Ce s-a întâmplat în adâncurile din România: Peste 4.400 de cutremure au reactivat falii vechi într-o zonă considerată slab seismică

Seria neobișnuită de cutremure începută în februarie 2023 în zona Târgu Jiu a scos la iveală un sistem de structuri tectonice vechi, care au fost reactivate într-o regiune cunoscută anterior pentru o activitate seismică redusă. Un studiu realizat de cercetători români arată că seismele principale s-au declanșat la aproximativ 20 de kilometri adâncime, după care activitatea s-a deplasat treptat către suprafață.

Secvența a continuat pentru mai mult de un an și a generat peste 4.400 de replici, oferind cercetătorilor un volum important de date despre modul în care s-au produs și s-au propagat rupturile în scoarța terestră.

O zonă care nu era considerată seismogenă distinctă

Una dintre concluziile importante ale cercetării privește tocmai situația existentă înainte de seismele din 2023. Activitatea seismică din regiune fusese redusă, fiind reprezentată în principal de cutremure mici și moderate.

Catalogul ROMPLUS consemnează numai patru seisme cu magnitudinea moment mai mare de 4 produse după anul 1900. Regiunea era, din acest motiv, încadrată ca având „seismicitate de fond” și nu era considerată o zonă seismogenă distinctă.

Tabloul s-a modificat însă în februarie 2023. Un cutremur cu magnitudinea moment Mw 4,9 s-a produs pe 13 februarie, iar în ziua următoare a avut loc seismul principal, cu Mw 5,4. Originea ambelor cutremure a fost localizată la aproximativ 20 de kilometri sub suprafață.

Peste 4.400 de replici într-un an și jumătate

După cele două seisme a urmat cea mai intensă activitate seismică înregistrată instrumental în această regiune. Până în august 2024 au fost consemnate peste 4.400 de replici.

Amploarea fenomenului transformă secvența de la Târgu Jiu într-unul dintre cele mai bine documentate episoade de seismicitate crustală produse în România.

Analizele indică faptul că ambele cutremure importante, de Mw 4,9 și Mw 5,4, au debutat în apropierea limitei inferioare a porțiunii de crustă care a devenit activă seismic, la circa 20 de kilometri adâncime.

Ulterior, replicile s-au deplasat progresiv către niveluri mai apropiate de suprafață, activitatea ajungând până la aproximativ 10 kilometri adâncime.

Cum s-a propagat ruptura produsă în scoarță

Datele analizate de cercetători sunt compatibile cu un proces în care ruptura s-a propagat în principal într-o singură direcție, către partea superioară a scoarței, pe un sistem de falii normale orientate aproximativ NE-SV.

Procesul propriu-zis de rupere a avut o durată foarte redusă. Modelele indică aproximativ 1,3 secunde în cazul seismului de Mw 4,9 și circa două secunde pentru cutremurul de Mw 5,4.

Deplasarea maximă estimată pe falie a fost de aproximativ 5 centimetri în primul caz și de circa 12 centimetri pentru seismul mai puternic.

Cercetarea indică, totodată, că fenomenul nu poate fi explicat prin activarea unei singure falii simple. Zona extinsă pe care au apărut replicile este compatibilă cu punerea în mișcare a mai multor falii și segmente de falie deja existente în scoarța terestră.

Falii vechi, reactivate după o perioadă cu activitate redusă

Autorii studiului consideră că întinderea replicilor și persistența lor pentru mai mult de un an indică reactivarea unor structuri crustale vechi, sub influența actualului câmp de tensiuni din Oltenia.

Deși magnitudinile cutremurelor din 2023 au fost moderate, modelele au identificat elemente întâlnite și în cazul unor seisme crustale mai puternice. Printre acestea se numără propagarea unilaterală a rupturii, alunecarea distribuită neuniform și acumularea tensiunilor în anumite porțiuni ale faliei.

În opinia autorilor, rezultatele arată de ce sursele seismice trebuie analizate în detaliu inclusiv în regiuni în care istoricul cutremurelor este limitat.

Ipoteza privind rolul fluidelor din scoarța terestră

Cercetătorii au luat în calcul și posibilitatea ca fluidele existente în scoarță să fi contribuit la slăbirea faliilor și la redistribuirea tensiunilor.

Printre elementele care au condus la analizarea acestei ipoteze se află durata neobișnuit de lungă a secvenței, deplasarea activității seismice de la aproximativ 20 spre 10 kilometri adâncime și distribuția replicilor pe o suprafață mai extinsă decât cea care ar fi fost așteptată pentru ruptura unor seisme cu aceste magnitudini.

Autorii precizează însă că rolul fluidelor nu a fost demonstrat. Deocamdată este vorba despre o ipoteză, iar confirmarea unui asemenea mecanism ar necesita cercetări suplimentare.

Studiul nu anunță un viitor cutremur puternic în Gorj

Rezultatele cercetării nu permit anticiparea producerii unui nou seism puternic în Gorj și studiul nu formulează o asemenea concluzie.

Importanța descoperirilor pentru evaluarea hazardului seismic este alta: chiar și o regiune cu o activitate seismică istorică redusă poate ascunde falii vechi care se pot reactiva. În același timp, mecanismele de rupere asociate unor cutremure moderate se pot dovedi mai complexe decât ar putea indica simpla lor magnitudine.

Cercetarea poartă titlul „Rupture dynamics of a moderate intraplate earthquake sequence in the Târgu Jiu region, Romania” și a fost acceptată pentru publicare în Scientific Reports, revistă din portofoliul Nature.

Studiul este semnat de A. Craiu, M. Radulian, M. Mihai, M. Craiu și I. Armeanu, cercetători afiliați, între altele, Institutului Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Pământului, Academiei Române și Universității din București.