Hazard Natural: Evenimente Tsunami în Marea Neagră Oaie Gh. & al., pag. 27 – 32

PROIECT CEEX 161/2006

CERCETĂRI MULTIDISCIPLINARE PRIVIND HAZARDELE NATURALE. STUDIU DE CAZ: PRODUCEREA FENOMENULUI TSUNAMI ÎN MAREA

NEAGRĂ. Acronim – PROFET

PREZENTARE GENERALĂ

Oaie Gh.1, Ioane D.2, Diaconescu M.3, Seghedi A.4, Lăzăroiu Gh.5, Ruzsa Gy. 6 1INCD GEOECOMAR, 2Universitatea Bucureşti – Facultatea de Geologie şi Geofizică, 3INFP, 4IGR, , 5Universitatea Politehnică Bucureşti – Facultatea de Energetică,6Radal Abstract. Bazinul Mării Neagre, ca şi alte zone oceanice şi marine, este afectat de o serie de hazarde naturale printre care şi valurile de tip tsunami. Datorită unei zone de şelf foarte largi, mai ales pentru bazinul vestic, cu ape puŃin adânci şi cu sectoare de coastă cu relief plat, o mare parte a Ńărmului său poate fi direct afectată de tsunami. Primele informaŃii cu caracter istoric, care menŃionează producerea unor valuri datorate unui cutremur de pământ, aparŃin cronicarului armean Mowses Khorenatsi (410-491 AD). Ultimul evenimet consemnat de literatura dedicată fenomenelor de tip tsunami produse în Marea Neagră menŃionează data de 4 decembrie, 1970. În România hazardul natural datorat valurilor de tip tsunami este foarte slab documentat, cu toate că majoritatea mecanismelor de declanşare a valurilor, precum cutremurele de pământ, prezenŃa faliilor active din punct de vedere geodinamic, alunecările de teren submarine şi subaeriene, sunt prezente. Studiile multidisciplinare întreprinse în cadrul Proiectului ANCS - CEEX 161/2006 au ca obiectiv major obŃinerea de dovezi referitoare la prezenŃa şi manifestarea fenomenului tsunami în Marea Neagră. Cuvinte cheie. Marea Neagră, tsunami, hipocentru, alunecări, tsunamite, hazard natural.

Introducere Hazardul natural de tip tsunami are ca principale mecanisme de declanşare cutremurele, alunecările de teren subacvatice şi subaeriene, erupŃiile vulcanice submarine, la care se mai pot adăuga căderile de meteoriŃi sau degajările masive de gaze cantonate în sedimentele de fund. ÎnălŃimea deosebită pe care o capătă valurile, până la 30 m sau mai mult, apele puŃin adânci din zonele de şelf favorizează deplasarea acestora cu viteze foarte mari, producând inundaŃii devastatoare în zonele de coastă, energia lor de lovire având efecte deosebit de grave asupra mediului, populaŃiei şi realizărilor antropice. În Europa cele mai multe tsunami au fost înregistrate în Marea Mediterană, fenomenul fiind însă prezent şi în mările adiacente, precum Marea Marmara sau Marea Neagră. Conform World Map of Natural Hazards (Sursa – European Spatial Planning Observation Network – ESPON) dintre sutele de tsunami produse în Europa unele au fost asociate alunecărilor submarine (ex. Marea Nordului), cutremurelor de pământ şi erupŃiilor vulcanice (Marea Mediterană) sau activităŃii geotectonice deosebite desfăşurate de-a lungul unor falii crustale (ex. Marea Marmara, Marea Neagră). În conformitate cu clasificarea ESPON coasta românească a Mării Negre este inclusă în categoria ”zonă cu hazard la tsunami” (“tsunami hazard area”), risc asociat unor arii tectonic active la care se adaugă cutremurele şi alunecările submarine. De aceea, studiul producerii hazardului natural de tip tsunami se dovedeşte a avea un fundament real. În

acest context au fost efectuate o serie de lucrări complexe, cu caracter multisiciplinar, în cadrul proiectului CEEX 161/2006 care are ca obiective principale următoarele :

• Documentarea pe plan naŃional a fenomenului “tsunami” pentru bazinul Mării Negre; activităŃi multidisciplinare de cercetare ştiinŃifică; achiziŃionarea şi prelucrarea complexă a datelor; elaborarea unui catalog al evenimentelor deosebite produse pe coasta românească a Mării Negre;

