Trzęsienie ziemi w południowej Turcji i północnej Syrii: czy to pierwsza kostka domina
To nie był jeden, ale seria ciosów. Pierwszy nastąpił 6 lutego o godzinie 4.17 czasu lokalnego. Był najsilniejszy. Jego magnitudę oszacowano na 7,8, co oznacza, że doszło do uwolnienia ok. 30 petadżuli energii – w przybliżeniu pięćset razy więcej niż podczas eksplozji bomby atomowej nad Hiroszimą. Jedenaście minut później niemal w tym samym miejscu ziemia znów silnie zadrżała. Tym razem za sprawą wstrząsu wtórnego o magnitudzie 6,7. Choć ilość wyzwolonej energii była kilkadziesiąt razy mniejsza, wciąż było jej wystarczająco dużo, aby spowodować dodatkowe znaczne straty i zniszczenia.
Epicentrum obu tych trzęsień – czyli punkt na powierzchni Ziemi, gdzie najszybciej dotarły fale sejsmiczne – znajdowało się ok. 30 km na zachód od dwumilionowego tureckiego miasta Gaziantep. Wędrówka fal trwała zaś ułamki sekund, ponieważ skały przesunęły się na głębokości zaledwie 17 km. Kiedy trzęsienie jest bardzo silne i bardzo płytkie, można się spodziewać fatalnych konsekwencji. A gdy na dodatek uderza w teren gęsto zamieszkany, jak w tym przypadku – niemal zawsze kończy się tragedią. Choć, jak zawsze przy takich okazjach, sejsmolodzy podkreślają, że to nie natura zabija ludzi, ale poruszone przez nią budynki – źle zaprojektowane i postawione.
Wojna półwyspów
Sam fakt, że do wstrząsu doszło w tym akurat miejscu, był dla naukowców zrozumiały. Gaziantep leży bowiem w strefie aktywnej sejsmicznie. W pobliżu przebiega uskok wschodnioanatolijski – strefa kontaktu, czy raczej siłowania się dwóch płyt tektonicznych: mobilnych bloków sztywnych skał o grubości kilkudziesięciu kilometrów. Pierwsza to Półwysep Arabski, który przesuwa się na północ, przepychając i odsuwając na bok, w stronę Grecji, drugą, czyli półwysep Azji Mniejszej. Wojna między tymi płytami (półwyspami) trwa od milionów lat. Jest jedynie przerywana dłuższymi lub krótszymi okresami zawieszenia broni, po których konflikt znów się zaostrza.
Wielkie, ciągnące się tysiącami kilometrów, uskoki tektoniczne, są zwykle podzielone na mniejsze segmenty o długości od kilkudziesięciu do kilkuset kilometrów. W przypadku tureckiego uskoku skały po obu stronach każdego segmentu przesuwają się względem siebie równolegle, ale w przeciwnych kierunkach – takie uskoki zwane są przesuwczymi. Pionowe przemieszczenia skał są w nich znikome, dominuje wędrówka horyzontalna. Dopóki odbywa się ona spokojnie, a ewentualne drobne zatargi i napięcia pomiędzy obiema płytami rozładowywane są na bieżąco, drżenia są liczne, ale słabe. Gorzej gdy dojdzie do większego zakleszczenia się płyt. Im dłużej ono trwa, tym większe naprężenia powstają w skałach i tym więcej kumuluje się w nich niszczycielskiej energii. Gdy w końcu dochodzi do przesilenia i przemieszczenia się skał, jest ono nagłe, silne i rozległe – często obejmuje cały segment. I niestety może oznaczać dramat dla setek tysięcy, a nawet milionów ludzi.
Sejsmolodzy wiedzą to wszystko od dawna. Zaskoczyło ich to, że wstrząs z 6 lutego okazał się tak silny. Do tej pory bowiem w tej części uskoku wschodnioanatolijskiego nie obserwowano tak gwałtownych reakcji skał. Ostatni wielki kataklizm w tym rejonie wydarzył się w 1822 r. w syryjskim Aleppo leżącym ok. 100 km na południe od Gaziantep. Życie straciło wtedy co najmniej 20 tys. osób, a jego rozmiary (magnitudę) oszacowano na 7,0–7,1. Jednak Aleppo nie leży na uskoku wschodnioanatolijskim, ale w pobliżu innej potężnej, zresztą także bardzo aktywnej rysy tektonicznej – ryftu Morza Martwego.
