Seismicitatea Romaniei

Seismicitatea Romaniei este repartizata pe mai multe zone epicentrale: Vrancea, Fagaras - Campulung, Banat, Crisana, Maramures si Dobrogea. La acestea se adauga zone epicentrale cu importanta locala in regiunea Jibou si Tarnavelor in Transilvania, nordul si vestul Olteniei, nordul Moldovei si Campia Romana.

Dintre aceste arii epicentrale, zona seismica Vrancea este cea mai importanta, prin energia cutremurelor produse, extinderea ariei lor de macroseismicitate si caracterul persistent si concentrat al epicentrelor. In celelalte regiuni ale tarii se evidentiaza doua cordoane de seismicitate moderata si putin profunda, de-a lungul marginii Carpatilor Meridionali si a Depresiunii Panonice, si de-a lungul Carpatilor Orientali, prelungindu-se spre SE pe linia Peceneaga - Camena. In aceste zone se produc cutremure crustale (focare cu adancime intre 5 - 30 km), de joasa energie si intensitate, uneori policinetice (insotite de numeroase replici), pe falii sau la intersectia unor fracturi; spre exemplu, faliile ce separa Masivul Fagaras de Bazinul Transilvaniei si Bazinul Lovistei (cutremure fagarasene), fracturile dintre Carpatii Meridionali si Depresiunea Panonica, active in zona Timisoara (cutremure banatice -> Banloc, Mw = 5.6; Voiteg, Mw = 5.5), sistemul de falii din zona Oradea, si falia Sfantul Gheorghe care margineste Dobrogea de Nord.

Figura 1. Epicentrele cutremurelor produse pe teritoriul Romaniei intre anii 984 - ianuarie 2013.(dupa catalogul ROMPLUS- http://www.infp.ro/catalog-seismic)

 

1. Definirea zonelor seismogene din Romania

Zonele seismogene reprezinta arii de seismicitate grupata, unde activitatea seismica si orientarea campului tensiunilor sunt considerate relativ uniforme. Identificarea caracteristicilor, pe termen lung, ale procesului de generare a cutremurelor din fiecare zona seismica este de o importanta deosebita pentru evaluarea hazardului seismic. Aceasta implica existenta unui set de date care sa acopere scara de timp a procesului tectonic.

Schema de impartire a teritoriului Romaniei in zone seismogene (Radu et al., 1980; Constantinescu si Marza, 1980) urmareste distributia geografica a activitatii seismice (Figura 2a). In cadrul acestor regiuni geografice, Radulian et al. (2000) au propus o definire a zonelor seismogene pe arii mai restranse, care sa tina cont, in primul rand, de caracteristicile geologice si seismotectonice ale unitatilor tectonice de pe teritoriul Romaniei (Figura 2b). Ulterior Ardeleanu (2005), (Figura 2c) ajusteaza zonele definite de catre Radulian et al. (2000), in studiul sau de estimare al hazardului seismic pentru Romania. Zonele definite in cele 2 publicatii mai sus mentionate, nu difera decat ca mod de definire, nu si ca particularitati (pentru mai multe detalii vezi referinte). Ca urmare, caracteristicile zonelor seismice ce urmeaza a fi prezentate se mentin pentru ambele interpretari.

 

Figura 2a Figura 2b Figura 2c

 

Figura 2. Distributia epicentrelor cutremurelor din Romania. S-a inclus aici si zona Shabla, care este situata in nord-estul Bulgariei, aproape de granita cu Romania. Cutremurele subcrustale sunt legate de procesul de subductie de la curbura arcului carpatic (regiunea Vrancea). La vest, cutremurele se produc in zona de contact dintre Depresiunea Panonica si Orogenul carpatic. Segmentul estic al Carpatilor Romanesti este practic o zona aseismica, cu exceptia extremitatii sudice (regiunea Vrancea). De asemenea, si segmentul vestic este aseismic. Carpatii Meridionali sunt o zona mult mai activa din punct de vedere seismic, mai ales in partea de rasarit (zona Fagaras - Campulung) si apus (zona danubiana). Regiunile de platforma sunt stabile, cu exceptia unei benzi ce traverseaza forlandul carpatic pe o directie NE-SV, in fata regiunii Vrancea. In aceasta zona, sunt identificate cateva falii active care urmeaza aceeasi orientare, si anume NV-SE (Faliile Intramoesica, Peceneaga - Camena, Sfantul Gheorghe si Trotus). Ele reprezinta contactul dintre diferite unitati tectonice unde apare o crestere relativa a seismicitatii. Depresiunea Transilvaniei este in prezent o regiune aproape aseismica. S-a delimitat o zona seismogenica mica (Depresiunea Transilvaniei), care este definita numai pe baza cutremurelor istorice.

