Zagadkowy uskok tektoniczny w Polsce. Ziemia przesunęła całe bloki skał
Podhale wcale nie jest tak sejsmicznie spokojne, jak myśleliśmy. Naukowcy odczytali w terenie ślady potężnych wstrząsów sprzed tysięcy lat.
Kotlina Podhalańska kojarzy się raczej z widokiem na Tatry niż z obrazami walących się domów i pękających dróg. Tymczasem najnowsze badania pokazują, że ten spokojny sejsmicznie region ma zaskakująco burzliwą przeszłość. Zespół geologów z Uniwersytetu Śląskiego i kilku polskich uczelni odczytał w terenie zapis trzęsień ziemi sprzed nawet 40 tys. lat, a skala odkrytych przemieszczeń ziemi mocno wychodzi poza podręcznikowe oczekiwania.
Podhale, które miało być spokojne
Analizy zespołu kierowanego przez naukowców z Uniwersytetu Śląskiego wskazują, że między około 40 a 10 tys. lat temu w Kotlinie Podhalańskiej dochodziło do późnoplejstoceńskich trzęsień ziemi, których skutki do dziś są zapisane w krajobrazie. To oznacza, że jeszcze w czasach, gdy po okolicznych dolinach krążyły mamuty, ziemia pod dzisiejszym Podhalem potrafiła zatrząść się na tyle mocno, by trwale przemieścić całe bloki skał.
Istotną rolę w tej historii odgrywa niepozorna na pierwszy rzut oka forma terenowa we wschodniej części Kotliny Podhalańskiej, w rejonie miejscowości Brzegi. To wyraźna, niemal prostoliniowa krawędź terenu o długości około 3 km i lokalnej wysokości dochodzącej do 4 m.
Tego typu próg jest typowym śladem uskoku tektonicznego, czyli pęknięcia w skorupie ziemskiej, wzdłuż którego doszło do przemieszczenia bloków skalnych. Zwykle jednak, przy tak krótkiej długości uskoku, geolodzy spodziewają się przemieszczeń liczonych w kilku czy kilkunastu centymetrach. Tu różnica wysokości rzędu 4 m czyni tę strukturę jedną z najbardziej zagadkowych w całych Karpatach.
Zespół badaczy stanął przed pytaniem, czy mamy do czynienia z efektem powolnych procesów powierzchniowych – osuwisk, erozji, działalności człowieka – czy jednak z twardym dowodem, że w plejstocenie uskok naprawdę zaskoczył i przemieścił skały w czasie jednego lub kilku silnych trzęsień ziemi.
Jak czyta się wstrząsy zapisane w ziemi?
Aby rozstrzygnąć ten spór, naukowcy sięgnęli po zestaw narzędzi, które zamieniają krajobraz w trójwymiarową mapę danych. Pierwszym z nich było lotnicze skanowanie laserowe LiDAR. To technologia, w której samolot lub dron wysyła w stronę ziemi impulsy laserowe i mierzy czas ich powrotu.
Po przetworzeniu milionów takich pomiarów powstaje bardzo dokładny model rzeźby terenu. Widać na nim struktury, których gołym okiem nie da się dostrzec, bo zasłania je roślinność. Na tej cyfrowej mapie krawędź koło Brzegów okazała się wyjątkowo regularna i spójna na całej długości, co pasuje do obrazu uskoku, a nie przypadkowego osuwiska.
Kolejnym krokiem było kartowanie geologiczne i geomorfologiczne w terenie, czyli żmudne dokumentowanie typów skał, kształtu stoków, osadów i ich wzajemnych relacji. Ten klasyczny, analogowy ogląd uzupełniono metodami geofizycznymi: georadarem oraz tomografią elektrooporową.
