Trzęsienie ziemi Chi-Chi z 1999 roku: co się stało i co zmieniło

Jedna wrześniowa noc

Trzęsienie zaczęło się o 17:47 czasu uniwersalnego 20 września 1999 roku, czyli o 1:47 w nocy 21 września na Tajwanie. Raport Centrum Badań nad Ograniczaniem Skutków Trzęsień Ziemi japońskiego instytutu RIKEN umieszcza epicentrum w punkcie 23,85° N, 120,81° E, tuż na północ od Chi-Chi w powiecie Nantou, na głębokości około 7 kilometrów. To płytko, co jest jednym z powodów, dla których wstrząsy na powierzchni były tak gwałtowne.

Magnitudy różnią się w zależności od instytucji. Centralne Biuro Meteorologiczne – tak nazywała się wtedy Centralna Administracja Meteorologiczna – podało magnitudę 7,3 w swojej skali lokalnej, a Służba Geologiczna Stanów Zjednoczonych magnitudę momentu 7,6. Obie liczby mierzą co innego i nie są ze sobą sprzeczne. Sejsmolodzy opisują je jako najsilniejsze trzęsienie ziemi, jakie w XX wieku wystąpiło na lądzie Tajwanu.

Pęknięcie na 100 kilometrach

Trzęsienie rozerwało uskok Chelungpu, biegnący z północy na południe wzdłuż zachodniego przedgórza środkowego Tajwanu. To uskok nasuwczy, nachylony pod łagodnym kątem około 30° ku wschodowi: wschodnie skrzydło zostało wypchnięte w górę i nasunięte na zachodnie. Pęknięcie objęło mniej więcej 100 kilometrów.

Drgania w pobliżu uskoku były ekstremalne. W południowej części uskoku przyspieszenia gruntu w niektórych miejscach przekroczyły przyspieszenie ziemskie, 1 g, grunt poruszał się z prędkością do 300 centymetrów na sekundę, a przemieszczenia sięgały 8 metrów. Wstrząs główny wywołał też dwa kolejne trzęsienia o magnitudzie około 6, każde w pobliżu znanego uskoku.

Właśnie takie uskoki tworzy w środkowym Tajwanie zderzenie płyt filipińskiej i euroazjatyckiej – wyjaśnia to artykuł Dlaczego na Tajwanie jest tyle trzęsień ziemi?

Ofiary i Tajpej

Raport RIKEN, powołując się na wstępny raport tajwańskiego Narodowego Centrum Badań nad Inżynierią Sejsmiczną z października 1999 roku, podaje 2333 zabitych, 10 002 rannych i 8773 uszkodzone budynki. To dane wstępne z tygodni po katastrofie, a nie ostateczny bilans.

Zniszczenia nie ograniczyły się do okolic epicentrum. Silne drgania dotarły do miast oddalonych nawet o 150 kilometrów i zniszczyły kilka wysokich budynków w Kotlinie Tajpej. Te odległe szkody są jednym z powodów, dla których sejsmolodzy uważnie badają, jak miękkie osady pod Tajpej reagują na duże trzęsienia w innych częściach wyspy; kotlinę opisuje strona Miasto i region.

Choć tak silne, Chi-Chi nie było najtragiczniejszym trzęsieniem w udokumentowanej historii Tajwanu. Tabela historycznych trzęsień z pęknięciami powierzchni, opublikowana przez Służbę Geologiczną Stanów Zjednoczonych, podaje ponad 3000 ofiar śmiertelnych trzęsienia z 21 kwietnia 1935 roku i 1258 – trzęsienia z 17 marca 1906 roku.

Skarb dla sejsmologii

Chi-Chi uderzyło w momencie, który uczynił je wyjątkowym dla nauki. W 1996 roku Centralne Biuro Meteorologiczne zakończyło rozbudowany program instalacji przyrządów do pomiaru silnych drgań – ponad 600 nowoczesnych urządzeń cyfrowych. Kiedy przyszło trzęsienie, zarejestrowały je.

Efekt, opisany w „Bulletin of the Seismological Society of America”, to ponad 30 000 cyfrowych zapisów silnych drgań wstrząsu głównego i tysięcy wstrząsów wtórnych: największy zbiór takich danych zarejestrowany z dużego trzęsienia od początków sejsmologii silnych drgań w latach 30. XX wieku. Ponad 60 stanowisk pomiarowych leżało w odległości do 20 kilometrów od pęknięcia, co według autorów pięciokrotnie zwiększyło liczbę takich zapisów z bliskiego pola dostępnych na całym świecie.

Zapisy wykonane blisko dużego uskoku są rzadkie i szczególnie cenne, bo pokazują, jak zachowują się grunt i budynki przy najsilniejszych wstrząsach. Korzystają z nich sejsmolodzy badający, jak pękają uskoki, i inżynierowie piszący normy budowlane. CWA podkreśla, że zapisy jej stacji silnych drgań należą do najważniejszych danych wejściowych norm projektowania sejsmicznego, z których korzystają inżynierowie.

Co zmieniło się potem

Centrum Sejsmologiczne CWA wprost wiąże kolejny etap swojej pracy z katastrofą. Po trzęsieniu Chi-Chi z 1999 roku Narodowa Rada Nauki postanowiła wzmocnić badania sejsmiczne i zapobieganie katastrofom. W 2000 roku uruchomiła międzyresortowy program badań trzęsień ziemi i aktywnych uskoków, w ramach którego Centralne Biuro Meteorologiczne zbudowało nowoczesny system monitoringu sejsmicznego: sejsmometry szerokopasmowe wspólnie z Academia Sinica i Narodowym Uniwersytetem Centralnym, stacje GPS oraz obserwacje wód podziemnych wspólnie z Agencją Zasobów Wodnych.

Postęp nastąpił też we wczesnym ostrzeganiu. W 2001 roku centrum opracowało technikę „wirtualnej podsieci”, dzięki której aglomeracje oddalone od epicentrum mogły otrzymywać wczesne ostrzeżenia, a od 2004 roku kolejny etap prac miał skrócić czas alarmu poniżej 30 sekund. Usługę wczesnego ostrzegania uruchomiono w 2013 roku, a od 2016 roku alarmy trafiają też na telefony przez system ostrzegania publicznego. Jak ten system działa dziś i czego nie potrafi, wyjaśnia strona Trzęsienia ziemi.

Instytut Nauk o Ziemi Academia Sinica, który współtworzył nowe sieci, opisuje strona Academia Sinica.