Geozagrożenia - ebook

Wstęp

Dziesięć lat po pierwszym wydaniu przez Wydawnictwo Naukowe PWN Katastrof przyrodniczych w 2007 r. oddajemy czytelnikom kolejną książkę na temat groźnych żywiołów przyrody. Geozagrożenia to znacznie rozszerzona i unowocześniona wersja wydanej wówczas książki. Dziesięć lat w życiu człowieka to całkiem długi czas, natomiast w dziejach Ziemi, liczącej ponad 4,5 mld lat, to zaledwie „mgnienie oka”. Jednak należy odnotować, że w ostatniej dekadzie wydarzyło się wiele katastrofalnych wydarzeń, m.in. trzęsień ziemi, powodzi, erupcji wulkanicznych, cyklonów, wielkich osunięć ziemi. Jednym z ostatnich przed złożeniem tej książki do druku była katastrofalna powódź w Chinach w lipcu 2016 r., która zniszczyła ponad 50 tys. budynków i zmusiła do ewakuacji ponad 6 mln osób! A zanim książka się ukaże, ludzie w różnych regionach świata przeżyją zapewne jeszcze wiele nieszczęść spowodowanych przez siły natury. Niektóre z ostatnich katastrof udało nam się przedstawić w niniejszej książce. Duża liczba klęsk przyrodniczych w ostatniej dekadzie upoważnia również autorów do refleksji, graniczącej z przekonaniem, że żyjemy w trakcie niezwykle aktywnego okresu rozwoju naszej planety. Zapewne fazy takie w historii Ziemi zdarzały się bardzo często.

Tylko w 2015 r. odnotowano 150 poważnych katastrof przyrodniczych, które dotknęły miliony obywateli, w większości na kontynencie azjatyckim. Poniżej sześć największych:

- Trzęsienie ziemi w Nepalu spowodowało śmierć 9 tys. osób i zniszczenie około miliona budynków.
- Powódź w Ćennaj (Indie) uśmierciła 379 osób i spowodowała zniszczenie 100 tys. akrów ziem uprawnych o wartości 190 mln dolarów.
- Susza w południowych Indiach spowodowała śmierć 2 tys. osób w stanach Andhra Pradesh i Telangana.
- Tajfun w Mjanma (dawna Birma), Bangladeszu i Indiach był przyczyną śmierci 117 osób i spowodował konieczność przesiedlania ponad 100 tys. osób. Wywołał też liczne powodzie i osuwiska.
- Powodzie w Malawi i Mozambiku powstałe w wyniku obfitych opadów spowodowały ogromne straty materialne.
- Susza w Etiopii wywołała klęskę głodu. Pilnej pomocy oczekuje ok. 1 mln osób, w tym tysiące dzieci. Liczba ofiar śmiertelnych pozostaje nieznana.

W 2016 r. także w innych częściach świata doszło do klęsk wywołanych przez siły natury:

- 16 kwietnia trzęsienie ziemi w północno-zachodnim Ekwadorze, o magnitudzie 7,8, spowodowało 661 ofiar śmiertelnych.
- 24 sierpnia nastąpiło trzęsienie ziemi w regionie Lacjum w środkowych Włoszech. Miało magnitudę „tylko” 6, lecz w gruzach legło całe miasto Amatrice. Zginęło niemal 300 osób, a 2,5 tys. zostało bez dachu nad głową.
- Na początku października huragan Matthew zaatakował basen Morza Karaibskiego i wybrzeża Florydy. Najbardziej ucierpiało Haiti, gdzie zginęło niemal 1000 osób.

Początek 2017 r. również nie był spokojny w Europie. W nocy z 18 na 19 stycznia na włoski hotel Rigopiano położony w gminie Farindola koło Pescary w Abruzji, znajdujący się na wysokości 1200 m n.p.m., zeszła lawina spowodowana wcześniejszymi wstrząsami sejsmicznymi. Hotel częściowo się zawalił i niemal całkowicie został przysypany śniegiem. Lawina przesunęła budynek o 10 m. Pochłonęła 29 ofiar śmiertelnych.

Bez wątpienia musimy się liczyć z kontynuacją tych gwałtownych zdarzeń również w najbliższej przyszłości, a być może, jak twierdzą klimatolodzy, niektóre z nich będą jeszcze częściej występować niż obecnie. Przesłaniem tej książki jest więc ugruntowanie świadomości o istniejących zagrożeniach i w dalszej perspektywie ograniczenie negatywnego wpływu człowieka (który w wielu przypadkach jest niemały) na powstawanie niektórych z nich.

Autorzy obecnego wydania książki zdecydowali się na zatytułowanie jej Geozagrożenia, jako że omawiane zagrożenia wynikają przede wszystkim z aktywności Ziemi jako planety, choć wzmacniający, nie zawsze zamierzony wpływ na nie ma też niekiedy działalność człowieka. Z uwagi na to, że autorzy wykorzystali w obecnej książce ilustracje z Katastrof przyrodniczych, książkę Geozagrożenia można traktować jako uaktualnioną i znacznie rozszerzoną wersję tej poprzedniej.

