Wyjątkowo silny wstrząs na Śląsku. Ludzie w panice wybiegali z domów. „To się będzie powtarzać”

W poniedziałek (13.01) o godzinie 14:36 na Górnym Śląsku ziemia zadrżała z siłą M4. Choć wstrząsy w tej części kraju są częstym zjawiskiem, to jednak tak silne zdarzają się bardzo rzadko. Nic więc dziwnego, że w pobliżu epicentrum mieszkańcy opuszczali swoje domy w panice.

Drżały ściany i szyby w oknach, z regałów spadały różne przedmioty, kołysały się żyrandole, pękały płytki ścienne i podłogowe, a na sufitach pojawiły się szczeliny. Czytelnicy informowali nas, że odnotowali szkody, których szacowaniem zajmą się teraz specjalne komisje.

Zgodnie z ich raportami zostaną wypłacone odszkodowania. Na szczęście szkody poczynione przez wstrząs nie są bardzo poważne. Nie można jednak wykluczyć, że niektóre starsze budynki naruszone zostały na tyle, aby nie można już było w nich mieszkać.

Szkody po wstrząsie. Fot. Max Pixel.

Epicentrum trzęsienia znajdowało się na terenie Kopalni Węgla Kamiennego Budryk, a dokładniej pod obszarem leśnym między Ornontowicami i Gierałtowicami, na pograniczu powiatu gliwickiego i mikołowskiego. W bezpośredniej jego okolicy szkód jest najwięcej.

Jednak silne drżenie odczuwane było na znacznym obszarze Górnego Śląska, a także w Zagłębiu Dąbrowskim, oddalonym od epicentrum o około 35-40 kilometrów. Co ciekawe, Wyższy Urząd Górniczy poinformował, że w tym samym czasie wystąpił również inny wstrząs, tym razem na terenie Kopalni Węgla Kamiennego Wujek.

Fale sejsmiczne rozprzestrzeniły się na całą Polskę, ale były na tyle słabe, że nie można ich było odczuć. Jednak odnotował je sejsmograf znajdujący się w Suwałkach, ponad pół tysiąca kilometrów od epicentrum.

Moment wstrząsów na Górnym Śląsku widoczny na sejsmogramie. Fot. IGF PAN.

Zapytaliśmy sejsmologa Pawła Wiejacza, dlaczego w jednym momencie ziemia zatrzęsła się w dwóch miejscach oddalonych od siebie o około 10 kilometrów, jak powstają wstrząsy pochodzenia górniczego i dlaczego ich siła w ostatnich latach wzrasta?

Jak powstają wstrząsy pochodzenia górniczego na Górnym Śląsku?

Paweł Wiejacz: Wstrząsy na Górnym Śląsku w większości wynikają z prowadzonego wydobycia. Kilka największych zjawisk w ostatnich latach wiązać można z długoterminową reakcją górotworu na wydobycie prowadzone od ponad 100 lat, aczkolwiek matematyczne udowodnienie tego jest w zasadzie niemożliwe z powodu marnych danych w okresie przed połową lat 70. ubiegłego wieku.

Na skutek wydobycia nadkład zaczyna się opierać na miejscach gdzie nie wydobywano, zaś podłoże pod obszarem wydobywczym ulega odprężeniu. Stosuje się różne techniki, które mają zminimalizować ryzyko wstrząsów. Prowadzenie wydobycia w taki sposób by górotwór odkształcał się w miarę plastycznie, względnie poprzez dużo małych wstrząsów okazało się lepszą metodą od stosowania podsadzki, czyli wypełniania pustek powydobywczych.

Fot. Max Pixel.

Sytuacja na Górnym Śląsku jest jednak skomplikowana, bo obszar jest poprzecinany uskokami, a wydobycie teraz i w przeszłości prowadzone jest i było na wielu poziomach, z różnych kierunków i różnymi technologiami. Teoretycznie wiadomo jak prowadzić wydobycie bezpiecznie, ale teoria nie zawsze idzie w parze z praktyką, a kopalniany inżynier musi także brać pod uwagę względy ekonomiczne. Wraz ze schodzeniem z wydobyciem w dół, wzrasta zagrożenie wstrząsami powodowanymi odprężeniem spągu, a zagrożenie od stropu zaczyna mieć mniejsze znaczenie.

Dlaczego w ostatnich latach wstrząsy na Śląsku są coraz silniejsze i powodują coraz większe szkody na powierzchni?

Paweł Wiejacz: Nie tak wcale łatwo jest wykazać, że wstrząsy na Śląsku są w ostatnich latach coraz silniejsze. Można zrobić taką statystykę, żeby temu twierdzeniu zaprzeczyć. Generalnie jednak jest to prawda, choć trudno to udowodnić matematycznie. Dlaczego tak jest?

Generalnie dlatego, że wyczerpano płycej zalegające pokłady węgla, nie w sensie, że wydobyto stamtąd cały węgiel, ale przy dzisiejszej technologii wydobycie takich gorszych złóż tu-i-tam, jest mniej opłacalne niż wydobycie z głębszych pokładów. A im głębiej, tym naprężenia są większe, więc jak dochodzi do wstrząsów, to są one większe.

Fot. TwojaPogoda.pl

Dodatkowo występuje czynnik subiektywny, wydobycie przeniosło się z rejonu Katowic czy Bytomia, gdzie na powierzchni były tereny przemysłowe, w rejony na południowym zachodzie i południowym wschodzie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Tam mieszkali sobie ludzie przyzwyczajeni do tego, że czasami się trzęsło na skutek wstrząsów koło Katowic, trzęsło się wprawdzie, ale nikomu nie robiło szkody. A teraz zaczęto kopać węgiel pod nimi, i to się zmieniło.

