Trzęsienie ziemi w Haiti

Raport okolicznościowy nr 17/2021

z dnia 16/08/2021 r.

Centrum Geozagrożeń

Projekt: Monitoring geodynamiczny Polski

W sobotę w dniu 14/08/2021 r. od wczesnych godzin popołudniowych (wg. czasu UTC) czołówki medialnych serwisów informacyjnych zajęła informacja o tragicznym w skutkach trzęsieniu ziemi, którym dotknięte zostało Haiti, państwo położone na wyspie o tej samej nazwie (hiszp. La Espaniola). W kolejnym dniu informacje o skutkach oraz prowadzonej na miejscu akcji ratowniczej stanowiły jeden z głównych punktów serwisów na świecie.

Zjawisko rozpoczęło się w dniu 14/08/2021 r. o godz. 12:29:09.6 UTC (czas lokalny: 14/08/2021 r., godz. 08:29:09.6). Magnituda wstrząsów osiągnęła wielkość M7.2. Do dnia opracowania niniejszego raportu tj. do dnia 16/08/2021 r., w skali globalnej w sierpniu 2021 było to kolejne, piąte już bardzo silne zjawisko sejsmiczne, którego magnituda osiągnęła lub przekroczyła wielkość M7.0. Epicentrum tego zdarzenia zlokalizowane było w rejonie Półwyspu Tiburon ok. 34 km na NE od miasta Les Cayes (populacja ok. 125 tys.) oraz ok. 126 km na W od stolicy Haiti Port-au-Prince (populacja ok. 950 tys.). Źródło wstrząsów zlokalizowane było płytko na głębokości 10 km (wg. EMSC/USGS). Najważniejsze parametry tego zjawiska zaprezentowane zostały w tabeli 1 na podstawie danych EMSC i NEIC, zaś lokalizację epicentrum tego trzęsienia pokazano na rys. 1 w relacji do najbliższych regionalnych szczegółów geograficznych i politycznych.

Tab. 1. Parametry zjawiska sejsmicznego z dnia 14/08/2021 r., godz. 12:29:09.6 UTC, region: Haiti.

Parametry trzęsienia ziemi wyznaczone przez EMSC/NEIC.
Data (UTC)	14/08/2021 r.	Data lokalna	28/07/2021 r.
Czas (UTC)	12:29:09.6 12:29:08	Czas lokalny	08:29:09.6
Lokalizacja epicentrum (EMSC/NEIC) Współrzędne (ɸ, λ)	18.36°N; 73.48°W 18.408°N; 73.475°W
Głębokość [km] (EMSC/NEIC)	10 / 10
Magnituda (EMSC/NEIC)	7.2/7.2
Region	HAITI REGION
Rejonizacja epicentrum	34 km na NE od Les Cayes, Haiti / populacja: 125 000 / czas lokalny: 14/08/2021 r., godz. 08:29:09.6. 13 km na NW od Aquin, Haiti / populacja: 5 200 /czas lokalny: 14/08/2021 r., godz. 08:29:09.6.
Inne ważne informacje.	Wg. oficjalnych danych na dzień 16/08/2021 r. godz. 06:00:00 UTC zidentyfikowano już 1419 ofiar śmiertelnych, zaś rannych ponad 7 tys. Ponad 13.5 tys. domów zostało całkowicie zniszczonych, a drugie tyle poważnie uszkodzonych (źródło TVN24). Trwa akcja ratownicza i poszukiwanie zaginionych.

Rys. 1. Lokalizacja epicentrum trzęsienia ziemi o magnitudzie M7.2 z dnia 14/08/2021 r., godz. 12:29:09.6 UTC w regionie HAITI (oprac. PSG, dane EMSC, mapa bazowa PAT). Na rys. wniesiono lokalizację epicentrum historycznego, katastrofalnego trzęsienia ziemi w regionie HAITI o magnitudzie (EMSC) M7.1, (M7.0 USGS) z dnia 12/01/2010 r.

Zjawisko o magnitudzie M7.2 z dnia 14/08/2021 r. było odczuwalne na całej wyspie Haiti (Hispaniola) oraz pozostałych wyspach łańcucha wysp Wielkich Antyli na Morzu Karaibskim. Mapę odczuwalnej intensywności wstrząsów w otoczeniu obszaru epicentralnego na Półwyspie Tiburon pokazano na rys. 2. W obszarze epicentralnym intensywność wstrząsów osiągnęła wielkość VIII w skali Mercallego.

Skutkiem wstrząsów były nie tylko zniszczenia w urbanistyce i infrastrukturze ale także ofiary śmiertelne oraz wielu rannych. Wstępny, oficjalny, zarejestrowany bilans strat przytoczono w tabeli 1 w oparciu o informacje serwisów medialnych. Z uwagi na kontynuowaną akcję ratowniczą, w tym poszukiwania osób zaginionych, ostateczna liczba ofiar i rannych może się powiększyć.