Istnieje wiele definicji oraz klasyfikacji zagrożeń i katastrof przyrodniczych. Na ogół są one określane jako wydarzenia skoncentrowane w czasie i przestrzeni, podczas których giną ludzie (w skrajnych przypadkach nawet kilkaset tysięcy czy kilka milionów osób), a straty materialne bywają ogromne. Niektóre z nich jednak wykraczają poza ramy lokalne i obejmują swym oddziaływaniem cały glob. Ich przebieg jest zróżnicowany – od zjawisk nagłych, gwałtownych, do powolnych. Pewne kataklizmy można przewidzieć, inne są zupełnie nieoczekiwane. Są katastrofy spowodowane czynnikami naturalnymi i takie, które powstały wskutek działalności człowieka. Stopień ich natężenia i niszczące skutki określa się z reguły liczbą ofiar śmiertelnych i osób dotkniętych żywiołem, ale też szacunkiem ekonomicznym spowodowanych przez nie strat materialnych.

Jedna z klasyfikacji zagrożeń przyrodniczych została przedstawiona przez C. Barreta i innych w 1991 r., którzy dzielą je na pięć głównych grup:

- geologiczne (trzęsienia ziemi, wulkanizm, ruchy masowe, tsunami, erozja);
- hydrologiczne/hydrogeologiczne (powodzie, osuszanie, lawiny itp.);
- oceanograficzne (powodzie w strefie przybrzeżnej, zmiany poziomu morza, zanieczyszczenia akwenów itp.);
- meteorologiczne (sztormy, cyklony, zawieje śnieżne itp.);
- związane z pokrywą wegetacyjną (susze, pustynnienie, stepowienie, pożary, szarańcza).

Podział ten nie jest jednak doskonały, gdyż zagrożenia przyrodnicze zaliczane do poszczególnych grup (np. meteorologicznej, wegetacyjnej czy hydrologicznej) często się zazębiają. Bywa i tak, że zagrożenia z jednej grupy prowadzą do powstawania innych zagrożeń zakwalifikowanych do innej grupy (ryc. 1). Na przykład bardzo często osuwiska, traktowane jako zagrożenia geologiczne, powstają wskutek powodzi, czyli zagrożenia hydrologicznego. Trzęsienie ziemi nierzadko wywołuje katastrofalne osuwiska czy fale tsunami. Huragan może być przyczyną powodzi, a towarzyszące mu ulewne deszcze – spływów kamienno-błotnych itp. Przywołana klasyfikacja zagrożeń przyrodniczych nie obejmuje również zagrożeń natury kosmicznej, które w ostatnich latach, głównie dzięki licznym filmom fabularnym, znajdują się, naszym zdaniem niezupełnie słusznie, w centrum uwagi.

Ryc. 1. Relacje między kategoriami katastrof przyrodniczych

Najbardziej interesującą nas grupę zagrożeń przyrodniczych – zagrożenia geologiczne – można podzielić na związane z czynnikami egzogenicznymi, czyli działającymi na powierzchni Ziemi (ruchy masowe, erozja, cyrkulacja atmosfery), oraz z czynnikami endogenicznymi, wynikającymi z procesów zachodzących w jej wnętrzu (trzęsienia ziemi, wulkanizm). Bardzo często mamy jednak do czynienia ze zjawiskami złożonymi, co niestety utrudnia także ich przewidywanie, na przykład znane są przypadki powstawania osuwisk na szeroką skalę w związku ze wstrząsami sejsmicznymi lub też lawin kamienno-błotnych czy spływów popiołowo-błotnych związanych z erupcją wulkanu.

Katastrofy przyrodnicze: powodzie, huragany, trzęsienia ziemi, erupcje wulkaniczne, osuwiska czy wreszcie uderzenia ciał kosmicznych były i są przyczyną wielu tragedii. Według przybliżonych statystyk w dziesięciu największych katastrofach przyrodniczych XX w. zginęło ponad 6 mln ludzi. Tylko w trakcie jednej ogromnej powodzi na rzece Jangcy w Chinach w 1931 r. straciło życie 3,7 miliona osób. W tym samym kraju w trzęsieniu ziemi w mieście Tangshan w 1976 r. zginęło ponad 779 tys. osób. To dane przerażające, dające się porównać tylko z liczbą ofiar największych konfliktów wojennych, pomijając jedynie obie wojny światowe. Na szczęście, dzięki położeniu geograficznemu i warunkom geologicznym, Polska nie figuruje na listach miejsc największych katastrof przyrodniczych, które wydarzyły się na świecie w czasach historycznych, choć niektóre z nich wydarzały się dość często.

Do niedawna Polska była uważana za kraj niemal pozbawiony zagrożeń naturalnych. W istocie, nasze państwo wyróżnia się pod tym względem pozytywnie wśród krajów Europy, a zwłaszcza jej południowej części, nie wspominając już o krajach pozaeuropejskich, gdzie według statystyk następuje ok. 90% wszystkich katastrof naturalnych na Ziemi.