Jak to możliwe, że jednocześnie ziemia zatrzęsła się na terenie kopalni Budryk i Wujek?

Paweł Wiejacz: To może być przypadek, ale niekoniecznie. Po pierwsze, pora dnia, 14:36 czasu lokalnego w kopalniach jest czasem zmiany szycht. W tych godzinach następuje przerwa w wydobyciu, co wykorzystywane bywa przez ekipy dokonujące strzelań, odprężających lub drążących chodniki.

Fot. Max Pixel.

To się dzieje we wszystkich kopalniach o tej samej porze, więc może się łatwo zdarzyć, że w dwóch lub więcej kopalniach strzelania wyzwolą wstrząsy o podobnej porze. Co prawda 14:36 to dosyć późno, i o tej godzinie powinna już zacząć pracować nowa zmiana, ale z przyczyn ruchowych czasami zdarzają się opóźnienia. Po drugie, wstrząs był dość silny i fala sejsmiczna która nadeszła z jednej kopalni, mogła sprowokować wstrząs w drugiej, na który się szykowało, tylko, że wystąpiłby parę godzin później gdyby miał być samoistny.

Wstrząs miał siłę M4. Ile razy mocniejsze są od niego te najpotężniejsze trzęsienia na świecie?

Paweł Wiejacz: Wraz z wielkością trzęsienia zmienia się częstotliwość drgań, a tym samym oddziaływanie na budynki jest inne. Ponadto nikt nie widział trzęsienia ziemi M7 (nie mówiąc o M8 czy M9) na głębokości 1 kilometra, jaka jest w kopalniach. Na tak małej głębokości nie ma warunków do nagromadzenia naprężeń potrzebnych do trzęsienia M7 lub większego. Nawet M6 na takiej głębokości rzadko się zdarzają.

Moment wstrząsów widoczny na sejsmogramie. Fot. Paweł Wiejacz / TwojaPogoda.pl

A im głębiej jest ognisko, tym na powierzchni skutki są wprawdzie na większym obszarze, ale mniejsze. Generalnie na każdą jednostkę magnitudy wyzwolona energia rośnie 30 razy. Gdyby więc liczyć energię, to trzęsienie, jak to z japońskiej Fukushimy, było 250 tysięcy razy większe od tego na Śląsku. Ale to tak nie działa.

Przede wszystkim energia dużego trzęsienia rozkłada się na ogromny obszar. Oczywiście w epicentrum też jest silniejsze, ale nie aż tak bardzo. Wstrząsy na Śląsku od hipotetycznego M7 byłyby kilkadziesiąt razy silniejsze, ale jak już wcześniej wspomniałem, M7 na głębokości 1 kilometra nie może wystąpić.

Być może mogłoby wystąpić na 10 kilometrach głębokości. Wtedy drgania na powierzchni w epicentrum byłyby kilkanaście razy większe. Ale nie ma powodu straszyć, tak duże wstrząsy są tylko tektoniczne i nie występują na Śląsku, ani w Polsce, ani w jej sąsiedztwie, w obecnej epoce geologicznej. Najbliższe takie miejsce jest w Rumunii.

Czy wstrząsy mogą być jeszcze silniejsze? Jaka jest górna granica takich wstrząsów górniczych na Górnym Śląsku i w Zagłębiu Miedziowym?

Paweł Wiejacz: Wstrząsy mogą być silniejsze. Ale nie jakoś bardzo, no i to jak bardzo, to też trudno jest powiedzieć. Można się odnieść jedynie do tego co było w przeszłości. A było to około M4.5, i to zarówno dla Górnego Śląska, jak i dla Zagłębia Miedziowego. Z tym że tak duży wstrząs na Górnym Śląsku był jeden, i to dość dawno, wstrząsów powyżej M4 było zaledwie kilka w całej historii, a w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym zjawisk powyżej M4 było więcej.

Wstrząs M4.5 względem M3.9 ma energię około 10 razy większą, ale przekłada się to na zarówno większy obszar ogniska jak i na większe przesunięcia. W ogromnym uproszczeniu, tak ogromnym że od strony ściśle naukowej wręcz niedopuszczalnym, można oczekiwać drgań trzykrotnie silniejszych.

Fot. Max Pixel.

Czy możliwe są zjawiska jeszcze większe? Niestety, raczej tak, a to z powodu coraz głębiej prowadzonej eksploatacji. Zwiększenia zagrożenia należy się jednak spodziewać w skali dziesięcioleci ponieważ eksploatacja coraz głębiej przenosi się bardzo powoli. Trudno też wyrokować co do dalszych losów coraz głębszej eksploatacji, bo wraz ze zwiększeniem głębokości wzrastają także problemy techniczne a tym samym koszta.

Gdyby Polska bardziej zainwestowała w energię odnawialną, to popyt na węgiel by spadł i eksploatacja stałaby się nieopłacalna na mniejszej głębokości. To by uchroniło od coraz większych wstrząsów w przyszłości ale przysporzyło bezrobocia. Co wybieramy?

W Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym sytuacja jest bardziej skomplikowana: miedź nie jest surowcem energetycznym ale, paradoksalnie, wraz z różnymi ekotrendami zwiększa się na nią popyt. Niemniej, tamtejsze kopalnie już obecnie natrafiają na przeszkody związane ze zwiększoną głębokością wydobycia: coraz trudniejszą i droższą w utrzymaniu wentylację, bardzo wysoką temperaturę w wyrobiskach a w razie wystąpienia wstrząsów, rozleglejsze obszary szkód w wyrobiskach niż to było przy płytszym wydobyciu.

Źródło: TwojaPogoda.pl