10 lutego 2021 r. o godz. 13:19:59.6 UTC, tj. 11 lutego 2021 r., godz. 00:19:59.6 czasu lokalnego, na obszarze Oceanii, na południowy wschód od Wysp Lojalności miało miejsce bardzo silne, podmorskie trzęsienie ziemi. Jego magnitudę określono na M7.7. Było to drugie zdarzenie w bieżącym roku, którego magnituda przekroczyła wielkość M7.
Epicentrum tego zdarzenia zlokalizowano na dnie Oceanu Spokojnego, około 500 km na południowy wschód od południowego krańca wyspy Nowa Kaledonia (terytorium zamorskie Francji). Źródło wstrząsów według European Mediterranean Seismological Centre (EMSC) znajdowało się na głębokości 10 km.
Lokalizacja epicentrum podmorskiego trzęsienia ziemi z 10 lutego 2021 r., godz. 13:19:59.6 UTC w regionie położonym na południowy wschód od Wysp Lojalności (oprac. PSG, dane USGS, mapa bazowa: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5972126).
Parametry zjawiska sejsmicznego z 10 lutego 2021 r., godz. 12:23:04.9 (UTC), w regionie położonym na południowy wschód od Wysp Lojalności.
Zjawisko było skutkiem rozładowania naprężeń powstałych na styku basenów południowego i północnego Fiji. Obszar ten, należący do okołopacyficznego pierścienia ognia, nawiedzają liczne i duże wstrząsy. W odległości do 100 km od miejsca wystąpienia opisywanego zjawiska od początku 2021 r. zanotowano około 20 zdarzeń o magnitudzie M4.5 lub większej. Epicentrum tego trzęsienia ziemi zlokalizowany został w strefie kontaktu płyt tektonicznych litosfery: płyty australijskiej i płyty pacyficznej. W rejonie epicentrum strefa kontaktu przyjmuje charakterystyczny kształt łuku, którego ramiona skierowane są ku północy i w kierunku wschodnim. Granica pomiędzy płytami wyznacza strefę konwergencji, w której płyta australijska napiera z zachodu na wschód i pod niewielkim kątem wsuwa się pod płytę pacyficzną. Względna prędkość przemieszczania się płyty australijskiej dochodzi do około 75 mm/rok. Granicę pomiędzy płytami wyznacza w batymetrii dna oceanicznego Rów Nowych Hebryd rozciągający się pomiędzy archipelagiem Wysp Lojalności, a wyspami archipelagu Vanuatu (Nowe Hebrydy). Według specjalistów amerykańskiej służby geologicznej źródło wstrząsów znajdowało się w systemie uskoków zlokalizowanych po północno wschodniej stronie granicy pomiędzy płytami.
Mapa sejsmotektoniczna, zaprezentowana na poniższym rysunku, obejmuje swoim zasięgiem strefę kontaktu płyty australijskiej i pacyficznej w części południowo-zachodniej Pacyfiku w rejonie Nowej Kaledonii, Vanuatu, Fiji, Tonga i Nowej Zelandii. Oryginał mapy został opracowany przez USGS. Naniesiono na niej lokalizacje epicentrów zdarzeń sejsmicznych o magnitudzie M>=5.5, które zostały udokumentowane w tej części globu w latach 1900-2016. W strefach subdukcji zaznaczono 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 11 lutego 2021 r.
Mapa sejsmotektoniczna z obszaru Oceanii w części południowo wschodniej Pacyfiku z lokalizacją epicentrów zjawisk sejsmicznych o magnitudzie M>=5.5 zarejestrowanych od 1900 r. do 11 lutego 2021 r. (oprac. i uzup. PSG, dane EMSC, mapa bazowa USGS).
Na mapie sejsmotektonicznej z powyższego rysunku szczegółowymi etykietami oznaczono trzęsienia ziemi zarejestrowane pomiędzy 1 stycznia 2017 r. a 11 lutego 2021 r., których magnituda była równa lub większa niż M7.5. W obszarze przedstawionym na mapie zostały zarejestrowane cztery takie zjawiska, w tym dwa z epicentrum zlokalizowanym w regionie Wysp Lojalności.
Od 1 stycznia 2017 r. do chwili obecnej (11 lutego 2021 r.) na obszarze przedstawionym na mapie zarejestrowano łącznie 387 zjawisk o magnitudzie M=>5.5. Spośród nich w przypadku aż 111 trzęsień ziemi magnitudy oszacowano na wielkość M=>6.
Statystyka zjawisk sejsmicznych o magnitudzie M=>5.5 zarejestrowanych od 1 stycznia 2017 r. do 11 lutego 2021 r. na terytorium przedstawionym na powyższej mapie.
Trzęsienie ziemi z 10 lutego 2021 r. zostało poprzedzone sekwencją trzech silnych zjawisk sejsmicznych, które wydarzyły się w przeciągu 1 godziny poprzedzającej wstrząs główny. Z kolei po wstrząsie głównym zarejestrowana została cała seria wstrząsów następczych. Do końca dnia 11 lutego 2021 r., do godz. 23:59:59 UTC, na stosunkowo niewielkim obszarze wokół epicentrum zjawiska głównego zarejestrowanych zostało 66 silnych wstrząsów wtórnych o magnitudach od M4.7 do M6.4. Uwzględniając wstrząsy poprzedzające oraz wstrząs główny w regionie w ciągu 48 godzin zarejestrowano 70 silnych zjawisk sejsmicznych.
Statystyka zjawisk sejsmicznych zarejestrowanych pomiędzy 10 a 11 lutego 2021 r. w rejonie głównego zjawiska sejsmicznego o magnitudzie M7.7 z 10 lutego 2021 r., godz. 13:19:59.6 (UTC) - na podstawie danych z bazy USGS.