Nie znaczy to, że nie zdarzały się u nas żadne większe nieszczęścia. Źródła historyczne donoszą o trzęsieniach ziemi, które następowały na Podhalu i w innych rejonach południowej i południowo-zachodniej Polski (ostatnie groźniejsze przejawy tych zjawisk odnotowano w XVIII w.). Przekazy historyczne mówią też o wstrząsach sejsmicznych w północnej Polsce, a nawet o dużych falach na Bałtyku, przypominających tsunami. Dość częste były również katastrofalne powodzie, przede wszystkim na naszych głównych rzekach Wiśle i Odrze. Choć liczba ofiar była stosunkowo mała (dziesiątki lub setki osób), powodowały one jednak i powodują nadal znaczące straty materialne, są przyczynami ludzkich tragedii, a niekiedy wywołują nawet wstrząsy polityczne.

Przełomowe dla uświadomienia społeczeństwu skutków zagrożeń naturalnych było lato 1997 r. Katastrofalna powódź na Odrze i jej dopływach spowodowała ogromne straty materialne i pochłonęła kilkadziesiąt ofiar. Pod wodą znalazły się duże obszary przygraniczne Czech, Niemiec i Polski. Zalane zostały m.in. duże dzielnice Opola i Wrocławia.

Wkrótce potem „ruszyły” Karpaty. Na niespotykaną wcześniej skalę uaktywniły się tam bądź powstały nowe osuwiska. W tym wypadku także zanotowano ofiary śmiertelne, a wiele gospodarstw i domów, stanowiących dorobek kilku pokoleń, przepadło bezpowrotnie. Zniszczone zostały również drogi i mosty. Rychło okazało się, że do tej pory niemal nigdy przed przystąpieniem do budowy nowych domów lub planowaniu inwestycji nie zasięgano, niestety, opinii geologów na temat możliwości powstawania na tym terenie osuwisk. A zagrożenie nimi w Karpatach jest znaczne i nie maleje, co można łatwo zaobserwować, zwłaszcza na wiosnę, po śnieżnych zimach oraz po intensywnych opadach, natomiast powstrzymanie raz uruchomionego stoku jest trudne i wymaga znacznych nakładów finansowych.

Zamiarem autorów tej książki było również uświadomienie Czytelnikowi skali zagrożeń przyrodniczych, zarówno tych, które na naszych ziemiach występują tylko sporadycznie, jak i tych, których obecność odczuwamy na co dzień. Czytelnik będzie mógł się zapoznać z regionalnymi i globalnymi zagrożeniami i katastrofami przyrodniczymi, które powodują, że oblicze naszej planety nigdy nie jest spokojne. Będzie tak dopóki nasza planeta będzie „żyła”. Życie to warunkowane jest w największym stopniu wewnętrznym ciepłem Ziemi. Gdy go zabraknie, zniknie motor wprowadzający w ruch poszczególne jej sfery, który w skrajnych przypadkach rodzi katastrofy przyrodnicze. Katastrofy, o których w ostatnich latach coraz obszerniej donoszą środki masowego przekazu. Katastrofy, którymi mieszkaniec Ziemi jest straszony w sposób mniej lub bardziej (rzadziej) rozsądny.

Nie sposób ustrzec się kataklizmów, ale można poznać ich naturę, aby łagodzić ich skutki. Temu właśnie poświęcona jest niniejsza książka. Autorzy chcieli, by Czytelnik znalazł w niej nie tylko opisy i przyczyny zjawisk, lecz także możliwości im przeciwdziałania, niekiedy też przewidywania ich, minimalizowania ryzyka i strat materialnych.

Książka jest przeznaczona dla szerokiego kręgu odbiorców: dla studentów i uczniów, dla nauczycieli i wykładowców, dla urzędników rządowych i samorządowych, decydentów oraz dla wszystkich interesujących się zmiennym obliczem naszej planety i zachodzącymi na niej gwałtownymi zjawiskami. Rozkład akcentów, dobór przykładów są oczywiście subiektywne, choć autorzy starali się zachować obiektywizm i prezentują rozmaite katastrofy przyrodnicze w różnych miejscach naszego globu. Czytelnik nie znajdzie tu sensacji, lecz chłodną informację o najważniejszych zagrożeniach przyrodniczych, które w przeszłości Ziemi potrafiły w sposób gwałtowny i katastrofalny zmieniać jej oblicze, prowadząc w konsekwencji przede wszystkim do spustoszenia w obrębie biosfery.

