99 Je Obala res tektonsko aktivna? Tektonska geomorfologija potopljenih reč nih korit v Tržaškem zalivu Ana Trobec * , Andrej Šmuc * , Sašo Poglajen ** , Marko Vrabec * Ključ ne besede: zapolnjena korita, podpovršinski sonar, pleistocen, holocen, aktivna tektonika Keywords: buried channels, sub-bottom sonar, Pleistocene, Holocene, active tectonics Razširjeni povzetek Tržaški zaliv se nahaja na skrajnem severovzhodnem delu Jadranskega morja na meji med Italijo, Slovenijo in Hrvaško. Predstavlja razmeroma plitev zaliv, njegove globine se gibljejo med 20 in 30 metri. Za obdobje zadnjega glacialnega viška je znač ilna 120-130 metrov nižja višina morske gladine od današnje, kar se je izražalo tudi v sedimentacijskih pogojih na raziskovanem območ ju, ki je v tem obdobju predstavljalo aluvialno ravnino rek Ter, Soč e, Nadiže in Tilmenta (Marocco, 1989, 1991; Zecchin et al., 2015a). Območ je Tržaškega zaliva je morje zač elo zalivati v holocenu, pri č emer je glavnino zaliva morje prekrilo pred približno 10,000 leti (Ogorelec et al., 1981, 1997; Covelli et al., 2006; Zecchin et al., 2015a). Od takrat se v zalivu odlaga plitvomorski klastič ni sediment, ki prekriva in domnevno izravnava pleistocensko kontinentalno paleotopografijo. Visokoloč ljive batimetrič ne raziskave pa so pokazale, da so v morskem dnu vidne zasute geomorfološke oblike, ki bi jim lahko pripisali nastanek v kontinentalnem sedimentacijskem okolju (Slavec, 2012). V naši raziskavi se osredotoč amo na dve izmed teh geomorfoloških oblik, na Paleorižano in Paleoreko. Č eprav velja Tržaški zaliv za seizmič no razmeroma neaktivno območ je (Di Bucci & Angeloni, 2013), je v zadnjih letih bilo objavljenih več del, ki na podlagi sedimentoloških in arheoloških indikatorjev ter geodetskih meritev ugotavljajo vertikalne premike v rangu do milimetra na leto (Rižnar et al., 2007; Antonioli et al., 2009; Furlani et al., 2011; Surić et al., 2014; Zampa et al., 2015; Biolchi et al., 2016; Trobec et al., 2016). Aktivno tektoniko dokazujejo tudi tektonske strukture, ki deformirajo kvartarni sediment Tržaškega zaliva (Romeo, 2009; Busetti et al., 2010b). Obala Tržaškega zaliva predstavlja moč no industrializirano in gosto poseljeno območ je, zato je dobro poznavanje aktivnosti tektonskih struktur in stopnje deformacij na podlagi geoloških in geomorfoloških podatkov izjemnega pomena za določ evanje potresne nevarnosti. S holocenskimi sedimenti prekrite pleistocenske geomorfološke oblike so bile v zadnjih 10.000 letih sedimentološko razmeroma stabilne, zato predstavljajo uporabno orodje za prepoznavanje in kvalitativno določ anje potencialne holocenske tektonske aktivnosti. * Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, Oddelek za geologijo, Privoz 11, 1000 Ljubljana ** Harpha Sea d. o. o., Č evljarska ulica 8, 6000 Koper 100 Geološko podlago v Tržaškem zalivu predstavljata mezojsko-kenozojski karbonati in eocenski fliš, ki sestavljata tudi več ji del obale (Placer et al., 2010; Carulli, 2011; Placer, 2015; Jurkovšek et al., 2016). Mezozojsko-eocenska sekvenca je prekrita z več sto metri plio-pleistocenskega sedimenta mešanega kontinentalno-morskega izvora, ki se je odlagal v transgresijsko-regresijskih ciklih (Busetti et al., 2010a; Carulli, 2011; Vrabec et al., 2014). Najmlajše