Na rys.1 zaprezentowano także lokalizację epicentrum historycznego, katastrofalnego trzęsienia ziemi, które nawiedziło Haiti przed 11 laty w dniu 12/01/2010 r. o godz. 21:51 (UTC). Epicentrum tego zdarzenia zlokalizowane było ok. 25 km na W od stolicy kraju Port-au-Prince. Choć jego magnituda była niższa (M7.0 wg. USGS) zdarzenie to zapisane zostało jako jedno z najstraszniejszych zdarzeń w historii Haiti. Skutkiem wstrząsu głównego oraz licznych wstrząsów wtórnych, wśród których rejestrowane były wstrząsy o magnitudach M>5, zniszczona została całkowicie stolica Haiti, zaś liczbę ofiar śmiertelnych oszacowano na ponad 300 tys. W przypadku aktualnego zjawiska z dnia 14/08/br. mimo większej siły wstrząsów (M7.2), z uwagi na większą odległość obszaru epicentralnego od terenów zurbanizowanych i gęsto zamieszkałych, ostateczna wielkość strat i liczba ofiar będzie mniejsza w stosunku do trzęsienia ziemi z 2010 r.

Rys. 2. Mapa zasięgu odczuwalnej intensywności wstrząsów spowodowanych trzęsieniem ziemi z dnia 14/08/2021 r., godz. 12:29:09.6 (UTC) na obszarze Półwyspu Tiburon (Haiti) – oprac. USGS.

W obu przypadkach trzęsień ziemi z dnia 14/08/2021 oraz historycznego z dnia 12 stycznia 2010 r. źródło wstrząsów znajdowało się płytko (głęb. 10 km) pod powierzchnią w strefie jednego z dwóch głównych, czynnych, regionalnych systemów uskokowych w regionie Haiti. Na rys. 3 zaprezentowano szkic tektoniczny z lokalizacją tych stref uskokowych.

Rys. 3. Szkic tektoniczny rozciągłości głównych, regionalnych stref uskokowych w północnej części płyty karaibskiej w rejonie łańcucha wysp Wielkich Antyli (źródło: Gonâve microplate - Enriquillo–Plantain Garden fault zone - Wikipedia).

Oba źródła wstrząsów usytuowane były w strukturze uskoku Enriquillo-Plantain Garden (Enriquillo-Plantain Garden Fault Zone - EPGFZ) o rozciągłości W-E, zlokalizowanego w południowej części wyspy Haiti i przebiegającego wzdłuż osi Półwyspu Tiburon. Wraz ze strefą uskokową Septentrional (Septentrional Fault Zone – SFZ) uskoki te wyznaczają granicę bloku, który w obrębie płyty karaibskiej określany bywa mianem mikropłyty Gonave. Kumulowanie się naprężeń i ich rozładowywanie na kontakcie bloków strukturalnych przesuwających się względem siebie wzdłuż rozciągłości uskoku EPGFZ było przyczyną nie tylko obu ostatnich zdarzeń sejsmicznych, ale równie silnych, podobnych zjawisk, które zdarzyły się w nieodległej przeszłości, a które niszczyły stolicę kraju Port-au-Prince w latach 1860, 1770 i 1751.

Najnowszemu zjawisku o magnitudzie M7.2 z dnia 14/08/2021 r. towarzyszą liczne wstrząsy wtórne, w tym także o magnitudzie M>5. Od dnia 14/08/2021r., godz. 12:00:00 UTC do dnia 16/08/2021 r. godz. 09:00:00 UTC w rejonie obszaru epicentralnego wstrząsu głównego zarejestrowanych zostało łącznie 138 odczuwalnych (M>2.5) zjawisk sejsmicznych (w tym 1 zjawisko poprzedzające o magnitudzie M3.7 z godz. 11:06:28).

Lokalizację epicentrów odczuwalnych wstrząsów wtórnych zaprezentowano na rys. 4. Statystykę tych zjawisk w tabeli 2.

Rys. 4. Lokalizacja epicentrum trzęsienia ziemi o magnitudzie M7.2 z dnia 14/08/2021 r., godz. 12:29:09.6 UTC w regionie HAITI oraz odczuwalnych wstrząsów wtórnych (M>2.5), zarejestrowanych po wstrząsie głównym do dnia 16/08/2021 r. do godz. 09:00:00 (UTC) - oprac. PSG, dane EMSC, mapa bazowa PAT). Na rys. wniesiono lokalizację epicentrum historycznego, katastrofalnego trzęsienia ziemi w regionie HAITI o magnitudzie (EMSC) M7.1, (M7.0 USGS) z dnia 12/01/2010 r.

