Z racji wyjątkowego położenia Islandii na granicy dwóch płyt tektonicznych – eurazjatyckiej i północnoamerykańskiej – a także plamie gorąca, która doprowadziła do jej powstania, wyspa ta nieustannie doświadcza trzęsień ziemi. Choć zdecydowana większość wstrząsów jest nieodczuwalna przez ludzi, to jednak cały czas są one rejestrowane i tylko czasami dają o sobie znać mieszkańcom Islandii. Czy jest się czego obawiać?

Siła trzęsień ziemi na Islandii

Każdego tygodnia odnotowywanych jest po kilkaset trzęsień ziemi na Islandii, a rocznie zlicza się je w tysiącach. Większość z nich występuje o bardzo niskiej sile (M 0.0 – 2.0) i nie są one odczuwalne przez ludzi. Wówczas potrafią one zostać zarejestrowane tylko przez sejsmografy i inne instrumenty, które stosowane są do ich monitoringu. Czasami pojawiają się wstrząsy powyżej M 4.0 – 5.0, które oczywiście już zwrócą na siebie uwagę mieszkańców kraju i mogą one ich zaniepokoić, a także spowodować drobnie zniszczenia wewnątrz pomieszczeń. Przyjmuje się, że co kilkadziesiąt lat mają miejsce trzęsienia ziemi o sile powyżej M 6.0, a raz na sto lat powyżej M 7.0. Oczywiście trudno jednoznacznie stwierdzić, że istnieje jakaś reguła, ale według danych historycznych, taką tendencję wstrząsów się przyjmuje. [1, 2]

Podsumowując: każdego dnia Islandia doświadcza bardzo niewielkich wstrząsów, a raz na jakiś czas silniejszych, jednak nigdy nie zostały odnotowane powyżej magnitudy 7.1. Tym samym Islandia nie doświadcza destrukcyjnych trzęsień ziemi.

Skala logarytmiczna

Duża litera M oznacza magnitudę, czyli liczbową miarę, w której podaje się wielkość trzęsień ziemi. Warto wiedzieć, że trzęsienia ziemi określa się nie w skali liniowej, ale w skali logarytmicznej, czyli każda kolejna magnituda jest dziesięć razy większa od poprzedniej. Oznacza to, że różnica w odczuwaniu trzęsienia ziemi o sile pomiędzy M 3.0 i M 4.0 jest dziesięć razy większa. Podobnie różnica pomiędzy M 3.3 i M 3.6. będzie dużo niższa niż pomiędzy M 4.3 i M 4.6.

Odczuwalność magnitudy

[Tabela opracowana na podstawie informacji podanych w książce Iceland from the West to the South]

Duże trzęsienia ziemi na Islandii

Kilka przykładów jednych z największych i najbardziej znaczących trzęsień ziemi na Islandii, które miały miejsce w przeciągu ostatnich kilkuset lat:

• 12.11.1623, Olfus (Ölfus) – M 6.0
• 21.03.1734, Olfus (Ölfus) – M 6.8
• 14.08.1784, południe Islandii – M 7.0
• 26.08.1896, Landsveit – M 6.8
• 06.05.1912, Rangarvellir – M 7.0
• 23.07.1929, Brennisteinsfjoll (Brennisteinsfjöll)– M 6.3
• 05.12.1968, Brennisteinsfjoll (Brennisteinsfjöll) – M 6.0
• 17.06.2000, Vestmannaeyjar – M 6.6
• 29.05.2008, Hveragerdi (Hveragerði) – M 6.1
• 24.02.2021, Reykjanes – M 5.7

Źródła trzęsień ziemi

Większość trzęsień ziemi na Islandii związana jest z aktywnością tektoniczną, wynikającą z rozbieżnego ruchu płyt tektonicznych, które każdego roku oddalają się od siebie o mniej więcej 2 cm. Trzęsienia ziemi spowodowane ruchem magmy też są bardzo częste na Islandii i je również można zaliczyć do tektonicznego pochodzenia.

Drugim rodzajem trzęsień ziemi, które występują na Islandii, są te pochodzenia wulkanicznego i towarzyszą one erupcjom wulkanicznym. Ponadto wyróżnić można również takie, które związane są ze zmianami aktywności geotermalnej i wówczas nie są one silne (maksymalnie M 2.0 – M 3.0). Najczęściej powstają one, gdy dochodzi do nadmiernego wypompowywania gorącej wody, na którą nieoczekiwanie, jest większe zapotrzebowanie.

Tektoniczne trzęsienia ziemi

Potężne siły rozciągające, które pochodzą z wnętrza ziemi, wręcz rozszarpują Islandię. Tym samym prowadzą one do powstawania nowych lub pogłębiania starych, szczelin i uskoków. I ten właśnie proces powoduje – mniejsze lub większe – trzęsienia ziemi. Tworzą się one w uskokach, które biegną wzdłuż granicy płyt litosfery (tzw. uskoki normalne), a także w uskokach do niej prostopadłych (tzw. uskoki transformacyjne).

Trzęsienie ziemi powstaje w jednym punkcie wewnątrz Ziemi, które określamy jako hipocentrum lub ognisko trzęsienia ziemi. W tym miejscu skały zaczynają pękać i obsuwać się, a energia przy tym uwalniana rozchodzi się w postaci wibracji, które tworzą fale sejsmiczne. Miejsce, które znajduje się dokładnie ponad hipocentrum, ale już na powierzchni ziemi, nazywamy epicentrum i właśnie je możemy zaznaczyć na mapie. [3]

Hipocentra trzęsień ziemi, które tworzą się w uskokach na rozbieżnych granicach płyt litosfery, są płytkie i na Islandii zwykle występują na głębokości 3-12 km. Natomiast im większy tworzy się uskok, tym więcej energii jest uwalnianej i dochodzi do silniejszego trzęsienia ziemi. Tak więc, im wyższa magnituda (silniejsze trzęsienie ziemi), tym większe tworzy się pęknięcie. Trzęsienie ziemi o sile M 5.0 może objąć obszar pęknięcia o powierzchni 10 km². Natomiast trzęsienie ziemi o sile M 6.0 już 100 km² powierzchni obszaru. [2]

Moment, w których dochodzi do powstania trzęsienia ziemi to ten, kiedy skały w skorupie ziemskiej są maksymalnie zdeformowane i napięte, że muszą to napięcie rozładować. Robią to uwalniając energię w uskokach i tworząc przy tym trzęsienia ziemi. Można ten proces porównać do strzelanie sobie swoimi stawami dla rozluźnienia. Nieraz strzelamy sobie palcami, aby je rozluźnić i po prostu lepiej się poczuć – nasza Ziemia też lubi się czasem tak odprężyć. [4]

Rodzaje uskoków

Możemy wyróżnić wiele rodzajów uskoków, jednak na Islandii mamy do czynienia przede wszystkim z uskokami normalnymi i transformacyjnymi, w których dochodzi do trzęsień ziemi. W krajobrazie Islandii bardzo łatwo można dostrzec wiele pęknięć naprężeniowych, szczelin i uskoków, a niektóre z nich, czyli najbardziej atrakcyjne, stanowią dziś jedne z większych atrakcji turystycznych Islandii.

Wzdłuż granicy płyt tektonicznych, które nieustannie się rozciągają i oddalają się od siebie, tworzą się uskoki normalne. Charakteryzują się one tym, że jedna ściana uskoku jest wyższa, a druga obsunięta i znajduje się poniżej. Biegną one równolegle do granicy płyt litosfery i na Islandii bardzo dużo takich uskoków występuje na Półwyspie Reykjanes i Parku Narodowym Thingvellir (Þingvellir). Najlepszym przykładem uskoku normalnego na Islandii jest Almannagja (Almannagjá), czyli słynna ścieżka pomiędzy płytami północnoamerykańską i eurazjatycką, która znajduje się w Thingvellir.