Wielka kumulacja
Zaskoczenie sejsmologów wzrosło, gdy dziewięć godzin po pierwszym ciosie natura zadała kolejny. Tym razem wstrząs miał magnitudę 7,5, a jego epicentrum znajdowało się ok. 90 km na północ od Gaziantep. Dwa tak silne uderzenia następujące blisko siebie w ciągu jednego dnia – takie rzeczy owszem zdarzają się na Ziemi, ale bardzo rzadko. I nigdy jeszcze sejsmometry nie zarejestrowały takiego podwójnego nokautującego ciosu w Turcji ani nawet na całym Bliskim Wschodzie. A to już daje do myślenia, szczególnie gdy przyjrzeć się bliżej aktywności uskoku wschodnioanatolijskiego w ciągu ostatniego ćwierćwiecza.
Prawdą jest, że ta struktura tektoniczna, która zaczyna się we wschodniej Turcji, a następnie podąża w kierunku południowo-zachodnim ku Morzu Śródziemnemu, była w XX w. dość spokojna. Jednak pod koniec ostatniego stulecia wyraźnie ożyła. W 1998 r. wstrząs o magnitudzie 6,3 zakołysał okolicami dwumilionowej Adany położonej w pobliżu Morza Śródziemnego. Pięć lat później trzęsienie o rozmiarze 6,4 dotknęło miasto Bingöl na wschodzie kraju. W 2010 r. żywioł mający magnitudę 6,1 odezwał się po sąsiedzku w prowincji Elazığ. Nawiedził ją ponownie w 2020 r. (wielkość 6,7).
Wszystkie te zdarzenia przebiegały dość podobnie – skały po obu stronach tektonicznego pęknięcia, zamiast przesuwać się względem siebie w dostojnym tempie 1–2 cm na rok, przeskakiwały nagle w poziomie – i zawsze w lewo – o mniej więcej metr. A konkretnie o tyle mniej więcej Azja Mniejsza była przepychana na zachód – w stronę Morza Egejskiego. Niektórzy badacze łudzili się, że te niewielkie tektoniczne szturchańce rozładują napiętą atmosferę pod ziemią, stopniowo uwalniając gromadzące się tam nadwyżki energii. Okazało się inaczej. Naprężenia przeniosły się do innego segmentu uskoku, tego bliżej Gaziantep i granicy turecko-syryjskiej, a w poniedziałek, 6 lutego skały przesunęły się nagle względem siebie już nie o jeden, ale aż o 3–4 m. W sejsmicznym bingo nastąpiła kumulacja.
Pewna niepewność
Co będzie dalej? Na razie sejsmolodzy próbują zorientować się w sytuacji. Kluczowe pytanie brzmi: czy podczas trzęsienia została uwolniona cała energia drzemiąca pod ziemią, czy też naprężenia przeniosły się w inne miejsca. Pomiary wskazują, że fragment uskoku, który uległ przemieszczeniu, ma długość ok. 200 km. Co się dzieje w sąsiednich jego segmentach? Na dokładną odpowiedź przyjdzie trochę poczekać. Potrzebne są dane – zebrane w terenie i przez satelity. Potrzebny jest też czas na ich szczegółową analizę.
Ale pierwsi odważni już się zgłaszają ze wstępnymi wnioskami. Jednym z nich jest Ross Stein, nestor amerykańskich sejsmologów, który przez wiele dekad pracował w Służbie Geologicznej USA, a po przejściu na emeryturę założył firmę Temblor zajmującą się oceną ryzyka sejsmicznego. Kilka dni temu Ross z naukowcami z kilku uczelni opublikowali analizę pokazującą, że pierwszy wstrząs, ten o magnitudzie 7,8, nie uwolnił wszystkich naprężeń w skałach, lecz przeniósł je do niewielkiego uskoku przecinającego główny. Właśnie tam dziewięć godzin później doszło do drugiego wstrząsu (rozmiar 7,5).