Świat skurczył się obecnie do niewielkich rozmiarów dzięki rozwiniętej i szybkiej komunikacji. Polski Czytelnik może teraz znaleźć się w obliczu każdego z zagrożeń, każdej z katastrof opisywanych w książce, gdyż ma możliwość bez przeszkód udać się w każdy zakątek naszego globu. Byłoby więc ze wszech miar wskazane, gdyby poszerzył swą wiedzę w tym zakresie i uświadomił sobie, jakie niebezpieczeństwa mogą na niego czekać w odwiedzanym regionie. Wszak gdyby edukacja turystów i mieszkańców była właściwa, fale tsunami w basenie Oceanu Indyjskiego w 2003 r. nie pochłonęłyby tak wielu ofiar. Także gdyby w budownictwie na obszarach sejsmicznych przestrzegano zawsze surowych norm, rozmiary tragedii, takiej jak ostatnie trzęsienie ziemi w Nepalu, byłyby znacznie mniejsze.

Podobnie jak w przypadku poprzedniego wydania autorzy będą wdzięczni Czytelnikom za wszelkie uwagi na temat książki i poruszanych w niej zagadnień. Miłym obowiązkiem autorów jest też podziękowanie kolegom, którzy umożliwili im wykorzystanie wielu ilustracji w tej książce. Szczególne podziękowania należą się Pani Katarzynie Włodarczyk-Gil z Wydawnictwa Naukowego PWN oraz redaktorowi książki, Panu Janowi Puskarzowi, za bardzo uważną redakcję, która pozwoliła uniknąć pomyłek i przejęzyczeń.

Marek Graniczny

Włodzimierz Mizerski

Warszawa, grudzień 2016 r.

Z wielkim żalem informuję szanownych Czytelników, że w końcu kwietnia, w pełni sił twórczych zmarł mój Przyjaciel – współautor książki, prof. dr hab. Marek Graniczny. Polska geologia poniosła wielką stratę. Cześć Jego pamięci!

Włodzimierz Mizerski

24 kwietnia 2017 r.Rola wulkanizmu w dziejach Ziemi

W dziejach Ziemi wulkanizm był zarówno istotnym czynnikiem kształtowania jej powierzchni, jak też odegrał ważną rolę w formowaniu się litosfery, atmosfery i hydrosfery w początkowych fazach rozwoju planetarnego. W ciągu pierwszych kilkuset milionów lat istnienia naszej planety (4,5–3,8 mld lat temu) intensywność procesów wulkanicznych była nieporównywalnie większa od współczesnej. Szczególna rola przypada zjawiskom wulkanicznym w erze archaicznej. To dzięki nim zaczęła powiększać się hydrosfera i zaczął zmieniać się pierwotny skład atmosfery ziemskiej. Przez zjawiska wulkaniczne zmieniać się też zaczął pierwotny charakter skorupy ziemskiej, gdy na powierzchnię zaczęły wylewać się lawy kwaśne. W późniejszych okresach geologicznych zjawiska te nasilały się w trakcie ruchów górotwórczych. Najstarsze ślady wulkanizmu aktywnego po uformowaniu się litosfery wraz ze skorupą ziemską znajdują się w jądrach kontynentów – są to zmetamorfizowane prekambryjskie skały wulkaniczne, powstałe w pierwszych cyklach tektoniczno-magmowych. Świadectwem późniejszej działalności są rozległe i grube pokrywy law, pochodzące głównie z wylewów szczelinowych, będących dawniej znacznie częstszym zjawiskiem niż obecnie. Pokrywy o powierzchni setek tysięcy kilometrów kwadratowych i grubości kilku tysięcy metrów tworzyły się zarówno na obszarach kontynentalnych (na przykład platobazalty południowej Afryki, Dekanu, Syberii czy południowej części Ameryki Południowej), jak i oceanicznych, od wczesnego paleozoiku do paleogenu. Badając skały wulkaniczne z odległych epok geologicznych, można wnioskować o ewolucji obszarów, na których skały te występują. Lawy poduszkowe będą informować o tym, że dany obszar znajdował się pod wodą; obecność skał kwaśnych sugeruje, że w czasie ich powstawania obszar, na którym występują, miał skorupę kontynentalną; występowanie andezytów (obojętnych skał wylewnych) pozwala przypuszczać, że obszar, gdzie się one teraz znajdują, mógł być niegdyś takim łukiem wyspowym, jakim dzisiaj są Wyspy Japońskie.