sedimentno zaporedje predstavlja holocenski sediment, ki se odlaga zadnjih 10.000 let od prič etka holocenske transgresije (Ogorelec et al., 1981, 1997; Lambeck et al., 2004; Covelli et al., 2006; Zecchin et al., 2015b). Za vzhodne obale zaliva je znač ilna naluskana zgradba z glavnimi prelomnimi sistemi v smeri SZ-JV in manjšimi preč nimi strukturami (Placer et al., 2010; Carulli, 2011; Placer, 2015; Biolchi et al., 2016; Jurkovšek et al., 2016), ki je nastala kot posledica eocensko-oligocenskega narivanja proti JZ in kasnejšega miocenskega podrivanja Istre pod Zunanje Dinaride (Placer et al., 2010). Naša raziskava temelji na 64 profilih podpovršinskega sonarja (cca. 120 km), ki smo jih zajeli s plovilom Lyra (v lasti Harpha Sea d. o. o.). Za zajem smo uporabili podpovršinski sonar Innomar Parametric Sediment Echo Sounder SES-2000 Compact subb-bottom sonar pri oddajnih frekvencah 6 ali 8 kHz. Dodatno smo uporabili izseke iz natisnjenih sonarskih profilov, ki jih je leta 1998 v Koprskem zalivu zajela ameriška mornarica na krovu USS Littlehales (T-AGS 52). Parametri zajema te podatkovne zbirke niso znani. Batimetrič ni model v loč ljivosti 10 m x 10 m (Slavec, 2012) je bil izdelan iz podatkov več snopnega in enosnopnega sonarja. Podatki več snopnega sonarja so bili zajeti na krovu Lyre z Reson SeaBat 8125 sonarjem pri frekvenci 455 kHz, podatki enosnopnega sonarja pa so bili zajeti z gumenjakom z Elac Hydrostar 4300 sonarjem pri č emer je frekvenca oddajanja znašala 50 ali 200 kHz (Slavec, 2012). V naši raziskavi smo se osredotoč ili na s holocenskim sedimentom prekriti geomorfološki obliki Paleorižane in Paleoreke, pri č emer smo uporabljali digitalni model morfologije morskega dna in profile podpovršinskega sonarja. Paleorižano smo interpretirali kot meandrski pas na poplavni ravnici, pri č emer smo iz reliefa morskega dna prepoznali znač ilne geomorfološke oblike, kot so opušč eni reč ni kanali, mrtvice in meandrski preseki. Odboji iz podpovršinskih profilov v območ ju poplavne ravnice nakazujejo na laminirane drobnozrnate sedimente odložene v sedimentacijskem okolju srednje energije, kar je znač ilno tudi za nekohezivne poplavne ravnice srednje energije (cf. Nanson and Croke, 1992; cf. Veeken, 2007). Paleoreka je v reliefu morskega dna vidna kot rahlo valovito korito z izrazitimi nasipi, ki se dvigajo nekaj metrov nad poplavno ravnico. Na batimetrič nem modelu in na profilih podpovršinskega sonarja na raziskovanem območ ju nismo opazili opušč enih korit, zato smo Paleoreko interpretirali kot boč no stabilno reč no korito, pri katerem je prevladovala sedimentacija z vertikalnim prirašč anjem. Okoliški sedimenti poplavne ravnice nakazujejo, da Paleoreka predstavlja reč ni sistem enega korita znotraj nizkoenergijske poplavne ravnice (cf. Nanson and Croke, 1992). Obe reč ni telesi sta prekriti z nekaj metri holocenskega morskega sedimenta, zato predpostavljamo, da nista mlajši od 10.000 let. Paleoreka se razteza približno pravokotno na glavne prelomne sisteme, ki so bili prepoznani v slovenski Istri in se nadaljujejo v zaliv (Busetti et al., 2010b; Placer et al., 2010; Vrabec et al., 2014). Obenem je v obdobju po zadnji holocenski transgresiji sedimentološko razmeroma stabilna in tako predstavlja izvrsten potencialen