Μελέτη της σεισμικής ακολουθίας του 2020-2021 στη Θήβα με χρήση σεισμολογικών δεδομένων και διαστημικών τεχνικών

Γεώργιος Καβύρης¹*, Βασίλης Καπετανίδης¹, Ιωάννης Σπίγγος¹, Νικόλαος Σακελλαρίου¹, Ανδρέας Καρακωνσταντής¹, Βασιλική Κουσκουνά¹, Παναγιώτης Ηλιάς², Ανδρέας Καραβίας³, Βασίλης Σακκάς⁴, Θεόδωρος Γάτσιος^1,3, Ιωάννης Κασσάρας¹, Ιωάννης Αλεξόπουλος⁴, Παναγιώτης Παπαδημητρίου¹, Νικόλαος Βούλγαρης¹, Ισαάκ Παρχαρίδης³

¹ Εργαστήριο Σεισμολογίας, Τομέας Γεωφυσικής – Γεωθερμίας, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

² Ινστιτούτο Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών & Τηλεπισκόπησης, Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών

³ Τμήμα Γεωγραφίας, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο

⁴ Εργαστήριο Γεωφυσικής, Τομέας Γεωφυσικής – Γεωθερμίας, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Το Εργαστήριο Σεισμολογίας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ) έλαβε την πρωτοβουλία για τη λεπτομερή μελέτη της σεισμικής ακολουθίας του 2020-21 στη Θήβα, συμβάλλοντας στην ενημέρωση της Πολιτείας και των Τοπικών Αρχών. Τα αποτελέσματα της μελέτης έχουν δημοσιευθεί στο ειδικό τεύχος «Mapping, Monitoring and Assessing Disasters» του επιστημονικού περιοδικού Applied Sciences (Kaviris et al., 2022).

Η περιοχή της Θήβας χαρακτηρίζεται από εφελκυσμό σε διεύθυνση Βορρά-Νότο και κανονικά ρήγματα σε γενική διεύθυνση ΔΒΔ-ΑΝΑ (Σχήμα 1). Στις 2 Δεκεμβρίου 2020, εκδηλώθηκε σεισμός μεγέθους M_w=4.6 στο ρήγμα της Καλλιθέας, ~11 km ανατολικά της Θήβας, ο οποίος ήταν ιδιαίτερα ρηχός σε βάθος (~2 km) και προκάλεσε μόνιμη παραμόρφωση στην επιφάνεια του εδάφους που μετρήθηκε με τεχνικές InSAR (Elias et al., 2021). Η μετασεισμική ακολουθία ήταν μικρής διάρκειας και πρακτικά ολοκληρώθηκε στις 17 Δεκεμβρίου 2020. Ύστερα από μια περίοδο σεισμικής ησυχίας περίπου 7 μηνών, στις 10 Ιουλίου 2021 άρχισαν να καταγράφονται σεισμοί με μεγέθη 3.1£M_L£3.4 δυτικότερα, κοντά στη Θήβα, ενώ στις 11 και 20 Ιουλίου εκδηλώθηκαν δύο ισχυρότεροι σεισμοί, μεγέθους M_w»4.2, και η ακολουθία εξελίχθηκε με χαρακτηριστικά σεισμικού σμήνους.

Για τη  βέλτιστη παρακολούθηση της σεισμικής δραστηριότητας στη Θήβα, το Εργαστήριο Σεισμολογίας του ΕΚΠΑ εγκατέστησε δύο τοπικούς σεισμολογικούς σταθμούς (AMPE και THIV, Σχήμα 2). Οι σταθμοί αυτοί, σε συνδυασμό με προσωρινούς τοπικούς σταθμούς του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου, έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στο να μελετηθεί με λεπτομέρεια η εξέλιξη του σεισμικού σμήνους στη Θήβα.

