Choć trzęsienia ziemi o takiej sile są mocno odczuwalne, zazwyczaj nie powodują poważnych zniszczeń ani ofiar w ludziach. Jednak tak duża liczba wstrząsów budzi niepokój wśród mieszkańców, którzy stale odczuwają drgania ziemi. Naukowcy z Instytutu Geofizyki PAN kierują pracami międzynarodowego zespołu badaczy z Grecji, Polski, Włoch, Nowej Zelandii, Japonii, Meksyku i Niemiec, który bada sygnatury sejsmiczne i potencjalne prekursory dużych trzęsień ziemi. W obliczu nagłej aktywności sejsmicznej w rejonie Santorini badacze z Polski i Grecji skoncentrowali się na analizie tego zjawiska, starając się zrozumieć jego przyczyny i potencjalne konsekwencje.

Dlaczego na Santorini ziemia się trzęsie?

Santorini leży w obszarze wysokiej aktywności tektonicznej i wulkanicznej, na styku płyt tektonicznych: afrykańskiej i euroazjatyckiej. Napięcia tektoniczne w tym obszarze prowadzą do powstawania łuku wysp wulkanicznych, w tym samego Santorini, które jest kalderą aktywnego wulkanu. Dodatkowo obszar ten podlega rozciąganiu skorupy ziemskiej, co sprzyja powstawaniu uskoków normalnych. Gdy naprężenia w tych strukturach przekraczają wartości krytyczne, dochodzi do ich gwałtownego uwolnienia, co skutkuje trzęsieniami ziemi.

Naukowcy rozważają trzy główne hipotezy tłumaczące przyczyny obecnej aktywności sejsmicznej. Pierwsza zakłada, że jest to rozładowanie naprężeń tektonicznych po długim okresie ich gromadzenia się w skorupie ziemskiej. Gdy naprężenie przekroczy wartości progowe, dochodzi do jego gwałtownego uwolnienia, co skutkuje pękaniem skał i wstrząsami sejsmicznymi. Drugim możliwym wyjaśnieniem jest wzrost aktywności wulkanicznej pod powierzchnią wyspy. Wędrówka płynów geotermalnych wzdłuż uskoków może osłabiać skały i zmniejszać ich odporność na pękanie, co prowadzi do zwiększonej aktywności sejsmicznej. Najbardziej prawdopodobnym jest jednak trzeci scenariusz, czyli interakcja napięć tektonicznych z aktywnością wulkaniczną. W tym przypadku ruchy tektoniczne i procesy magmowe oddziałują na siebie, wspólnie wpływając na obecną sytuację.

Czy dojdzie do katastrofy?

Choć obecna aktywność sejsmiczna budzi niepokój, nie ma jednoznacznych dowodów na to, że doprowadzi ona do katastrofalnego trzęsienia ziemi. W historii regionu jednak takie zdarzenia miały miejsce – w 1956 roku doszło do trzęsienia ziemi o magnitudzie 7,7, które wywołało tsunami. W przypadku wystąpienia podobnego wstrząsu możliwe są poważne konsekwencje, takie jak silne drgania zagrażające budynkom oraz tsunami mogące uderzyć w Grecję, Turcję i wyspy Morza Egejskiego.

Tureccy naukowcy przewidują trzy możliwe scenariusze rozwoju sytuacji:

• Kontynuacja aktywności bez katastrofy – wstrząsy mogą stopniowo słabnąć nie prowadząc do większych zagrożeń;
• Silne trzęsienie ziemi i tsunami – w najgorszym skrajnym przypadku może dojść do wstrząsu o magnitudzie 7,0 lub większej, co mogłoby wywołać niebezpieczne tsunami;
• Erupcja wulkanu połączona z aktywnością sejsmiczną – możliwe jest również wystąpienie erupcji wulkanicznej, co mogłoby wywołać dodatkowe wstrząsy i tsunami.

Czy wstrząsy w rejonie Santorini są powiązane z innymi wstrząsami obserwowanymi w Europie?

17 lutego 2025 zarejestrowano trzęsienie ziemi w Portugali. Według danych Europejsko-Śródziemnomorskiego Centrum Sejsmologicznego (EMSC) miało ono magnitudę 4,7. Wstrząsy były odczuwalne w Lizbonie i w okolicznych miastach, co wzbudziło pytania, czy te zjawiska mogą być powiązane z trwającą aktywnością sejsmiczną w rejonie Santorini oraz czy oznaczają wzrost zagrożenia sejsmicznego w Europie. Uspakajamy, nie ma dowodów na to, by zjawiska sejsmiczne w Santorini miały jakikolwiek wpływ na aktywność sejsmiczną w innych częściach Europy. Obecne wstrząsy ograniczają się do obszaru o wymiarach około 25 km × 25 km, a ich źródło leży w lokalnych naprężeniach tektonicznych i procesach magmowych charakterystycznych dla tego regionu. Tego rodzaju lokalne sekwencje sejsmiczne są częstym zjawiskiem w aktywnych strefach tektonicznych i nie wskazują na globalny lub kontynentalny wzrost zagrożenia sejsmicznego.

