granicę”.

Agnieszka Sowa
25.10.2021
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną