Naukowcy odkryli ślady dawnych trzęsień ziemi na Podhalu

Dr hab. Piotr Kłapyta z Wydziału Geografii i Geologii UJ, we współpracy z badaczami z czterech innych uczelni, przeprowadził pierwsze kompleksowe badania paleosejsmiczne na przedpolu Tatr. Wyniki wskazują na prehistoryczne trzęsienia ziemi w regionie uznawanym dziś za sejsmicznie spokojny. Analizy wskazały, że w okresie od ok. 40 do 10 tys. lat temu na Podhalu dochodziło do późnoplejstoceńskich trzęsień ziemi, których skutki zachowały się w rzeźbie terenu do dziś.

Przedmiotem badań był nieznany wcześniej uskok tektoniczny w rejonie miejscowości Brzegi, na wschód od Bukowiny Tatrzańskiej. W terenie widoczny jest on jako wyraźna, prostoliniowa krawędź (skarpa) o wysokości dochodzącej lokalnie do 4 metrów i długości ok. 3 kilometrów. Tego typu forma rzeźby terenu jest typowym zapisem powierzchniowych przemieszczeń podczas trzęsień Ziemi o magnitudach powyżej sześciu stopni. Uwagę naukowców zwróciła skala tej struktury. Dla uskoków o tak niewielkiej długości zwykle oczekuje się znacznie mniejszych przemieszczeń, rzędu kilku lub kilkunastu centymetrów. Obserwowane rozmiary progu terenowego czyni go jedną z najbardziej nietypowych struktur tego typu w Karpatach.

Aby rozstrzygnąć, czy forma ta jest efektem procesów osuwiskowych, erozji czy rzeczywistego ruchu tektonicznego, naukowcy zastosowali szeroki zestaw metod badawczych. Wykorzystano wysokorozdzielczy model terenu LiDAR, szczegółowe kartowanie geomorfologiczne i geologiczne, a także pomiary geofizyczne (georadar GPR oraz tomografię elektrooporową ERT). Wszystkie te metody wykazały istnienie niemal pionowej strefy uskokowej bezpośrednio pod progiem morfologicznym.

Dodatkowym potwierdzeniem był wykop paleosejsmiczny, w którym stwierdzono pionowe przesunięcie osadów o około 40 cm. Jest to bezpośredni dowód ruchów tektonicznych w plejstocenie, choć wartość ta jest mniejsza niż sugerowałaby rzeźba terenu.

Ze względu na brak materiałów możliwych do bezpośredniego datowania, wiek uskoku oszacowano metodą modelowania dyfuzji skarpy. Uzyskane wyniki wskazują, że próg terenowy powstał między 10 a 50 tys. lat temu, raczej przed maksimum ostatniego zlodowacenia. Wiek ten jest zgodny z relacjami stratygraficznymi oraz stopniem zachowania formy w krajobrazie.

Analiza geometrii uskoku oraz rozkładu wysokości skarpy sugeruje, że był to uskok skośny o ruchu prawoskrętnym, z komponentą pionową, należący do większej strefy uskokowej Białki, jednej z głównych struktur tektonicznych wschodniego Podhala. Jego aktywność wpisuje się w regionalny reżim naprężeń związany z długotrwałym oddziaływaniem kolizji alpejsko-karpackiej oraz tzw. "wypychania" mikrobloku ALCAPA.

Choć autorzy podkreślają, że wysokość obserwowanego progu mogła zostać częściowo zwiększona przez procesy stokowe, powolne pełzanie i działalność rolniczą, dostępne dane jednoznacznie wskazują, że nie da się tego wyjaśnić wyłącznie procesami powierzchniowymi. Najbardziej prawdopodobnym scenariuszem jest wielokrotna aktywność sejsmiczna w późnym plejstocenie.

Odkrycie uskoku Brzegów ma istotne znaczenie dla zrozumienia historii sejsmicznej Karpat i pokazuje, że nawet obszary o bardzo niskiej współczesnej sejsmiczności mogą kryć ślady dawnych, silniejszych trzęsień ziemi. Wyniki badań podkreślają również, jak ważne dla oceny zagrożeń geologicznych są badania paleosejsmiczne, pozwalające zajrzeć znacznie dalej w przeszłość niż historyczne katalogi trzęsień ziemi.

Badania przeprowadzili naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego, Uniwersytetu Śląskiego, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Uniwersytetu Wrocławskiego oraz Uniwersytetu w Jenie. Wyniki prac opublikowano w czasopiśmie "Geomorphology".

Centrum Prasowe UJ