Wulkanizm wpływał też na klimat na Ziemi. Koronnym tego przykładem jest gigantyczna erupcja wulkanu Pinatubo sprzed ćwierćwiecza, która miała wielki i dość nieoczekiwany wpływ na cały ziemski klimat. Odczuła go nawet Europa. Grupa naukowców, której przewodził Georgij Stenchikov z Rutgers University z USA, opisała, jak siarczanowe aerozole z filipińskiego wulkanu zaburzyły na dwa lata krążenie powietrza w polarnej strefie naszej półkuli. Utworzył się tam olbrzymi wir zwany Oscylacją Arktyczną, który tak zakręcił zimnym powietrzem nad biegunem, że nie mogło ono przedrzeć się na południe. Dzięki temu zimy w Europie były w 1992 r. i 1993 r. znacznie cieplejsze niż zwykle. Pinatubo ochronił nas wtedy przed falami arktycznych mrozów. Do atmosfery ziemskiej dostało się od 15 do 30 mln ton dwutlenku siarki. Planetę otaczała warstwa popiołu, która spowodowała spadek średniej temperatury o 0,5°C oraz degradację warstwy ozonowej. Rok 1992 zapisał się dzięki temu jako najchłodniejszy od lat 70. XIX wieku. Jak sądzą naukowcy, wulkan wpływał na pogodę jeszcze zanim wybuchł, za pomocą emitowanych gazów, przynosząc w różnych częściach świata fale upałów i susze. Jednak przed 25 laty doszło też do wyjątkowo zabójczego zbiegu okoliczności. W filipińską wyspę Luzon w momencie jednej z największych erupcji w historii ludzkości uderzył tajfun Yunya. Spotęgowana moc wulkanu i tajfunu pozbawiła życia setki ludzi. Wszystko zaczęło się na początku czerwca, kiedy w rejonie wulkanu Pinatubo doszło do całej serii potężnych trzęsień ziemi. Zdecydowano się wówczas ewakuować ludność z najbardziej zagrożonej strefy. W powietrze zaczął się wzbijać popiół wulkaniczny, który z czasem był przenoszony przez wiatr na wody Pacyfiku. Gorące powietrze nad Filipinami stało się przyczyną powstania olbrzymiej chmury burzowej, która 11 czerwca 1991 r. przeistoczyła się w cyklon tropikalny. Formacja powoli przemieszczała się na północ, w kierunku wyspy Luzon, gdzie 12 czerwca doszło do gigantycznej erupcji wulkanu Pinatubo. W tym samym czasie chmury tajfunu, który zdecydowanie przybrał na sile, przysłoniły niebo nad wyspą i wulkanem. Zrobiło się tak ciemno, jak w samym środku nocy, jedynie błyskawice rozświetlały mrok. Z chmur zaczął lać deszcz, który wymieszany był z gęstym popiołem wulkanicznym. Padało tak mocno i długo, że doszło do powodzi i obsunięć ziemi, które zniszczyły wiele miejscowości. Jeszcze nigdy nie zdarzyło się, żeby dwa żywioły szalały w jednym czasie. 17 czerwca tajfun Yunya osłabł i zanikł nad rejonem Tajwanu, wulkan Pinatubo zaś emitował chmurę popiołu jeszcze przez kilka następnych dni. Bilans tajfunu i wulkanu okazał się dramatyczny, ponieważ śmierć poniosło ok. 800 osób, tysiące zostało rannych, a zniszczeniu uległo 80 tys. domostw z których ewakuowano 200 tys. ludzi. Wielu ciał nie udało się odnaleźć, ponieważ spoczęły pod zwałami błota.

Zaburzenia klimatyczne stwierdzono również po pierwszym zarejestrowanym wybuchu wulkanu Nevado del Ruiz w Kolumbii (1595 r.), Laki na Islandii (1783 r.) oraz El Chichón w Meksyku (1982 r.). Erupcja tego ostatniego była jedną z największych, po wybuchu Krakatau w 1883 r. Wybuch ten był silniejszy również niż wybuch Mount St. Helens w 1980 r. W zapiskach syryjskiego biskupa Jana z Efezu znajdujemy opis zdarzeń po 535 r. n.e.: Słońce ściemniało i mroczność utrzymywała się przez 18 miesięcy. Dzień trwał zaledwie 4 godziny, a cienie były zaledwie zauważalne. Przyczyną tego mogła być wielka erupcja wulkaniczna w rejonie okołorównikowym. A gdyby współcześnie w ciągu roku nastąpiło kilka wielkich erupcji? Przez powstały wówczas pył promienie słoneczne przebijałyby się z wielką trudnością i musiałoby to się odbić na klimacie całej Ziemi w latach następnych.

W mediach często znajdujemy informacje, że głównym sprawcą zmian klimatu obserwowanych obecnie na Ziemi są jej mieszkańcy. Okazuje się jednak, że inni badacze podają w wątpliwość antropogeniczny charakter zmian klimatu. Tym razem uczeni wskazują na podwodne wulkany, których udział w bilansie produkcji CO₂ był dotychczas pomijany. Orientacyjnie szacuje się, że 80% całej aktywności wulkanicznej na Ziemi zachodzi pod wodą. Niektórzy klimatolodzy coraz częściej skłaniają się ku koncepcji, że nie można w bilansie klimatycznym pomijać roli wulkanów. Wskazują na fakt, że chwilowe globalne ocieplenie skończyło się ok. 20 lat temu właśnie z uwagi na aktywność wulkaniczną, w wyniku której emitowane związki siarki w naturalny sposób regulują ilość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi. Potwierdzają to najnowsze badania przeprowadzone w Uniwersytecie Columbia, wskazujące na podmorskie wulkany jako główny czynnik zmian klimatu. Między innymi oszacowano, że podmorskie wulkany emitują rocznie do 8 razy więcej lawy w stosunku do ich lądowych odpowiedników. Wyliczono także, że emisja wulkaniczna pod wodą oceanów wynosi minimum 88 mln ton CO₂. Ma to również wpływ na zakwaszenie oceanów. Badania wykazały również, że gdy tylko Ziemia się ochładzała, poziom mórz obniżał się, co powodowało zmniejszenie objętości oceanów i tym samym zmniejszenie nacisku wody na dno oceaniczne. W takiej sytuacji erupcje były bardziej gwałtowne. Gdy klimat zaczął się ogrzewać, wody zaczęło przybywać i erupcje stały się spokojniejsze z obfitymi wylewami lawy, tworzącymi w niektórych przypadkach wulkany tarczowe. Ustalono również, że aktywność wulkanów podmorskich ma związek z orbitą Ziemi. Gdy staje się ona bardziej eliptyczna, Ziemia jest ściskana i rozciągana przez grawitację Słońca. Ma to wpływ na ruch magmy we wnętrzu Ziemi i w konsekwencji na aktywność wszystkich ziemskich wulkanów, nie tylko tych podmorskich. Biorąc powyższe pod uwagę, istniejące modele klimatyczne powinny być poważnie przemyślane od nowa.

