Opublikowano 25 styczeń 2021

21 stycznia 2021 r. o godz. 12:23:04.9 UTC (czas lokalny 21 stycznia 2021 r., godz. 20:23:04.9) w południowo-wschodniej Azji, w regionie Wysp Filipińskich zanotowano trzęsienie ziemi o magnitudzie M7.0. Źródło wstrząsów według danych European Mediterranean Seismological Centre (EMSC) zlokalizowane było około 230 km na południowy-wschód od południowego krańca wyspy Mindanao, na głębokości 92 km pod dnem Morza Filipińskiego.

 

Lokalizacja epicentrum podmorskiego trzęsienia ziemi z 21 stycznia 2021 r., godz. 12:23:04.9 UTC w regionie Wysp Filipińskich

Parametry zjawiska sejsmicznego z 21 stycznia 2021 r., godz. 12:23:04.9 (UTC) w regionie Wysp Filipińskich

Trzęsienia ziemi, których źródło zlokalizowane jest na głębokościach od 70 do 300 km klasyfikowane są jako średnio głębokie. Ten rodzaj trzęsień ziemi charakteryzuje się stosunkowo niskim zagrożeniem dla powierzchni ziemi, w przeciwieństwie do zjawisk płytszych. Jednak ich zasięg odczuwalności jest większy aniżeli wstrząsów, których źródła zlokalizowane są płycej. W przypadku opisywanego wydarzenia, mimo znacznej siły wstrząsów, nie było doniesień o stratach ani zniszczeniach, mimo iż na południowym krańcu gęsto zaludnionej wyspy Mindanao, w rejonie miejscowości General Santos oraz Davo, według obserwatorów zjawisko to było odczuwalne jako silne. Jego zasięg odczuwalności zaprezentowano na poniższej mapie.

Mapa odczuwalności podmorskiego trzęsienia ziemi z 21 stycznia 2021 r, godz. 12:23:04.9 UTC na podstawie relacji obserwatorów/świadków zdarzenia (oprac. EMSC)

Region Wysp Filipińskich charakteryzuje się znaczną aktywnością sejsmiczną. Położony jest w strefie tzw. okołopacyficznego pierścienia ognia, wyznaczonego strefami kontaktu płyt tektonicznych litosfery, gdzie zdarzają się częste, odczuwalne trzęsienia ziemi. Ich magnitudy osiągają, a niejednokrotnie przekraczają, wielkość M8.0 oraz obserwowane są przejawy czynnej aktywności wulkanicznej. Trzęsienia ziemi o magnitudzie powyżej progu odczuwalności są tu zjawiskami codziennymi. Na obszarze tym występują także inne zagrożenia o charakterze katastroficznym, takie jak tajfuny i ulewne deszcze powodujące osunięcia gruntu i spływy błotne. Dodatkowo na wyspach archipelagu znajdują się 42 wulkany, z których 14 jest czynnych, w tym 3 (stratowulkany) wykazywały w ciągu ostatnich 20 lat wielokrotną aktywność (https://volcano.si.edu/).

Ognisko wstrząsów opisywanego zjawiska zlokalizowane było w strefie kontaktu dwóch płyt tektonicznych: płyty sundajskiej i płyty filipińskiej. W rejonie Filipin strefa ta przebiega niemal południkowo wzdłuż podmorskiego, głębokiego Rowu Filipińskiego rozciągającego się na przedpolu wschodnich wybrzeży archipelagu. Granica między płytami jest granicą konwergencji. Na przeważającej długości wyznacza ona także wschodni zasięg strefy subdukcji, wzdłuż którego płyta filipińska zanurza się pod niewielkim kątem pod płytę sundajską. Średnia, względna prędkość wsuwania się płyty filipińskiej dochodzi do około 100 mm/rok. Epicentrum wstrząsu zlokalizowane było po zachodniej stronie południowej części Rowu Filipińskiego. Głębokość ogniska wskazuje, że źródło wstrząsów znajdowało się w strefie uskokowej poniżej powierzchni kontaktu płyty filipińskiej i sundajskiej. Złożoność układu tektonicznego w rejonie Filipin w aspekcie tektoniki płyt zaprezentowano na mapie.

