Jedną z często stosowanych metod badań geofizycznych, jest profilowanie sejsmiczne polegające na badaniu odbić fali sejsmicznej od struktur podziemnych. Czas odbicia od granic struktur różnej gęstości pozwala zobrazować ich głębokość i rozkład, w pewnym stopniu też gęstość pozwalającą na rozpoznanie warstwy. Jeśli chodzi o źródło fal sejsmicznych, można oczywiście korzystać ze wstrząsów naturalnych, zwłaszcza gdy bada się warstwy leżące bardzo głęboko, ale trudno czekać aż w okolicy samo się zatrzęsie, dlatego geolodzy samo wzbudzają odpowiednie impulsy.
Dla badań bardzo lokalnych i płytkich wystarczyć mogą uderzenia młotem w płytę na powierzchni ziemi, lub spuszczanie jakiegoś ciężaru z pewnej wysokości, dla mocniejszych sygnałów możliwe jest wystrzelenie ze specjalnej strzelby w dołek w ziemi, w innych sytuacjach używa się urządzeń wibracyjnych, w tym nawet samochodów ciężarowych z wibratorami przenoszącymi drgania na ziemię, jednak sposobem, który najbardziej kojarzy się z badaniami sejsmicznymi, jest eksplozja ładunku wybuchowego.
Zwykle używa się w tym celu górniczych środków kruszących, takich jak amonit (azotan amonu+trotyl+pył aluminium) czy dynamit, w niewielkiej ilości, zakopanych na dnie płytkiego odwiertu. Po eksplozji powstaje silny impuls fal o różnej częstotliwości, pozwalający "prześwietlić" duży obszar wokół. Sposób ten jest jednak kłopotliwy w użyciu, nie tylko ze względu na użycie niebezpiecznego materiału czy pewną uciążliwość dla najbliższych mieszkańców, ale też niszczące działanie w miejscu eksplozji. Trudno w tym przypadku mówić o nieinwazyjnym badaniu po którym łatwo posprzątać.
Jak jednak przekonali się polscy geolodzy w pewnym przypadku w połowie lat 70., czasem do tych niedogodności może dołożyć się jeszcze jeden nieoczekiwany efekt.
Badania sejsmiczne wykonywano w październiku 1976 roku w pobliżu Brzeźna, powiat Lipno, w województwie Kujawsko-Pomorskim. Jako miejsce wybrano interesującą okolicę w pobliżu niewielkiego jeziora Brzeźno, leżącego na wysoczyźnie morenowej ale w pobliżu terasy zalewowej doliny Wisły. Prawdopodobnie chciano wyłapać jak najwięcej zróżnicowanych utworów w obrębie rejestrowania sygnałów.
Dwa wozy ze sprzętem i wiertnię ustawiono w gęstym lesie w pobliżu drogi, blisko południowego brzegu jeziora. Do wywołania sygnału sejsmicznego użyto ładunku 10 kg amonitu. Gdy już wszystko podłączono, technicy i geolodzy oddalili się na bezpieczną odległość i odpalili ładunek. Jednak to co nastąpiło potem, nie było zwyczajnym skutkiem eksplozji. Wzbudzone początkowo drżenie gruntu nie ustało. Ziemia zaczęła zapadać się, pękać i coraz wyraźniej opadać w dół, w stronę jeziora, porywając ze sobą kilkuhektarowy kawał lasu, wozy i ludzi.
Geolodzy zdążyli się na szczęście ewakuować, ale porwane z ziemią wozy zostały wtłoczone do jeziora i przysypane tak, że podczas późniejszej akcji zdołano wydobyć tylko jeden. Osuwisko szerokie na ponad dwieście metrów, o powierzchni 4,1 ha, wpadło do wód jeziora z takim impetem, że wypchnęło z dna luźne osady, które wypiętrzone utworzyły pośrodku wyspę o powierzchni 1,5 hektara. Na jeziorze powstała fala podobna do tsunami, która dotarła do przeciwnego końca i wdarła się w porastający brzegi las, docierając do wysokości 1,5-2 metrów.
Na szczęście nad jeziorem nikt nie mieszkał, dlatego katastrofa nie przyniosła tragicznych skutków, a sami geolodzy zdążyli uciec bez obrażeń, niemniej interesujące było aby dowiedzieć się, dlaczego reakcja gruntu była aż tak gwałtowna.
Jezioro leżało w zagłębieniu wysoczyczny morenowej, łagodnie opadającej w stronę doliny Wisły, stanowiło jednak jedynie pozostałość dawniej większego zbiornika, po upływie kilku tysięcy lat jakie minęły od ostatniego zlodowacenia w dużym stopniu zasypanego luźnymi osadami, iłami, piaskiem i kredą jeziorną. Słabo związane utwory ilaste i osady organiczne zostały jednak w późniejszym czasie przysypane piaskiem z wydm utworzonych wokoło. Miejsce w którym usadowili się geolodzy znajdowało się na krawędzi misi jeziornej, i było właśnie wysokim stokiem dawnej wydmy, opartej na luźnych, dobrze nawodnionych osadach jeziornych.
Wstrząs wywołany wybuchem amonitu upłynnił te osady które pod ciężarem dawnej wydmy wypłynęły, a wierzchnia warstwa piasków zjechała do jeziora.. Ruchowi podlegała warstwa o miąższości 5-7 metrów i łącznej objętości 0,25 mln m3, w dużym stopniu zachowująca integralność. Las porastający teren został wepchnięty do jeziora gdzie został do dziś, odcięto jedynie części pni sięgające nad powierzchnią ziemi. Ponieważ u podnóża osuwiska głębia sięga do 4 metrów, podejrzewam że może to ciekawie wyglądać pod wodą. Nad brzegiem utworzyła się płaska przestrzeń częściowo powalonego, powykrzywianego lasu, który później wycięto. Sam brzeg osuwiska to niezbyt głęboka nisza z obniżającymi się schodkowato progami, wyraźnymi jeszcze do dziś.
Podczas powtórnych badań terenowych w 2003 roku stwierdzono ustabilizowanie osuwiska, obsadzonego na nowo lasem. Wysepka na jeziorze, mimo zbudowania z luźnych, wzruszonych osadów, przetrwała i porosła trawami a nawet drzewami. Jej powierzchnia zmniejszyła się o połowę, ale wciąż jak na takie jezioro jest to dość duża wyspa.
Za przyczynę osuwiska oprócz szczególnych, nie rozpoznanych warunków geologicznych, uznano także zbyt bliską lokalizację - otwór w którym nastąpiła eksplozja leżał tylko 30 metrów od brzegu jeziora, co wraz z dość stromym stokiem powinno już wcześniej budzić obawy.
--------
* https://pl.wikipedia.org/wiki/Sejsmika_refleksyjna
* Mieczysław Banach, Zmiany jeziora Brzeźno po katastrofie z 1976 roku, Pomorska Akademia Pedagogiczna (PDF)
* Karta ewidencyjna osuwiska (PDF)