3D simulacije potresne trešnje
Simulacija potresne trešnje Makarskog potresa iz 1962. godine
Jedan među najjačim potresima u Hrvatskoj svakako je Makarski potres iz 1962. godine koji je uslijedio samo par dana nakon početka serije potresa Makarskog primorja (Slika 1). Konkretno, niz je započeo potresom 7. siječnja u 11:03 lokalne magnitude ML = 5.9 s epicentrom u Hvarskom kanalu (između otoka Hvara i Brača). Glavni potres koji se dogodio 11. siječnja 1962. u 06:05 lokalne magnitude ML = 6.1 imao je epicentar nešto bliže kopnu, a najveći intenzitet mu je ocijenjen s VIII – IX °MCS. Ova serija potresa jedna je od najvažnijih zabilježenih serija potresa u drugoj polovici 20. stoljeća u Hrvatskoj, a glavni potres događaj koji uvelike definira potresnu opasnost (seizmički hazard) Makarskog primorja. Osvrt na seriju potresa dostupan je na poveznici.
Slika 1. Epicentri serije potresa Makarskog primorja iz Hrvatskog kataloga potresa (Herak i sur., 1996).
S obzirom na važnost ovog potresa, te činjenice da se zasigurno jednog dana na ovom području može ponovno dogoditi potres iste jakosti, u cilju je procijeniti očekivane parametre trešnje tla za jedan takav scenarij. Za procjenu očekivanih parametara gibanja tla glavnog Makarskog potresa primijenjena je metoda fizikalno utemeljenog modeliranja valnog polja. Točnije, provedena je deterministička simulacija niskofrekventnog (f < 1 Hz) doprinosa gibanja tla pomoću softverskog paketa SPECFEM3D Cartesian (Komatitsch i sur., 2010) za model kore Središnjeg Jadrana. Ovaj trodimenzionalni model kore središnjeg Jadrana odražava najvažnije geološke karakteristike istraživanog područja, a izrađen je na temelju dostupnih geoloških i geofizičkih podataka. Detalji o modelu dostupni su na poveznici.
U simulacijama, uz model je još uključena i atenuacija određena iz modela brzina S-valova prema Olsenovim empirijskim relacijama (Olsen i sur., 2003). Seizmički izvor predočen je pojednostavljenim kinematičkim prikazom modela ograničenih izvora. U ovom pojednostavljenom modelu pretpostavljena je uniformna distribucija pomaka duž cijele rasjedne plohe uz bilateralnu vremensku simetriju rasjedanja (koncentrično od točke inicijacije, tj. žarišta potresa koje se nalazi na sredini rasjedne plohe i dubini od 10 km). Pomak po rasjedu duljine 9.7 km i širine 8.8 km većim je dijelom bio horizontalan uz malenu reversnu vertikalnu komponentu. Parametrizacija izvora napravljena je po uzoru na rad od Herak i sur. (2000), a prikazana je na Slici 2.
Slika 2. Prikaz seizmičkog izvora glavnog Makarskog potresa iz 1962. godine korištenog prilikom simulacija niskofrekventnih doprinosa gibanja tla.
U nastavku su prikazane video simulacije Makarskog potresa iz 1962. godine. Prikazane su tri komponente (istok-zapad, sjever-jug, vertikala) i norma brzine u 5x stvarnom vremenu od početka potresa.
Zbog blizine epicentra potresa, vrlo intenzivna trešnja u Makarskom primorju započinje gotovo istovremeno sa samim nastankom potresa te traje 30-tak sekundi. U moru ova trešnja je dodatno amplificirana i produljenog trajanja – intenzivno preko 2 min, a sve skupa dulje od 4 minute koliko traje ova simulacija. Razlika u duljini trajanja trešnje na kopnu i moru primarno proizlazi iz različite građe ovih dvaju cjelina. U moru seizmički valovi ostaju zarobljeni u mekšim sedimentnim naslagama između površine i čvrste stijenske mase u podlozi. Samim time dolazi do amplifikacije te produljenja trajanja trešnje tla. Na kopnu, koje je građeno od karbonatnih stijena većih brzina, valna fronta prolazi brže, a zbog čvrstoće stijena amplitude brže trnu što posljedično rezultira kraćom trešnjom. Nadalje, između različito građenog morskog dna i otoka dolazi do efekta kanaliziranja valova i energije prema otvorenom moru čime se dodatno povećava intenzitet i trajanje trešnje na tom području (pogledaj horizontalne komponente gibanja nakon prve minute).
Ova simulacija napravljena je u sklopu istraživačkog rada doktorandice Helene Latečki pod vodstvom izv. prof. dr. sc. Josipa Stipčevića s PMF-a. U okviru izrade ovog istraživanja korištena je usluga Napredno računanje Sveučilišta u Zagrebu Sveučilišnog računskog centra (Srce).
Literatura:
Herak, M., Herak, D., Markušić, S. (1996): Revision of the earthquake catalogue and seismicity of Croatia, 1908–1992. Terra Nova, 8, 86–94.
Herak, M., Orlić, M., Kunovec Varga, M. (2001): Did the Makarska earthquake of 1962 generate a tsunami in the central Adriatic archipelago?. Journal of Geodynamics, 31, 71–86.
Komatitsch, D., Erlebacher, G., Göddeke, D., Michéa, D. (2010): High-Order Finite-Element Seismic Wave Propagation Modeling with MPI on a Large GPU Cluster. Journal of Computational Physics, 229(20), 7692–7714. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2010.06.024
Olsen, K.B., Day, S.M., Bradley, C.R. (2003): Estimation of (Q) for Long-Period (>2 Sec) Waves in the Los Angeles Basin. Bulletin of the Seismological Society of America, 93(2), 627–38.
Pripremila: Helena Latečki