Ο κατάλογος περιλαμβάνει ~2800 σεισμούς που προσδιορίστηκαν από αναλυτές στο Εργαστήριο Σεισμολογίας του ΕΚΠΑ. Η σεισμικότητα εμφάνισε πολλαπλές μικροεξάρσεις που σχετίζονται με σεισμούς μεγέθους 3.4£M_L£4.3 και που σχημάτισαν χωροχρονικές συστάδες (Σχήμα 3). Το σμήνος διακρίνεται σε δύο κυρίως τμήματα, ένα δυτικό, που δραστηριοποιήθηκε μεταξύ Ιουλίου και Αυγούστου 2021, και ένα ανατολικό, το οποίο ξεκίνησε με έναν σεισμό M_w=4.1 στις 2 Σεπτεμβρίου 2021. Κατά τη δεύτερη περίοδο παρατηρήθηκε μετανάστευση των σεισμικών υποκέντρων προς τα ανατολικά με ταχύτητα ~70 μέτρα/ημέρα, με τρόπο χαρακτηριστικό της διάχυσης πορικής πίεσης, οφειλόμενης σε διείσδυση ρευστών μέσα στον ρηξιγενή ιστό (Σχήμα 3).

Η χωρική κατανομή της σεισμικότητας μελετήθηκε λεπτομερώς μέσω τομών, εγκάρσιων ως προς τη γενική διεύθυνση των ρηγμάτων της περιοχής, σε συνδυασμό με μηχανισμούς γένεσης των κυριότερων σεισμών (Σχήμα 4). Το δυτικό τμήμα του σεισμικού σμήνους αποτελείται από διακριτά ρήγματα σε διεύθυνση Ανατολή-Δύση με κλίση προς τα νότια. Στο ανατολικό τμήμα ενεργοποιήθηκαν και αντιθετικές δομές, με κλίση προς τα βόρεια. Στην επικεντρική περιοχή δεν υπάρχουν επιφανειακές εμφανίσεις ρηγμάτων διότι καλύπτονται από χαλαρά ιζήματα. Ένα πιθανό ρήγμα που φαίνεται να συνδέεται με το δυτικό μέρος της ακολουθίας είναι το ρήγμα της Υλίκης, βόρεια της Θήβας, με κλίση προς τα νότια, θεωρώντας την προέκταση του χαρτογραφημένου τμήματός του προς τα ανατολικά (κόκκινη διακεκομμένη γραμμή,  Σχήμα 4).

Βιβλιογραφία:

Elias P, Spingos I, Kaviris G, Karavias A, Gatsios T, Sakkas V, Parcharidis I. Combined Geodetic and Seismological Study of the December 2020 Mw = 4.6 Thiva (Central Greece) Shallow Earthquake. Applied Sciences. 2021; 11(13):5947. https://doi.org/10.3390/app11135947

Ganas A. NOAFAULTS KMZ layer Version 3.0 (2020 update) (V3.0) [Data set]. Zenodo. 2020 https://doi.org/10.5281/zenodo.4304613

Kapetanidis V, Kassaras I. Contemporary crustal stress of the Greek region deduced from earthquake focal mechanisms. Journal of Geodynamics. 2019; Volume 123, 55-82, ISSN 0264-3707, https://doi.org/10.1016/j.jog.2018.11.004.

Kassaras I, Kapetanidis V, Ganas A, Tzanis A, Kosma C, Karakonstantis A, Valkaniotis S, Chailas S, Kouskouna V, Papadimitriou P. The New Seismotectonic Atlas of Greece (v1.0) and Its Implementation. Geosciences. 2020; 10(11):447. https://doi.org/10.3390/geosciences10110447

Kaviris G, Kapetanidis V, Spingos I, Sakellariou N, Karakonstantis A, Kouskouna V, Elias P, Karavias A, Sakkas V, Gatsios T, Kassaras I, Alexopoulos JD, Papadimitriou P, Voulgaris N, Parcharidis I. Investigation of the Thiva 2020–2021 Earthquake Sequence Using Seismological Data and Space Techniques. Applied Sciences. 2022; 12(5):2630. https://doi.org/10.3390/app12052630

Stucchi M, Rovida A, Gomez Capera A.A. et al. The SHARE European Earthquake Catalogue (SHEEC) 1000–1899. J Seismol 2013; 17, 523–544. https://doi.org/10.1007/s10950-012-9335-2