Despre cutremure în general

... Iată, au trecut peste 30 de ani de la cutremurul din 3 martie 1977. O zi în care mii de oameni au murit. Mii de familii îndurerate de pierderea celor dragi. Şi totuşi astăzi, mulţi dintre cei care au trecut prin acea zi au uitat, au uitat aproape totul, fără să se gândească măcar o singură dată că poate o parte din cei care au pierit atunci, poate prieteni sau rude apropiate, se puteau salva. Mulţi puteau să nu fugă pe scări, dar au făcut-o. Mulţi puteau să respecte aşa zisa regulă a “triunghiului vieţii”. Nu au făcut-o şi au murit. Oameni simpli şi nevinovaţi, oameni mari, la fel de nevinovaţi. Da, e adevărat că şi natura îşi revendică din când în când “răsplata”. Nu am spus că toţi s-ar fi putut salva, căci asta e imposibil. Aici intervine soarta. Dar poate numărul victimelor ar fi fost scăzut la jumătate şi asta este imposibil de ignorat.

Aşadar, în speranţa că voi face măcar chiar şi o singură persoană să înţeleagă cum stau lucrurile de fapt, voi răspândi acest document pe internet. Ţin să menţionez că în cele ce urmează voi prezenta o expunere cât se poate de ştiinţifică a problemei, luând în considerare caracteristicile geotectonice ale ţării noastre şi istoricul evenimentelor seismice, de la începuturile consemnării acestora pe teritoriul ţării şi până în prezent.

Trebuie să înţelegem că Vrancea este o zonă seismică foarte activă, în ciuda calmului său aparent, şi mai mult de câţiva ani nu mai sunt până la producerea unui seism major, fapt atestat ştiinţific prin observările realizate de-a lungul timpului.

          Existenţa fenomenului denumit „cutremur” este datorată alcătuirii planetei noastre şi dinamicii „componentelor” planetei. O mare parte din planetă se află sub formă lichidă la interior (excepţie făcând nucleul, care este solid), de abia de la câteva sute de kilometri adâncime materia devenind solidă, mai densă şi mai rece, sub formă de mase imense rocă ce formează plăci uriaşe de rocă, „lipite” intre ele. Aceste plăci plutesc pe materia lichidă şi acoperă în întregime planeta. Însă materia lichidă, „magma”, nu se află în repaos, ci într-o mişcare continuă, formând în unele locuri curenţi de magmă, laterali, ascendenţi sau descendenţi, în funcţie de caracteristicile fiecărei zone. Forţa de atracţie gravitaţională generează o forţă de frecare între magmă şi plăcile de rocă, denumite plăci tectonice. Plăcile tectonice practic „plutesc” pe magmă şi apasă pe aceasta cu o forţă direct proporţională cu greutatea lor. De aici, rezultă şi diverse forţe de frecare, forţe care duc la tendinţa de mişcare a plăcilor tectonice în aceleaşi direcţii ca şi curenţii magmatici de dedesubt.

         

Acum să vedem exact cum se produc cutremurele:

În zonele de contact dintre plăci, acestea nu sunt „lipite” în orice fel, ci, în majoritatea cazurilor, extremitatea uneia dintre plăci intră sub extremitatea celeilalte plăci şi avansează înspre magmă, topindu-se încet-încet în aceasta, o dată cu trecerea timpului. Aici apare problema. Avem două plăci din rocă dură, de sute de kilometri grosime fiecare. Nu e chiar ca şi cum ai freca două foi de hârtie una de cealaltă. Două placi de milioane de kilometri cubi de rocă fiecare, încercând să alunece una sub cealaltă. Asta înseamnă că în zona de contact dintre plăci apar nişte forţe de frecare imense.

