Sławomir Kobojek Ekstremalne zjawisk a przyrodnicze Katastrofy naturalne
Katastrofy naturalne Wprowadzenie 4 W głębinach Ziemi 7 Z wnętrza Ziemi na powierzchnię 9 Ujarzmić wulkany 21 Gdy Ziemia drży 22 Śmiercionośne fale tsunami 30 Na powierzchni Ziemi 37 Wędrujące góry 39 Krasowe pułapki 59 Zagrożenia z powietrza 65 Kosmiczne zagrożenia wędrujące kamienie 66 Dynamiczne procesy w atmosferze ziemskiej 73 Burze i gradobicia 94 Powodzie i klęski suszy 101 Globalne ocieplenie i jego skutki 103 Powodzie 104 Powódź powszechna potop 108 Potop wydarzył się w Ameryce 110 Katastrofalne powodzie 113 Susze i katastrofalne pożary 118 Zakończenie 126
Wprowadzenie Ziemskie żywioły Od początku swego istnienia człowiek zmagał się z siłami natury. Starając się zabezpieczyć od wpływu niekorzystnych zjawisk, tworzył bezpieczne schroniska w jaskiniach, a później budował domy. Przyroda dawała człowiekowi z jednej strony wszystko, czego potrzebował do życia żywność i schronienie, lecz z drugiej strony burze, wichry i powodzie stwarzały realne zagrożenie dla jego egzystencji. Przez tysiąclecia dziejów w społecznościach zamieszkujących Ziemię wytworzył się ambiwalentny stosunek do natury. Przyroda była czczona jako matka żywicielka, ale równocześnie groźne siły w niej drzemiące budziły strach i przerażenie. Ten swoisty szacunek, wynikający z obawy przed żywiołami ziemskimi i wdzięczności za dary umożliwiające egzystencję, dobrze widoczny jest między innymi w wierzeniach i postawach ludów pierwotnych Ameryki. W kulturze Indian Ameryki Północnej znamienny jest silnie rozwi nięty kult sił przyrody. U Indian z rodziny Algonquin istnieje wiara w tajemniczą kosmiczną potęgę, która według nich przenika całą przyrodę. Jest to siła nieosobowa duch, a jej związek z przedmiotami bardzo nieokreślony i dziwny. Ta tajemnicza potęga jest nazywana Manitou lub Orenda. W kręgu kultury europejskiej w starożytnej Grecji powstało pojęcie przyrody jako odrębnego bytu obejmującego różnorodne zjawiska zachodzące w otaczającym człowieka świecie. W mitologicznej kosmologii pojawiły się cztery zasadnicze pierwiastki budujące świat, nazwane żywiołami ziemskimi: ziemia, powietrze, woda i ogień. Początkowo wymieszane, stanowiące bezkształtny chaos, zostały uporządkowane przez Boga. Te cztery elementy budujące wszechświat są esencją sił przyrody. Stanowią niezbędne do życia dobro powszechne, a jednocześnie są w najwyższym stopniu groźne. Płaskorzeźby przedstawiające ośmiu bogów wiatru czczonych przez starożytnych Greków (Wieża Wiatrów, Ateny, Grecja)
Wysychające Jezioro Aralskie skutek nieodpowiedzalnej gospodarki wodnej Szacunek dla przyrody nie jest, niestety, postawą powszechną. Natura traktowana bywa często w sposób utylitarny, ze znacznie mniejszą atencją. Taka postawa miała, a niekiedy jeszcze do tej pory ma, negatywne następstwa. Dominujący konsumpcyjny stosunek do przyrody spowodował wiele niekorzystnych zmian w środowisku i stał się niejednokrotnie przyczyną uruchomienia groźnych zjawisk w skali globalnej. Przykładem tego jest chociażby ocieplenie klimatu na kuli ziemskiej, które pociąga za sobą szereg kolejnych negatywnych następstw. Najlepszym tego dowodem jest obserwowana zwiększona częstotliwość ekstremalnych zjawisk pogodowych. Na szczęście w ostatnich latach wzrasta świadomość ekologiczna społeczeństw, co