Mapa lokalizacji epicentrum trzęsienia ziemi z 21 stycznia 2021 r. w regionie Wysp Filipińskich z uwzględnieniem lokalnego przebiegu i charakteru głównych stref tektonicznych (oprac. PSG, dane EMSC, mapa bazowa i strefy tektoniczne wg USGS)

Na powyższą mapę poza epicentrum omawianego zdarzenia naniesione zostały również lokalizacje epicentrów znaczących zjawisk sejsmicznych o magnitudzie M>=5.5 zarejestrowanych w okresie od 1 stycznia 2019 do 22 stycznia 2021 r. W bazie danych EMSC zostało zarejestrowanych 124 takich zjawisk, w tym 12 trzęsień ziemi o magnitudzie ponad M6.5. Spośród zjawisk bardzo silnych, których magnituda przekraczała wielkość M6.5 zarejestrowane zostały dwa zjawiska (z pominięciem trzęsienia ziemi M7.0 z 21 stycznia 2021 r.), których magnitudy były wyższe. Ogółem w okresie od początku 2019 r. do 22 stycznia 2021 r. na obszarze ograniczonym ramką mapy zarejestrowano aż 9 768 odczuwalnych (magnituda M>2.5) trzęsień ziemi. Statystykę tych zdarzeń zaprezentowano w poniższej tabeli.

Statystyka odczuwalnych zjawisk sejsmicznych zarejestrowanych na obszarze ograniczonym ramką na powyższej mapie pomiędzy 1 stycznia 2019 a 22 stycznia 2021 r. (na podst. danych EMSC)

Regionalnym tłem dla opisywanego wydarzenia jest mapa sejsmotektoniczna obszaru Morza Filipińskiego i terenów przyległych zaprezentowana na poniższym rysunku. Oryginał mapy opracowany został przez specjalistów USGS. Na mapie naniesiono lokalizacje epicentrów zdarzeń sejsmicznych o magnitudzie M>=5.5, które zostały udokumentowane w latach 1900 - 2016. W strefach subdukcji naniesione zostały izohipsy powierzchni kontaktu pomiędzy płytą subdukującą a płytą nadległą oraz lokalne kierunki i prędkości przemieszczania się płyt. Oryginalna, sejsmotektoniczna mapa bazowa została uzupełniona o lokalizację epicentrów trzęsień ziemi o magnitudzie M>=5.5, które miały miejsce w tej części świata pomiędzy 1 stycznia 2017 r. a 22 stycznia 2021 r.

Mapa sejsmotektoniczna obszaru Morza Filipińskiego z lokalizacją epicentrów zjawisk sejsmicznych o magnitudzie M>=5.5 zarejestrowanych od 1900 r. do 22 stycznia 2021 r. (oprac. i uzup. PSG, dane EMSC, mapa bazowa USGS)

W okresie od 1 stycznia 2017 do 22 stycznia 2021 r. (ponad cztery pełne lata obserwacji) w rejonie obejmującym obszar Morza Filipińskiego oraz jego otoczenia zdarzyło się 267 silnych trzęsień ziemi o magnitudach równych i większych od M5.5. W tej liczbie zarejestrowanych zostało sześć zjawisk bardzo silnych: dwa o magnitudzie M7.5 oraz cztery o magnitudach od M7.1 do M7.5.

Statystyka trzęsień ziemi o magnitudzie M>=5.5 zarejestrowanych na obszarze Morza Filipińskiego i otoczenia ograniczonym ramką mapy z powyższego rysunku w okresie od 1 stycznia 2017 do 22 stycznia 2021 r. (na podstawie danych EMSC)

Z dotychczasowych doświadczeń zdobytych w trakcie realizacji projektu Monitoring Geodynamiczny Polski wynika, że zjawiska sejsmiczne, których epicentra zlokalizowane są w rejonie Indonezji, Malezji i Wysp Filipińskich, a których magnituda osiąga wielkość M6 lub wyższą, są rejestrowane przez szerokopasmowe stacje sejsmologiczne, zlokalizowane na terytorium Polski, funkcjonujące w sieci państwowej służby geologicznej PSG_Sejs_NET. Na ogół, o ile w tym samym czasie nie nakładają się fale pochodzące od innych zdarzeń, na obrazach falowych wyraźnie można obserwować nadejście fal bezpośrednich, wygenerowanych w hipocentrum, takich jak fale podłużne P, poprzeczne S, a w szczególności zapis przejścia fal powierzchniowych przez stanowisko monitoringu.