 

2. Caracterizarea zonelor seismogene din Romania

 

Zona subcrustala Vrancea (VR)

Regiunea Vrancea este o regiune seismica complexa de convergenta continentala, cu cel putin trei unitati tectonice in contact (insertia din Figura 2): placa Est - Europeana si subplacile Intra - Alpina si Moesica (Constantinescu et al., 1976). Activitatea seismica cea mai puternica din Romania se concentreza la adancimi intermediare de 60-200 km, intr-o placa subdusa veche, aproape verticala. Generarea a 1 - 6 evenimente de magnitudine Mw > 7.0 pe secol, intr-un volum focal foarte restrans, implica un nivel inalt al deformarii active (~3.5x10-7 / an) in domeniul subcrustal care nu se regaseste in deformarea crustei.

La exteriorul zonei seismice de adancime intermediara Vrancea apar cutremure normale, locale, in numeroase zone, unele asociate cu fracturi de fundament mai adanc de 15 km, de exemplu in zona Focsani - Odobesti, altele cu focar superficial la Marasesti - Namoloasa, Tudor Vladimirescu, Cudalbi si Tecuci in Moldova, sau pe linia Galati - Isaccea - Tulcea in Dobrogea de Nord. Intensitatile asociate cutremurelor din aceste zone sunt III-IV, chiar V pentru zona Cudalbi, iar izoseistele sunt orientate NV-SE (Polonic, 1986). Aceasta orientare a izoseistelor sugereaza o legatura cu fracturi hercinice reactivate din soclul ce prelungeste structurile geologice ale Dobrogei. De asemenea, faptul ca in unele din aceste regiuni (de exemplu Focsani - Odobesti si Tecuci) se observa zone de sensibilitate seismica ridicata, la cutremurele de origine vranceana, atesta faptul ca faliile din soclul periferiei curburii Carpatilor nu sunt sudate. In acelasi sens pledeaza si producerea unor replici seismice la putin timp dupa cutremurul produs in 4 martie 1977, pe falia Intra - Moesica - Tinosu  - Calarasi.

Cutremure importante produse in regiune:

  • 29.08.1471, h = 110 km, Mw = 7.5, I = 9
  • 24.11.1516, h = 150 km, Mw = 7.5, I = 9
  • 30.04.1590, h = 100 km, Mw = 7.3, I = 8.5
  • 09.08.1679, h = 110 km, Mw = 7.5, I = 9
  • 11.06.1738, h = 130 km, Mw = 7.7, I = 9.5
  • 05.04.1740, h = 150 km, Mw = 7.3, I = 8.5
  • 06.04.1790, h = 150 km, Mw = 7.1, I = 8
  • 26.10.1802, h = 150 km, Mw = 7.9, I = 10
  • 26.11.1829, h = 150 km, Mw = 7.3, I = 8.5
  • 23.01.1838, h = 150 km, Mw = 7.5, I = 9
  • 17.08.1893, h = 100 km, Mw = 7.1, I = 8
  • 31.08.1894, h = 130 km, Mw = 7.1, I = 8
  • 06.10.1908, h = 125 km, Mw = 7.1, I = 8
  • 10.11.1940, h = 150 km, Mw = 7.7, I = 9.5
  • 07.09.1945, h = 80 km, Mw = 6.8, I = 7.5
  • 04.03.1977, h = 94 km, Mw = 7.4, I = 9
  • 30.08.1986, h = 131 km, Mw = 7.1, I = 8.5
  • 31.05.1990, h = 86.9 km, Mw = 6.4
  • 27.10.2004, h = 98.6 km, Mw = 6.0