Iată ce am vedea daca am putea privi adânc în interiorul unui astfel de sistem:

În zona de contact plăcile par că ar fi „lipite”. Nu se observă nici o mişcare relativă a plăcilor una faţă de cealaltă. Dar în tot acest timp, sub plăci, magma este în continuă mişcare şi trage în mod constant de plăci. Plăcile sunt trase de curenţi una spre cealaltă. În toată masa plăcilor se acumulează tensiune, ca şi cum plăcile ar fi nişte arcuri imense. Această tensiune se manifestă şi în zona de contact, unde forţele de frecare dintre plăci devin din ce în ce mai slabe, fiind neutralizate de tensiunea din plăci. Tensiunea creşte constant în timp, până în momentul în care egalează forţele de frecare din zona de contact. În acest moment, plăcile alunecă una peste cealaltă, de-a lungul zonei de contact, printr-o „destindere” violentă. Acesta este cutremurul într-o zonă de subducţie între plăci. Impulsul generat de mişcarea violentă a plăcii în zona de contact (denumită şi falie sau zonă de faliere) induce un tren de unde în întreaga masă a plăcilor, unde care se atenuează în general după câteva zeci de secunde şi care sunt denumite în mod comun „cutremur”.

Fenomenul de bază poate fi uşor replicat de cître oricine. Dacă ne umezim un deget şi îl trecem apoi peste suprafaţa unui geam de sticlă, vom observa că degetul „scârţâie”. De fapt, scârţâitul este format din mai multe „destinderi”, sau alunecări bruşte ale degetului pe suprafaţa geamului. Iniţial, degetul are aderenţă la geam şi nu-l putem mişca. Mărim forţa musculară până la o valoare care învinge forţa de frecare dintre deget şi geam. Degetul alunecă, dar în scurt timp prinde aderenţă din nou şi întreg acest proces se repetă de mai multe ori foarte rapid, ceea ce creează impresia unui „scârţâit”. De fapt, dacă am putea asculta înregistrările cutremurelor produse pe parcursul câtorva ani într-o zonă de subducţie, sub formă audio, la viteză mare (lucru foarte uşor de realizat pe calculator), vom auzi ceva foarte asemănător „scârţâitului” degetului pe geam.

Faliile din zonele de subducţie produc cele mai puternice cutremure posibile, până în jur de 9 grade Richter. Cu aproximaţie, un seism de 9 grade Richter este cam de 250 de ori mai puternic decât seismul din 3 martie 1977 din România ( un seism de X grade Richter eliberează aproximativ de 32 de ori mai multă energie decât unul de X-1 grade, scara Richter fiind logaritmică). Lungimea mare a faliilor (de la câteva sute până la mii de kilometri) determină forţe gigantice, prin masa uriaşă de rocă implicată în procesul de acumulare de tensiune.

  

Mecanica fenomenelor seismice din Vrancea

          În Vrancea, nu este vorba despre o zonă de subducţie, ci despre un cu totul alt tip de zonă seismică.

          Seismicitatea României este, oarecum, specifică celei din lungul marilor lanţuri de munţi tineri, ca vârstă geologică, aşa cum sunt Carpaţii. Carpaţii s-au format in urma unor procese de coliziune continentală, între plăci tectonice cu caracter continental, coliziune insoţită, la un moment dat, chiar şi de un proces de subducţie intre un segment al plăcii majore euro-asiatice şi o sub-placă a Europei Centrale, la vremea respectivă, cu sute de mii de ani în urmă, activitatea seismică fiind foarte intensă. Această subducţie a încetat ca atare, vulcanismul s-a stins, dar o serie de procese geodinamice active continuă să se manifeste, în special în zona Curburii Carpaţilor Orientali, zonă cunoscută sub denumirea de "regiunea Vrancea". Acolo, un vechi fragment din placa subdusă s-a desprins din acea placă şi suferă un lent proces de digerare in manta (astenosferă), în condiţii de temperatură şi presiune ridicate. Totodată, mai multe microplăci tectonice, convergente spre curbură, exercită compresiuni din mai multe direcţii asupra acelui fragment, compresiuni care dau naştere la tensiuni în interiorul acelui fragment, în care au loc in permanenţă ruperi la diferite nivele de adâncime. La cel mai simplist nivel, Vrancea se aseamănă cu o cărămidă strivită într-o presă. Fragmentul litosferic (cărămida) este strivit de forţe imense şi din când in când cedează, se rupe, aceste ruperi fiind de fapt cutremurele propriu-zise.