Lokalizacja epicentrów zjawisk sejsmicznych zarejestrowanych pomiędzy 10 lutego 2021 r., godz. 00:00:00, a 11 lutego 2021 r., godz. 23:59:59 w regionie sejsmicznym na obszarze Oceanii na południowy wschód od Wysp Lojalności – wstrząsy poprzedzające (3), wstrząs główny, wstrząsy wtórne (66) - oprac. PSG, dane i mapa bazowa USGS.
Sekwencja czasowa i magnitudy zjawisk sejsmicznych zarejestrowanych w regionie na południowy wschód od Wysp Lojalności od 10 do 11 lutego 2021 r.
Warto zwrócić uwagę na fakt, że przed wstrząsami poprzedzającymi wstrząs główny w całym regionie sejsmicznym, zlokalizowanym na południowy wschód od Wysp Lojalności, przez trzy wcześniejsze doby trwała swoista „cisza” sejsmiczna. Przez „ciszę” należy w tym przypadku rozumieć zanik zjawisk sejsmicznych o magnitudzie równej lub większej od 4.0. Ostatni raz zdarzenia o magnitudzie M>=4.0 miały miejsce w tym regionie 7 lutego 2021 r. (trzy zjawiska sejsmiczne o magnitudzie M4.3, M5 i M4.7, przy czym ostatnie wystąpiło o godz. 12:25:37 UTC). Zazwyczaj takich zdarzeń w pobliżu Wysp Lojalności rejestruje od jednego do kilku dziennie.
Trzęsienie ziemi o magnitudzie M7.7 z 10 lutego br., godz. 13:19:59.6 UTC, zarejestrowane zostało również przez stacje monitoringu aktywności sejsmicznej zlokalizowane na terytorium Polski, w tym także przez stacje państwowej służby geologicznej. Na poniższym rysunku zaprezentowany został fragment sejsmogramu z obrazem falowym zjawiska zarejestrowany przez szerokopasmową stację monitoringu sejsmicznego zainstalowaną w laboratorium geodynamicznym PSG w Hołownie (PG14) w gm. Podedworze w powiecie parczewskim (B=51.6516860N; L=23.1964360E). Mimo dużej odległości od źródła fal sejsmicznych przekraczającej 15 800 km zjawisko było doskonale obserwowalne. Pierwsze wyraźne wstąpienia fal sejsmicznych zostały zarejestrowane na sejsmogramie o godz. 13:39:43.558 UTC, czyli po 19 min i 44 s od momentu zajścia zdarzenia.
Fragment sejsmogramu z zapisem trzęsienia ziemi o magnitudzie M7.7 z 10 lutego 2021 r., godz. 13:19:59.6 UTC zarejestrowany na stacji monitoringu sejsmicznego PSG w Hołownie w gm. Podedworze w pow. parczewskim (stacja szerokopasmowa PG14).
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 bieżącego roku. Obserwacje zmian pola siły ciężkości w czasie prowadzone są w laboratorium geodynamicznym w Hołownie z użyciem grawimetru pływowego gPhoneX. Na rysunku zaprezentowano zapis dobowy monitorowanych zmian wartości przyspieszenia siły ciężkości (wykres A), składowej pionowej prędkości drgań słupa pomiarowego (wykres B) oraz składowej pionowej przemieszczeń (wykres C) słupa pomiarowego na stanowisku monitoringu grawimetrycznego w dniu 10 lutego br. Na wszystkich rejestrowanych ścieżkach wyraźnie zaznaczyły się zmiany wywołane przejściem przez stanowisko obserwacji grawimetrycznych fal sejsmicznych, wygenerowanych w ognisku trzęsienia ziemi o magnitudzie M7.7 z epicentrum w regionie Wysp Lojalności. W laboratorium geodynamicznym w Hołownie opisywane trzęsienie ziemi rejestrowane było na osi czasu na odcinku przekraczającym 3 godziny obserwacji.
Zapis dobowy parametrów monitoringu grawimetrycznego zarejestrowany w laboratorium geodynamicznym PSG w Hołownie (A – fluktuacje składowej pionowej przyspieszenia siły ciężkości, B – fluktuacje składowej pionowej prędkości, C - składowa pionowa przemieszczeń gruntu w punkcie monitoringu grawimetrycznego).
Obraz szczegółowej charakterystyki falowej parametrów fizycznych monitorowanych grawimetrycznie na stacji w Hołownie zaprezentowany został na poniższym rysunku. Na wykresach pokazano przebieg zjawiska w krótszym przedziale czasu wynoszącym ok. 1.5 godziny, który uwzględnia pojawienie się i przejście fal powierzchniowych przez stanowisko obserwacji grawimetrycznych. Z punktu widzenia zagrożenia sejsmicznego fale powierzchniowe są falami, które odpowiedzialne są za największe zniszczenia i szkody powstające w infrastrukturze na gęsto zaludnionych i zurbanizowanych obszarach.
Szczegółowy obraz falowy trzęsienia ziemi z 10 lutego 2021 r., godz. 13:19:59.6 UTC z epicentrum w regionie Wysp Lojalności (objaśnienia wykresów – jak na powyższym rysunku).
Z zarejestrowanych danych wynika, że w czasie przejścia fal sejsmicznych przez punkt obserwacji grawimetrycznych, maksymalna amplituda drgań gruntu osiągnęła ekstremum równe 200 µm, tj. 0.2 mm!
Informację przygotował zespół z Centrum Geozagrożeń: Tomasz Czerwiński, Mirosław Musiatewicz i Przemysław Kowalski
Opracowanie: Maja Kowalska, Zakład Kartografii Geologicznej
