Trzęsienie ziemi na Jan Mayen odkryło słaby punkt Arktyki: zmarzlinę, która przestaje trzymać skały

Wstrząs o magnitudzie 6,5, do którego doszło 10 marca 2025 roku w okolicy arktycznej wyspy Jan Mayen, sam w sobie nie zaskoczył sejsmologów – ten region leży na aktywnej granicy płyt tektonicznych i doświadczał już mocniejszych trzęsień. Zaskoczeniem było jednak to, co stało się ze zboczem: runęło z niego około miliona metrów sześciennych skał, których obecności nie dało się znaleźć na zdjęciach satelitarnych z ostatnich czterech dekad. Zdaniem badaczy trzęsienie było jedynie mechanizmem spustowym, a prawdziwym winowajcą okazał się stok, wcześniej systematycznie podkopywany przez zmieniający się klimat.

Milion metrów sześciennych skał ruszył w dół

Jan Mayen to wyspa oddalona o niecałe 500 km od wschodniego wybrzeża Grenlandii i około 550 km na północ od Islandii. Administracyjnie podlega Norwegii, choć w praktyce jej jedynymi stałymi mieszkańcami są pracownicy stacji meteorologicznej. Krajobraz wyspy ma charakter wulkaniczny, a dominuje nad nim Beerenberg – najbardziej północnie położony aktywny wulkan na Ziemi, z którego stoków lodowce spływają w kierunku wybrzeża na dystansie sięgającym niemal 2000 metrów.

To właśnie w takim otoczeniu doszło do wstrząsu o magnitudzie 6,5. Jego epicentrum wyznaczono w rejonie uskoku Jan Mayen, jakieś 7 km od klifu górującego nad lodowcem Kjerulf. Kilka minut po głównym trzęsieniu doszło do zawalenia się fragmentu stromej skalnej ściany. Według szacunków naukowców w dół osunęło się od 0,81 do 1,17 mln metrów sześciennych bazaltowych skał, które pokryły około 0,9 km kw. powierzchni lodowca Kjerulf, docierając niemal do samej linii brzegowej.

Skutki wstrząsu odczuł też pobliski lodowiec Weyprecht. Analiza zdjęć satelitarnych ujawniła, że silne drgania gruntu wywołały tam proces cielenia się lodu, czyli odrywania jego fragmentów. Pojedyncze zdarzenie tektoniczne uruchomiło zatem kilka niezależnych, ale powiązanych procesów naraz.

Pytanie, czym wyjątkowa była reakcja stoku, jest tym bardziej zasadne, że Jan Mayen trudno nazwać obszarem sejsmicznie spokojnym. Przebiega tam uskok transformacyjny przecinający Grzbiet Śródatlantycki, a region ten w przeszłości notował już trzęsienia o magnitudzie bliskiej 7.

W 2018 roku w tym samym rejonie odnotowano wstrząs o magnitudzie 6,8. Trzęsienie z 2025 roku, choć silne, nie było więc czymś, co przekraczałoby zwykłe oczekiwania geologów wobec tego obszaru. Tym bardziej zastanawia fakt, że przegląd blisko 40 lat zdjęć satelitarnych nie ujawnił wcześniejszej lawiny skalnej wywołanej trzęsieniem o podobnej skali. To skłoniło naukowców do poszukiwania odpowiedzi nie w charakterze samych wstrząsów, lecz w kondycji zbocza.

Lód działał jak cement pomiędzy skałami

Kluczem do zagadki okazała się wieloletnia zmarzlina. W szczelinach arktycznych skał zalega zamrożona woda, która – pozostając lodem przez długi czas – potrafi spajać popękany masyw skalny podobnie jak spoiwo. Nie tworzy z niego jednolitego bloku, ale znacząco zwiększa jego odporność na przesuwanie się fragmentów i rozszerzanie pęknięć. Problem zaczyna się, gdy temperatury systematycznie rosną przez wiele lat.

Lód wypełniający spękania ogrzewa się i okresowo topnieje, a zmarzlina traci część swojej wytrzymałości mechanicznej. Tworzą się nowe drogi przepływu wody, szczeliny się poszerzają, a powtarzające się cykle zamarzania i rozmarzania stopniowo przebudowują wewnętrzną strukturę stoku.