skutkuje odpowiedzialnymi decyzjami w zakresie ochrony i zagospodarowania środowiska. przepełniającej grunt, w czasie opadów deszczu lub roztopów. Katastrofalne procesy kojarzą się powszechnie także z gwałtownymi erupcjami wulkanicznymi, trzęsieniami ziemi oraz niszczycielskimi oceanicznymi falami tsunami. Wszystkie gwałtowne zjawiska zachodzące w atmosferze, na powierzchni Ziemi lub mające źródło we wnętrzu skorupy ziemskiej są obecne w naturze od milionów lat, odkąd istnieje Ziemia. Nie są zatem czymś niezwykłym, jednak ze względu na ogromne skutki, jakie ze sobą niosą, odbierane są przez człowieka jako coś wyjątkowego i bardzo groźnego. Niektóre dawne zjawiska katastrofalne tak silnie zapadły w zbiorową pamięć społeczeństw, że stały się podstawą na poły mitycznych przekazów. Przykładem może być biblijny potop, którego sugestywny opis spowodował, że wybitni geolodzy w XVIII i XIX wieku szukali jego śladów. Na kanwie legendy o potopie angielski geolog sir Charles Lyell wysunął teorię tłumaczącą występowanie w Europie Środkowej wielkich głazów pochodzących ze Skandynawii, które jakoby wytopiły się z ogromnych gór lodowych dryfujących po zatopionym kontynencie. Klęski żywiołowe są wynikiem naturalnych zjawisk zachodzących na styku atmosfery, powierzchni Ziemi oraz litosfery. Prowadzą do negatywnych następstw i są przyczyną śmierci wielu ludzi oraz powodują ogromne zniszczenia materialne. Mimo że od wielu stuleci prowadzone są badania nad ekstremalnymi zjawiskami zachodzącymi w przyrodzie i mamy coraz większą wiedzę o nich, to natura ciągle nas zaskakuje. Zjawiska ekstremalne i zdarzenia katastrofalne W badaniach zjawisk przyrodniczych powszechnie stosowane są określenia procesy lub zdarzenia ekstremalne i katastrofalne, często utożsamiane z klęskami żywiołowymi. W ten sposób określono odznaczające się bardzo dużym natężeniem opady atmosferyczne, połączone niejednokrotnie z wyładowaniami atmosferycznymi, gradobiciem i huraganowym wiatrem. Tego typu zjawiska obejmują także osunięcia i spływy ziemi na górskich stokach pod wpływem grawitacji i z udziałem wody Erupcja wulkanu Mauna Loa (Hawaje, 1984 r.) Katastrofy naturalne Wprowadzenie 5
W głębinach Ziemi
Krajobraz wulkaniczny niecałe 200 lat po ostatnich erupcjach (Lanzarote, Wyspy Kanaryjskie) Boczne kratery stratowulkanu Etna na Sycylii (Włochy)
W głębinach Ziemi 15 głównych płyt litosferycznych Ziemi Mimo ogromnego postępu naukowego i technicznego, największą zagadką dla człowieka pozostaje nadal Ziemia nasza macierzysta planeta, będąca areną działania niezwykle złożonych przyrodniczych procesów. Najbardziej tajemniczym elementem przyrody jest wnętrze ziemskiego globu. Postęp nauk geologicznych dostarcza coraz więcej wiedzy na temat budowy Ziemi. Ustalono między innymi, że skorupa ziemska na obszarze kontynentów i den oceanów zbudowana jest z odrębnych elementów, przemieszczających się względem siebie, zwanych płytami litosferycznymi. Na ich granicach działa szereg procesów geologicznych, skutkujących fałdowaniem skał osadowych i powstaniem gór, erupcjami wulkanicznymi, a także trzęsieniami ziemi. Z wnętrza Ziemi na powierzchnię Z wnętrza Ziemi na powierzchnię wydobywa się w wielu miejscach roztopiona materia nazywana magmą. Jej temperatura sięga nawet 1500 C. Pióropusz dymu nad smukłym, wysokim stożkiem wulkanicznym