Autorzy analizy nie odważają się jeszcze na bardziej śmiałą konkluzję, ale sądzą, że ów drugi wstrząs opróżnił już większość podziemnych magazynów niszczycielskiej energii tektonicznej w okolicy. W kolejnych dniach i tygodniach liczba drżeń będzie zatem szybko spadała (zgodnie z prawem, które pod koniec XIX w. sformułował japoński sejsmolog Fusakichi Omori: każdego następnego dnia prawdopodobieństwo trzęsień wtórnych jest dwukrotnie mniejsze niż dnia poprzedniego).
To byłaby dobra wiadomość. Gdyby tylko mieć pewność, że uskok faktycznie zachowa się tak, jak przypuszcza Stein. On sam oczywiście też nie jest pewny swoich wniosków. Podkreśla, że więcej będzie wiadomo za parę miesięcy. Wciąż istnieje ryzyko, że kolejne części uskoku, który ożywił się ćwierć wieku temu, zachowają się niczym upadające na siebie kostki domina.
Groźne milczenie
Stein już w latach 90. XX w., prowadząc badania w Kalifornii, wykazał, że kolejne wstrząsy występują częściej w tych fragmentach uskoków tektonicznych, w których w wyniku poprzednich wstrząsów zwiększyło się ciśnienie w skałach. Koncepcja ta nazwana przenoszeniem napięcia (ang. stress transfer) cieszy się dziś sporą popularnością. Uczony już wcześniej zajmował się Turcją, choć inną jej częścią. Północną część Azji Mniejszej przecina równoleżnikowo jeszcze jeden groźny uskok przesuwczy – północnoanatolijski. W XX w. był on bardzo aktywny. Stein i turecki sejsmolog Aykut Barka przeanalizowali tę aktywność i w 1997 r. opublikowali artykuł, w którym ostrzegali przed możliwością wystąpienia silnego trzęsienia ziemi w pobliżu Izmitu – miasta niedaleko od Stambułu. Prognoza – oczywiście zlekceważona, bo taki zwykle jest los takich przewidywań – dotyczyła najbliższych trzech dekad. Kataklizm nastąpił jednak znacznie wcześniej – 17 sierpnia 1999 r. W Izmicie zginęło wtedy ok. 18 tys. ludzi. W następnym roku Stein, Barka i trzej inni badacze (wśród nich japoński sejsmolog Shinji Toda), napisali w „Science”, że wstrząs w Izmicie znacznie zwiększył ryzyko kolejnego silnego trzęsienia.
Tym razem ostrzegali, że zagrożony jest Stambuł. Na podstawie pomiarów ciśnienia skał leżących po obu stronach uskoku północnoanatolijskiego oszacowali, że prawdopodobieństwo wystąpienia takiego kataklizmu do roku 2010 wynosi 32 proc., a do roku 2030 – aż 62 proc. Kilka lat temu niemieccy naukowcy, korzystając z jeszcze bardziej szczegółowych pomiarów oraz z trójwymiarowych modeli komputerowych uskoku pod Stambułem, wskazali fragment uskoku o długości kilkudziesięciu kilometrów przebiegający zaledwie 25 km na południe od piętnastomilionowej metropolii jako potencjalnie najbardziej niestabilny. Prawdopodobieństwo wstrząsu o magnitudzie 7,6 oszacowali wówczas na 30–70 proc. w ciągu dwóch następnych dekad.
Niszczycielskie trzęsienia nawiedzały regularnie okolice Stambułu (wcześniej Konstantynopola) od niepamiętnych czasów, ale ostatni raz naprawdę duży kataklizm spadł na miasto w 1766 r., niszcząc między innymi pałac sułtana oraz dziesiątki meczetów i minaretów. Jednak od tego czasu w tureckiej stolicy jest spokojnie. Naukowcy uważają, że to zły znak. W rejonie Gaziantep natura też długo milczała albo mruczała niegroźnie.