Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Co pewien czas na stronach Państwowego Instytutu Geologicznego publikowane są komunikaty o zagrożeniach osuwiskowych. Mogą się do nich przyczynić m.in. ulewne deszcze czy wiosenne roztopy. Nieraz uaktywniają się wtedy istniejące już uskoki, lecz również zdarza się, że powstają nowe. W naszym kraju największy obszar objęty osuwiskami znajduje się w Karpatach. Tego typu ruchom masowym sprzyja ukształtowanie podłoża oraz zróżnicowana rzeźba terenu. Gdy osuwa się ziemia, często uszkodzeniu ulega zabudowa mieszkalna i gospodarcza, jak również infrastruktura komunikacyjna.

Dane o zagrożeniu osuwiskowym analizowane są m.in. tam, gdzie planuje się budowę nowej infrastruktury, szczególnie w terenach górskich i na stokach, które wykazują taką aktywność. Inwestorzy i naukowcy mają do dyspozycji wiele metod wczesnego ostrzegania przed wystąpieniem osuwiska. Jedną z nich są obserwacje terenowe. Specjaliści szukają m.in. szczelin w gruncie czy świeżych, nieporośniętych roślinnością form charakterystycznych dla tego zjawiska. Zebrane w ten sposób dane stały się podstawą polskiego Systemu Osłony Przeciwosuwiskowej (SOPO), który umożliwia wyszukiwanie i przeglądanie informacji o zagrożeniach ruchami masowymi w naszym kraju.

Badania pokazały, że cenne informacje na temat aktywności osuwiskowej można pozyskać także dzięki badaniu rosnących na danym terenie drzew. Jest to metoda dendrochronologiczna, która polega na analizowaniu ich przyrostów rocznych. Już w 2011 roku dr hab. Małgorzata Wistuba, prof. UŚ, i prof. dr hab. Ireneusz Malik opublikowali wyniki swoich badań nad przyrostami rocznymi świerków pospolitych w kontekście datowania osuwisk. Naukowcy zwracali szczególną uwagę na tzw. dekoncentryczność przyrostów rocznych. Taka cecha występuje wtedy, gdy w wyniku oddziaływania różnych sił przyrosty są znacznie szersze z jednej strony. Stres środowiskowy, na który odpowiada drzewo, może być skutkiem właśnie zmiany pozycji gruntu.

Opatentowana metoda polega na pobraniu próbki o średnicy około 3,5 mm przy użyciu tzw. świdra Presslera – mało inwazyjnego ręcznego przyrządu umożliwiającego określenie wieku drzewa. Następnie naukowcy mierzą szerokość drewna wczesnego i późnego w każdym przyroście rocznym. Ich uwagę zwracają przede wszystkim nierównomiernie rozkładające się szerokości słojów oraz zmiany skokowe. Jeśli w danym roku przyrost z jednej strony jest kilkukrotnie większy, może to świadczyć o silnym poruszeniu gruntu. Dane te należy oczywiście pobrać z większej liczby drzew rosnących na danym obszarze. Specjalnie opracowany algorytm matematyczny pozwala następnie ocenić, czy na badanym terenie może wystąpić osuwisko w ciągu najbliższych trzech lat.

Do głównych zalet wynalazku należy jego bezinwazyjność. Oceny ryzyka osuwiskowego dokonuje się w oparciu o próby pobierane z pni drzew, które nie mają negatywnego wpływu na stan tych wieloletnich roślin. Ponadto prognozy uzyskuje się od razu w oparciu o dane sięgające nawet 10 lat wstecz. To z kolei pozwala nie tylko natychmiast ostrzec o nadchodzącej katastrofie osuwiskowej, lecz również dostarcza informacji o badanym obszarze pod kątem konieczności zmiany użytkowania gruntu, ograniczenia nowej zabudowy lub wprowadzenia bieżącego monitoringu. Opatentowane rozwiązanie może być zatem stosowane w budownictwie, planowaniu przestrzennym oraz zarządzaniu kryzysowym. Sprawdzi się szczególnie na obszarach górskich i stokach wykazujących aktywność osuwiskową.

Współwłaścicielami patentu są Uniwersytet Śląski w Katowicach oraz Laboratorium Datowań Bezwzględnych.

Małgorzata Kłoskowicz

Artykuł został opublikowany w "Gazecie Uniwersyteckiej UŚ" [nr 5 (325) luty 2025]