Dlaczego obserwowane wstrząsy są nietypowe?

W większości przypadków, gdy obserwujemy serię wstrząsów sejsmicznych, mamy do czynienia z wstrząsami wtórnymi (ang. aftershocks). Są to mniejsze trzęsienia ziemi, które następują po głównym wstrząsie, pochodząc z tego samego źródła i stopniowo wygasając. 

W przypadku Santorini sytuacja wygląda inaczej - nie zaobserwowano jednego dominującego wstrząsu głównego, a aktywność sejsmiczna utrzymuje się na wysokim poziomie przez długi czas. Naukowcy określają takie zjawisko mianem roju sejsmicznego (ang. earthquake swarm), czyli serii wielu wstrząsów o podobnej sile, występujących na ograniczonym obszarze w krótkim okresie. Czas trwania rojów sejsmicznych jest bardzo zróżnicowany. Mogą one trwać od kilku dni do kilku miesięcy, a nawet lat.

Jak wyjaśnia prof. Beata Orlecka-Sikora z Instytutu Geofizyki PAN: To prawdopodobnie najbardziej energetyczne trzęsienie rojowe zarejestrowane do tej pory w Grecji. Jego nietypowy charakter wynika z wyjątkowo dużej liczby wstrząsów o podobnej magnitudzie, które występują w krótkim czasie na ograniczonym obszarze. W przeciwieństwie do klasycznych sekwencji sejsmicznych, w których po głównym trzęsieniu następuje stopniowe wygaszanie wstrząsów wtórnych, wstrząsy rojowe nie mają jednego dominującego wstrząsu głównego, występują w krótkim czasie w dużej liczbie i charakteryzują się zbliżoną magnitudą. Wstrząsy rojowe występują w specyficznych warunkach, np. przy migracji fluidów (magmy, gazów) we wnętrzu Ziemi.

Dotychczas na Santorini nigdy nie zarejestrowano tak intensywnej i długotrwałej sekwencji wstrząsów. Skumulowana energia i ciągłość trzęsień wzbudziły niepokój zarówno wśród naukowców, jak i mieszkańców. W związku z tym greckie władze podjęły decyzję o częściowej ewakuacji zagrożonych rejonów.

Jaki wkład w prowadzone badania mają naukowcy z Polski?

Międzynarodowy zespół naukowców z  Polski i Grecji, kierowany przez naukowców z Instytutu Geofizyki PAN: prof. Stanisława Lasockiego i prof. Beatę Orlecką-Sikorę, prowadzi badania nad aktywnością sejsmiczną w rejonie Santorini.

Polscy badacze koncentrują się na opracowaniu narzędzi do krótkoterminowej prognozy trzęsień ziemi, wykorzystując modele pozwalające określić prawdopodobieństwo wystąpienia wstrząsów o określonej magnitudzie. Analizując dynamikę procesów sejsmicznych, zauważyli, że w pewnych sytuacjach tuż przed dużym wstrząsem aktywność sejsmiczna zaczyna wykazywać wysoki stopień regularności.

Jak wyjaśnia prof. Beata Orlecka-Sikora: Zaobserwowaliśmy, że w niektórych przypadkach bezpośrednio przed silnym wstrząsem proces sejsmiczny staje się wyjątkowo regularny. Analiza kilkudziesięciu zdarzeń sejsmicznych potwierdziła tę zależność, co doprowadziło nas do opracowania nowego wskaźnika – współczynnika regularności ewolucji sejsmicznej.

Współczynnik regularności ewolucji sejsmicznej pozwala ocenić stopień uporządkowania lub nieregularności aktywności sejsmicznej w czasie. Parametr ten bada zmienność cech sejsmicznych, takich jak czas między kolejnymi trzęsieniami, odległość między nimi oraz ich magnitudę. Spadek wartości współczynnika oznacza, że trzęsienia ziemi stają się bardziej regularne i przewidywalne, natomiast jego wzrost wskazuje na większą nieregularność i złożoność procesu sejsmicznego. W przypadku Santorini naukowcy zauważyli charakterystyczne fluktuacje tego parametru, związane z akumulacją i uwalnianiem naprężeń tektonicznych.

Badacze nie tylko monitorują sytuację sejsmiczną na Santorini, ale także analizują szczegółowe dane, aby lepiej zrozumieć mechanizmy stojące za tą nietypową aktywnością oraz zweryfikować hipotezy dotyczące współczynnika regularności ewolucji sejsmicznej.

Międzynarodowa współpraca i dalsze badania mogą przyczynić się do opracowania skuteczniejszych metod prognozowania zagrożeń sejsmicznych oraz lepszego przygotowania społeczności na możliwe scenariusze przyszłych wstrząsów.