• Studii de teren şi laborator referitoare la fenomenul tsunami în Marea Neagră, în vederea evaluării posibilităŃilor de predicŃie / prevenire a efectelor asupra zonelor expuse;

• Propunerea de măsuri de prevenire pentru zonele expuse. Elaborarea unui ghid cu instrucŃiuni aplicabile în caz de necesitate; implementarea unui sistem automat de monitorizare a producerii evenimetelor de tip tsunami, cu avertizare în timp real;

• Constituirea unui parteneriat larg de tip cercetare-învăŃământ-aplicare, în domeniul ştiinŃelor pământului, prin utilizarea integrată a infrastructurilor de cercetare, în vederea elaborării de documentaŃii specifice referitoare la hazardele naturale;

• Integrarea în reŃelele europene de cercetare, în vederea creşterii contribuŃiei României la dezvoltarea cercetării europene în domeniul ştiintelor pamântului.

Scurtă prezentare a datelor istorice şi de arhivă Caracteristicilor geologice/sedimentologice, tectonice şi seismologice ale Mării Negre li se adaugă informaŃiile istorice referitoare la producerea unor valuri de tip tsunami începând cu relatările cronicarului armean Mowses Khorenatsi (410-491 AD). Istoricul bizantin Theophanes menŃionează un alt eveniment semnificativ care s-a produs în Tracia în 544 – 545 AD, când marea a avansat în interiorul uscatului cu 6 km acoperind o serie de teritorii din jurul oraşelor Odessus, Dionysopolis şi Aphrodisium. łările din jurul Mării Negre, precum Turcia, Bulgaria şi Ucraina dispun de numeroase informaŃii referitoare la producerea de tsunami pe coastele acestora. Yalciner et al. (2004) discută asupra hazardului de tip tsunami în Marea Neagră comparând datele istorice, instrumentale şi rezultatele modelărilor numerice. În Marea Neagră, începând cu sec. I, au fost consemnate 22 de evenimente de tip tsunami, din care 9 au avut loc în secolul XX. Câteva dintre cele mai importante evenimente consemnate de-a lungul timpului au fost cele produse în: sec. I în zona orasului Dioskuriada (actualul Sukhumi, Georgia), sec. II - golful Sevastopol (Crimeea), 543 – Varna (Bulgaria), 1341 - vestul coastei Crimeei, 1427 - coasta sudică a Crimeei, 1598 - Anatolia (Turcia), 23 ianuarie 1838 - Odessa (Ucraina), 4 octombrie 1905 - Anapa (Russia), 26 iunie 1927 - Yalta (Ucraina), 26 decembrie 1939 - eveniment declanşat de cutremurul de pământ cunoscut sub numele de Marele Erzincan (magnitudinea 8 - valoare maximă pentru tsunami generate de cutremure în Marea Neagră). Valuri de tip tsunami au fost observate şi înregistrate în aproape toată Marea Neagră, 12 iulie 1966 - Anapa (Russia), 3 septembrie 1968 - Amasra (Turcia) - Valurile au fost generate de cutremurul cunoscut sub numele de Bartin, cu magnitudinea de 6.6. Ultimul tsunami consemnat de literatura de specialitate pentru Marea Neagră s-a produs pe 4 decembrie 1970 în apropierea oraşului Soci. Evenimentul a fost produs de un cutremur cu magnitudinea de 4.8 pe scara Richter. Nouă evenimente majore s-au produs doar în secolul XX. Perioada de revenire a tsunami-urilor în Marea Neagră pare a fi de 11 ani, luând în consideraŃie doar datele din secolul XX (Yalciner et al, 2004).