W czasie szczególnie silnej aktywności wulkanicznej w przeszłości Ziemi w atmosferze ziemskiej unosiły się ogromne ilości pyłów, które zmniejszały wielkość docierającej do powierzchni planety energii słonecznej, doprowadzając do obniżenia temperatury, co mogło mieć istotny wpływ na cyrkulację prądów oceanicznych, rozkład ośrodków barycznych, wreszcie na migracje roślin i zwierząt, a nawet prowadzić do całkowitego wyginięcia całych populacji. Obserwuje się związki między okresami wielkich wymierań w dziejach Ziemi a wielkimi erupcjami wulkanicznymi. Z granicą perm–trias wiążą się wielkie wylewy na obszarze Syberii, z granicą trias–jura – wielkie erupcje na obszarze Sudanu, z granicą mezozoik–kenozoiku – wielkie erupcje na obszarze Grzbietu Hawajskiego i Półwyspu Indyjskiego. Mimo popularności, jaką cieszy się teoria wyginięcia dinozaurów w wyniku następstw upadku na Ziemię dużego ciała kosmicznego, wielu naukowców upatruje przyczyny ich wymierania właśnie we wzmożonej aktywności wulkanicznej.

Wulkany w Polsce

W Polsce działalność wulkaniczna przejawiała się kilkakrotnie, przy czym najsilniej rozwinął się wulkanizm związany z orogenezą waryscyjską w późnym paleozoiku, obejmujący obszary Sudetów, region śląsko-krakowski, Lubelszczyznę i zachodnią część Niżu Polskiego. Wśród gór różnego wieku (między innymi w Sudetach) bardzo często występują resztki dawnych wulkanów, a w obrębie skał osadowych można znaleźć powstałe wówczas popioły wulkaniczne.

Na terenach Polski w dawnych epokach geologicznych aktywność wulkaniczna była znaczna, świadczą o tym liczne skały wulkaniczne, takie jak: porfiry, trachity, andezyty, melafiry, diabazy czy bazalty. Występują one głównie w trzech regionach, w okolicach Krakowa, Pieninach oraz w Sudetach i na ich przedpolu. Wiele z nich było od lat eksploatowanych i wykorzystywanych w budownictwie, drogownictwie itp., obecnie należy otaczać je ochroną, aby zachować piękno unikalnego krajobrazu i świadectwo dawnych epok geologicznych.

Wulkany okolic Krakowa

Działalność wulkaniczna w tym rejonie należy do zjawisk towarzyszących końcowym ruchom górotwórczym, określanym jako waryscyjskie lub hercyńskie. Aktywność wulkaniczna rozpoczęła się w późnym karbonie, najintensywniejszy wulkanizm występował we wczesnym permie. Był on jednak słabszy niż na terenie Sudetów. Skład lawy zmieniał się w czasie i na tej podstawie wyróżniono cztery cykle wulkanizmu. Ślady tej działalności można zaobserwować w nieczynnym kamieniołomie w Regulicach koło Alwerni. Występujące tutaj skały powstały w pierwszym cyklu wulkanicznym karbońsko-permskim. Stanowiły trzy potoki lawowe pomiędzy dwoma poziomami skał piroklastycznych. W powierzchniowej części potoków, na skutek gwałtownego odgazowania, powstały liczne pęcherze, tworząc gąbczastą skałę. Na podstawie składu mineralnego skały te zostały zaliczone do trachybazaltów lub trachyandezytów. Lokalnie nazywane są również melafirami. Nieco odmienną skałą wulkaniczną jest porfirowa skała nieczynnego kamieniołomu w Miękini. W skale, w tle skalnym o barwie od szarofioletowej do ciemnoczerwonej, widoczne są kryształy skaleni. Na podstawie składu mineralnego określono ją jako ryolit. Ryolity były eksploatowane w tym kamieniołomie od 1852 r. i używane głównie do budowy dróg i do produkcji betonu. Efektem działalności wulkanicznej są także ryolity odsłonięte w czynnym kamieniołomie położonym na wschód od wsi Zalas. Znajdujące się tutaj skały stanowią część wielkiej intruzji odsłaniającej się również w innych miejscach. Intruzja ma formę zbliżoną do lakkolitu (intruzja w kształcie bochenka lub grzyba o płaskim spągu i wypukłym stropie). Powstała ona w drugim cyklu wulkanicznym karbońsko-permskim.