zapowiada kolejną erupcję. Ludność żyjąca w pobliżu z niepokojem spogląda na przebudzającego się olbrzyma. Procesy wulkaniczne dowodzą, że wnętrze Ziemi jest gorące. Ciepło groźne dla człowieka udaje się niekiedy ujarzmić i wykorzystać. Wnętrze Ziemi aż do głębokości 2900 km ma konsystencję ciała stałego, a roztopiona materia, która wydobywa się w trakcie wybuchu wulkanu znajduje się stosunkowo płytko, w lokalnych zbiornikach magmowych. Obecność płynnej materii może być związana ze spadkiem ciśnienia wewnętrznego. Prawie 10% ludności świata (około 500 600 mln) żyje obecnie w strefach wulkanicznych, gdzie występuje potencjalna możliwość gwałtownych erupcji, które wraz ze zjawiskami towarzyszącymi stanowią realne zagrożenie Dym nad stożkiem wulkanicznym (Kostaryka) Katastrofy NATUralne W głębinach Ziemi 9
dla życia i mienia ludzi. Podczas wybuchu na powierzchnię wydostaje się gorąca lawa. Strumienie gorącej materii płyną z góry wulkanicznej, paląc wszystko, co napotkają na drodze. Z krateru wydostają się także gorące gazy: siarkowodór, para wodna, dwutlenek węgla, chlor oraz tlenki siarki. Wraz z gazami wulkanicznymi w powietrze wzbijają się tony pyłu, piasku i różnej wielkości kamieni. Wszystkie produkty wybuchu mogą być groźne dla ludności mieszkającej w cieniu wulkanów. Mimo to od tysiącleci w pobliżu tych śmiercionośnych olbrzymów żyją ludzie. Na pyłach wulkanicznych powstają bowiem niezwykle żyzne i urodzajne gleby zwane andosolami. Występowanie wulkanów na Ziemi związane jest z aktywnymi tektonicznie strefami krawędzi płyt litosferycznych oraz z rozmieszczonymi nieregularnie w litosferze tak zwanymi gorącymi plamami. Najbardziej znane plamy gorąca umiejscowione są pod Parkiem Narodowym Yellowstone, na Islandii i pod dnem oceanicznym w rejonie archipelagu Hawajów. Według niektórych źródeł na Ziemi rozpoznanych jest obecnie około 1500 wulkanów, z których 627 wykazywało Krater wulkanu Fudżi (Japonia) aktywność w ciągu ostatnich 10 tys. lat. Rokrocznie rejestruje się około 60 erupcji. Najbardziej wulkanicznymi obszarami świata są: Islandia, południowa Europa, Afryka Wschodnia (zwłaszcza obszary Kamerunu i Zairu), Indonezja, wschodnia Azja, w tym Kamczatka i Wyspy Japońskie, Środkowe i Południowe Kordyliery w Ameryce Północnej, na terytorium USA, Meksyku i Kostaryki, oraz Nowa Zelandia i Hawaje na Oceanie Spokojnym. Wulkany ziejące ogniem i wyrzucające z wnętrza tony popiołów i trujących oparów bywają dla okolicznej ludności śmiertelnym zagrożeniem. W czasach historycznych wiele erupcji przyniosło zniszczenie i zagładę miast, osad i wsi. O niektórych zdarzeniach wiemy z na poły legendarnych przekazów potwierdzonych badaniami geologicznymi. Znany jest powszechnie mit o Atlantydzie pradawnym lądzie pochłoniętym przez fale morskie i trzęsienie ziemi. Niektórzy uczeni uważają, że lądem tym były tereny wysp istniejących niegdyś na Morzu Egejskim, które zniszczyła potężna erupcja wulkanu na wyspie Santoryn, nazywanej w starożytności Therą. Lawa wypływająca z krateru podczas erupcji (wyspa Reunion) Wulkan Popocatépetl (Meksyk) 10 Katastrofy NATUralne W głębinach Ziemi
Park Narodowy Yellowstone Grand Prismatic Spring (USA) Islandia gejzer Strokkur tuż przed wybuchem
Archipelag Santoryn ogromna kaldera powstała po wybuchu ok. 25 tys. lat temu (Grecja) Krater Wezuwiusza (Włochy)