Wydobycie prowadzi do dramatu. Weszliśmy w nowy okres sejsmiczny

Trzęsienia ziemi nie są niczym nowym. Podobno towarzyszyły naszej planecie od momentu, kiedy stała się w miarę stabilnym ciałem niebieskim. Najprościej o tego rodzaju zdarzeniu geologicznym, można powiedzieć, że jest to krótkotrwałe (maksymalnie kilkusekundowe) drganie skorupy ziemskiej wywołane uwalnianą energią z jej struktur. Ziemia zaczyna ulegać wstrząsom, kiedy podziemne skały o zbyt dużej aktywności zaczynają się rozprężać lub ściskać. Uwalniana w trakcie trzęsienia ziemi energia, w około 30 % rozchodzi się w postaci fal sejsmicznych, z których tylko część dociera na powierzchnię Ziemi. Wtedy dochodzi do dramatycznych sytuacji. Fale zniszczenia są ogromne.

Pozostała część energii, skumulowana wewnątrz naszej planety, zamienia się w ciepło (energia pozostaje) lub w trwałe podziemne deformacje skalne. Musimy pamiętać, że tam głęboko, im bliżej jądra Ziemi, destabilizacja równowagi litosfery jest coraz większa. Sam środek wnętrza naszej planety, nazywany jądrem Ziemi, stanowi płynną strukturę o ciśnieniu 13,5 miliona atmosfer, czyli 13678875000 hPa (na co dzień wartość ciśnienia atmosferycznego, w którym żyjemy oscyluje na poziomie około 1000 hPa). Ziemia trzęsie się każdego dnia i o każdej godzinie.

Średnio 2 920 000 trzęsień ziemi rocznie to trzęsienia o magnitudzie mniejszej od 2 (skala Richtera). Nie czujemy ich i tylko najdoskonalsze urządzenia pomiarowe są w stanie je rejestrować. Popularne sejsmografy zaczynają rejestrować wstrząsy o magnitudzie w zakresie od 2 do 3,4. Tych trzęsień też nie czujemy. Większość ludzi zaczyna odczuwać trzęsienia o wartości w przedziale 4,3-4,8. Nadal są klasyfikowane jako nieszkodliwe i każdego roku na świecie notuje się około 4 800 tego rodzaju zdarzeń. Od magnitudy 5,5 zaczyna rozpoczynać się dramat.

W przedziale 5,5-6,1 wstrząsy określane są jako średnie i pojawiają się pierwsze uszkodzenia budynków. Występują one średnio 500 razy w ciągu roku na całym świecie. Jeśli wartość magnitudy przekroczy 8 skutki trzęsienia ziemi są katastrofalne i najczęściej obejmują duży obszar. Takie wstrząsy, średnio statystycznie występują tylko raz w ciągu roku na naszej planecie.

Niestety raz na 20 lat pojawia się trzęsienie o sile powyżej 9 w skali Richtera. Pozostawia ono po sobie tylko zgliszcza i ruinę. Od 1950 r. zanotowano 10 trzęsień ziemi o sile większej niż 8,8. Najmocniejsze wystąpiło 22 maja 1960 r. w miejscowości Valvidia w Chile i osiągnęło magnitudę 9,6. Należy jednak zwrócić uwagę, że aż trzy razy zadrżała ziemia w zakresie od 8,8 do 9,1 w ciągu minionych 19 lat: 26 grudnia 2004 - Północna Sumatra (Indonezja), Andamany i Nikobary (Indie), 11 marca 2011 - Wschodnie wybrzeże wyspy Honsiu (Japonia) oraz 27 lutego 2010 - Wybrzeże Maule (Chile). Dla porównania można wspomnieć o tegorocznym, turecko-syryjskim trzęsieniu ziemi z 6 lutego. Miało ono moc 7,8 w skali Richtera i spowodowało śmierć 59 259 osób (120 tysięcy osób zostało rannych).

Naukowcy z całego świata są zgodni, że weszliśmy w nowy okres sejsmiczny. Zgodni są również co do stwierdzenia, że ten czas wzmożonych trzęsień ziemi pod względem przyczyn będzie inny od poprzednich. Zbyt wysoka temperatura skorupy ziemskiej, obniżenie poziomu wody oraz wysoka ilość energii skumulowana w wyniku prac wydobywczych, będą w głównym stopniu określały ilość i siłę przyszłych wstrząsów.

Do 21 września 2004 r. Polska była podzielona na dwa obszary pod względem możliwości wystąpienia trzęsień ziemi. Wyróżnialiśmy tereny asejsmiczne (bez wstrząsów) oraz pensejsmiczne, na których wstrząsy zdarzają się rzadko i nie są zbyt silne. Od wspomnianej daty, teren całego naszego kraju sklasyfikowany jako sejsmiczny. Wtedy to na terenie Warmii, Mazur, Podlasia, Kujaw i Pomorza Gdańskiego zanotowano trzęsienie ziemi o sile 5,3 z epicentrum w okolicy Bałtijska na Półwyspie Sambijskim. Wstrząsy odczuwalne były również na Litwie i Białorusi. W polskich warunkach obszarami o najwyższej aktywności sejsmicznej pochodzenia naturalnego są Karpaty i Sudety. 