Z kolei uskoki transformacyjne (powszechnie nazywane na Islandii ślizgowymi) bardzo charakterystyczne są dla Grzbietu Śródatlantyckiego. Układają się one prostopadle do niego i powstają poprzez rozprężenie energii przesuwających się obok siebie płyt i tym samym ocierających się o swoje brzegi mas skalnych. Prawdopodobnie najlepszym pomysłem, aby zobaczyć na żywo uskok ślizgowy, jest wybranie się nad Wodospad Gullfoss, który tak jak Park Narodowy Thingvellir, znajduje się na najsłynniejszej trasie turystycznej Islandii, czyli Złoty Krąg.

Natomiast doskonałym miejscem, w którym można zaobserwować (warto poprzez drona) oba typy uskoków w jednym miejscu, są okolice jeziora Kleifarvatn, które znajduje się na Półwyspie Reykjanes. Obszar jeziora jest mocno pocięty uskokami i stosunkowo łatwo można rozpoznać typy uskoków oraz kierunek ich biegnięcia.

Ruchy magmy

Do tektonicznego typu trzęsień ziemi można zaliczyć również te, które związane są z ruchem magmy blisko powierzchni ziemi. Takie trzęsienia ziemi zdarzają się stosunkowo często i rzadko kończą się erupcją wulkaniczną na powierzchni ziemi.

Trzęsienia ziemi związane z ruchem magmy zachodzą wtedy, kiedy po typowym, tektonicznym trzęsieniu ziemi i powstaniu podczas niego pęknięć w głębi ziemi (lub pogłębieniu istniejących spękań), magma je wypełnia. Porusza się ona bardzo powoli, wręcz leniwie i szuka uskoków, które może od spodu wypełnić. Choć magma nie ma zamiaru wydostania się na powierzchnię ziemi, to potrafi ją mocno nadwyrężyć, a kiedy nagromadzi się jej zbyt dużo, to z łatwością potrafi przełamać osłabioną skorupę ziemską i wydostać się na powierzchnię ziemi. Wówczas dochodzi do tzw. erupcji szczelinowej, czyli inaczej wylewnej.

Erupcja szczelinowa charakteryzuje się stosunkowo łagodnym wypływem lawy (przede wszystkim lawy bazaltowej), która zazwyczaj płynie wolno i rozlewa się dosyć rozlegle, a więc może zająć bardzo dużą powierzchnię (idealny przykład na Islandii to Półwysep Reykjanes). Jest dużo łagodniejsza od erupcji eksplozywnej, podczas której gwałtownie wydobywa się materiał piroklastyczny i gazy.

Wulkaniczne trzęsienia ziemi

Na Islandii wyróżnić można kilkadziesiąt systemów wulkanicznych i ich ułożenie pokrywa się z przebiegiem Grzbietu Śródatlantyckiego. Grzbiety oceaniczne są bardzo silnie aktywnie wulkanicznie, ponieważ właśnie z nich wydobywa się magma i tym samym buduje skorupę ziemską. Jednak islandzki wulkanizm jest również związany z plamą gorąca, która objawiając się ponad dwadzieścia milionów lat temu na powierzchni ziemi, utworzyła wyspę Islandię.

Obecnie (marzec 2021) najaktywniejszymi wulkanami na Islandii są Bardarbunga (Bárðarbunga), Grimsvotn (Grímsvötn), Hekla, Katla, Askja, Brennisteinsfjoll (Brennisteinsfjöll), Eyjafjallajokull (Eyjafjallajökull), Krafla, Krysuvik (Krýsuvik) i systemy wulkaniczne na Reykjanes. Są to wulkany zarówno wylewne, jak i eksplozywne oraz mieszane. W zależności od typu wulkanu, erupcje mogą trwać godzinami, tygodniami lub miesiącami. I kiedy w końcu do nich dochodzi, a przyjmuje się, że na Islandii średnio wulkan wybucha, co cztery/pięć lat, to wówczas, w zdecydowanej większości, może dojść do trzęsień ziemi pochodzenia wulkanicznego.

