ziemi na Dolnym Śląsku?

Transkrypt

1 Czy, dlaczego i czym grożą trzęsienia ziemi na Dolnym Śląsku? Jurand Wojewoda Instytut Nauk Geologicznych Uniwersytet Wrocławski (autor dziękuje Dr Markowi Kaczorowskiemu kierownikowi obserwatorium PAN w Książu za udostępnienie materiałów do referatu)

2 definicja Trzęsienie ę ziemi - gwałtowne rozładowanie naprężeń ę powstałych w skorupie ziemskiej w czasie ruchów fragmentów litosfery. Z miejsca uwolnienia tych naprężeń (hipocentrum ogniska trzęsienia ziemi) rozchodzą się fale sejsmiczne. Punkt na powierzchni Ziemi położony nad ogniskiem (epicentrum) to miejsce, gdzie fale docierają najwcześniej i gdzie straty są największe. Siła wstrząsów maleje w miarę oddalania się od epicentrum. Dolnoś śląski Fest tiwal Nau ki, 2009 trzęsienie ziemi zemětřesení землетрясение earthquake seisme, tremblement de terre Erdbeben terremoto hipocentrum epicentrum

3 podział genetyczny tektoniczne (ok. 90%) wulkaniczne (ok. 7%) zapadowe (ok. 2%) antropogeniczne (ok. 1%)

4 podział lokalizacja hipocentrum płytkie powyżej 70 km (ok. 85%) średnie km (ok. 12%) głębokie poniżej 350 km (ok. 3%)

5 obszary sejsmiczne świat Zestawienie wydarzeń sejsmicznych na świecie w okresie od 1963 do 1998 roku (Lowman & Montgomery, 1998)