W przypadku województw: małopolskiego, śląskiego, dolnośląskiego (województw o największej ilości zdarzeń sejsmicznych) występujące wstrząsy mają typowy charakter antropogeniczny i są ściśle związane z działalnością górniczą. W okresie od 2005 r. do 2022 r. na tym obszarze ziemia zatrzęsła się 24 razy, przy czyn najczęściej na terenie województwa dolnośląskiego (11 razy), a najrzadziej na obszarze województwa małopolskiego (5 razy). Najmocniej trzęsło 8 lipca 2020 r. w Lubinie, a wartość wstrząsu miała siłę 5,2 w skali Richtera.

Wszystkie wstrząsy mieściły się w zakresie od 3,1 do 5,2. Południowo-zachodnia część kraju ze względu na minione dziesięciolecia aktywnego wydobycia węgla, cechuje się podniesieniem poziomu zmagazynowanej energii w utworach podziemnych oraz do uszkodzenia struktur skalnych, w obrębie których dochodziło do swobodnego przemieszczania się powstałych naprężeń.

Modernizacja polskiego górnictwa i coraz częstsze zamykanie kopalni po przeprowadzonych procesach rekultywacyjnych, polegających między innymi na zalaniu wyrobisk wodą lub wprowadzeniu w ich przestrzeń specjalnych mieszanek piaskowo-mineralnych, ponownie doprowadza do zmiany energetyki warstw podziemnych oraz tworzenia nowych układów ciśnienia. Na nowo tworzą się zmiany w naprężeniu i rozprężaniu skał podziemnych, a tym samym, w wyniku zmiany dynamiki układów geologicznych dochodzi i będzie dochodziło do coraz częstszych wstrząsów oraz pojawiania się zapadlisk. Obecnie jesteśmy świadkami takiego czynnego procesu, który obserwujemy w Trzebini. 

W ciągu minionych miesięcy, zanotowano kilka słabych wstrząsów, po których pojawiały się zapadliska. Rokowania co do zatrzymania tego procesu są mało optymistyczne. Dopóki nie zostanie wypracowana równowaga podziemnego ciśnienia, sytuacje będą się powtarzały. Nie jesteśmy jednak w stanie oszacować rozmiaru szkód, które będą powstawały. Na szczęście w przeważającej części Polski, większości trzęsień nie odczuwamy i nie stanowią dla nas zagrożenia.

Z danych opublikowanych przez służbę geologiczną Stanu Oklahoma wynika, że w 2015 r. zanotowano rekordową ilość trzęsień ziemi na terenie stanu o skali powyżej 3 stopni Richtera. Było ich 584, więcej niż w poprzedzających 30 latach. Według Billa Ellswortha z Federalnej Służby Geologicznej, nie ma wątpliwości, że związane jest to z wpompowywaniem ogromnych ilości wody w procesie wydobycia gazu łupkowego. Wprowadzana głęboko woda pod wysokim ciśnieniem, niesie ze sobą dodatkowe porcje energii, która finalnie musi znaleźć miejsce rozprężenia. Podobną zależność, pomiędzy wydobywaniem gazu, zastosowanymi technologiami i występowaniem trzęsień ziemi, notowano w Holandii.

Odkryte w 1959 r. pole gazowe w Groningen (Groningenveld) na północy kraju, było największym w Europie i jednym z największych na świecie źródeł tego surowca. Sytuacja zaczęła być niebezpieczna, kiedy w 1991 r. po raz pierwszy zaczęły się pojawiać trzęsienia ziemi w obrębie pól wydobywczych i spowodowały szereg różnego rodzaju szkód górniczych. Najsilniejsze trzęsienie ziemi miało miejsce w 2021 r. - jego siła wyniosła 3,6 w skali Richtera. W 2018 r. zapadła decyzja, że 2022 r. będzie ostatnim rokiem eksploatacji pola gazowego. Jednak konflikt rosyjsko-ukraiński wydłużył czas wydobycia gazu.

Oficjalnie 1 października tego roku, wszystkie odwierty mają być zamknięte, a pole wydobywcze poddane procesom rekultywacyjnym. Innym przypadkiem było zdarzenie z Wielkiej Brytanii z kwietnia 2011 r., gdzie w rejonie Blackpool w północno-zachodniej Anglii doszło do wstrząsów o magnitudzie 2,3 na terenie wydobywania gazu łupkowego z zastosowaniem techniki szczelinowej.

Nie inaczej dzieje się podczas wydobycia ropy naftowej. Towarzyszące temu procesowi trzęsienia ziemi występują najczęściej na terenach słabo zaludnionych lub na obszarach morskich. Ze względu na lokalizację pól wydobywczych, rejestrowane wstrząsy nie są upubliczniane i nagłaśniane. Warto jednak dodać, że nadmierne eksploatowanie gazowych lub płynnych kopalin najsilniej wpływa na zmiany podziemnego ciśnienia. Dodać należy, że ze względu na ukształtowanie struktur skalnych powstała energia podczas wydobycia może przenosić się na inne tereny i tam, skumulowana wywoływać wstrząsy. I coraz częściej zwraca się uwagę, że zmiany klimatu poprzez swoją specyfikę, ograniczają możliwości redukowania naprężeń powstających w skorupie ziemskiej.

Ciekawostka - 10 sierpnia tego roku doszło do dwóch trzęsień ziemi określanych jako wczesno średnie i niezagrażające bezpośrednio życiu ludzi. Pierwsze wydarzyło się o godzinie 15:16 100 km od Antalyi w Turcji i miało siłę 4,7 w skali Richtera. Drugie również było w tym kraju. Nastąpiło o godzinie 19:48, 14 kilometrów od Malatyi i zanotowano wstrząs o sile 5,3.