Georadar, zwany także radarem penetrującym grunt, wysyła w ziemię fale elektromagnetyczne, które odbijają się od granic warstw o różnej gęstości. Dzięki temu można zobaczyć, jak ułożone są osady pod powierzchnią. Tomografia elektrooporowa bada z kolei, jak dobrze grunt przewodzi prąd elektryczny. Różne skały i osady mają różny opór elektryczny, więc z gęstej siatki pomiarów można zrekonstruować podziemną szachownicę warstw.
Wyniki tych badań wskazały na obecność wyraźnej strefy uskokowej bezpośrednio pod formą terenową. Żeby mieć twardy, namacalny dowód, badacze wykonali wykop paleosejsmiczny. To głęboki przekrój przez osady, który pozwala zajrzeć w przekrój historii danego miejsca.
W profilu odkryto pionowe przesunięcie warstw osadów o około 40 cm. To bezpośredni dowód ruchu tektonicznego w plejstocenie. Co prawda jest to mniej niż sugerowałaby dzisiejsza wysokość skarpy, ale część różnicy mogły dodać późniejsze procesy stokowe czy erozja, które wzmocniły pierwotny próg powstały w wyniku trzęsienia ziemi.
Trzęsienia ziemi w cieniu lodowca
Dokładne datowanie takich struktur jest trudne, zwłaszcza gdy brakuje w osadach materiału organicznego nadającego się do analiz. Właśnie dlatego badacze posłużyli się metodą pośrednią, analizując stopień wygładzena skarpy przez procesy erozyjne. Im dłużej dana forma jest wystawiona na deszcz, wiatr czy osuwanie się materiału, tym bardziej traci ostre krawędzie.
Na tej podstawie oszacowano, że aktywność uskoku przypadła na czas po maksimum ostatniego zlodowacenia i mieści się w przedziale od około 10 do 50 tys. lat temu. To okres późnego plejstocenu – najmłodszej części epoki lodowej, zanim klimat wszedł w znaną nam z podręczników epokę holocenu, w której rozwinęła się współczesna cywilizacja.
Jak czytamy na łamach PAP, dokładna analiza geometrii uskoku jasno wskazuje, że był on częścią większej strefy tektonicznej związanej z systemem doliny Białki i działał jako uskok skośny o ruchu prawoskrętnym. Co to oznacza? Ano to, że bloki skał po obu stronach pęknięcia nie tylko przemieściły się w pionie, ale także przesunęły względem siebie w poziomie.
Czy Podhale musi dziś bać się trzęsień ziemi?
Czy mieszkając na Podhalu, powinniśmy obawiać się powtórki z plejstocenu? Autorzy badań wyraźnie podkreślają, że mówimy o zdarzeniach sprzed dziesiątek tysięcy lat, a dzisiejsze Podhale nadal należy do sejsmicznie spokojniejszych regionów Europy. Zapisane w ziemi wstrząsy pokazują jednak, że nawet obszary uznawane dziś za mało aktywne potrafią w odpowiedniej skali czasowej zachowywać się znacznie bardziej dynamicznie.
Badania są efektem współpracy geologów i geofizyków z Uniwersytetu Śląskiego, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Uniwersytetu Jagiellońskiego, Uniwersytetu Wrocławskiego oraz Uniwersytetu w Jenie. To przykład projektu, który łączy precyzyjne pomiary terenowe, zaawansowane metody geofizyczne i nowoczesne modelowanie numeryczne.
Przeczytaj także:
Dla mieszkańców regionu nowa wiedza nie oznacza oczywiście konieczności życia w ciągłym strachu. Jest raczej przypomnieniem, że spokój, który widzimy w skali ludzkiego życia, to tylko krótki kadr w długim filmie geologicznej historii. A dla naukowców zachętą, by przyjrzeć się uważniej innym cichym miejscom na mapie Polski. Możliwe, że pod kolejną pozornie zwyczajną łąką czy skarpą kryje się jeszcze niejeden zapis wstrząsów, o których Ziemia milczała przez dziesiątki tysięcy lat.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
