Cilj geoloških istraživanja na širem dubrovačkom epicentralnom području je izrada detaljnog 3D modela geološke građe te identifikacija i parametrizacija potencijalnih seizmogenih rasjeda u svrhu izrade scenarija simulacije potresne trešnje.
Glavne ulazne podatke za izradu modela geološke građe čine listovi Osnovne geološke karte SFRJ i Hrvatske: Trebinje (Natević i Petrović, 1967), Kotor (Antonijević et al.,1969), Nevesinje (Mojičević i Laušević, 1969), Dubrovnik (Marković, 1971), Metković (Raić et al., 1975), Ston (Raić et al., 1980) i Konavle (Prtoljan et al., 2015) te 2D seizmički profili i bušotine koji obuhvaćaju dubrovačko primorje, a ustupljeni su na korištenje od Agencije za ugljikovodike. Dostupni podaci s geoloških karata su digitalizirani i analizirani u računalnom programu ArcGIS Pro te nadopunjeni rezultatima vlastitih terenskih geoloških istraživanja i provedenih strukturnih mjerenja (Slike 1, 3a i 4a) na području Dubrovačko-neretvanske županije, Hercegovačko-neretvanskom kantonu i južnom dijelu Republike Srpske u BiH prilikom gdje su obiđeni glavni rasjedni kontakti i deformacijske strukture. U okviru terenskih istraživanja obiđen je i otok Sv. Andrija, cca 11 km zapadno od Dubrovnika, za koji nisu bile dostupne informacije o geološkoj građi. Na temelju petrografskih analiza uzetih uzoraka s otoka (Slika 1b) utvrđeno je da stijene koje ga izgrađuju pripadaju Humac formaciji, odnosno vapnenci gornjo-kredne starosti, što zajedno sa provedenim strukturnim mjerenjima omogućuje izravnu korelaciju sa 2D seizmičkim profilima koji se nalaze u njegovoj neposrednoj blizini
Slika 1. Fotografije s terenskih istraživanja: a) čeoni rasjed navlake visokog krša u blizini Slanog, b) interno navlačenje i normalno rasjedanje uočeno na otoku Sv. Andrija te fotografije mikroskopskih preparata na temelju kojih je određena pripadnost Humac formaciji stijena koje izgrađuju otok, c) interno navlačenje u blago nagnutim gornjo-krednim vapnencima kod Prapratnog koje uzrokuje prividno veću ukupnu debljinu ovih naslaga.
Ukupno 107 2D seizmičkih profila i tri bušotine smještenih u dubrovačkom primorju od granice sa Crnom Gorom do SZ obale Mljeta je analizirano i interpretirano u računalnom programu Petex MOVE 2019.1 (Petex, 2019). Na temelju dostupne literature, bušotinskih podataka te interpretacije seizmičkih i facijesa na 2D seizmičkim profilima izdvojena su četiri glavna „markirna horizonta“ koji odvajaju glavne litološke cjeline: 1) podina slijeda kvartarnih klastičnih naslaga, 2) Miocenska erozijska diskordancija (odvaja pliocenske ili kvartarne klastične naslage u krovini te eocensko-oligocenski-miocenski slijed klastičnih naslaga u podini), 3) krovina slijeda stijena karbonatne platforme (eocenske ili kredne starosti) te 4) unutar-trijaska erozijska diskordancija koja odvaja stijene karbonatne platforme u krovini od paleozojsko-trijaskog slijeda klastičnih naslaga u podini. Markirni horizonti su korelirani duž seizmičkih profila koji se međusobno sijeku, a na temelju korelacije i pretvorbe vrijeme/dubina konstruirane su karte i 3D horizonti koji odjeljuju različite litološke cjeline (Slike 2 i 4), koje su važne za scenarije simulacije potresne trešnje s obzirom na promjene u brzini širenja seizmičkih valova.