6 trzęsienia ziemi Polska Dolnoś śląski Fest tiwal Nau ki, 2009 LW W. Laska KF F. Kreutz WP P. Wiejacz MK K. Maciejak MKR K.R. Mazurski PJ J. Pagaczewski MS S. Michalkiewicz ED E. Dathe GCL G.C. Laube 998 (????) PJ, 1000 (????) LW, 1000 (Sudety,?) PJ, 1011 (Kowary,?) PJ, 1014 (Sudety,?) PJ 1016 (????) LW, 1034 (????) LW, 1040 (Sudety,?) PJ, 1170 (????) LW, 1092 (Sudety,?) PJ 1170 (Sudety,?) PJ, 1196 (????) LW, 1200 (Pieniny,?) JD, 1201 (Sudety,?) LW PJ, 1258 (????) LW 1258 (Sudety,?) PJ, 1259 (Kraków, 4,8) LW, 1259 (Sudety,?) PJ, 1303 (????) LW, 1328 (????) LW 1348 (????) LW, 1356 (Sudety,?) PJ, 1358 (Sudety,?) LW PJ, 1372 (Wrocław,?) PJ, 1384 (Wrocław,?) PJ 1442 (????) LW, 1443 (Wrocław, ł 6,0) LW PJ, 1483 (Brzeg,?) PJ, 1496 (Nysa,?) PJ, 1517 (????) LW 1528 (Sudety,?) PJ, 1562 (Kłodzko,?) PJ, 1572 (Toruń,?) LW, 1578 (????) LW, 1589 (Złotoryja,?) MK 1590 (Kamienna Góra,?) LW SM, 1591 (Sudety,?) PJ, 1594 (Złotoryja,?) PJ MK, 1596 (????) LW 1598 (Bardo,?) LW MK, 1601 (????) LW, 1605 (????) LW, 1606 (????) LW, 1619 (????) LW 1620 (Kłodzko,?) LW MKR, 1637 (????) LW, 1662 (Tatry, 6) WP, 1666 (????) LW, 1670 (????) LW 1671 (????) LW, 1675 (????) LW, 1677 (Złotoryja,?) MK, 1680 (Warszawa,4,9) LW, 1690 (????) LW 1690 (Wrocław,?) PJ, 1701 (????) LW, 1711 (????) LW, 1716 (????) LW, 1717 (????) LW 1717 (Jelenia Góra,?) PJ, 1731 (????) LW, 1738 (????) LW, 1751 (Sudety,?) PJ MK, 1768 (Sudety,?) PJ 1774 (Racibórz, 5,0) LW, 1774 (Sudety,?) PJ, 1775 (Sudety,?) PJ, 1778 (Legnica,?) PJ 1785 (Barania Góra, 6,0) LW WP, 1785 (Sudety,?) PJ, 1786 (Cieszyn, 6,0) LW WP, 1786 (Sudety,?) PJ 1789 (Sudety,?) PJ, 1790 (Wrocław,?) PJ, 1793 (????) LW, 1799 (Sudety,?) PJ, 1802 (????) LW 1803 (????) LW, 1821 (????) LW, 1822 (????) LW, 1824 (Sudety,?) MW, 1823 (Głubczyce,?) PJ 1827 (Jodłów,?), 1829 (Karkonosze,?) PJ, 1829 (????) LW, 1834 (????) LW, 1834 (Sudety,?) PJ 1835 (????) LW, 1837 (Sudety,?) PJ MW, 1838 (????) LW, 1840 (Pieniny, 5,0) WP, 1841 (????) LW 1842 (????) LW, 1852 (????) LW, 1855 (????) LW, 1857 (????) LW, 1858 (????) LW, 1858 (Sudety,?) PJ 1859 (Strzelin,?), 1868 (Sudety,?) LW MW, 1871 (????) LW, 1872 (Sudety,?) PJ MW 1875 (Hrubieszów, 3,7, 1875 (Lwów,?) KF, 1876 (Wrocław,?) PJ, 1877 (Sudety,?) PJ 1877 (????) LW WP, 1883 (Trutnow,?) GCL MW, 1895 (Strzelin, 4,8) ED PJ WP, 1889 (Sudety,?) ED 1895 (Bolesławiec,?) PJ, 1901 (Pieniny, 4,5), 1901 (Wałbrzych,?) PJ MKR, 1903 (Karkonosze,?) PJ 1908 (Gołdapia,?), 1908 (Sudety,?) PJ, 1909 (Sudety,?) PJ, 1909 (Pomorze, 4,0) WP 1926 (Piotrków Tr.,?) WP, 1931 (Sudety,?) PJ, 1932 (Kielce, 4) WP, 1934 (Sudety,?) PJ 1935 (Cz. Dunajec, 4,3), 1992 (Krynica, 4,2) WP, 1993 (Krynica, 4,6) WP, 2004 (Nowy Targ, 4,4) 2005 (Rydułtowy, y, 3,5) WP, 2007 (Katowice, 4,0) WP, 2008 (Słupsk, 5,3) WP Pagaczewski J., 1972: Catalogue of earthquakes in years. Materiały i Prace Instytutu Geofizyki PAN, 51: W. Laska, 1902: O trzęsieniach ziemi w Polsce. Kosmos, 27: 1-6.

7 metody oceny siły trzęsienia ziemi Opis intensywności zjawiska I Odczuwalne tylko przez przyrządy. skala Mercallego 12-stopniowa EMS-98 II Odczuwalne przez nieliczne osoby na wyższych piętrach budynków lub w szczególnie dogodnych sytuacjach. III Wyczuwalne wew. budynków. Kołysanie przedmiotów wiszących, drżenie jak od przejeżdżających samochodów. IV Drżenie jak od przejeżdżających ciężarówek. Dzwonienie talerzy i szklanek. Możliwe spękania przy ramach okiennych. V Wyczuwalne wew. budynków. Można określić kierunek drgań. Budzi śpiących. p y Ciecze falują, małe przedmioty przesuwają się. Wahadła zmieniają sposób wahania lub zatrzymują się. Dolnoś śląski Fest tiwal Nau ki, 2009 VI Wyraźnie odczuwalne, ludzie przestraszeni. Spadają przedmioty zawieszone. Meble przesuwają się. Możliwe pęknięcie tynku. Drżenie cienkich gałęzi drzew. VII Zakłócenia równowagi. Wyczuwalne w jadących samochodach. h Zawalenie słabych ł kominów, odpadanie d tynku. Na stojącej wodzie pojawiają się fale i zmętnienie. VIII Zakłóca prowadzenie pojazdów. Uszkodzenia ścian, zwłaszcza z cegły. Słabe budynki mogą ulec uszkodzeniu. Zniszczenie kominów, odpadanie fragmentów budynków. Złamanie gałęzi drzew. IX Panika. Słabe budynki murowane ulegają zniszczeniu, inne uszkodzeniu. Uszkodzenie rurociągów, zbiorników wodnych. Przesunięcia w miękkim gruncie, niewielkie szczeliny. X Większość murowanych budowli -zniszczona, duża część drewnianych także, inne-uszkodzone. Uszkodzenie zapór wodnych, obsunięcia ę ziemi. Woda ze zbiorników wylewa się. ę Szyny y kolejowe wyginają się. ę XI Szyny kolejowe mocno pogięte. Instalacje podziemne zniszczone. XII Całkowite zniszczenie. Przesunięcia dużych mas skalnych, Przedmioty wyrzucane w powietrze, zaburzenia poczucia linii horyzontu.