Roje trzęsień ziemi

Na Islandii często można się spotkać z terminem roi trzęsień ziemi. Rój trzęsień ziemi to nic innego, jak pojawiające się trzęsienia ziemi w bardzo dużym natężeniu. Są one stosunkowo bardzo krótkie, ich epicentra znajdują się bardzo blisko siebie (lub powtarzają się w tych samych miejscach), a także potrafią trwać przez kilka dni, tygodni, miesięcy, a nawet lat. Mogą one nastąpić po silnym, głównym trzęsieniu ziemi i stać się tak częstymi wstrząsami wtórnymi, ale też nie muszą być one nim poprzedzone. Na Islandii najczęściej występują one w pęknięciach skorupy i uskokach (które tworzą się na granicach płyt tektonicznych), kiedy to magma wypełnia powstałe luki. Może się zdarzyć, że roje trzęsień ziemi doprowadzą do wypływu magmy na powierzchnię ziemi, czyli, że dojdzie do erupcji szczelinowej. Ponadto roje trzęsień ziemi pojawiają się również przy zmianach aktywności geotermalnej. [6]

Fale sejsmiczne

Energia trzęsień ziemi rozchodzi się falami sejsmicznymi, które dzieli się na kilka typów:

Fale przestrzenne (Body waves), które rozchodzą się od ogniska trzęsień ziemi we wszystkich kierunkach. Dzielimy je na:

• Fale podłużne (P – primary -waves) – rozprzestrzeniają się w ciałach stałych i cieczach, a także w powietrzu, gdzie przyjmują postać fal dźwiękowych. Poruszają się z największą prędkością (nawet 25,000 km/h) i zazwyczaj pierwsze osiągają powierzchnię ziemi, a także jako pierwsze są rejestrowane. Ich kierunek drgań jest równoległy do kierunku ruchu fali.
• Fale poprzeczne (S – secondary -waves) – rozprzestrzeniają się tylko w ciałach stałych (przez skały) i kierunek wibracji jest prostopadły do kierunku ruchu fali. Docierają one jako drugie, zawsze po falach podłużnych (P) – są falami wtórnymi – i są znacznie wolniejsze (14,500 km/h).

Fale powierzchniowe (Surface waves) – rozchodzą się tuż pod powierzchnią ziemi i przypominają fale wodne. Są one generowane zwykle wtedy, kiedy źródło trzęsienia ziemi znajduje się bardzo blisko powierzchni ziemi.

• Fale Love’a (Love waves) – fale powierzchniowe, które drgają poziomo i prostopadle do kierunku rozchodzenia się fal. Przypominają ruch węża. Są to najbardziej destrukcyjne fale sejsmiczne.
• Fale Rayleigh’a (Rayleigh waves) – fale powierzchniowe, które powodują falowanie gruntu w górę i w dół, a także na boki. Są to te fale, które najczęściej odczuwamy w trakcie trzęsienia ziemi. [2,10]

Instrumenty pomiarowe

Trzęsienia ziemi oraz związane z nimi ruchy magmy na Islandii monitorowane są za pomocą wielu różnych instrumentów. Przede wszystkim są to niezwykle czułe sejsmometry, a także systemy pozycjonowania GPS, tensometry, pomiary grawitacji, pomiary radonu oraz analiza zdjęć InSAR. Ciekawostką jest to, że na Islandii zostało zainstalowanych przynajmniej siedemdziesiąt czujników sejsmicznych. Są one niewielkie, ale bardzo czułe, dlatego do potwierdzenia danych potrzebne są te dane z więcej niż jednego czujnika – stąd często pojawiają się korekty w magnitudach danych trzęsień ziemi. [1]

Wynikające zagrożenia na Islandii

Wytrzymałość budynków

Czy na Islandii trzęsienia ziemi mogą doprowadzić do zawalenia się budynków? Nie. Budynki na Islandii konstruowane i budowane są według konkretnych wytycznych, które zostały opracowane dla aktywnych sejsmicznie obszarów Europy. Te regulacje kryją się pod hasłem Eurocode 8. [7] Tak więc na Islandii mamy bardzo mocne (zwłaszcza te nowoczesne) budownictwo, które jest odporne na trzęsienia ziemi.