W sieci PSG funkcjonują dwie stacje szerokopasmowe: pierwsza zainstalowana jest w laboratorium geodynamicznym PSG w Hołownie (PG14) w gm. Podedwórze, w pow. parczewskim, druga– w laboratorium geodynamicznym, zlokalizowanym w Dziwiu (PG15) w gm. Przedecz, w pow. kolskim. Na poniższym rysunku zaprezentowano fragmenty sejsmogramów zarejestrowanych na obu stacjach z obrazami falowymi części początkowej zdarzenia o magnitudzie M7.0 z 21 stycznia 2021 r. z godz. 12:23:04.9 UTC w regionie Wysp Filipińskich.

a)

b)

Fragmenty sejsmogramów zarejestrowane na stacjach szerokopasmowych państwowej służby geologicznej w sieci PSG_Sejs_NET z zapisem momentu pierwszych wstąpień fal P i S oraz fal powierzchniowych trzęsienia ziemi z 21 stycznia 2021 r., godz. 12:23:04.9 UTC z epicentrum zlokalizowanym w regionie Wysp Filipińskich: (a) – fragment sejsmogramu zarejestrowanego przez stację w Hołownie (PG14), (b) – fragment sejsmogramu zarejestrowanego przez stację w Dziwiu (PG15).

Stacja PG14 zlokalizowana jest w odległości 10 540 km od obszaru epicentralnego zjawiska z 21 stycznia 2021 r. w regionie Wysp Filipińskich. Pierwsze wstąpienia fali P zarejestrowane zostały o godz. 12:36:15.5 UTC, fali S – o godz. 12:47:21.6. Fale P dotarły do stacji z opóźnieniem 13 min i 10.6 s w stosunku do czasu zajścia zdarzenia. W przypadku fal S opóźnienie wynosiło 24 min 16.7 s.

Stacja PG15 zlokalizowana jest w odległości 10 800 km od obszaru epicentralnego zjawiska z 21 stycznia 2021 r. w regionie Wysp Filipińskich. Pierwsze wstąpienia fali P zarejestrowane zostały o godz. 12:36:26.8 UTC, fali S – o godz. 12:47:42. Fale P dotarły do stacji z opóźnieniem 13 min 21.9 s w stosunku do momentu zajścia zdarzenia. W przypadku fal S opóźnienie wynosiło 24 min 37.1 s.

Przejście fal sejsmicznych przez stanowisko obserwacji geodynamicznych w Hołownie zostało również zarejestrowane w zapisie głównych parametrów monitoringu grawimetrycznego, realizowanego w sposób ciągły przez PSG od III dekady stycznia ub. roku. Obserwacje zmian pola siły ciężkości w czasie prowadzone są w laboratorium geodynamicznym w Hołownie z użyciem grawimetru pływowego gPhoneX. Na rysunku zaprezentowane zostały fragmenty zapisu monitorowanych zmian wartości przyspieszenia siły ciężkości (wykres A) zjawiska o magnitudzie M7.0 z 21 stycznia 2021 r. z epicentrum zlokalizowanym w regionie Filipin, składowej pionowej prędkości drgań słupa pomiarowego (wykres B) oraz składowej pionowej przemieszczeń (wykres C) słupa pomiarowego obserwowane w trakcie przejścia fali sejsmicznej przez punkt obserwacji geodynamicznych w Hołownie.

Fragmenty zapisu niektórych parametrów monitoringu grawimetrycznego obserwowane w czasie przejścia przez punkt obserwacyjny w Hołownie fal sejsmicznych, wygenerowanych w trakcie trzęsienia ziemi z 21 stycznia 2021 r. godz. 12:23:04.9 (UTC)

Mimo znaczącej (10 540 km) odległości stacji w Hołownie od epicentrum trzęsienia ziemi, zdarzenie to znalazło wyraźne odzwierciedlenie w rejestracji obserwowanych parametrów monitoringu grawimetrycznego. Na przedstawionych powyżej ścieżkach wyraźnie zaznaczają się momenty pierwszych wstąpień fali P słabiej S (za względu na małe amplitudy), a przede wszystkim odcinek czasowy z zapisem przejścia fal powierzchniowych, tj. tych, które na obszarach epicentralnych są przyczyną największych zniszczeń (maksymalne amplitudy). Maksymalna amplituda składowej pionowej przemieszczeń gruntu w trakcie przejścia fal powierzchniowych przekroczyła wartość 70 µm, tj. 0.07 mm (wykres C).

Informację przygotował zespół z Centrum Geozagrożeń: Tomasz Czerwiński i Mirosław Musiatewicz
Opracowanie: Maja Kowalska, Zakład Kartografii Geologicznej