8 skala Mercallego IV - VII IV Drżenie jak od przejeżdżających ciężarówek. Dzwonienie talerzy i szklanek. Możliwe spękania przy ramach okiennych. V Wyczuwalne wew. budynków. Można określić kierunek drgań. Budzi śpiących. Ciecze falują, małe przedmioty przesuwają się. Wahadła zmieniają sposób wahania lub zatrzymują się. VI Wyraźnie odczuwalne, ludzie przestraszeni. Spadają przedmioty zawieszone. Meble przesuwają się. Możliwe pęknięcie tynku. Drżenie cienkich gałęzi drzew. VII Zakłócenia równowagi. Wyczuwalne w jadących samochodach. Zawalenie słabych kominów, odpadanie tynku. Na stojącej wodzie pojawiają się fale i zmętnienie.

9 skala Mercallego IV - VII IV Drżenie jak od przejeżdżających ciężarówek. Dzwonienie talerzy i szklanek. Możliwe spękania przy ramach okiennych. V Wyczuwalne wew. budynków. Można określić kierunek drgań. Budzi śpiących. Ciecze falują, małe przedmioty przesuwają się. Wahadła zmieniają sposób wahania lub zatrzymują się. VI Wyraźnie odczuwalne, ludzie przestraszeni. Spadają przedmioty zawieszone. Meble przesuwają się. Możliwe pęknięcie tynku. Drżenie cienkich gałęzi drzew. VII Zakłócenia równowagi. Wyczuwalne w jadących samochodach. Zawalenie słabych kominów, odpadanie tynku. Na stojącej wodzie pojawiają się fale i zmętnienie.

10 skala Mercallego IX - XI IX Panika. Słabe budynki murowane ulegają zniszczeniu, inne uszkodzeniu. Uszkodzenie rurociągów, zbiorników wodnych. Przesunięcia w miękkim gruncie, niewielkie szczeliny. X Większość murowanych budowli ulega zniszczeniu, duża część drewnianych także, inne-uszkodzone. Uszkodzenie zapór wodnych, obsunięcia ziemi. Woda ze zbiorników wylewa się. Szyny kolejowe wyginają się. XI Szyny kolejowe mocno pogięte. Instalacje podziemne zniszczone. Santa Rosa Kalifornia, 1906 (Beanland et al 2004).

11 skala Mercallego IX - XI IX Panika. Słabe budynki murowane ulegają zniszczeniu, inne uszkodzeniu. Uszkodzenie rurociągów, zbiorników wodnych. Przesunięcia w miękkim gruncie, niewielkie szczeliny. X Większość murowanych budowli ulega zniszczeniu, duża część drewnianych także, inne-uszkodzone. Uszkodzenie zapór wodnych, obsunięcia ziemi. Woda ze zbiorników wylewa się. Szyny kolejowe wyginają się. XI Szyny kolejowe mocno pogięte. Instalacje podziemne zniszczone. Uskok Edgecumbe, trzęsienie ziemi km długości szczelina z 2 metrowym zrzutem (Beanland et al 1989). Fot. DL Homer: CN 10115/37 Dolnośląski Festiwal Nau ki, 2009 Tajwan, trzęsienie ziemi w 1999 r. (wg. Bilham, Ting- To Yu, 2000)

