През април 2025 г. Главният разлом в Мраморно море в северозападна Турция предизвика най-голямото земетресение от над 60 години. В проучване, публикувано в Science, екип изследователи анализира близо две десетилетия сеизмични данни, оформящи земетресението с магнитуд 6,2 от април 2025 г.

Проучването е ръководено от проф. д-р Патрисия Мартинес-Гарсон (Patricia Martínez-Garzón) от Центъра за геонауки GFZ „Хелмхолц“ в Потсдам, Германия.

Анализът на динамиката на разкъсванията и моделите на вторични трусове в множество времеви мащаби разкрива забележителна серия от разпространяващи се на изток събития с магнитуд M>5 по протежение на разлома през последните около 15 години, засягащи както бавно плъзгащи се („пълзящи“), така и по-плътно залепнали („заключени“) разломни участъци.

Това допълва сеизмичната картина на региона. Тъй като оставащият заключен участък близо до Истанбул би могъл да предизвика още по-силно земетресение с потенциално опустошителни последици за мегаполиса с около 18 милиона жители, авторите подчертават необходимостта от непрекъснато наблюдение в реално време в района.

История на земетресенията по Главния разлом на Мраморно море и техните механизми на разкъсване

Главният разлом на Мраморно море (MMF - Main Marmara Fault) е най-опасната и рискова разломна зона в Европа и е единствената част от граничещата с плочите Северноанадолска разломна зона между Евразийската и Анадолската плоча, която не е предизвикала голямо (с магнитуд M>7) земетресение от 1766 г. насам.

Средната честота на повторяемост на големите земетресения в региона е 250 години, както се вижда от исторически записи, датиращи отпреди повече от 2000 години. Следователно, MMF вече е в късен етап от сеизмичния си цикъл и следователно има потенциал да се прояви в голямо земетресение.

По-ранни проучвания, ръководени от изследователи на GFZ, разкриват, че MMF е разделен на няколко характерни секции. В пълзящата секция в западната част, част (до ~50%) от тектоничната енергия се освобождава чрез бавно (и следователно неопасно) пълзене, както е установено чрез анализ на малки земетресения, повтарящи се на едни и същи локални места.

На изток, делът на пълзящите и повтарящите се участъци намалява в „преходен участък“, докато разломът не стане напълно заключен непосредствено южно от Истанбул.

Разломните сегменти са натоварени предимно от тектонично натоварване от движението на плочите и ко-сеизмично и пост-сеизмично пренасяне на напрежение от предишни земетресения. Преходните и заключените разломни сегменти се натоварват допълнително от бавното освобождаване на приплъзването по съседните пълзящи участъци, което води до по-висока концентрация на напрежение.

Нови изследвания върху посоката на развитие на земетресенията в Мраморно море

Земетресението с магнитуд 6,2 в Мраморно море на 23 април 2025 г. бе локализирано в преходния участък и то предизвика и даде възможност за по-задълбочени изследвания върху посоката на развитие на земетресенията в региона.

Учените са анализирали характеристиките на разрушаване на земетресението с магнитуд 6,2 от април 2025 г. и регионалния сеизмичен модел, базиран на каталог от сеизмични събития, обхващащи последните 20 години. Специален акцент е върху сравняването на земетресението с магнитуд 6,2 от 2025 г. със земетресението в Силивири с магнитуд 5,8 от 2019 г., тъй като и двете имат съседни епицентри и частично се припокриват.

Поведение на сегментните разломи и еволюция на сеизмичността. ( A ) Разломни сегменти и тяхното поведение при приплъзване по MMF и земетресения с M > 5 в региона от 2006 г. Сините, оранжевите и червените линии по разлома представляват съответно пълзящите, преходните и заключените сегменти. Отворените жълти кръгове представляват центроида на клъстерите от повтарящи се земетресения, като размерът им е кодиран с броя на повтарянията в клъстерите. Съкращенията на сегментите са: GS: Сегмент Ганос; TB: Басейн Текирдаг; WH: Западен висок; CB: Централен басейн; KB: Басейн Кумбургаз; AS: Сегмент Авджилар; PI: Принцови острови. Триъгълниците нагоре показват сеизмични станции от различни мрежи и агенции. Дебелата черна линия представлява разкъсването на земетресението в Измит през 1999 г. с магнитуд 7,4. Пунктираните кръгове отбелязват разстоянията от епицентъра на M 6,2. Сивата кутия очертава показаната в BD област. ( B до D ) Пространствено разпределение на земетресенията с M >= 2.5 по MMF през два различни времеви периода. (B) От 1 януари 2007 г. до 31 декември 2012 г., (C) От 1 януари 2013 г. до 31 декември 2020 г., (D) От 1 януари 2021 г. до 3 май 2025 г. Зелените звезди представляват епицентровете на земетресенията с M > 5 през този период от време. Двете оранжеви стрелки показват потенциални неравности. В (C, D) сините точки представляват сеизмичността от предишния(ите) времеви период(и).

Десетилетно активиране на Главния разлом на Мраморно море на изток

Новото проучване показва, че MMF е претърпял прогресивна, движеща се на изток поредица от умерени земетресения към заключения сегмент южно от западен Истанбул с приблизително нарастващ магнитуд, започвайки през 2011 г. и завършвайки със земетресението в Мраморно море с магнитуд 6,2 през 2025 г., което е най-голямото събитие в MMF от повече от 60 години.