          Această caracteristică deosebită oferă cercetătorilor o mare oportunitate în ceea ce priveşte studiul predicţiei seismice. Întrucât seismele au loc numai în volumul acestui „bolovan” imens, aria epicentrală este extrem de redusă, putând fi considerată aproape punctiformă faţă de aria în care se pot produce cutremure de-a lungul unei falii de subducţie. Astfel, problema determinării locaţiei epicentrului unui viitor seism este aproape eliminată, eforturile fiind îndreptate mai mult înspre deducerea magnitudinii şi a momentului producerii unui eventual seism.

Aceste procese de rupere au loc în prezent în zona Vrancea, zona care este cea mai activă din punct de vedere seismic, la noi în ţară. În zona Vrancea se produc cam 90% din totalul cutremurelor din România. Din punct de vedere al localizării geografice, regiunea include Curbura Carpaţilor (Munţii Vrancei şi ai Buzăului), Subcarpaţii Curburii (Vrancea şi Buzău), precum şi zona de câmpie din faţa arcului carpatic (Câmpia Siretului, respectiv a Râmnicului).

          În zona Vrancea se produc 2 tipuri de cutremure, din punct de vedere al adâncimii. Cutremurele intermediare, denumite şi cutremure subcrustale, se produc la mare adâncime, în general între 70-160 km, excepţional până în jur de 200 km. Epicentrele cutremurelor intermediare, care sunt cele mai numeroase, se află în zona muntoasă şi subcarpatică a curburii. Acestea sunt cele mai puternice cutremure, care pot atinge magnitudini maxime de aproximativ 7,8 - 8,0 grade Richter, maximul teoretic.

În fiecare secol se produc cam 4 cutremure cu magnitudinea Mw mai mare sau egală cu 7,0. În ultimii 200 de ani, cele mai importante cutremure s-au produs în 1802, 1829, 1838, 1894, 1908, 1940, 1977 şi 1986. Într-un secol se mai produc şi 10-15 cutremure cu magnitudini cuprinse între 6,0 şi 6,9 grade, câteodată în perechi, adică dubleţi sau tripleţi, grupuri de câte 2 sau 3 cutremure cu magnitudini de ordin 6. În general, cutremurele intermediare nu sunt urmate de multe replici, acestea fiind slabe. Diferenţa de magnitudine între şocul principal şi cea mai puternică replică este, în cazul cutremurelor foarte puternice, în jur de 2,0 grade. Nu trebuie confundate replicile cu seismele-perechi, grupuri de câte 2 sau 3 cutremure cu magnitudini în jur de 6,0-6,8. Interesant este că distribuţia pe verticală a hipocentrelor ( punctul în care începe ruperea în interiorul fragmentului litosferic) cutremurelor vrâncene, care arată că acestea se grupează într-o coloană foarte îngustă, compactă, într-un volum foarte limitat. O altă particularitate interesantă este forma generală a izoseistelor, curbe de egală intensitate seismică, care este elipsoidală, cu alungiri spre NE şi spre SV faţă de epicentru. Cutremurele vrâncene produse la adâncimi mai mari de 130 km (130-160 km) se caracterizează prin efecte mai intense în Moldova, cu o directivitate predominantă a procesului de rupere către Nord-Est faţă de epicentru, deci pe linia Focşani-Iaşi-Chişinău. Cutremurele produse la adâncimi de 70-100 km au directivitate predominantă spre Muntenia, la Sud-Vest de epicentru, pe linia Bucureşti-Zimnicea-Sofia. Nu este foarte clar cum sunt seismele produse la 100-130 km adâncime, fiindcă aici nu a putut fi studiat prin înregistrari instrumentale nici un cutremur major. În ultimii 60 de ani, cutremurele importante s-au produs la 130-160 km adâncime, în 1940 si 1986, respectiv la 70-100 km adâncime, în 1977 şi 1990. Ca orice seism de profunzime, cutremurele vrâncene se resimt puternic pe arii foarte întinse (aria macroseismică se întinde de la nord de St. Petersburg până în insulele greceşti din Marea Egee). Tot în zona Vrancea se mai produc, cu o frecvenţă mai mică insă, şi cutremure crustale, la adâncime mai mică, deci cu originea în crusta terestră, la 5-60 km adâncime. Acestea sunt mai slabe, nu depăşesc 5,2 grade pe scara Richter, şi au o distribuţie mai largă a epicentrelor. Majoritatea se produc în afara arcului carpatic, în lungul aliniamentului Mărăşeşti-Focşani-Râmnicu Sărat. Cutremurele de mică adâncime se resimt pe arii mai restrânse, limitate, şi au doar efecte locale. La originea lor se află o serie de falii ale scoarţei terestre, în lungul cărora blocurile se mai pot deplasa din când în când.