Ranguelov, Gospodinov (1995) şi Ranguelov (2003) citează pentru anul 1901 un cutremur cu magnitudinea de 7.2 care a afectat coasta Bulgariei producând valuri tsunami. Autorii mai citează “tsunamite” şi “breccii sapropelice”, acestea întărind ideea ca acest Ńărm a fost invadat în trecut de tsunami. Ei sunt de părere că zona de coastă a Bulgariei este foarte vulnerabilă la evenimente de tip tsunami din cauza golfurilor, estuarelor şi reliefului plat din zona de coastă. Pelinovsky (1999) subliniază importanŃa a 4 evenimente de tip tsunami care au fost înregistrate instrumental în bazinul Mării Negre în secolul XX (26.06.1927, 12.09.1927, 26.12.1939,12.07.1966). Potrivit calculelor autorului, valurile tsunami generate de evenimente de acest fel pot străbate Marea Neagră în circa o oră pe axa nord-sud şi în 3 ore pe axa est - vest. Utilizând ca bază evenimentele de tip tsunami care au avut loc în ultimii 120 de ani (1868-1997), rezultă că intervalul de revenire, estimat de autor, este de aproximativ 20 de ani. Pentru coasta românească a Mării Negre este consemnat un singur eveniment produs în anul 104 AD, atunci când oraşul Callatis a fost afectat de valuri foarte mari. O serie de evenimente hidraulice anormale au fost menŃionate în rapoartele de fază ale proiectului CEEX 161/2006 şi într-o serie de lucrări publicate recent (Oaie et al, 2006, 2007). Studiul documentelor de arhivă a permis obŃinerea unor informaŃii care acoperă intervalul 1886 – 1930. Au fost reŃinute aspecte legate de producerea unor cutremure. Propagarea undelor seismice s-a produs pe direcŃiile SE – NV, S – N sau E – V. Acest aspect sugerează existenŃa hipocentrelor seismelor în vestul şi sud-vestul Mării Negre. MenŃionăm aici cutremurele produse pe 31.08.1894, 14.01.1900, 6.02.1904, 2.04.1904, 14.06.1914. Aceste observaŃii arată că, cel puŃin cutremurele, ca unul dintre mecanismele de declanşare a valurilor tsunami, există în zona Mării Negre. Cercetări geologice/sedimentologice Din examinarea hărŃii geologice a Ńărmului vestic al Mării Negre se constată că aflorimentele formaŃiunilor anterioare Holocenului sunt relativ restrânse şi apar în falezele din partea sudică a litoralului românesc şi sub forma unor promontorii care înaintează în mare. În zona plajei Corbu (North ConstanŃa) aflorează formaŃiunile calcaroase ale Jurasicului superior din sinclinalul Casimcea. Spre sudul zonei litorale, în falezele de la Agigea, Eforie, Mangalia, 2 Mai şi Vama Veche aflorează doar depozite calcaroase ale Sarmatianului, frecvent lumaşelic, acoperit de argile roşii ale Villafranchianului, sau direct de paleosoluri şi soluri cuaternare. Analiza complexă a carotelor prelevate din cadrul complexului lacustru Razelm – Sinoe arată că, uneori, o serie de evenimente hidrodinamice majore (valuri tsunami?) au perturbat mediul depoziŃional lacustru, dominat de depuneri de sedimente fine (silt, mâl), determinând apariŃia unor strate grosiere (nisip grosier, pietriş), nesortate. PrezenŃa acestora între strate fine, precum şi direcŃiile diferite de transport (marcate de laminaŃiile interne) indică procese de sedimentare datorate unor evenimente hidrodinamice majore (valuri de tip tsunami?) care s-au extins peste cordonul litoral dintre mare şi complexul lacustru Razelm – Sinoe. De asemenea, în zona cea mai îndepărtată de mare a golfului Corbu aflorează acumulări de bolovăniş. Acestea formează o bară longitudinală cu grosimea > 1,20 m, paralelă cu linia Ńărmului şi alcătuită din galeŃi de calcare jurasice,

slab sortaŃi, de la subrotunjiŃi la subangulari, cu matrice de nisip cochilifer, de la grosier la foarte grosier. Este de remarcat distanŃa dintre linia valurilor şi acumularea de bolovăniş, aceasta fiind de peste 200 m. Toate aceste aspecte sugerează procese hidrodinamice majore diferite de manifestările obişnuite datorate furtunilor.