Tab. 2. Statystyka wstrząsów (wstrząs poprzedzający, wstrząs główny
i wstrząsy wtórne) zarejestrowanych w regionie Haiti w okresie od 14/08/2021, godz. 11:00:00 UTC do 16/08/2021, godz. 09:00:00 UTC.

Regionalne tło dla wydarzenia z dnia 14/08/2021 r., godz. 12:29:09.6 (UTC) stanowi mapa sejsmotektoniczna zaprezentowana na rys. 5. Oryginał mapy opracowany został przez specjalistów USGS. Na mapie naniesiono lokalizacje epicentrów zdarzeń sejsmicznych o magnitudzie M>=5.5 jakie zostały udokumentowane w tej części globu od roku 1900 do roku 2016. Oryginalna, sejsmotektoniczna mapa bazowa została uzupełniona o lokalizację epicentrów trzęsień ziemi o magnitudzie M>=5.5, które miały miejsce pomiędzy 01/01/2017 r. a 15/08/2021 r.

Rys. 5. Regionalna mapa sejsmotektoniczna z obszaru Morza Karaibskiego oraz obszarów sąsiadujących z lokalizacją epicentrów zjawisk sejsmicznych o magnitudzie M>=5.5 zarejestrowanych od 1900 roku do dnia 15/08/2021 r. (oprac. i uzup. PSG, dane EMSC za okres od 01/01/2017 do 15/08/2021 r., mapa bazowa USGS).

W tym okresie od 01/01/2017 do 15/08/2021 r.  w granicach ramki mapy z rys. 5 zarejestrowano w bazie danych EMSC 106 trzęsień ziemi o magnitudzie M>=5.5. Statystykę tych zdarzeń przedstawiono w tabeli 3.

Tab. 3. Statystyka wstrząsów o magnitudzie powyżej M>=5.5 zarejestrowanych w okresie od 01/01/2017 do 15/08/2021 na terytorium ograniczonym ramką mapy z rys. 5.

Trzęsienie ziemi o magnitudzie M7.2 z dnia 14/08/2021 r., godz. 12:29:09.6 (UTC) rejestrowane było również w sieci PSG_Sejs_NET państwowej służby geologicznej. Na rys. 6 pokazano zapisy falowe składowych Z, N, E wektora prędkości fal sejsmicznych zarejestrowane na stacjach PG14 (Hołowno, gm. Podedwórze, pow. parczewski) i PG15 (Dziwie, gm. Przedecz, pow. kolski) monitoringu sejsmicznego w laboratoriach geodynamicznych PSG. Wizualizacja z rys. 6 pokazuje sygnał przefiltrowany filtrem pasmowym Butterwortha w zakresie (5 Hz-5 s). Dłuższe okresy zostały odfiltrowane ze względu na to, że były to rejestracje fal powierzchniowych bardzo silnego zjawiska M7.0, które miało miejsce w regionie półwyspu Alaska w dniu 14/08/2021 r. o godzinie 11:57:42.4 UTC i nakładały się one na pierwsze wstąpienia fal podłużnych (P) i poprzecznych (S) zjawiska M7.2 z Haiti.

Odległość stacji PG14 od epicentrum wstrząsów wynosi ok. 8880 km (80°), natomiast od stacji PG15 ok. 8570 km (77°). Pierwsze wstąpienia fal sejsmicznych zarejestrowane zostały na stacji PG14 o godz. 12:41:18.6 UTC, tj. po upływie 11 min 09.0 s od momentu zdarzenia, natomiast na stacji PG15 o godz. 12:41:04.7 UTC, tj. po upływie 11 min 56.1 s.

Rys. 6. Obraz falowy z zapisem rejestracji trzęsienia ziemi o magnitudzie M7.2 z epicentrum w regionie HAITI z dnia z dnia 14/08/2021 r., godz. 12:29:09.6 UTC zarejestrowane przez szerokopasmowe stacje sejsmologiczne PSG zlokalizowane w laboratoriach geodynamicznych: w Hołownie (PG14) oraz w Dziwiu (PG15). Czerwonym kolorem zaznaczone zostały wstąpienia fal podłużnych (P) i poprzecznych (S).

Raport opracował zespół z Centrum Geozagrożeń w składzie:

mgr inż. Tomasz Czerwiński,               T. Czerwinski

mgr inż. Mirosław Musiatewicz,             M . Musiatewicz

mgr Przemysław Kowalski,                P. Kowalski

mgr inż. Kamila Karkowska,               K. Karkowska

Opracowanie Komunikatu na stronę projektu – mgr Maja Kowalska Program Kartografia Geologiczna.