W czasie wybuchów wulkanów następowało wyrzucanie materiału piroklastycznego, z którego powstały tufy. Można je zaobserwować w nieczynnym kamieniołomie na południowym stoku Kowalskiej Góry koło Filipowic. Powstanie tufów filipowickich jest wiązane z trzecim cyklem wulkanicznym karbońsko-permskim.

Wulkany okolic Pienin

Aktywność wulkaniczna pienińskiego pasa skałkowego była związana z alpejskimi ruchami górotwórczymi. Najsilniejszy wulkanizm występował w późnym paleogenie (miocen) i był najprawdopodobniej związany z okresowym nasileniem aktywności tektonicznej. Był to czas wieńczący zniszczenie dawnego zbiornika morskiego. Intrudowały wówczas magmy o składzie andezytów. Współcześnie pozostały po nich jedynie skały intruzji znajdujące się głębiej, głównie dajki (intruzje zgodne z ułożeniem skały, przez które intrudowały) i sille (intruzje niezgodne z ułożeniem skał intrudowanych). Intrudująca magma wykorzystywała istniejące uskoki. Obszar przejawów działalności wulkanicznej jest niewielki i ciągnie się na przestrzeni 20 km, od wsi Kluszkowce do okolic Szczawnicy. Współczesną pozostałością schyłkowej aktywności wulkanicznej w tym regionie są wody mineralne, określane jako szczawy.

W górze Wdżar znajdują się stromo zapadające żyły andezytowe. Występuje tu kilka odmian andezytów. Mają one strukturę porfirową. Tło skalne ma barwę od ciemnej do jasnej. Zawiera też fenokryształy (kryształy w skałach magmowych większe od otaczającego tła, o mniej lub bardziej zaznaczonej, właściwej sobie postaci) skaleni, amfiboli i piroksenów. Część skały góry Wdżar mogła stanowić trzon wulkaniczny.

Paleozoiczne wulkany Dolnego Śląska

Przejawem najstarszej aktywności wulkanicznej w Sudetach są kambryjskie lawy poduszkowe, powstałe podczas wylewów pod wodą. Gorąca lawa w zetknięciu z wodą tworzy specyficzne formy kuliste. We Wleńskim Gródku (część wsi Łupki koło Wlenia) lawy poduszkowe stanowią naturalny fundament piastowskiego zamku. Były to wylewy zasadowej lawy, z której powstały ciemne bazalty.

Do tej samej działalności wulkanicznej, jak w rejonie Krakowa, należą skały wulkaniczne powstałe w końcowym etapie waryscyjskich ruchów górotwórczych. Działalność wulkaniczna rozpoczęła się w późnym karbonie, jednak najsilniej zaznaczyła się we wczesnym permie. Wulkanizm miał zmienny charakter, od zasadowego do kwaśnego. Magma mogła przemieszczać się ku powierzchni wzdłuż systemu głębokich spękań.

Jednym z najbardziej znanych odsłonięć dolnopermskich skał wulkanicznych są organy wielisławskie. Są to skały o porfirowej strukturze, z wyraźnymi fenokryształami kwarcu, skaleni i biotytu. Należą do kwaśnych skał – ryolitów. Stosunkowo niedaleko, w okolicy Czarnego Boru, znajdują się kolejne kamieniołomy z dolnopermskimi skałami wulkanicznymi – Grzędy i Borówko. Skały w tych kamieniołomach nazywane są lokalnie melafirami, ich skład odpowiada trachybazaltom. Bardzo interesującym odsłonięciem z dolnopermskimi skałami wulkanicznymi jest nieczynny kamieniołom w Tłumaczowie koło Nowej Rudy. Występują w nich również trachybazalty. W kamieniołomie odsłania się prawie cały przekrój przez pokrywę lawową. Znajduje się tam również komin erupcyjny, którym wydostawała się magma.

Kenozoiczne wulkany Dolnego Śląska

Kenozoiczne wulkany Dolnego Śląska należą do najlepiej zachowanych w Polsce. Najstarsze skały wulkaniczne pochodzą z oligocenu (kamieniołom Męcinka). Działalność wulkaniczna mogła się zakończyć w pliocenie lub nawet w plejstocenie. W tym czasie wzmożony wulkanizm występował w wielu rejonach Europy Środkowej, m.in. na terenach obecnych Czech i Słowacji. Kenozoiczna formacja wulkaniczna występuje na całym obszarze Dolnego Śląska, sięgając ku wschodowi aż po Górę Świętej Anny. Na Dolnym Śląsku przeważały wulkany typu tarczowego o zasadowym charakterze lawy. Występują one w formie kominów wulkanicznych, pokryw lawowych i żył. W licznych kamieniołomach są odsłonięte zazwyczaj głębsze partie wulkanów, ich części górne zostały zniszczone przez erozję. W okolicach Jawora występuje kilka większych pokryw lawowych mających koło Lubania Śląskiego do 100 m miąższości. Niekiedy występuje kilka kolejnych wylewów oddzielonych utworami piroklastycznymi. Bazalty występujące w Górach Kaczawskich i na Pogórzu Izerskim są czarne lub ciemnoszare. Kryształy występujące w bazaltach mają drobne wymiary; są to oliwiny i pirokseny.

