Gdyby nie pandemia COVID-19, dr Krzysztof Gaidzik, adiunkt z Instytutu Nauk o Ziemi Wydziału Nauk Przyrodniczych na Uniwersytecie Śląskim, kontynuowałby wieloletnie badania w Ameryce Łacińskiej (zapoczątkowane w 2008 roku, a wznowione podczas stażu podoktorskiego), których najważniejszym celem jest rozpoznanie zależności pomiędzy silnymi trzęsieniami ziemi w meksykańskiej i peruwiańskiej strefie subdukcji, płytkimi trzęsieniami związanymi z uskokami skorupowymi a rzeźbą terenu. Wyjazdy pokrzyżował koronawirus, a ponieważ nauka nie znosi próżni, w 2020 roku geolog rozpoczął pierwsze w Polsce badania archeosejsmologiczne w zamkach i kościołach Dolnego Śląska, Beskidów i Gór Świętokrzyskich (projekt finansowany z programu „Swoboda badań”).

Dr Krzysztof Gaidzik

Długa droga od geologii strukturalnej do aktywnej tektoniki, czyli od tego, co wydarzyło się miliony lat temu, do czasów współczesnych, zaowocowała wartością dodaną, stał się nią aspekt społeczny. Czy to w odległych Andach, w Meksyku, czy w Polsce najważniejszym efektem pracy badawczej zdaniem dr. Krzysztofa Gaidzika jest wyposażenie lokalnych społeczności w wiedzę o zagrożeniach, określenie przybliżonego czasu ich ponownego wystąpienia, a także możliwego stopnia ich intensywności.

– Pomysł badań archeosejsmologicznych w południowej Polsce pojawił się już w 2018 roku – wspomina adiunkt. – Podczas kongresu naukowego w Belgii poświęconego aktywnej tektonice poznałem prof. Miklósa Kázméra z Budapeszteńskiego Uniwersytetu Loránda Eötvösa, rok później skorzystałem z jego zaproszenia na wyjazd do Jordanii, gdzie mogliśmy uczestniczyć w prowadzonych tam badaniach archeosejsmologicznych. Ich celem było poszukiwanie śladów historycznych trzęsień ziemi. Stwierdziliśmy wówczas, że zastosowaną tam metodykę w obiektach liczących dużo ponad tysiąc lat warto byłoby zaaplikować w Europie Środkowej, która traktowana jest zazwyczaj jako obszar asejsmiczny. Katalogi historycznych trzęsień ziemi w Europie są stosunkowo ubogie. Tymczasem z wyliczeń statystycznych prof. M. Kázméra dotyczących Europy Środkowej wynika, że nie wiemy prawdopodobnie o około 90 procentach historycznych trzęsień ziemi na tych terenach.

Naczelną ideą projektu było uzupełnienie katalogu historycznych trzęsień ziemi w Polsce, który otwiera data 1496. O wcześniejszych wydarzeniach nie wiemy nic pewnego. Naukowiec poszukuje śladów wcześniejszych ruchów sejsmicznych. W pierwszym katalogu (1902 r.) czeski geodeta Wacław Laska na terytorium Polski odnotował 14 trzęsień ziemi w okresie średniowiecza, 70 lat później Janusz Pagaczewski przytacza ich 26. Na początku XXI wieku prof. Barbara Guterch z Instytutu Geofizyki PAN wymienia już 69 głównych trzęsień ziemi i zdaniem badaczki lista ta jest wciąż otwarta.

– Decyduje o tym nie tylko stałe doskonalenie metod badawczych, największy wpływ na zawartość katalogu ma weryfikacja, wymiana myśli naukowej pomiędzy naukowcami z różnych ośrodków. Sejsmologia historyczna opiera się bowiem głównie na zachowanych śladach i zapiskach historycznych. Konfrontacja źródeł czeskich, słowackich, niemieckich czy austriackich jest bezcenna – przyznaje dr K. Gaidzik.

Krzywa wieża w Ząbkowicach Śląskich. Znaczne odchylenie tego obiektu od pionu jest często łączone z trzęsieniem ziemi z 1590 roku (Annales Francostenenses), choć inne źródła podają również rok 1594

Realizację projektu poprzedziły bardzo staranne przygotowania. Pierwszym etapem były badania przeprowadzone wspólnie z prof. M. Kázmérem we Włoszech, Austrii i Rumunii, czyli w miejscach, w których trzęsienia ziemi są znacznie lepiej udokumentowane. – Obserwacja dobrze zachowanych śladów ruchów sejsmicznych była niezbędna, aby nauczyć się rozpoznawać ewidentne ślady trzęsień, aby oglądając podobne struktury w Polsce, mieć pewność, że są one bez wątpienia wynikiem trzęsień ziemi – podkreśla geolog. Projekt wymagał także zdobycia wiedzy architektonicznej, nabycia umiejętności rozróżniania stylów i znajomości literatury historycznej, później przyszła kolej na kwerendy po archiwach miejskich, kościelnych, muzealnych i oglądanie setek fotografii. Informacje zawarte w kronikach czy annałach niestety nie są źródłem doskonałym, zapiski dokonywane głównie przez osoby duchowne często okazują się niewiarygodne i mocno przerysowane, co udowodniła prof. B. Guterch na przykładzie opisu silnego trzęsienia ziemi w 1443 roku w Krakowie, o którym pisze w Rocznikach Jan Długosz. Bywa, że trzęsień ziemi nie chciano ujawniać, ponieważ były one uznawane za gniew Boga, duchowni więc nie chcieli przyznać, że w ich diecezji ludzie tak bardzo grzeszyli, że ściągnęli na siebie karę bożą. Wiele dokumentów pochłonęły także toczone w Europie wojny. Po wstępnej selekcji naukowcy wyodrębnili około stu obiektów, większość stanowią kościoły romańskie i gotyckie.