Nie oznacza to jednak, że nie dochodzi do uszkodzeń wewnątrz pomieszczeń. Podczas silniejszego trzęsienia ziemi, niezabezpieczone przedmioty mogą spadać z półek i się tłuc. I te spadające przedmioty (również potłuczone szkło na podłodze) są zazwyczaj największym zagrożeniem dla mieszkańców Islandii. Często przy trzęsieniach ziemi powyżej M 4.0 dochodzi do pękania tynku, natomiast szyby w oknach są elastyczne i powinny wytrzymać silniejsze wstrząsy.

Nie oznacza to również tego, że na Islandii nigdy nie doszło do zniszczenia budynków, czy większych szkód. Podczas jednego z ostatnich trzęsień ziemi, które miało miejsce w 2008 roku na południu Islandii i było o magnitudzie 6.1, zawaliła się farma. Sił natury nigdy nie można być pewnym i zawsze trzeba być ostrożnym. Jednak mieszkając w nowoczesnym budownictwie nie ma powodu do obaw. Jest ono bardzo wytrzymałe, a ponadto trzęsienia ziemi o destrukcyjnej sile nie pojawiają się na Islandii.

Obawa przed tsunami

Czy Islandii zagrażają tsunami? Nie. Islandia pod tym względem jest bezpieczna, a zagrożenie tsunami wg thinkhazard.org wynosi raptem 2%. [8] Dlatego nie należy się ich obawiać, chociaż w ekstremalnej sytuacji (np. zawalenie wulkanu Teide na Teneryfie) mogłoby ono Islandii zagrozić. W każdym razie trzęsienia ziemi, które niepokoją mieszkańców Islandii nie byłyby tego przyczyną. Tsunami jest dużym zagrożeniem w miejscach, gdzie dochodzi do trzęsień ziemi w strefach kolizji płyt tektonicznych, a na Islandii mamy do czynienia z ruchem rozbieżnym.

Trzęsienia ziemi na Reykjanes

Ostatnie znaczące trzęsienia ziemi na Islandii miały miejsce na przełomie lutego i marca 2021, które rozpoczęły się od dwóch najsilniejszych, jak do tej pory, 24 lutego 2021 o godzinie 10:05. Największe trzęsienie ziemi miało siłę M 5.7, a jego epicentrum miało miejsce na Półwyspie Reykjanes. Mieszkańcy Reykjaviku również bardzo wyraźnie je odczuli. Przez kolejne dni trzęsienia ziemi powyżej magnitudy 4.0 oraz tysiące słabszych, nie chciały przestać niepokoić mieszkańców półwyspu. Wiele trzęsień ziemi było odczuwalnych również w stolicy Islandii i okolicach, a także w odległych, nawet o kilkaset kilometrów od epicentrów trzęsień ziemi, miejscach.

Roje trzęsień ziemi jeszcze się nie zakończyły i analizując mapę trzęsień ziemi z ostatnich dni, można zauważyć, że skaczą one z jednego na drugi, sąsiadujący obok siebie, system wulkaniczny, a takich na Reykjanes jest aż sześć. Naprężenie w skałach rośnie i w związku z tym mamy spodziewać się silniejszego trzęsienia ziemi (M 6.0-6.5) w jeszcze innej strefie wulkanicznej na Reykjanes, które również Reykjavik ma odczuć mocniej.

Początkowo te liczne trzęsienia ziemi były przypisywane ruchom płyt tektonicznych, jako efekt rośnięcia wyspy. Jednak po analizie zdjęć satelitarnych zauważono, że roje trzęsień ziemi zaczęły powodować ruchy magmy, która zaczęła podpływać bardzo wysoko w kierunku powierzchni ziemi. Ostatecznie magma znalazła się tak blisko powierzchni, że większość osób, w tym naukowców, była przekonana, że w ciągu kilku godzin dojdzie do erupcji. Jednak sytuacja zmieniła się diametralnie – magma się obniżyła i zmieniła ruch spływu.