12 skala Mercallego IX - XI IX Panika. Słabe budynki murowane ulegają zniszczeniu, inne uszkodzeniu. Uszkodzenie rurociągów, zbiorników wodnych. Przesunięcia w miękkim gruncie, niewielkie szczeliny. X Większość murowanych budowli ulega zniszczeniu, duża część drewnianych także, inne-uszkodzone. Uszkodzenie zapór wodnych, obsunięcia ziemi. Woda ze zbiorników wylewa się. Szyny kolejowe wyginają się. XI Szyny kolejowe mocno pogięte. Instalacje podziemne zniszczone. Tj Tajwan, trzęsienie i ziemi i Zniszczona bieżnia ż i boiska sportowego (Angelier et al 2003).

13 trzęsienia historyczne IX Panika. Słabe budynki murowane ulegają zniszczeniu, inne uszkodzeniu. Uszkodzenie rurociągów, zbiorników wodnych. Przesunięcia w miękkim gruncie, niewielkie szczeliny. X Większość murowanych budowli ulega zniszczeniu, duża część drewnianych także, inne-uszkodzone. Uszkodzenie zapór wodnych, obsunięcia ziemi. Woda ze zbiorników wylewa się. Szyny kolejowe wyginają się. XI Szyny kolejowe mocno pogięte. Instalacje podziemne zniszczone. Marco et al., 2003

14 trzęsienia historyczne IX Panika. Słabe budynki murowane ulegają zniszczeniu, inne uszkodzeniu. Uszkodzenie rurociągów, zbiorników wodnych. Przesunięcia w miękkim gruncie, niewielkie szczeliny. X Większość murowanych budowli ulega zniszczeniu, duża część drewnianych także, inne-uszkodzone. Uszkodzenie zapór wodnych, obsunięcia ziemi. Woda ze zbiorników wylewa się. Szyny kolejowe wyginają się. XI Szyny kolejowe mocno pogięte. Instalacje podziemne zniszczone. Zniszczone w 3 wieku domostwo rzymskie ze śladami zniszczeń sejsmicznych w podłożu ż z okresu między 2581 a 2197, Egna

15 odwzorowania kartograficzne trzęsień ziemi

16 odwzorowania kartograficzne trzęsień ziemi

17 obserwatoria sejsmiczne SUW GKP WAR Dolnoś śląski Fest tiwal Nau ki, 2009 SUW Suwałki, automatyczne KWP Kalwaria Pacławska, automatyczne WAR Warszawa, automatyczne GKP - Górka Klasztorna, automatyczne KSP Ojców, z obsługą RAC Racibórz, z obsługą NIE Niedzica, automatyczne MORC Moravsky Beroun, automatyczna OKC -Ostrawa, z obsługą DPC Dobruska, automatyczna JAVC - Velká Javorina, automatyczna KRUC Moravsky Krumlov, automatyczna UPV - Upice, automatyczna z obsługą KSP UPC DPC MORC KRUC RAC OKC JAVC OJC NIE KWP

18 laboratorium geodynamiczne CBK PAN w Książu SUW Dolnoś śląski Fest tiwal Nauki, 2009 KSP Laboratorium ato Geodynamiczne e w Książu Polskiej Akademii Nauk zostało założone w 1974 roku. Znajduje się ono na wysokości 350 metrów nad poziomem morza, w tunelach wykutych w latach pod zamkiem Książ.

19 SUW plan sytuacyjny obserwatorium

20 SUW wnętrza obserwatorium

21 SUW wnętrza obserwatorium

22 Plan aparatura podziemi Laboratorium Geodynamicznego z zaznaczoną lokalizacją instrumentów obserwatorium Horizontal Pendulum Dolnośląski Fest tiwal Nau ki, 2009 Absolute gravimeter FG-5 Visible water-tubes, interference gauges, justifying screws, TV lines and power supply. Spring gravimeter Lacoste & Romberg for tidal measurements

23 Sejsmografy instrumenty do pomiarów przyspieszeń kinetycznych o częstościach 1/100 do 100 Hz-ów sejsmografy poziome sejsmograf pionowy Dolnośląski Fest tiwal Nau ki, 2009 fale podłużne ż fale poprzeczne fale powierzchniowe i