Interpretirani rasjedi na 2D seizmičkim profilima klasificirani su kao aktivni, odnosno potencijalno seizmogeni ukoliko su zadovoljili jedan od slijedećih kriterija: 1) seizmički horizonti koji predstavljaju Mesinijsku diskordanciju i pliocensko-kvartani slijed klastičnih naslaga su prekinuti, odnosno pomaknuti duž rasjeda koje je moguće korelirati na susjednim 2D seizmičkim profilima, 2) pliocensko-kvartani slijed klastičnih naslaga je boran u krovinskom krilu identificranog rasjeda, 3) moguća korelacijom identificiranih rasjeda s distribucijom projiciranih hipocentara potresa.
Slika 2. Strukturne karte po bazi miocena (A) i pliocena (C) te debljina pliocenskih (B) i kvartarnih (D) naslaga u Dubrovačkom primorju. Crvenom bojom su obojani rasjedi koji su bili aktivni za vrijeme pliocena (A i B) te kvartara (C i D). Strukturne karte su napravljene na temelju korelacije interpretiranih 2D seizmičkih profila i bušotina.
Na temelju korelacije interpretiranih 2D seizmičkih profila iz dubrovačkog primorja te podataka o geološkoj građi i strukturnim mjerenjima na kopnu, konstruirano je više regionalnih geoloških i seizmotektonskih profila. Posebna pozornost usmjerena je na epicentralna područja gdje su nedavno zabilježeni vrlo jaki potresi (Ston-Slano i Berkovići, Slika 3) te na područje od Cavtata do granice s Crnom Gorom (Slika 4) gdje izostaju instrumentalni zapisi jakih potresa, a na seizmičkim profilima uočene su najveće deformacije najmlađih kvartarnih klastičnih naslaga duž više rasjeda što ukazuje na recentnu aktivnost (Slike 2 i 4). Korelacijom distribucije hipocentara potresa i žarišnih mehanizmima za glavne potrese u seriji potresa Ston-Slano i kod Berkovića s konstruiranim rasjedima i deformacijskim strukturama utvrđeno je da seizmogeni izvor predstavljaju ustemljeni segmenti (rampe) koji se granaju od glavnog rasjeda Dalmatinske navlake (Slika 3b), odnosno mogućnost da potresi kod Stona i Berkovića pripadaju istom seizmogenom izvoru (HRCS004 ili HRCS001 prema Basili et al., 2013 i Kastelic et al., 2013).
Slika 3. a) karta tektonskih jedinica (modificirano prema Schmid et al., 2020) i tragovi seizmogenih rasjeda (SHARE; Basili et al., 2013) šireg Dubrovačkog epicentralnog području , b) pojednostavljena geološka karta konstruirana na temelju ranije navedenih listova Osnovne geološke karte, nadopunjena s rezultatima terenskih istraživanja, c) regionalni seizmotektonski profil koji obuhvaća epicentralna područja Ston-Slano i Berkovići.
Korelacijom interpretiranih 2D seizmičkih profila iz dubrovačkog primorja s podacima o geološkoj građi na površini za područje od Cavtata do granice sa Crnom Gorom, konstruiran je regionalni geološki profil prikazan na Slici 4. Na osnovi rezultata istraživanja i konstruiranog regionalnog profila utvrđena je recentna aktivnost čeonog rasjeda Dalmatinske navlake i njenih ogranaka na što ukazuju deformacije morskog dna i najmlađih sedimenata kvartarne starosti u krovini te distribucija hipocentara potresa. S obzirom na starost stijena koje su uključene u boranje i navlačenje, sintektonsku sedimentaciju naslaga pliocenske i kvartarne starosti te prema rezultatima modeliranja pomaka po rasjedima pretpostavlja se da je ovaj rasjedni sustav aktivan zadnjih cca. 15 mil. godina. Duljina aktivnog čeonog rasjeda Dalmatinske navlake u smjeru nagiba (engl. downdip rupture) iznosi približno 26 km (Slika 4b), što prema korelacijama geometrije rasjeda s mogućom magnitudom iz Wells i Coppersmith (1994) odgovara približno Mw od 7.1, odnosno procijenjenoj magnitudi Velikog dubrovačkog potresa. Ovaj rasjedni sustav nastavlja se u smjeru JI u Crnu Goru, a prikazani rezultati mogu se korelirati s onima prikazanim u Schmitz et al. (2020) gdje je također utvrđeno da se recentna seizmička aktivnost na području Bara i Kotora u Crnoj gori može pripisati glavnom rasjedu Dalmatinske navlake.