Despre următorul seism major

Perioadă critică în activitatea seismică vrânceană:

Multă lume se întreabă, pe bună dreptate, de ce seismologii de la Institutul Naţional de Fizică a Pământului ( INFP ) erau atât de siguri când spuneau că nu va fi nici un cutremur cu adevărat periculos până în anul 2006 şi că de abia din 2006 încolo putem discuta despre un cutremur vrâncean mai important. Fiindcă, nu-i aşa, e la fel de riscant să spui că nu va fi cutremur ca şi să zici că va fi cutremur. Deci, vorba personajului din Marin Preda, "Pe ce te bazezi ?"

 Când înregistrează şi studiază efectiv cutremurele, seismologii stabilesc, pe baza înregistrărilor instrumentale, ceea ce denumesc "soluţia de mecanism focal", tipul de faliere şi orientarea planului de faliere, direcţia în care se face ruperea. S-a constatat (prin metode pur deterministe, ştiinţifice), că seismele vrâncene intermediare (subcrustale, de adâncime) se împart in 2 categorii principale, din punct de vedere al mecanismului de focar, mai bine zis al orientării planului de faliere. Unele dintre aceste cutremure au planele de faliere ORIENTATE TANGENT LA CURBURA CARPATICĂ, deci pe direcţia NE-SV, iar celelalte cutremure au plane de faliere ORIENTATE PERPENDICULAR, deci pe direcţia NV-SE. S-a mai constatat că în anumite perioade domină ca frecvenţă (deci sunt mai numeroase) cutremurele vrâncene la care planul de faliere este tangent la curbură (deci cele din prima categorie), în timp ce în alte perioade domină ca număr seismele vrâncene din a doua categorie. S-a constatat o alternanţă destul de riguroasă a perioadelor ("ferestre de timp") în care predomină un tip sau celălalt dintre cutremure. Fiecare dintre aceste perioade de timp are o durată medie de circa 18 ani. Toate cutremurele vrâncene puternice (Mw>7,0 Richter) se produc EXCLUSIV în perioadele de timp în care predomină cutremurele la care planul de faliere este tangent la curbură, deci orientat pe direcţia NE-SV. În perioadele de timp în care predomină celălalt tip de plan de faliere (orientat perpendicular, NV-SE), se pot produce doar cutremure mai slabe, de cel mult 6,7-6,9 grade Mw Richter (6,5-6,7 Ms), deci în orice caz cutremure sub 7,0 grade Richter. Începand din 1987/1988 şi până în 2005/2006, am fost într-o "fereastra de timp" caracterizată prin dominanţa cutremurelor cu plan de faliere orientat perpendicular pe curbură. Începand cu 2006, în următorii 18 ani, majoritatea cutremurelor vrâncene vor avea, din nou, planele de faliere orientate tangent la curbură, acestea fiind determinate de mişcarea blocului euro-asiatic. Până acum, blocul african "a dictat". Deci vom avea situaţia că majoritatea cutremurelor vor avea planele de faliere de acelaşi fel cu cele din perioada 1969-1987, perioadă care "a prins" cele 2 cutremure majore din 1977 si 1986. Iată deci de unde acest fatidic "2006". Nu înseamnă deloc că un cutremur major se va produce neapărat în anul 2006 ! Mai pot trece nişte ani buni pâna la producerea unui cutremur devastator. Înseamnă însă, că, începând cu acest an, intrăm într-o perioada de mare risc, în care forţe tectonice diferite acţionează în profunzimile zonei Vrancea, perioadă în care se generează un stres de compresiune mai intens, mai periculos...Această perioadă se va întinde, cel mai probabil, până în jurul anului 2024.