Zainteresowanie badaczy wzbudzają wszelkie deformacje, a także nietypowe renowacje. Podpory, które są zbudowane w kilku różnych stylach architektonicznych, czy odchylone od pionu mury są sygnałem wzywającym do poszukiwań w zachowanych dokumentach i do ustalenia przyczyn ich powstania. Źródłem są także dostępne notatki ekip remontowych, które wśród wielu danych technicznych ujawniają czasem cenne informacje na temat stanu murów, naprawionych defektów, zamurowanych okien, portali itp.

– Przesunięcie w tę samą stronę w płaszczyźnie horyzontalnej kolumn podpierających wieżę w kolegiacie w Kłodzku najprawdopodobniej powstało w efekcie przejścia fali sejsmicznej, gdyż trudno sobie wyobrazić inną przyczynę takiej deformacji. Kolejnym przykładem są łuki nad oknami. Przesunięty blok centralny jest zazwyczaj opisywany jako sztandarowy ślad trzęsienia ziemi. Niestety, stwierdzenie trzęsienia ziemi to jedno, lecz oszacowanie jego skali jest już znacznie trudniejszym zadaniem, które nie zawsze jest możliwe tylko za pomocą narzędzi archeosejsmologii – przyznaje badacz.

Kolejnymi dowodami są świadectwa remontów (np. naprawy ściany, zwłaszcza jej pionowanie powyżej zdeformowanego łuku), a szczególnie zmiany stylu, np. z romańskiego na gotycki czy neoklasycyzm przy widocznych deformacjach na poszczególnych etapach, co pozwala na dokładne datowanie wstrząsów.

Deformacje gotyckiego portalu kolegiaty pod wezwaniem św. Marcina z Tours w Opatowie sugerujące ich powstanie w wyniku trzęsienia ziemi

Ze stu wytypowanych obiektów ponad dziesięć wskazuje z bardzo dużym prawdopodobieństwem, że zachowane na nich ślady dokumentują występujące na tym terenie różnej intensywności ruchy tektoniczne. Budowle znajdują się m.in. w Kłodzku, Wrocławiu, Świdnicy, Ząbkowicach Śląskich, Nysie, Brzegu, Złotoryi, Jaworze, Raciborzu, Opatowie. Niestety, niektóre z tych obiektów są pokryte tynkiem, który maskując deformacje, jest jednym z naszych największych wrogów – podkreśla naukowiec. Oto kilka przykładów.

Krzywa wieża w Ząbkowicach Śląskich zwana śląską Pizą. Jest najwyższą krzywą wieżą w Polsce – ma 34 metry wysokości, a jej obecne odchylenie od pionu wynosi 2,14 metra. Z zachowanych dokumentów wynika, że przechylenie to nastąpiło w 1590 roku w wyniku lokalnego trzęsienia ziemi lub w 1598 roku wskutek silnych ruchów tektonicznych, których epicentrum znajdowało się w pobliskim Bardzie.

Szydłów posiada interesujące przypory, ustawione w miejscach, gdzie „nie powinny być”, np. przy synagodze czy niewielkiej budowli w rogu dziedzińca zamkowego, także XIV-wieczny kościółek z opadniętym bloczkiem nad wejściem sugerują występowanie tu trzęsień ziemi.

W kolegiacie romańskiej w Opatowie, jednym z najcenniejszych zabytków, który przetrwał ponad 800 lat, w dokumentach pojawia się wzmianka o katastrofie budowlanej, w wyniku której zawaleniu uległy wieża i część prezbiterium, zdarzenie to miało miejsce pół wieku po wzniesieniu świątyni (na początku XIII wieku). Błąd budowniczych jest mało prawdopodobny, ponieważ wieżę od prezbiterium dzieli zbyt duża odległość, co wskazuje na możliwy efekt trzęsienia ziemi.

Dr Krzysztof Gaidzik nie ma wątpliwości: skoro 200 i 100 lat temu na tych terenach pojawiły się trzęsienia ziemi, to musiały one występować także wcześniej. Naukowiec pragnie kontynuować projekt, w przyszłości przewiduje rozszerzenie zespołu o badaczy z Niemiec i z NASA.

– Nie możemy zamknąć się w granicach państwowych, musimy prowadzić badania w granicach jednostek geologicznych. Znakomitym przykładem jest sudecki uskok brzeżny oddzielający blok sudecki od przedsudeckiego. Wiadomo, że był on aktywny 5–20 mln lat temu. Czy jest nadal? Czesi przeprowadzili badania, robiąc szurfy, którymi dowiedli jego aktywności jeszcze w plejstocenie (od 2,58 mln do 11,7 tys. lat) i prawdopodobnie na początku holocenu. Chcemy ustalić, czy młodsze trzęsienia ziemi są wynikiem aktywności tego czy innych uskoków. W tej części Europy rzadko myślimy o zagrożeniu sejsmicznym, tak jakby ono w ogóle nie istniało, a to błąd – konkluduje geolog.