24 sejsmografy na wyposażeniu obserwatorium w Książu

25 kwarcowe wahadła horyzontalne z fotograficznym systemem rejestracji na wyposażeniu obserwatorium w Książu, lata Instrument przystosowany do pomiarów sygnałów grawitacyjnych - zmian linii pionu mierzonych względem skorupy ziemskiej. Graniczna czułość wahadła Bluma ok. 1 milisekunda. Okres wahadła od 30 do 60 sekund. Kątowe wzmocnienie mechaniczne ~ 10 5

26 kwarcowe wahadła horyzontalne na stanowiskach pomiarowych wahadło H-74 azymut pomiarowy ~NS wahadło H-75 azymut pomiarowy ~EW

27 Zasada działania klinometru hydrostatycznego Swobodna powierzchnia cieczy będącej w stanie równowagi hydrostatycznej jest powierzchnią stałej energii powierzchnią ekwipotencjalną. nachylenie powierzchni Ziemi absolutna zmiana linii pionu Dolnośląski Fest tiwal Nau ki, 2009 ( ) Dla małych kątów: ψ = α β H H Jest zmianą linii pionu mierzoną przez klinometr hydrostatyczny ψ względem skorupy ziemskiej. 2 L α β

28 klinometr hydrostatyczny w podziemiach obserwatorium przewody wodne klinometru hydrostatycznego

29 skrzyżowanie dwóch niezależnych przewodów wodnych klinometru hydrostatycznego

30 interferometr mierzący zmiany poziomu wody, stanowisko pomiarowe

31 trzęsienie ziemi w dniu 26 grudnia 2004, epicentrum pod Oceanem Indyjskim

32 zmiany linii pionu wywołane przez fale powierzchniowe powstałe podczas trzęsienia ziemi

33 Fale Tsunami zobrazowane w układzie hydrodynamicznym instrumentu gwałtowne zmiany pierścieni Newtona w dniu 26 grudnia 2004 roku.

34 obszary sejsmiczne Polska Warszawa LGOM Wrocław KWB Dolnoś śląski Fest tiwal Nauki, 2009 Praga GZW trzęsienia pewne trzęsienia przypuszczalne

35 prowincje tektoniczne Polska platforma europejska Warszawa Niż Polski Wrocław Dolnoś śląski Festiwal Nauki, 2009 Praga masyw czeski Sudety Karpaty

36 prowincje tektoniczne iobszary sejsmiczne Polska platforma europejska Warszawa Wrocław Niż Polski Dolnoś śląski Fest tiwal Nau ki, 2009 masyw czeski Praga Sudety Karpaty

37 trzęsienia ziemi Dolny Śląsk, Sudety Na ponad 100 trzęsień ziemi, zarejestrowanych na obszarze Polski w okresie ponad połowa przypada na Dolny Śląsk i północne Czechy, głównie Sudety KSP Dolnoś śląski Fest tiwal Nau ki, (Hruby Jesenik,?) 1000 (Sudety,?) 1011 (Kowary,?) 1014 (Sudety,?) 1040 (Sudety,?) 1068 (Sternberg,?) 1092 (Sudety,?) 1170 (Sudety,?) 1201 (Sudety,?) 1258 (Sudety,?) 1356 (H. Jesenik,?) 1358 (H. Jesenik,?) 1372 (Jesenik,?) 1384 (Wrocław,?) 1443 (Wrocław, 6,0) 1483 (Brzeg,?) 1496 (Nysa,?) 1528 (Sudety,?) 1562 (Kłodzko,?) 1589 (Złotoryja,?) 1590 (Kamienna Góra,?) 1591 (Sudety,?) 1594 (Złotoryja,?) 1598 (Bardo,?) 1620 (Kłodzko,?) 1635 (Sternberk,?) 1677 (Złotoryja,?) 1690 (Wrocław,?) 1717 (Jelenia Góra,?) J 1751 (Sudety,?) 1762 (H. Jesenik,?) 1768 (H. Jesenik,?) 1774 (Racibórz, 5,0) 1774 (Sudety,?) 1775 (Sudety,?) 1778 (Legnica,?) 1785 (Sudety,?) 1786 (Sudety,?) 1789 (Sudety,?) 1790 (Wrocław,?) 1799 (Sudety,?) 1824 (Sudety,?) 1823 (Głubczyce,?) 1827 (Jodłów,?) 1829 (Karkonosze,?) 1834 (Sudety,?) 1837 (Sudety,?) 1843 (Sternberk, 4,0) 1858 (Sudety,?) 1859 (Strzelin,?) 1863 (Sternberk,?) 1868 (Sudety,?) 1872 (Sudety,?) 1876 (Wrocław,?) UPC DPC 1877 (Sudety,?) 1883 (Trutnow,?) 1883 (Sternberk, 5,0) 1895 (Strzelin, 4,8) 1889 (Sudety,?) 1895 (Bolesławiec,?) 1895 (Niemcza,?) 1901 (Wałbrzych,?) 1901 (Hronov,?) 1903 (Karkonosze,?) 1906 (Dobra Voda,?) 1908 (Sudety,?) 1909 (Sudety,?) 1931 (Sudety,?) 1934 (Sudety,?) 1935 (H. Jesenik,?) 1993 (Opava,?) MORC RAC OKC