Kominy wulkaniczne tworzą piękne stożki sterczące ponad otoczeniem. Są one znane z okolic Złotoryi, na przykład Ostrzyca, Wilcza Góra czy Góra Zamkowa.

Góra Ostrzyca koło Proboszczowa wygląda jak stożek wulkaniczny i stanowi rezerwat przyrody nieożywionej. Jest zbudowana z czarnej skały – bazanitu o drobnych, nierozróżnialnych makroskopowo kryształach. Prawdopodobnie góra stanowi jedynie fragment oryginalnego stożka wulkanicznego.

Na podstawie przeglądu skał i form wulkanicznych na terenie Polski jedno możemy powiedzieć z pewnością: aktywność wulkaniczna nie stanowi bezpośredniego zagrożenia w naszym kraju. Co więcej, wskazane jest wspiąć się na szczyt stożka wulkanicznego i kontemplować piękno otaczającej przyrody. Czy się jednak wulkany nigdy nie przebudzą? Nie jest to prawda absolutna. Procesy, które przed milionami lat doprowadziły do powstania dolnośląskiej strefy wulkanicznej, wciąż są żywe. Napór płyty afrykańskiej trwa, a budowa gór systemu alpejskiego nie jest ukończona. Jak wskazują liczne przykłady, procesy takie intensyfikują się okresowo. Tak więc kiedyś rzymski bóg Wulkan może sobie jeszcze przypomnieć o prowincji dolnośląskiej, fragmencie swojego wielkiego królestwa.

Wulkania

Na terenie wygasłego pasma wulkanicznego Chaîne des Puys w Masywie Centralnym w Owernii (środkowa Francja) znajduje się europejski park wulkaniczny – Vulcania. Park został otwarty w 2002 r., a inicjatorem jego budowy został były prezydent Francji, Valéry Giscard d’Estaing. W 2005 r. park odwiedziło ok. 355 tys. gości. Można tam połączyć rozrywkę dla całej rodziny z poszerzeniem wiedzy na temat zjawisk wulkanicznych. W kilkunastu salach, znajdujących się w większości pod ziemią, goście zapoznają się z budową geologiczną wnętrza Ziemi, oglądają skutki erupcji wulkanicznych, a także doświadczyć trzęsienia ziemi. Wszystko można obejrzeć na stronie internetowej parku (http://www.vulcania.com/2005/anglais).

Nawiasem mówiąc, francuska Owernia i niemieckie góry Eifel, to drugi kraniec tej samej strefy, która ciągnie się od Góry Świętej Anny na Opolszczyźnie w kierunku zachodnim, poprzez środkowe Niemcy, aż do Francji, tworząc tak zwaną środkowoeuropejską prowincję bazaltową.

Czy możemy więc mówić o polskiej Wulkanii? Oczywiście tak! Współczesna polska Wulkania to malowniczy rejon rozciągający się w obrębie pogórzy Kaczawskiego i Izerskiego, porośniętych lasami niewysokich wzgórz, spośród których wystają gdzieniegdzie wyższe, czasem strzeliste wzniesienia o regularnym kształcie. Gdyby cofnąć się w czasie o „drobne” 20–30 mln lat, przed naszymi oczami roztaczałby się całkowicie odmienny krajobraz: czarne kikuty skalne kominów wulkanicznych tryskające pióropuszami ognia, a po stokach kilkusetmetrowych stożków spływające potoki rozżarzonej lawy, łączące się z sobą i tworzące rozległe pola lawowe. To nie czysta wyobraźnia, geolodzy na terenie Dolnego Śląska zidentyfikowali ponad 300 powierzchniowych wystąpień skał wulkanicznych, w tym 44 ślady stożków wulkanicznych. Jest również interesujące, że miasta i miasteczka zachodniej części Dolnego Śląska są odwrotnością losu ich włoskich odpowiedników. Tamte, jak na przykład Pompeje, przestały istnieć zgładzone przez wulkany. Natomiast dolnośląskie powstały, bo miały się z czego budować. Przykładem tego jest zbudowany na bazalcie i również z bazaltu średniowieczny Lubań. Pamiętajmy również, że darem wulkanizmu są kamienie ozdobne, słynne dolnośląskie agaty i ametysty. Wszystkie cytowane fakty przemawiają za inwestowaniem w „polską Wulkanię”.