Slika 4. a) pojednostavljena geološka karta dubrovačkog epicentralnog područja konstruirana na temelju ranije navedenih listova Osnovne geološke karte, nadopunjena s rezultatima terenskih istraživanja, b) regionalni seizmotektonski profil koji obuhvaća recentno aktivne rasjede.
Pripremio: Marin Sečanj
Literatura:
Antonijević, R., Pavić, A. and Karović, J. (1969) Osnovna geološka karta SFRJ M 1:100 000 - list Kotor. Savezni geološki zavod, Beograd
Basili, R., Kastelic, V., Demircioglu, M.B., Garcia Moreno, D., Nemser, E.S., Petricca, P., Sboras, S.P., Besana-Ostman, G.M., Cabral, J., Camelbeeck, T., Caputo, R.,Danciu, L., Domac, H., Fonseca, J., García-Mayordomo, J., Giardini, D., Glavatovic, B., Gulen, L., Ince, Y., Pavlides, S., Sesetyan, K., Tarabusi, G., Tiberti, M. M., Utkucu, M., Valensise, G., Vanneste, K., Vilanova, S., W¨ossner, J. (2013) The European Database of Seismogenic Faults (EDSF) Compiled in the Framework of the Project SHARE. https://doi.org/10.6092/INGV.IT-SHARE-EDSF.
Kastelic, V., Vannoli, P., Burrato, P., Fracassi, U., Tiberti, M.M., Valensise, G. (2013) Seismogenic sources in the Adriatic Domain. Mar. Petrol. Geol. 42, 191-213. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2012.08.002
Marković, B. (1971) Basic Geological Map of SFRY, M 1:100.000, Dubrovnik Sheet K34-49.– Federal Geological Institute: Beograd, Serbia.
Natević, L.J., Petrović, V. (1967) Basic Geological Map of the SFRY, M 1:100.000, Trebinje Sheet K34-37. – Federal Geological Institute: Beograd, Serbia.
Petex, 2019.1. MOVE. Edinburgh, Scotland.
Prtoljan, B., Vlahović, I. & Velić, I. (2015) Basic Geological Map of Republic of Croatia M 1:50 000 – sheet: Konavle.- Croatian geological institut (Department of Geology), Zagreb, ISBN: 978-953-6907-33-5.
Raić, V., Papeš, J., Ahac, A., Korolija, B., Borović, I., Grimani, I., Marinčić, S. (1980) Basic Geological Map of SFRY, M 1:100.000, Ston Sheet K33-48.– Federal Geological Institute: Beograd, Serbia.
Schmid, S.M., Fügenschuh, B., Kounov, A., Matenco, L., Nievergelt, P., Oberhänsli, R., Pleuger, J., Schefer, S., Schuster, R., Tomljenović, B., Ustaszewski, K. & van Hinsbergen, D.J.J. (2020) Tectonic units of the Alpine collision zone between Eastern Alps and western Turkey. Gondwana Research, 78, 308-374; doi: 10.1016/j.gr.2019.07.005
Schmitz, B., Biermanns, P., Hinsch, R., Đaković, M., Onuzi, K., Reicherter, K., Ustaszewski, K. (2020) Ongoing shortening in the Dinarides fold-and-thrust belt: A new structural model of the 1979 (Mw 7.1) Montenegro earthquake epicentral region. J. Struct. Geol. 141, 104192. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2020.104192
Wells, D.L., Coppersmith, K.J. (1994) New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bull. Seismol. Soc. Am. 84 (4), 974–1002.