| Autor: dr hab. Jacek Szczygieł, prof. UŚ |
Zespół naukowców z Uniwersytetu Śląskiego we współpracy z naukowcami z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Uniwersytetu Jagiellońskie, Uniwersytetu Wrocławskiego oraz Uniwersytetu w Jenie przeprowadził pierwsze w historii kompleksowe badania paleosejsmiczne w Kotlinie Podhalańskiej, ujawniając wyraźne ślady późnoplejstoceńskiej aktywności tektonicznej (od 40 do 10 tys. lat temu) w regionie uznawanym dziś za sejsmicznie spokojny. Wyniki wskazują, że na Podhalu dochodziło w przeszłości do trzęsień ziemi, których skutki zostały zachowane w rzeźbie terenu do dziś.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym „Geomorphology” pt. The curious case of a short fault scarp in the podhale basin: Implications for late pleistocene geodynamics of the central western carpathians. Wśród autorów są pracownicy z Wydziału Nauk Przyrodniczych UŚ: dr hab. Jacek Szczygieł, prof. UŚ; Marta Woszczycka, dr Krzysztof Gaidzik oraz dr hab. Maciej Mendecki, prof. UŚ.
Badania skoncentrowały się na nieznanym wcześniej uskoku, nazwanym uskokiem Brzegów, zlokalizowanym w rejonie miejscowości Brzegi, we wschodniej części Kotliny Podhalańskiej. W krajobrazie uskok ten objawia się jako ciągła, prostoliniowa krawędź morfologiczna o wysokości do 4 metrów, śledzona na dystansie około 3 kilometrów. Tego typu forma terenu – tzw. fault scarp – jest klasycznym wskaźnikiem powierzchniowego przemieszczenia uskoku podczas trzęsienia ziemi.
Szczególną uwagę badaczy zwróciła nietypowa relacja pomiędzy długością uskoku a wysokością progu terenowego. Zgodnie z powszechnie stosowanymi zależnościami empirycznymi, uskoki o długości zaledwie kilku kilometrów powinny generować przemieszczenia rzędu kilku–kilkunastu centymetrów. Tymczasem w Brzegach obserwowany próg ma lokalnie nawet 4 m wysokości, co czyni go strukturą wyjątkową w skali Karpat i Europy Środkowej.
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.
Kluczowym elementem badań było wykonanie szurfu (wkopu) paleosejsmicznego przecinającego próg terenowy. W jego ścianach zidentyfikowano wyraźną strefę zaburzeń, interpretowaną jako strefa uskokowa, z pionowym przesunięciem warstw osadowych rzędu około 40 cm. Choć wartość ta jest mniejsza niż sugerowałaby rzeźba terenu, jej obecność stanowi bezpośredni dowód ruchu tektonicznego w plejstocenie.
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, a więc po 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 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 obserwowany próg mógł zostać częściowo „podbity” przez procesy stokowe, powolne pełzanie i działalność rolniczą, dostępne dane jednoznacznie wskazują, że nie da się go 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.
Dr Krzysztof Gaidzik i dr hab. Jacek Szczygieł, prof. UŚ w szurfie badawczym | archiwum prywatne