Cât de mult poate Vrancea?

Cel mai puternic cutremur vrâncean cunoscut, cel puţin din ultimii 400 de ani, s-a produs la 26 octombrie 1802 şi este creditat cu o magnitudine Mw=7,9 grade Richter şi intensitate maximă de gradul 10 pe scara Mercalli. I se atribuie această magnitudine prin comparaţie cu cel din 1940, pentru care s-a stabilit o magnitudine Mw de 7,6-7,7 grade Richter. Cutremurul din 1802, după efectele pe care le-a avut, pare să fi fost cam de 2-3 ori mai puternic decât cel din 1940 (ca energie eliberată). Asta ar corespunde unei magnitudini cam cu 2-3 zecimi de grad mai mare decât a celui din 10 noiembrie 1940. Într-adevăr, efectele acelui cutremur de la începutul secolului XIX au fost dramatice. La Bucureşti s-au dărâmat multe case, biserici, mănăstirea Cotroceni s-a dărâmat complet. Turnul Colţei, celebru la vremea respectivă, s-a rupt de la mijloc şi partea superioară a picat. Dar cel mai spectaculos efect a fost apariţia unor crăpături în pământ, fracturi de suprafaţă din care, pe alocuri, a ţâşnit apă cu noroi. Fenomenul respectiv nu s-a manifestat nici în 1940 şi nici în 1977. Urmările au fost catastrofale şi în Moldova, dar şi în Transilvania, ceea ce pare paradoxal. A fost singurul cutremur vrâncean care a produs stricăciuni mari şi într-o bună parte a Transilvaniei. Toate acestea sugerează o magnitudine foarte mare, în mod cert mai mare decât a seismului din 10 noiembrie 1940. Pâna şi la Moscova au fost avarii moderate (apreciat cu intensitate VI la ruşi), ceea ce demonstrează, iarăşi, o eliberare enormă de energie. Conform mărturiilor cronicarilor epocii, la Bucureşti "pământul se legăna ca barca pe valuri şi pe alocurea s-a despicat pământul...vedeam crăpătura pământului în curţile boiereşti...". Descrierile efectelor cutremurului sunt destul de ample, deoarece în acea zi de 14(stil vechi)/26 octombrie (stil nou) 1802 tocmai se schimba domnia în Ţara Românească, noul domnitor fanariot Alexandru Ipslilanti cu alaiul său domnesc fiind în drum spre Capitală, a fost suprins de cutremur undeva în judeţul Ilfov. Cronicarii erau "pe fază" la evenimentul schimbării domniei, aşa că au putut consemna bine şi urmările acestui cutremur.