 

Zona Est Vrancea (EV)

Seismicitatea superficiala asociata cu procesul de subductie din Vrancea se propaga difuz catre est fata de arcul carpatic, intr-o banda delimitata de falia Peceneaga - Camena la nord, si de falia Intra-Moesica la sud (asa numita sub-placa a Marii Negre). Seismicitatea consta din cutremure de marime moderata, care nu depasesc magnitudinea 5.6, si pare sa fie, in mare masura, decuplata de activitatea seismica din litosfera subdusa. Aceasta seismicitate se manifesta prin grupari in spaţiu, in sub-zonele Ramnicu Sarat si Vrancioaia, si in timp; socurile principale ale secventelor sunt insotite de replici si adesea de presocuri sau roiuri de cutremure. Secvente seismice sunt comune pentru partea de est a zonei (regiunea Ramnicu Sarat), iar roiurile predomina in zona de nord (regiunea Vrancioaia).

Sub-zona Ramnicu Sarat reprezinta o regiunea seismica particulara. Activitatea ei seismica se caracterizeaza prin cutremure crustale de magnitudine moderata Mw <= 5.2 (Radu, 1979), care adesea apar grupat in timp si spatiu, sub forma de secvente. Hipocentrele sunt situate, in general, la adancimi intre 15 si 30 km, in regiunea de avanfosa din fata curburii majore a Arcului Carpatic. In aceasta regiune, stratul sedimentar atinge cea mai mare grosime, peste 10 km, din intregul sistem al Arcului Carpatic.

Mecanismele focale ale evenimentelor produse in zona Ramnicu Sarat sunt de 2 tipuri. In primul caz, mecanismele indica o componenta dominanta a falierii de tip alunecare in directie, cu axa presiunilor orientata NV-SE. Aceste mecanisme se inscriu in tendinta generala a campului de tensiuni din regiunea Vrancea: compresie cauzata de miscarea sub-placii Marii Negre de la SE spre NV (Constantinescu si Enescu, 1984). Cel de al doilea tip de mecanism este de tip faliere inversa, sugerand prezenta unui camp de tensiuni relativ complex in zona studiata.

 

Depresiunea Barlad (DB)

Depresiunea Barlad este o depresiune de subsidenta situata la N-E de regiunea Vrancea, in platforma Scitica, si reprezinta prelungirea catre NV a Depresiunii Predobrogene (Figura 4). In zona au fost observate numai evenimente de marime moderata (patru socuri cu Mw > 5.0, dar care nu depasesc Mw = 5.6). Toate solutiile de plan de falie disponibile indica un regim extensional orizontal predominant, cu o importanta componenta normala. Desi mecanismele disponibile apartin cutremurelor mici (3.0 < Mw < 3.6), consistenta lor pare a reflecta existenta unui camp de tensiuni regional caracteristic. Falierea normala este probabil legata de falierea de tip treapta evidentiata in Depresiunea Barlad (Mutihac si Ionesi, 1974).

Cutremure importante produse in regiune:

  •            1800, Mw = 4.5, h = 10 km, I = 6
  • 02.11.1871, Mw = 5.3, h = 10 km, I = 6
  • 31.01.1900, Mw = 5.5, h = 10 km, I = 6.5

 

Depresiunea Predobrogeana (DP)

Aceasta zona seismogena apartine marginii sudice a Depresiunii Predobrogene, delimitata de falia Sfantul Gheorghe. In mare, seismicitatea si mecanismele focale definitorii sunt similare cu acelea mentionate pentru Depresiunea Barlad: activitatea seismica moderata (Mw < 5.3), grupata mai ales de-a lungul faliei Sfantul Gheorghe, si regimul extensional al campului deformarilor. Aceasta reflecta apartenenta celor doua zone aceleiasi unitati tectonice, si anume Platforma Scitica. Din acest punct de vedere, ele ar putea fuziona intr-o singura zona seismogenica.