Serwis Spider's Web już wcześniej informował, że rozmarzająca zmarzlina może zmieniać swoje właściwości znacznie wcześniej, niż całkowicie zniknie. Badania jej przepuszczalności wykazały, że materiał, który przez tysiące lat skutecznie spajał popękaną skałę, z czasem przestaje pełnić tę funkcję równie dobrze.

Zespół badawczy, który przeanalizował zdarzenie na Jan Mayen, zestawił dane sejsmiczne z modelowaniem drgań gruntu, pomiarami infradźwięków, zdjęciami satelitarnymi o wysokiej rozdzielczości oraz wieloletnimi rejestrami temperatury powietrza. Pomiary infradźwięków pozwoliły precyzyjnie połączyć moment osunięcia się lawiny z głównym wstrząsem. Jeszcze bardziej interesujące informacje dały jednak zdjęcia wykonane przed samą katastrofą.

Między 2019 a 2024 rokiem na tym samym stoku doszło do kilku mniejszych obrywów skalnych. Oznacza to, że zbocze nie przeszło błyskawicznie ze stanu pełnej stabilności do katastrofy w dniu 10 marca – jego degradacja trwała już wcześniej, a trzęsienie było tylko ostatnim impulsem, który przelał czarę.

Ten scenariusz potwierdzają dane klimatyczne z ostatnich dekad. Na Jan Mayen temperatury wzrosły w sposób wyraźny – od końca lat 90. praktycznie nie zdarzają się już tam ekstremalnie mroźne zimy, a jednocześnie coraz częściej notowane są anomalnie ciepłe dni letnie. Naukowcy opisują lawinę jako tzw. co-seismic failure, czyli zawalenie wywołane bezpośrednio przez wstrząs sejsmiczny, ale zachodzące na stoku, który wcześniej został osłabiony przez zmiany klimatu i degradację zmarzliny.

Klimat nie spowodował trzęsienia

Badanie nie sugeruje, że globalne ocieplenie doprowadziło do trzęsienia ziemi o magnitudzie 6,5 – za sam wstrząs odpowiada ruch na aktywnym uskoku tektonicznym. Zmiana klimatu mogła jednak wpłynąć na to, jak powierzchnia zareagowała na te drgania.

Można to porównać do domu, który przez lata niszczyła wilgoć. Silny podmuch wiatru bywa bezpośrednią przyczyną zawalenia dachu, ale ten sam wiatr nie zrobiłby żadnej różnicy w przypadku zdrowej konstrukcji. W tym przypadku „zużytą konstrukcją” był skalny stok, którego stabilność zależała od zmarzliny. Rozróżnienie to ma znaczenie, ponieważ na świecie istnieje wiele regionów, w których trzęsienia ziemi, lodowce i wieloletnia zmarzlina współistnieją.

Autorzy badania mówią o zagrożeniach kaskadowych. Pierwsze zdarzenie nie musi stanowić największego problemu samo w sobie – może natomiast uruchomić kolejną serię procesów. Trzęsienie wstrząsa osłabionym zboczem, zbocze się osuwa, masa skał trafia na lodowiec, a inny fragment lodowca zaczyna się cielić. Gdyby podobny materiał skalny wpadł do jeziora, fiordu lub innego zbiornika wodnego, mógłby dodatkowo wywołać potężną falę.

Podobną zdolność trzęsień ziemi do przebudowywania obszarów lodowcowych obserwowano niedawno w przypadku lodowca Hubbarda na Alasce, gdzie radar satelity NISAR uchwycił zmiany całkowicie niewidoczne spod grubej pokrywy lodu. Na bezludnym Jan Mayen katastrofa na szczęście nie pochłonęła żadnych ofiar – skały zasypały jedynie lodowiec, a nie osadę ludzką. W gęściej zaludnionych regionach, takich jak Alaska, Islandia, Himalaje czy Alpy, ten sam mechanizm mógłby przebiegać zupełnie inaczej.

Źródło: Spider's Web