Pentru zona Vrancea, din caracteristicile sale geotectonice, se apreciază că magnitudinea maximă posibilă (teoretică) este Mw 8,0 grade Richter. Deci nu putem avea un cutremur de peste 8,0. Cel puţin, cataloagele cu date din ultimii 1000 de ani nu indică nimic care sa contrazică această ipoteză. Este vorba de mărimea efectivă a dislocării, a deplasării pe planul de faliere, care, conform studiilor de specialitate, nu poate fi mai mare de 3-4 metri. Astfel, se limitează magnitudinea maximă posibilă la Mw 8,0. De altfel, zona Vrancea a fost comparată cu alte zone de subducţie care au atins stadiul final. Fiindcă aceasta este situaţia din Vrancea, este stadiul final al unei foste zone de subducţie, care şi-a încetat activitatea ca atare la suprafaţă, dar mişcările se continuă la mare adâncime. Este un proces de digerare în manta (în astenosferă) a unui fragment cvasivertical din vechea placă subdusă. Acest fragment s-a desprins (parţial probabil) din vechea placă aflată în proces de subducţie în lungul Orientalilor, şi este supus, pe langă acest proces de "digerare", şi unor forţe de compresiune exercitate din mai multe direcţii. Practic, cutremurele vrâncene se produc tocmai în interiorul acestui fragment cvasivertical, situat aproximativ între 60 si 220 km adâncime. Este vorba despre un grup foarte izolat şi compact de cutremure. Dacă ne uităm pe o harta cu distribuţia cutremurelor la nivel global, Vrancea apare ca un PUNCT IZOLAT, spre deosebire de marile centuri seismice din zonele active de subducţie din Pacific. Această izolare a grupului de cutremure vrâncene este cât se poate de stranie, faţă de ceea ce se întâmplă în zonele active tipice de subducţie. De asemeni, distribuţia hipocentrelor cutremurelor vrâncene subcrustale este cvasiverticală, pe când în zonele tipice de subducţie hipocentrele sunt distribuite în lungul unui plan înclinat de tip Wadati-Benioff, cu înclinare de 55-60 de grade.

Revenind la ce am spus mai devreme, în Vrancea, cel mai puternic cutremur nu poate depăşi 7,9-8,0 grade Richter Mw. Cutremurul din 1802 a fost cel mai puternic cutremur din România şi a rămas până azi cunoscut sub numele de "Cutremurul cel Mare".

Perioadă de stagnare a activităţii seismice, în coincidenţă cu perioada critică:

Începând cu sfârşitul lui martie 2006, activitatea seismică vrânceană a scăzut brusc. În timp ce până atunci se produceau, în medie, cam 2-3 seisme cu magnitudinea mai mare sau egală cu 4 grade Richter / lună, de la sfârşitul lunii martie, pentru o perioadă de aproximativ 6 luni, nu s-au produs seisme de peste 3,5 grade Richter. Acest fenomen poartă numele de “lacună seismică” şi este de obicei unul din fenomenele premergătoare unui seism major. Este şi cât se poate de logic. Dacă energia nu este eliberată prin seisme mai mici, este stocată pentru mai mult timp, urmând a fi eliberată ulterior printr-un seism mai puternic. Până astăzi, 26 noiembrie 2006, perioada de lacună seismică nu a încetat. În continuare, activitatea este extrem de redusă, ceea ce denotă faptul că se acumulează o cantitate de energie considerabilă.

Migraţia hipocentrală a celor mai puternice seisme recente:

Analiza caracteristicilor ultimelor seisme puternice produse în Vrancea, respectiv 27 octombrie 2004 – 6,0 grade Richter Mw, 14 mai 2005 – 5,2 grade Richter Mw şi 13 decembrie 2005 – 5 grade Richter Mw, ne oferă informaţii surprinzătoare. Punctele în care au început ruperile respective, hipocentrele seismelor menţionate mai sus, sunt dispuse aproape coliniar, fenomen binecunoscut sub numele de “migraţie hipocentrală”. Alinierea hipocentrelor seismelor de magnitudine medie, între 5 şi 7 grade, poate oferi indicii asupra localizării hipocentrului viitorului seism major, precum şi confirmarea iminenţei producerii acestuia. Cele trei hipocentre determină un plan, care este foarte probabil să fie planul de faliere al următorului seism vrâncean major. 

sursa necunoscuta