Cutremure importante produse in regiune:

  • 11.09.1980, Mw = 4.2, h = 20 km, I = 5 (zona Galati - Braila)
  • 13.11.1981, Mw = 5.1, h = 4 km (vecinatatea orasului Tulcea)
  • 03.09.2004, Mw = 5.1, I = 4 (NE orasului Tulcea)
  • 07.05.2008, Mw = 5 - 5.2,  h = 5 km (NV Marii Negre)

 

Falia Intra-moesica (FI)

Falia Intra-moesica traverseaza platforma Moesica in directia SE-NV, separand doua sectoare cu constitutie si fundament diferite. Desi este o falie adanca bine definita, atingand baza litosferei (Enescu, 1992) si extinzandu-se catre S-E inspre regiunea faliei Anatoliene (Sandulescu, 1984), activitatea seismica asociata este împrastiata si slaba, cu doar doua evenimente care depasesc magnitudinea 5. O crestere semnificativa a seismicitatii se observa in regiunea Shabla (SH), Bulgaria, unde in anul 1901 s-a produs un cutremur cu magnitudinea Mw = 7.2. Adancimea focala are o valoare relativ mare, h ~ 35 km, sugerand un proces activ in crusta inferioara sau in litosfera superioara.

Este dificil sa ajungi la o concluzie referitoare la modelul caracteristic de tensiune pe baza celor patru solutii de plan de falie disponibile pentru aceasta zona, chiar daca ele sunt compatibile cu regimul extensional evidentiat pe intreaga arie a avanfosei carpatice (exceptie facand regiunea crustala Vrancea). Un singur eveniment, cu Mw=3.2, are o componenta mare de alunecare in directie lateral stanga cu un plan nodal orientat N30oV, paralel cu falia Intraimoesica.

Cutremure importante produse in regiune:

  • 04.01.1960, Mw = 5.4, h = 40 km, I = 5.5
  • 27.02.1967, Mw = 5.0, h = 42 km, I = 5

 

Zona Fagaras - Campulung (FC)

Zona Fagaras - Campulung este situata la contactul dintre Platforma Moesica si orogenul Carpatilor Meridionali. Ea este caracterizata de socuri puternice ce pot ajunge la Mw ~ 6.5, fiind cele mai mari cutremure crustale, frecvent intre 5-30 km adancime, inregistrate pe teritoriul Romaniei. Ultimul eveniment major s-a produs pe 26 ianuarie 1916 (Mw = 6.4) si a fost urmat de o semnificativa activitate de replici.

Cutremurele din Muntii Fagaras si Depresiunea Lovistei se produc astfel: la S, dupa un aliniament NV, care corespunde la fracturi adanci pe directii hercinice mostenite, argument pentru o regenerare alpina slaba a Muntilor Fagaras, sau NE, directii de origine alpina; spre Transilvania, de-a lungul unor falii in trepte, ce separa orogenul carpatic de zona depresionara. Aceste cutremure sunt caracterizate de intensitati pana la gradul VII si au caracter policinetic tipic, cu durata mare, dar cu energie moderata. Astfel, evenimentul major din 1916, care pe o arie foarte restransa a depasit intensitatea VII-VIII, a dat socuri repetate timp de 4 luni, numite de Atanasiu (1961) replici intarziate, cu o migrare a epicentrelor de la NV spre SE; acest fapt poate fi explicat printr-o reasezare succesiva pe fracturi, a unor mici blocuri intra-crustale. Este de remarcat faptul ca zona de curbura a Carpatilor a actionat ca ecran pentru cutremurul fagarasan din 1916.

Cutremure importante produse in regiune:

  • 26.10.1550, Mw = 6.5, h = 10 km, I = 9
  • 10.08.1590, Mw = 6.5, h = 10 km, I = 8.5
  • 07.12.1746, Mw = 5.9, h = 10 km, I = 8
  • 08.12.1793, Mw = 6.2, h = 10 km, I = 7
  • 19.02.1832, Mw = 5.6, h = 10 km, I = 8
  • 26.10.1916, Mw =6.4, h = 10 km, I = 8
  • 18.04.1919, Mw = 4.1, h = 10 km

 

Zona Danubiana (DA)

Zona seismogen numita “Zona Danubiana”, dupa Atanasiu (1961), reprezinta extremitatea vestica, adiacenta fluviului Dunarea, a unitatii orogenice a Carpatilor Meridionali. Rata activitatii seismice este relativ inalta, mai ales la granita si peste granita cu Serbia, traversand Dunarea (Figura 6). Magnitudinea cutremurelor nu depaseste 5.6.