Cercetări seismologice

Studiul documentelor din literatura de specialitate şi a celor din surse proprii au permis conturarea a numeroase arii seismic active în jurul bazinului Mării Negre. În acord cu distribuŃia spaŃială a epicentrelor cutremurelor normale şi intermediare, dar şi cu harta zonelor tectonic active, în jurul bazinului au fost identificate mai multe surse seismice: Dobrogea de Nord (S1), sursa central şi sud dobrogeană (S2), Sabla (S3), Istanbul (S4), Falia Nord Anataoliana (S5), Georgia (S6), Novorossjsk (S7), Crimeea (S8), West Black Sea Fault (S9), Mid Black Sea ridge (S10). Magnitudinea maximă posibilă a surselor seismice astfel definite a fost făcută pe baza datelor seimotectonice şi geologice. Toate sursele seismice menŃionate arată că, mecanismul seismo-tectonic este foarte dinamic în jurul bazinului Mării Negre, putând genera şocuri suficient de puternice pentru a declanşa valuri de tip tsunami. Implementarea unui sistem de avertizare la tsunami Pentru a se asigura o reacŃie adecvată la un eveniment de tip tsunami, este necesar ca la nivel naŃional şi regional să existe o infrastructură de apărare adecvată. DetecŃia rapidă a pericolului şi comunicarea eficientă între factorii de răspundere constituie factori cheie în managementul hazardelor. Pentru cazul particular al situaŃiilor de urgenŃă aferente tsunami, comunicarea este decisivă, având în vedere faptul că timpul de atingere a coastei de către val poate fi de ordinul minutelor. Un astfel de eveniment, cu declanşare scurtă, implică o reacŃie imediată din partea autorităŃilor, cât şi din partea populaŃiei. De aceea, existenŃa unui Sistem NaŃional de Avertizare/Alarmare la Tsunami (SNAAT), cu rolul de a asigura detecŃia în timp real a evenimentului tsunami, de a elabora notificarea acestuia şi de a transmite informaŃia către autorităŃi şi comunităŃile locale este absolut necesară. SNAAT trebuie să cuprindă: ReŃea de StaŃii Automate de Detectare a Evenimentelor tip Tsunami (RSADET), cu transmiterea datelor în timp real; Centrul OperaŃional pentru Alarmare la Tsunami (COAT), care are responsabilitatea notificării evenimentelor tsumani către factorii decizionali şi, implicit a declanşării planurilor de intervenŃie; Dispeceratul Local pentru Alarmare la Tsunami (DiLAT), care funcŃionează permanent şi este capabil sa primească informaŃii de la SNAAT şi să asigure fluxul informaŃional către comisia pentru situaŃii de urgenŃă. În vederea unei protecŃii eficiente este necesară conştientizarea populaŃiei în ceea ce priveşte pericolul la tsunami. În cadrul proiectului ANCS - CEEX 161/2006, finanŃat de MEdC, vor fi elaborate instrucŃiuni specifice de urmat la emiterea unui avertisment de tsunami, unei alarme de tsunami, după producerea unui tsunami. La primirea unei notificări asupra producerii unui eveniment tip tsunami, şi premergator valului tsunami, comisiile desemnate vor decide în privinŃa evacuării zonelor joase. Un aspect esenŃial al pregătirii pentru un eveniment tip tsunami îl reprezintă existenŃa unor servicii de management al situaŃiilor de urgenŃă, de un înalt nivel profesional şi cu o dotare tehnică adecvată. Un răspuns rapid şi concentrat al serviciilor de management al situaŃiilor de urgenŃă este vital pentru a reduce atât pierderile de vieŃi omeneşti cât şi pierderile materiale.

În loc de concluzii Documentele istorice şi cele obŃinute prin studiile întreprinse în cadrul proiectului CEEX 161/2006 sugerează existenŃa unui hazard semnificativ de tsunami în Marea Neagră. łinând cont de complexitatea subiectului abordat, şi de lipsa informaŃiilor la nivel naŃional, studiul multidisciplinar al fenomenului natural tsunami produs în Marea Neagră, cu posibile efecte negative asupra coastelor României, apare ca o necesitate. Până în momentul de faŃă partenerii din cadrul proiectului, institute de inters naŃional, universităŃi şi societăŃi cu răspundere limitată, au îndeplinit următoarele obiective:

• Documentare geologică (sedimentologie, geochimie, biologie), geofizică (batimetrie, seismo-acustică, procese geodinamice submarine-alunecări, gaz-hidraŃi) şi hidrologică (evenimente deosebite);

