Земетръсите от 6-ти февруари 2023 в граничния район между Турция и Сирия

Сложния, включващ активирането на множество разломни сегменти, характер на инициращия трус става ясен още първите дни. На 10-ти февруари Claudio Satirano пусна в twitter повече от впечатляваща анимация на събитието. На следващия ден Zhe Jia излага данни за сложния, наставен характер на руптурите. Също така Prof. Eşref Yalçınkaya публикува данни, които показват причините за опустошението. | Актуализации

Събитието

На 6-ти февруари в 4.17 ч. местно време в югоизточна Турция става много силно земетресение, оценявано от различни сеизмични центрове в интервала 7.4 до 7.8. След направените уточнения се приема по-високата стойност. В следващите дни трусът става известен с името на града с хилядолетна история Kahramanmaraş (Кахраманмараш)

Карта на интензитета на разлюляване за труса с М7.8, изолиниите са перфектно удължение по генериращата земетръса разломна зона. Източник: USGS

Въпреки че сеизмичната зона е добре известна, земетресението е необичайно. При труса с M7.8 се освободи > 2 пъти повече енергия от най-големите регистрирани земетресения в региона (M7.4).

Историческа и инструментална (долу) сеизмичност в района. Обърнете внимание на цветовата легенда на символите, която отразява дълбочината на източника. Силно доминират плитки земетръси, нещо типично за отседни зони. Източник: Kyle Bradley

Днес сеизмолози използват скалата на моментния магнитуд, която отразява количеството енергия, освободено от земетресение (скалата на Рихтер е остаряла, въпреки че понякога се цитира погрешно в новините). Тази скала е нелинейна: всяка стъпка нагоре представлява 32 пъти повече освободена енергия. Това означава, че земетресения с магнитуд 7,8 всъщност освобождават около 6000 пъти повече енергия от по-умерените земетресения с магнитуд 5, които обикновено се случват в региона.

Важно е да се осъзнае, че енергията на земетресението се генерира не от точка, а от движенията по протежение на разломна зона. Големите транслации по разломите генерират по-силни земетресения. За магнитуд 7,8, моделите оценяват движенията да са реализирани върху област с дължина приблизително 190 км и ширина 25 км. Това означава, че треперенето ще се усети на много голяма площ.

☝ Актуализация от 27-ми 02.

USGS предлагат нов модел на земетръса от 21 февруари. Според Prof. Diego Melgar труса M7.8 се иницира по досега некартирана структура (разлом) която нарича Nurdağı-Pazarcık Fault. Основания за това тълкуване дават позицията на афтершоковете и значимото изместване на хипоцетъра от Източно Анадолската зона.

Карта на активираните при труса М 7.8 разломни сегменти (3 бр). Показани са сеизмичните станции и тези записващи позицията според Глобалната навигационна система (GNSS). Източник: USGS

Модел на USGS: Cross-section of slip distribution. The strike direction is indicated above each fault plane and the hypocenter location is denoted by a star. Slip amplitude is shown in color and the motion direction of the hanging wall relative to the footwall (rake angle) is indicated with arrows. Contours show the rupture initiation time in seconds. Източник и по-голям размер на изображението.

Последваща силна сеизмичност

Този силен трус е последван от много сериозна серия от последващи, по-слаби земетръси, наричани афтершокове.

*Карта на регистрираните земетръси в района, данни на European-Mediterranean Seismological Centre (EMSC)*

Приблизителна 12 часова извадка за последващите основния трус вторични земетръси. Впечатляващ е броят им с магнитуда над 4. Данни на European-Mediterranean Seismological Centre (EMSC)

В първите 12 часа след първоначалния трус в Югоизточна Турция се регистрират три други земетресения с магнитуд над 6,0. Първият беше с магнитуд 6,7, който се случи само 11 минути след първия трус, а имаше стотици вторични трусове с по-малък магнитуд.