38 trzęsienia ziemi Dolny Śląsk, Sudety KSP Dolnoś śląski Fest tiwal Nau ki, 2009 UPC DPC Skacelova,, D., Skacelova Z., Havir, J., 1997: Earthqakes in the Northeastern Part of the Bohemian Massif V. C. geol. Ust., 72, 1. Laube, G.C., 1883: Das Erdbeben von Trutenau am 31. Jaenner Jhb. Kais.-Koen. Geol. Reich., Band 33. Dathe, E., 1897: Schlesisch-sudetische Erdbeben vom 11. Juni K. Pr. Geol. Land., H. 22. Wg. Pagaczewski J., 1972: Catalogue of earthquakes in years. Materiały i Prace Instytutu Geofizyki PAN, 51: MORC RAC OKC

39 trzęsienia ziemi Dolny Śląsk, Sudety Skacelova,, D., Skacelova Z., Havir, J., 1997: Earthqakes in the Northeastern Part of the Bohemian Massif V. C. geol. Ust., 72, 1. Laube, G.C., 1883: Das Erdbeben von Trutenau am 31. Jaenner Jhb. Kais.-Koen. Geol. Reich., Band 33. Dathe, E., 1897: Schlesisch-sudetische Erdbeben vom 11. Juni K. Pr. Geol. Land., H. 22. Wg. Pagaczewski J., 1972: Catalogue of earthquakes in years. Materiały i Prace Instytutu Geofizyki PAN, 51: 3-36.

40 trzęsienia ziemi w Sudetach a budowa geologiczna Dolnośśląski Festtiwal Nauki, 2009

41 trzęsienia ziemi w Sudetach na tle mapy grawimetrycznej Dolnego Śląska

42 Obszar monitoringu geodynamicznego w Górach Stołowych

43 Szczelinomierze tarczowe w Górach Stołowych Polanica Ostra Góra

44 Charakterystyczne spękania w skałach górnej kredy w Górach Stołowych wskazujące na poziome przemieszczenia mas skalnych

45 Spękania nawierzchni asfaltowej nad aktywną tektonicznie strefą uskokową Czerwonej Wody w Górach Stołowych wskazujące na poziome przemieszczenia mas skalnych w podłożu

46 trzęsienia ziemi na Dolnym Śląsku a obszary aktywne tektonicznie w okresie od późnego karbonu do dzisiaj

47 Obszary Dolnego Śląska szczególnie aktywne tektonicznie i sejsmicznie platforma europejska Warszawa Niż Polski Wrocław Dolnoś śląski Festiwal Nauki, 2009 Praga masyw czeski Sudety Karpaty

48 WNIOSEK Dolnoś śląski Festiwal Nauki, 2009 Obszar Dolnego Śląska należy donajbardziej aktywnych sejsmicznie obszarów Polski. Sudety i blok przedsudecki podlegają stałej przebudowie tektonicznej co sprawia, że okresowo aktywizują się strefy uskokowe między blokami skorupy ziemskiej. Dziękuję za uwagę