Последното разкъсва ~10 до 20 километра от Централния MMF с кинематика на сместване. Възможно е да е било повлияно от събитието M 5.8 през 2019 г. чрез пренос на напрежение.

Наблюдаваната миграция на изток на събития с M>5 започна в пълзящия участък, включващ Западния максимум и Централния басейн, където през 2011 и 2012 г. са регистрирани две земетресения с M>5.

Те оставят ~10–15 километра тиха област в източния край на пълзящата секция, която след това се активира по време на земетресението с магнитуд 5,8 от 2019 г. Неговото ~10-километрово разкъсване е частично припокрито от земетресението с магнитуд 6,2 от 2025 г.

И двата съседни епицентъра отбелязват промяната от пълзящия сегмент на Централния басейн на MMF към преходния сегмент на Кумбургазския басейн. Освен това, и двете събития показват асиметрични модели на вторични трусове спрямо епицентъра, с фокус върху посока изток по протежение на MMF.

Вторичните трусове от земетресението през април 2025 г. завършват близо до източния край на ~15 км дълга сеизмично спокойна зона в сегмента Авджълар, между Кумбургаз и заключения сегмент на Принцовите острови южно от Истанбул. Освен това, характеристиките на вторичният трус по отношение на съотношението между по-малки и по-големи земетресения и следователно нивото на напрежение, са различни от събитието през 2019 г., което предполага, че в този сегмент напрежението на срязване, или с други думи, „състоянието на натоварване“, остава високо.

Последици за региона на Истанбул: Все по-критично ниво на стрес

Наблюдаваният модел на земетресение от събитието M 6.2 през април 2025 г. – в съответствие със събитията, наблюдавани преди това – доближава освобождаването на сеизмична енергия до заключения сегмент на Принцовите острови, частта от MMF южно от Истанбул, която е способна сама по себе си да предизвика земетресение с магнитуд 7.

„Нашите резултати показват дългосрочна прогресия на частични разкъсвания от земетресения, движещи се към съседния на Истанбул сегмент на заключен разлом“, посочва проф. д-р Патрисия Мартинес-Гарсон, учен от GFZ и водещ автор на изследването. „Това не ни казва кога може да се случи голямо земетресение, но показва кои части от разлома стават все по-критично напрегнати."

Последици за риска от земетресения

Проучванията показват, че енергията, пренасяна от сеизмичните вълни, може да бъде по-силна в определени посоки и по-слаба в други, което има важни последици за потенциала за разрушения в населените райони.

В своето проучване Мартинес-Гарсон и съавторите му вече показват, че земетресението с магнитуд 6,2 през април 2025 г. в Мраморно море всъщност е генерирало по-къси и по-енергични сеизмични вълни и е засилило движението на земята в измервателните станции на изток от епицентъра.

Този така наречен „модел на насоченост на разкъсване на изток“ е в съответствие с откритията от предишни земетресения в региона и означава, че трусовете може да станат по-силни, ако бъдещи умерени до големи земетресения също започнат на запад от Истанбул и се разпространят на изток към града.

Но ако предстоящото голямо събитие започне непосредствено южно от Истанбул, ефектът ще е по-малък. Въпреки това, разместването на земната кора би било голямо заради късото разстояние.

Това проучване съобщава, че заедно с предишните земетресения, разкъсващи MMF през последното десетилетие, земетресението с магнитуд 6.2 оставя само ~15–20 км дълъг регион с ниска сеизмична активност в сегмента Авджълар, между Кумбургаз и заключения сегмент на Принцовите острови южно от Истанбул.

Тъй като сеизмичната последователност от 2019 г. с магнитуд 5.8 започва в подобен спокоен район, резултатите показват, че този сеизмично тих сегмент е възможен кандидат за следващото умерено или силно земетресение.

„Следващото значително земетресение вероятно ще се случи в разломната зона западно от или директно върху напълно заключения сегмент на Принцовите острови, южно от Истанбул“, казва проф. Марко Бонхоф (Marco Bohnhoff), съавтор на изследването.

„Това може да е събитие с магнитуд 6 или може да е предвестник, който след това да инициира още по-голямо земетресение, тъй като разломът със сигурност е критично натоварен и вече е натрупал значителна енергия."

Значение на плътното наблюдение в реално време на подводния разлом

Ако бъдещо голямо земетресение се разпространи от запад на изток – както показват последните събития – земетресението в района на Истанбул може да се засили от ефектите на насочеността.

Поради тази причина авторите подчертават важността на плътното наблюдение на подводния разлом в реално време. Това включва създаването на допълнителни сондажни станции, като част от оперативната обсерватория GONAF, която се координира съвместно между GFZ и турското президентство за управление на бедствия и извънредни ситуации (AFAD).

По същия начин те подчертават важността на наличието на постоянни сеизмични и геодезически станции на океанското дъно, както и на оптични офшорни сензорни системи, които ще бъдат използвани в близко бъдеще в рамките на инфраструктурата SAFATOR Helmholtz.

По-доброто наблюдение помага за по-добро предвиждане на това, което може да се случи, и в случай на събитие, за по-бърза реакция в рамките на секунди или минути, което е от решаващо значение за критичната инфраструктура и други много основни мерки за безопасност.

Справка: Patricia Martínez-Garzón et al, Progressive eastward rupture of the Main Marmara fault toward Istanbul, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adz0072

Източник: Earthquake rupture along Main Marmara Fault shows eastward progression towards Istanbul, GFZ Helmholtz Centre for Geosciences