Втория силен трус

Към обяд на 6-ти февруари същия регион е засегнат от втори мощен трус магнитуд 7,5. Този път се активира разположената на север съседна разломна система: зоната на разломът Sürgü (още наричан Sürgü-Çartak Fault). То е достатъчно силно, за да се счита за отделно земетресение, въпреки че вероятно е било предизвикано от първото земетресение и ще генерира собствена серия от вторични трусове. Повече данни за труса – тук.

*Ситуационна карта, публикувана в Nature, по данни от US Geological Survey Earthquake Hazards Program*

Оценка на транслациите причинени от трусовете с М>7. Това е Актуализиран модел на трусовете от 21 февруари: източник https://ces.kaust.edu.sa. The stress changes caused by this slip model on neighboring fault strands are strong, particularly near the ends of the fault ruptures, e.g., to the southwest where yesterday‘s M6.3 aftershock occurred. We find the fault slip to be rather shallow, mostly above 15 km, and almost purely left-lateral strike slip, with little dip-slip. The small splay off the northern fault seems to have right-lateral motion on it. Модела се базира както на анализ на сеизмичните данни, така и на установените при обработката на сателитни данни (Sentinel) повърхностни размествания.

Разломът Sürgü-Çartak може да се разглежда като оперяващ, т.е част от системата на Източно Анадолския разлом. Аналогично и той е с отседен характер. Източник: Kandili observatory and earthquake research institute

Регистрирана сеизмичност към 16 ч на 7-ми февруари

Данни от Euro-Med earthquakes, показващи как иницииращият трус стимулира активиране на разломни сегменти на огромна площ

Movie of catalog-based double-difference locations (updated: 3944 #earthquake) #Turkey #Kahramanmaras #deprem🇹🇷 pic.twitter.com/XHJy6XKrqk
— Onur Tan (@xonurtan) February 17, 2023

Анимирано показване на земетръсната серия, отбележете акумулирането на вторичните трусове по краищата на генериращите трусовете M>7 разломни зони, Източник: Onur Tan

И още една въздействаща анимация, този път за по-голям район:

Türkiye, Greece and Syria Earthquakes (February 06, 2023)#earth44 #earthquake #earthquakes #Türkiye #prayforturkey pic.twitter.com/LDaLty9ThI
— earth44 (@earth4444_) February 7, 2023

Тектонска обстановка и предопределена силна сеизмичност

Районът е известен със своята сеизмичност и това е породено от позицията му на границата на две литосферни плочи.

Тектонска позиция на засегнатия район. Арабската плоча се движи на север и изтласква блока на Анатолия. Карта на Mavi Gökyüzü

*Скорости на движение на тектонските плочи*

Източно Анадолски разлом

Източноанадолският разлом (на турски: Doğu Anadolu Fay Hattı) е главна разломна зона в източна Турция. Явява се тектонска граница от трансформиран тип между Анадолската плоча и движещата се на север Арабска плоча. Разликата в относителните движения на двете плочи се проявява в ляво-отседно движение по разлома. Източният и Северноанадолският разлом заедно реализират движението на запад на Анадолската плоча, тъй като тя е изтласкана от продължаващия сблъсък с Евразийската плоча. Тези две разломни зони са най-опасните сеизмогенни зони в района.

*Позиция на двата големи разлома на територията на Турция. Източник: https://cypriotnews.blogspot.com*

Параметри на земетръса

Геофизични данни показват че земетръсът е причинен от отседно движение, данни от USGS

*Силни земетръси в района и ситуация на активиралия се разлом (отсед). Източник: Jay Patton, https://earthjay.com*

*Какво представлява отсед? Източник: https://earthhow.com*

Разкъсване на земната повърхност в южната част на генериралия труса М7.8 разломен сегмент. Разкъсването е неправолинейно, сегментирано и това мимикрира регионалното разпределение на преместванията при труса. Източник – twitter.