Exista solutii de plan de falie disponibile pentru trei cutremure, inclusiv pentru cel mai mare eveniment cu Mw = 5.6, din 18.01.1991, care indica un proces de faliere normala cu axa T orientata aproximativ N-S, in concordanta cu regimul extensional al tensiunilor din Carpatii Meridionali (Oncescu et al., 1988; Radulian et al., 1996). Totusi, pentru o concluzie ferma, sunt necesare mai multe solutii de plan de falie pentru Zona Danubiana.

Cutremure importante produse in regiune:

  • 18.01.1991, Mw = 5.6, h = 12 km, I = 8

 

Zonele Banat (BA) si Crisana - Maramures (CM)

Contactul dintre Depresiunea Panonica si Orogenul carpatic se intinde de-a lungul partii vestice a granitei Romaniei. Chiar daca nu se remarca diferente tectonice si geostructurale majore, pe baza distributiei seismicitatii, se pot defini doua arii active relativ distincte: zona Banat la S, si aria Crisana - Maramures, la N. Seismicitatea din zona Banat este caracterizata de mai multe cutremure cu magnitudine Mw > 5, dar care nu depasesc magnitudinea 5.6. Informatiile istorice sugereaza, pentru zona Crisana - Maramures, cutremure potentiale mai mari de 6, dar in secolul nostru a fost raportat doar un eveniment cu magnitudinea care se apropie de 5.

Cutremurele din Banat au caracter policinetic, cu numeroase replici in cazul evenimentelor mari. Astfel, mentionam: cutremurele produse intre octombrie 1879 si aprilie 1880 in zona Moldova Noua; cutremurul produs in zona Timisoara din 27.05.1959 cu Mw = 5, h = 5 km, urmat de doua socuri produse in 1960; cutremurele de la Banloc, in 12.07.1991, Mw = 5.6, h = 11 km, si Voiteg, 02.12.1991, Mw = 5.6, h = 9 km, urmate de numeroase replici.

In contrast cu ceea ce s-a obtinut pentru avanfosa carpatica, cu exceptia zonei Vrancea si in Carpatii Meridionali, unde, in ciuda caracterului aleatoriu al solutiilor de plan de falie, nu a fost pusa in evidenta nici o faliere inversa, in zona Banat predomina falierea inversa precum si cea de tipul alunecare in directie. Desi orientarea axei P nu este bine constransa, se evidentiaza totusi un camp compresional regional orizontal cu o directie E-V. Dupa cum au aratat Radulian et al. (1996), solutiile de plan de falie disponibile de-a lungul marginii estice a Depresiunii Panonice si in zona Carpatilor Orientali (desi pentru evenimente slabe si rare) sugereaza caracterul compresional al campului de tensiune. Acest rezultat este in acord cu lucrarea lui Grunthal si Stromeyer (1992), care subliniaza ca modelul aproximativ radial al regimului extensional din Bazinul Panonic implica un camp compresional orientat E-V in estul acestuia, in regiunea intra-carpatica.

Zona seismic activa din jurul localitatilor Oradea si Carei este situata la intersectia unor fracturi de orientari NE si V-E (Cornea si Spanoche, 1978), fiind caracterizata prin focare normale care au activat, dupa datele gasite in literatura, cu intensitatea si frecvenţa maxima, intre anii 1829 si 1834. Cutremurele din Maramures sunt cunoscute prin socurile din perioada 1876 - 1926, de intensitate maxima V, uneori cu multe replici. Ele se produc pe un aliniament de la Sighetul Marmatiei spre vest, in lungul Tisei, sau pe aliniamente NV-SE intre Sighet - Ocna Sugatag si Costiui - Strimtura. Acestea din urma sunt paralele cu structurile Carpatilor Orientali si reflecta probabil fracturi in trepte de scufundare a soclului cristalin si de ridicare a bazei crustei terestre spre contactul cu vulcanitele neogene. In zona Baia Mare s-au produs cutremure simtite cu intensitate V-VI, unul la 30.06.1978 (Mw = 4) si trei cutremure in martie 1979. Aceasta zona este plasata pe o fractura adanca orientata V-E, care se extinde spre est si corespunde zonei de radacina a panzei de la Poiana Botizei, apoi se prelungeste si intra în contact cu falia ce delimiteaza la nord Masivul Rodnei, iar la vest se prelungeste ca limita a geosinclinalului Szolnok.