• Cercetări de teren, pe mare şi de-a lungul zonei de coastă, în vederea efectuării de măsurători (seismică, batimetrie, observaŃii hidrologice), efectuării de observaŃii (la nivel de afloriment) şi culegerea de probe geologice (carote);

• AchiziŃionarea de date din diverse surse: culegerea de informaŃii seismologice la scară de bazin, culegerea de informaŃii referitoare la mecanismele şi efectele valurilor de tip tsunami, informare şi culegerea de date referitoare la instrucŃiunile de urmat în caz de alarmare;

• Efectuarea de analize geologice, geochimice, biologice, mineralogice, prelucrarea informaŃiilor geofizice, hidrologice şi batimetrice noi şi a celor obŃinute din alte surse;

• Cercetări pentru evaluarea stabilităŃii falezelor înalte, în funcŃie de modificarea litologică şi prezenŃa accidentelor tectonice;

• Cercetări petrofizice pentru caracterizarea formaŃiunilor geologice din zona litorală; • Elaborarea unui draft cu referire la instrucŃiunile de urmat de populaŃie şi autorităŃi

în caz de pericol de tsunami; • Construirea paginii web www.profet.ro în vederea diseminării informaŃiilor obŃinute

în proiect; • Participarea la manifestări ştiinŃifice.

Deoarece fenomenul tsunami se produce la scară regională, abordarea sa trebuie făcută în context internaŃional, fiind obligatorie colaborarea cu Ńările din bazinul Mării Negre. . BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ Almazov A. A., Bondar C., Diaconu C., Ghederim V., Mihailov V. N., Mita P., Nichiforov I. D., Rai I. A., Rodionov N. A., Stanescu S., Stanescu V., Vaghin N. F. (1963). Zona de varsare a Dunarii – Monografie hidrologica. Bucuresti Altynok Y. (2004). A general overview of important tsunami in Turkey. 32nd IGC, Session T1.15. p. 1, Florence (Italy) Altynok, Y., Ersoy S. (2000). Tsunamis observed on and near the Turkish coast. Natural Hazards, 21 (2-3), p. 185-203 Dotsenko S. F. (2005). Specific features of the progradation of tsunamis in the northwest part of the Black Sea. Physical Oceanography, vol. 15, no. 6, p. 363-369 Nikonov A. A. (1997). Tsunami occurrence on the coasts of the Black Sea and the Sea of Azov. Izv. Phys. Solid Earth, 33, 72-87 Oaie Gh., Secrieru D., Seghedi A., Ioane D., Diaconescu M. (2006). Preliminary assessment of the tsunami hazard for the Romanian Black Sea area: historical and paleotsunami data. GEOSCIENCES 2006 Conference, p. 300 – 302, Sofia, Bulgaria

Oaie Gh., Bondar C., Seghedi A., Diaconescu M. (2007). Marine hazard assessament in the Black Sea basin. Case study – tsunami phenomenon. National Symposium of Geology and Geophysics GEO 2007, Abstract volume, p. 21 - 22, Bucharest Papadopoulos G. A., Imamura F. (2001). A proposal for a new tsunami intensity scale. Proceedings of IUGG, Int. Tsunami Symposyum, Session 5, no. 5 – 1, p. 569 – 577 Papadopoulos G. A. (2007). Quantification of tsunami: The new 12-point tsunami intensity scale. Physics of tsunami workshop. Lecture material. p. 1 – 3, Trieste (Italy) Pelinovsky E. (1999). Preliminary estimates of tsunami danger for the northern part of the Black Sea, Phys. Chem. Earth (A), vol. 24, no. 2, p. 175 – 178 Ranguelov, K. B. (2003). Possible deposits discovered on the Bulgarian Black Sea coast and some applications. Submarine landslides and tsunamis. NATO Science Series, vol. 21, p. 237 – 242 Ranguelov K. B., Gospodinov D. (1995). Tsunami vulnerability modelling for the Bulgarian Black Sea coast. Wat.Sci. Tech., vol. 32, no. 7, p. 43-53 Yalciner A., Pelinovsky E., Talipova T., Kurkin A., Kozelkov A., Zaitsev A. (2004). Tsunami in the Black Sea: Comparison of the historical, instrumental and numerical data. Jour. of Geph. Research, vol. 109, C 12023, p. 1 – 13