Dziś trudno powiedzieć, w którym miejscu dojdzie do wypływu lawy (czyli erupcji szczelinowej/wylewnej) na Reykjanes – czy objawi się ona gdzieś pomiędzy starymi polami lawy w głębi półwyspu, czy spłynie do oceanu, czy zaleje niewielkie, ale gęsto zaludnione miasteczko, a może stworzy nową wysepkę przy południowych brzegach półwyspu?

Natomiast na podstawie analizy aktywności sejsmicznej półwyspu oraz danych historycznych, możemy być pewni, że Reykjanes po niemal tysiącu lat się budzi, by przez kolejne setki lat być aktywnym wulkanicznie. Pierwsza erupcja może nastąpić już niebawem i będzie to dla nas ogromny zaszczyt być tego świadkami. Po takiej serii wybuchów wulkanów, Reykjanes znów zamilknie na wieki i wydarzenie to, które może trwać setki lat przejdzie do historii.

Gdzie szukać informacji?

Jeżeli szukasz informacji na temat trzęsień ziemi na Islandii, to szukaj ich w wiarygodnych źródłach. Niestety wiele polskich portali, które piszą o Islandii nie są odpowiednimi miejscami do sprawdzania rzetelnych informacji. Artykuły na takich stronach często są pisane przez osoby, które po pierwsze nie mają zielonego pojęcia o podstawach geografii i geologii, a po drugie ani trochę nie wykazują zainteresowania tematem, by opracować go po prostu dobrze i uczciwie. Często spotykamy się z kopiowaniem z innych stron oraz szerzeniem niepoprawnych treści, które są bezmyślnie i niestarannie pisane. Dlatego zamiast klikać w chwytliwe nagłówki lub czytać teksty, które nie są podparte żadnymi źródłami, lepiej od razu sięgać do tych zaufanych. A które źródła takimi są?

Na pewno jest to IMO, czyli Islandzkie Biuro Meteorologiczne. Na en.vedur.is sprawdzisz prognozę pogody, zorzy polarnej, a także informacje o aktywności sejsmicznej i wulkanicznej, hydrologii, lawinach, klimacie, zanieczyszczeniach i innych związanych z geografią Islandii. Udostępniane są raporty, ilustracje i zdjęcia opracowane przez Uniwersytet. Strona jest po islandzku i angielsku.

Mapa trzęsień ziemi na skjalftalisa.vedur.is. Jest to strona z mapą trzęsień ziemi, na której możesz wybrać daty, godziny i siłę trzęsień ziemi, które Cię interesują. Świetne do analizy i spekulowania!

Almannavarnadeild.is to strona Departamentu Ochrony Ludności i Zarządzania Kryzysowego. Aktualności i porady, jak postępować w razie kryzysowych sytuacji. Strona po islandzku, angielsku, francusku, ale ma też okrojoną wersję polską.

Katalog islandzkich wulkanów również może okazać się pomocny! Znajdziesz go na icelandicvolcanos.is, gdzie sprawdzisz historię wulkanów oraz informacje na temat ich aktywności.

Możesz oczywiście przeglądać również portale, ale polecamy tylko i wyłącznie te islandzkie. Jeżeli nie znasz języka, to możesz tłumaczyć teksty poprzez translator, ale też niektóre islandzkie strony podają informacje w języku angielskim, a więc wcale nie jest tak trudno po nie sięgać. Jednak zawsze warto wszystkie informacje analizować. My korzystany przede wszystkim z RUV i mbl.

Źródła
[1] Living Earth, Outline of the Geology of Iceland, Ari Trausti Guðmundsson, Mál og menning
[2] Iceland from the West to the South, Neli Heidari and Wolfgang Fraedrich, Springer
[3] Earth: Portrait of a Planet, Stephen Marshak, W. W. Norton & Company
[4] Instagram: @Geology_with_Helga
[5] icelandicvolcanos.is
[6] usgs.gov
[7] www.invest.is
[8] hinkhazard.org 
[9] skjalftalisa.vedur.is
[10] pgi.gov.pl

Ilustracje
(1) wiki.ubc.ca
(2) verkis.com
(3) en.wikipedia.org
(4) earthmagazine.org
(5) exploringtheearth.com