A Slow Emergency and a Sudden Slump

Kategorie: Hawaje

7 maja 2018

Obecnej erupcji wulkanu Kilauea na hawajskiej Big Island towarzyszą tysiące trzęsień ziemi. Większość z nich ma magnitudy poniżej 2,5, ale niektóre z nich są znacznie większe. Jednak nie wszystkie z nich są sobie równe. Aby zbadać naturę różnych sekwencji trzęsień ziemi, spójrzmy na imponującą animację poklatkową sejsmiczności pod południowo-wschodnim rogiem Big Island w ciągu ostatniego tygodnia. Animacja ta została stworzona przez naukowców z Pacyficznego Centrum Ostrzegania przed Tsunami (PTWC) w Honolulu.

Podstawowa mapa na filmie na rysunku 1 pokazuje nieaktywną kalderę szczytu Moku’aweowoe na Mauna Loa po lewej stronie tuż poniżej logo PTWC. Szczyt Kilauea to okrągła depresja w środku mapy. Z tego miejsca po prawej stronie widoczna jest wschodnia strefa ryftowa wulkanu. Rozciąga się ona aż do wschodniego krańca Wielkiej Wyspy. Południowe wybrzeże jest zdominowane przez strome klify, zwane w języku hawajskim „pali”.

Każde trzęsienie ziemi jest reprezentowane przez kropkę na mapie w jego epicentrum. Im większa kropka, tym większa magnituda trzęsienia. Animacja rozpoczyna się w ostatni poniedziałek (30 kwietnia) w południe czasu lokalnego. Podczas animacji zegar w prawym górnym rogu mapy pokazuje upływający czas.

Początkowo epicentra trzęsień skupiają się wokół środka strefy ryftowej. Przez następne trzy dni powoli przesuwają się w kierunku wschodnim. Ta migracja ognisk trzęsień ziemi wskazuje na podziemne przemieszczanie się magmy z dala od szczytu wulkanu. Około godziny 13:00 3 maja, znacząca żółta kropka pojawia się w pobliżu wybrzeża w środku strefy ryftowej. Wydaje się, że to trzęsienie ziemi o magnitudzie 5 wstrząsnęło magmą w systemie hydraulicznym Kilauea, ponieważ kilka godzin później, pierwsze szczeliny otworzyły się w pobliżu wschodniego końca szczeliny, około 25 mil od szczytu. Jest to wskazane przez żółtą gwiazdę i słowo „erupcja&quot, które pojawia się w animacji.

Przez następne 24 godziny sejsmiczność jest skoncentrowana pod erupcją, podczas której coraz więcej szczelin wyrzucających lawę otwiera się w pododdziale Leilani Estates w dystrykcie Puna. To znowu wskazuje na ruch magmy pod centrum erupcji.

Obraz zmienia się całkowicie krótko po południu w piątek, 4 maja. Potężne trzęsienie ziemi o magnitudzie 6.9 wstrząsa całym łańcuchem wysp, zaznaczonym na mapie dużą pomarańczową kropką. Jest to najsilniejsze trzęsienie ziemi jakie nawiedziło Hawaje od 43 lat. Wywołuje ono wiele dodatkowych zjawisk sejsmicznych z dala od centrum erupcji. Nowe zdarzenia sejsmiczne skupiają się pod szczytem Kilauea, jak również wzdłuż klifu.

Figura 2: Po trzęsieniu ziemi o sile 6,9 z zeszłego piątku południowe wybrzeże Hawajów przesunęło się w kierunku oceanu o około 2 stopy, jak pokazują tutaj pomiary GPS. (Źródło: Hawaii Volcano Observatory)

Podczas gdy trzęsienia ziemi pod szczytem i pod centrum erupcji na wschodnim krańcu strefy ryftowej są generowane przez ruch magmy, wielkie wydarzenie i jego wstrząsy wtórne pod pali mają inne pochodzenie. Widać to wyraźnie na rysunku 2. Pokazuje on, jak stałe stacje GPS zainstalowane i obsługiwane przez Hawaii Volcano Observatory poruszały się w odpowiedzi na trzęsienie o sile 6.9. Czerwone strzałki wskazują kierunek ruchu poziomego i wszystkie one skierowane są na południowy wschód. Długość każdej strzałki reprezentuje zakres ruchu, przy czym najdłuższe z nich przesunęły się o ponad 2 stopy. To pokazuje, że flanka klifu na południowym wybrzeżu Hawajów przeniósł się dalej w kierunku oceanu.

Ten rodzaj ruchu nie jest nowy, to rzeczywiście ma nazwę. Jest to tzw. osuwisko Hilina. Podczas ostatniego silnego trzęsienia ziemi na Hawajach, o magnitudzie 7.2 29 listopada 1975 roku, osuwisko to przesunęło się w kierunku oceanu o około 11 stóp. Inny temblor, trzęsienie ziemi na Hawajach o magnitudzie 7,9 z 1868 roku spowodował, że osuwisko również się poruszyło, powodując tsunami o maksymalnej wysokości fal około 60 stóp.

Z całym szacunkiem dla ludzi dotkniętych obecną erupcją, sposób w jaki lawa z Kilauea wychodzi na powierzchnię jest raczej oswojony. Pełznie ona powoli po ziemi i można ją łatwo wyprzedzić podczas spokojnego spaceru. W tym sensie trwająca erupcja jest powoli rozwijającym się zagrożeniem, które daje ludziom wystarczająco dużo czasu na reakcję i schronienie.

Całkowite załamanie się klifu na południowej stronie Hawajów wzdłuż rozszerzającego się systemu uskoku Hilina, jednak wygenerowałoby ogromną, nagłą katastrofę. Szacuje się, że około 10 procent całkowitej objętości wyspy mogłoby zostać dotknięte przez upadek. Ogromne osunięcie mogłoby wygenerować trzęsienie ziemi o magnitudzie 9, co jest porównywalne z największymi trzęsieniami ziemi, jakie kiedykolwiek zmierzono. Wygenerowałoby to również megatsunami o szacowanej wysokości fali ponad 1000 stóp na całej wyspie. Zapisy geologiczne pokazują, że około 110 000 lat temu, na długo przed tym, jak którykolwiek z żądnych przygód polinezyjskich żeglarzy dotarł do łańcucha wysp, Hawajami wstrząsnęło takie trzęsienie ziemi i zostały one pochłonięte przez ogromne tsunami. Jednak powtórzenie się tak rzadkiego katastrofalnego wydarzenia jest bardzo mało prawdopodobne i może zająć wiele tysiącleci, zanim do niego dojdzie.(hra155)