In extremitatea de vest a Olteniei si in Mehedinti, apar cateva aliniamente de cutremure secundare orientate NE, linia Drobeta Turnu Severin - Targu Jiu, pe care s-au produs doua evenimente cu M = 4.5, in 1962 si respectiv 1963.

Cutremure importante produse in regiune:

  • 12.07.1991, M = 5.6, h = 11 km, I = 8 (zona Banloc - Timis)

  • 18.07.1991, M = 5.6, h = 12 km, I = 8 (zona Herculane - Ofsenita)

 

Depresiunea Transilvaniei (DT)

In centrul Depresiunii Transilvaniei este situata o alta zona seismica, intre Tarnava Mare si Tarnava Mica. In totalitate, cutremurele semnificative, cu magnitudine mai mare de 5, au fost semnalate pe baza informatiilor istorice. Cel mai mare cutremur inregistrat in perioada instrumentala este cel din 12.11.1978, de magnitudine M = 3.3, la o adancime de 10 km. Este posibil ca focarele sa fie situate pe fracturi sub Depresiunea Transilvaniei.

Cutremure importante produse in regiune:

  • 08.01.1223, Mw = 5.9, h = 10 km, I = 8
  • 19.10.1523, Mw = 5.9, h = 10 km, I = 8 (in apropiere de Medias)
  • 18.03.1223, Mw = 5.6, h = 10 km, I = 7
  • 15.02.1786, Mw = 5.3, h = 10 km, I = 7
  • 03.10.1880, Mw = 5.3, h = 10 km, I = 8

Tabelul 1. Zonele seismogene si caracteristicile lor

  • * produs in secolul trecut
  • ** normat la 1 an şi arie epicentrala de 5000 km patrati
  • *** doar cutremure cu Mw > 5

Tabelul 1 Numarul de cutremure cu Mw > 5.0, produse intre 984 si 2003, si numarul de solutii de plan de falie cu cel putin 15 polaritati ale primelor miscari ale undelor P, pentru fiecare zona seismogenica, sunt date in Tabelul 1. Valoarea celui mai mare moment seismic (M0,max) se refera la intregul interval de timp considerat, in timp ce coeficientii relatiei frecventa - magnitudine (a si b) sunt determinati numai din cutremurele produse dupa anul 1900.

 

3. Solutiile de plan de falie

Figura 3. Solutiile planelor de falie ale cutremurelor crustale romanesti (conform Radulian et al., 1999). Pentru mai multe informatii accesati www.infp.ro

 

4. Mentiuni

Odata cu instalarea de noi senzori seismici, multe din zonele „aseismice” s-au dovedit a fi caracterizate de o microseismicitate (M<2) imposibil de detectat in trecut. Cresterea substantiala a numarului de statii seismice din ultimii ani si mai buna distribuire a lor pe teritoriul Romaniei, contribuie la obtinerea unei baze de date mult mai complete, datorita cresterii numarului evenimentelor detectate si a calitatii inregistrarilor, contribuind, in acelasi timp, si la imbunatatirea calitatii si preciziei localizarilor.

 

5. Referinte:

Ardeleanu L. et al. (2005), Probabilistic seismic hazard map for Romania as a basis for a new building code. Natural Hazards and Earth System Science 5, 679 - 684

Atanasiu I. (1961), Cutremurele din Romania. Academia R.P.R., Bucuresti, 194pp

Oncescu M., Marza V. I., Rizescu M., Popa M. (1999), The Romanian earthquake catalogue between 984-1997, Vrancea Earthquakes: Tectonics, Hazard and Risk Mitigation (edited by F. Wenzel et al.), 43 - 47

Radulian M., Mandrescu N., Panza G.F., Popescu E., Utale A. (2000), Characterization of Seismogenic Zones of Romania, Pure appl. geophys. 157, 57 - 77.