Паралели с един от най-прочутите разломи: Сан Андреас, Калифорния

Събитието на 6-ти февруари опустошителното земетресение от 1906 г. в Сан Франциско.

Съпоставка на Северно Анадолския разлом и разлома Сан Андреас, и двата способни да генерират унищожителни земетръси. Източник: Lamont-Doherty Earth Observatory

*Сеизмичност по отседната зона Сан Андреас. Източник: Berkeley Seismological Laboratory*

Възможни последващи неблагоприятни процеси

Натоварване на съседни разломни сегменти

Преразпределение на напреженията след земетръсите от 6 февруари. С червено са маркирани „натоварените“ сегменти/разломи, и от тях може да се очаква скорошна активация. Tectonic stresses usually change very slowly, but earthquakes add a sudden load, which can be calculated to understand hazard after the earthquakes.

С червен цвят са показани „натоварените“ разломи. Източник: Ziyadin Çakır, twitter.

Не случайно именно в натоварените разломи на юг от руптурата М 7.8, се случва силният трус от 20 Февруари с M6.3. Това е четвъртото по сила земетресение от серията трусове. Разломите от този район продължават в акваторията към Кипърската субдукционна зона.
Източник: IPGP

The Mw 6.3 aftershock occurred near the town of Samandağ, south of the recent Mw 7.8 mainshock (black lines and colors) where large stress changes occur and aftershocks are expected. източник: Dr. Chris Milliner

От каталог на земетресенията (AFAD) изглежда, че земетресението M6.3 се е случило на участък от разлома, който не е причинил много вторични трусове в часовете след първоначалното земетресение M7.8, но е показал повече активност по-късно в последователността.

Турската агенция за бедствия AFAD съобщи, че нивото на морето може да се повиши с 50 см и каза на гражданите да стоят далеч от брега, като добави, че разследванията продължават.

Каскада от неблагоприятни процеси

Силните земетръси оставят след себе си не само директните разрушения, но и много други природни опасности. Веднага след първия трус в Египет и Италия са обявени предупреждения за възможност от цунами. Те много скоро са свалени. Причината за липсата на такива опасни вълни е характерът на транслациите по разлома – отсядане. Известно е, че най-разрушителните цунамита са породени от компресионни срязвания в субдукционни зони. Повече по темата – тук.

Най-честите последващи процеси са втечняване на почви, гравитационна нестабилност на склонове (срутища, свлачища) и други. В последните години се говори за каскада от природни бедствия, често инициирани от силен трус.

Схема, илюстрираща каскадата от неблагоприятни процеси, причинени от различни стартиращи агенти, включително и земетръси. Източник: Mignan, A.; Wang, Z. Exploring the Space of Possibilities in Cascading Disasters with Catastrophe Dynamics. Int. J. Environ. Res. Public Health **2020**, 17, 7317

Веднага след обработката на данните за труса с М 7.8, USGS публикуват и карта с вероятните места за формиране на свлачища, а също териториите, които може да са засегнати от процеси на втечняване на почви. Тъй като това са моделно калкулирани продукти, предстои да видим доколко те ще съвпаднат с реалността.

Dr Dave Petley поддържа невероятно информативния блог, посветен на свлачища и рискови процеси. Още в деня на силните трусове той предположи рязко активизиране на свлачищните процеси. На 7-ми февруари той публикува първи снимки от социалните мрежи, документиращи склоновата нестабилност в засегнатите райони. Очаква се тепърва да се уточняват пораженията от подобни вторични явления, но поради неравния терен може да се очаква да има значителни щети.

Документирано от Sokagin Sesi Gazetesi пропадане на път. Изображение от twitter.

Изводи

Магнитудите на трусовете от 6-ти февруари са изненада за геофизиците. Защо? Защото те разчитат на измерената инструментално сеизмичност. За съжаление тя е много малка „извадка“ от историята на една разломна зона.