geomorfološki tektonski indikator. V naši raziskavi smo uporabili globine zasute koritnice, ki smo jih določ ili iz profilov podpovršinskega sonarja na 31 lokacijah, kjer so preč kali korito. Višinska razlika koritnice na odseku v dolžini 15 km med prvo in zadnjo lokacijo znaša 5 metrov, pri č emer povpreč en gradient med sosednjima lokacijama znaša 0.7 m/km. Preč ni profil višin koritnice ne izkazuje 101 izrazitih skokov in ni skladen s predvidenim relativnim spustom v Koprskem zalivu v velikosti približno 10 m, ki bi na podlagi hitrosti vertikalnih premikov (Rižnar et al., 2007) nastal v 10.000 letih. Ker geodetsko določ eni premiki niso izraženi v dolgoroč nem sedimentnem zapisu, predpostavljamo, da izražajo kratkoroč no seizmič no deformacijo. Oblika krivulje vertikalnih premikov (Rižnar et al., 2007) spominja na obliko deformiranega površja nad zataknjenim narivom, kot jo predvideva elastič na dislokacijska teorija (Okada, 1985; Matsu’ura & Sato, 1989). Iz lokacij prevojev na krivulji vertikalnih premikov predvidevamo, da premike povzroč ata Svetokriški ali Buzetski nariv. Zahvale Raziskava je bila financirana iz raziskovalnega projekta L1-5452 “Uporaba sonarja v raziskavah aktivne tektonike in paleoseizmologije na ozemljih z nizko intenzivnostjo deformacij”, ki sta ga sofinancirala Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije in podjetje Harpha Sea d.o.o Za gostoljubje se zahvaljujemo posadki Lyre. Zahvaljujemo tudi Ameriški mornarici in Geodetskemu Inštitutu Slovenije, ki sta nam omogoč ila dostop do natisnjenih sonarskih profilov iz snemanja iz leta 1998. Literatura Antonioli, F., Ferranti, L., Fontana, A., Amorosi, A., Bondesan, A., Braitenberg, C., Dutton, A., Fontolan, G., Furlani, S., Lambeck, K., Mastronuzzi, G., Monaco, C., Spada, G., Stocchi, P., 2009. Holocene relative sea-level changes and vertical movements along the Italian and Istrian coastlines. Quat. Int. 206, 102–133. doi:10.1016/j.quaint.2008.11.008 Biolchi, S., Furlani, S., Covelli, S., Busetti, M., Cucchi, F., 2016. Morphoneotectonics and lithology of the eastern sector of the Gulf of Trieste (NE Italy). J. Maps 12, 936–946. doi:10.1080/17445647.2015.1099572 Busetti, M., Volpi, V., Barison, E., Giustiniani, M., Marchi, M., Ramella, R., Wardell, N., Zanolla, C., 2010a. Meso-Cenozoic seismic stratigraphy and the tectonic setting of the Gulf of Trieste (northern Adriatic). GeoActa SP 3 1–14. Busetti, M., Volpi, V., Nicolich, R., Barison, E., Romeo, R., Baradello, L., Brancatelli, G., Giustiniani, M., Marchi, M., Zanolla, C., Wardell, N., Nieto, D., Ramella, R., 2010b. Dinaric tectonic features in the Gulf of Trieste (Northern Adriatic Sea). Boll. di Geofis. Teor. ed Appl. 51, 117–128. Carulli, G.B., 2011. Structural model of the Trieste Gulf: A proposal. J. Geodyn. 51, 156–165. doi:10.1016/j.jog.2010.05.004 Covelli, S., Fontolan, G., Faganeli, J., Ogrinc, N., 2006. Anthropogenic markers in the Holocene stratigraphic sequence of the Gulf of Trieste (northern Adriatic Sea). Mar. Geol. 230, 29–51. doi:10.1016/j.margeo.2006.03.013 Di Bucci, D., Angeloni, P., 2013. Adria seismicity and seismotectonics: Review and critical discussion. Mar. Pet. Geol. 42, 182–190. doi:10.1016/j.marpetgeo.2012.09.005 Furlani, S., Biolchi, S., Cucchi, F., Busetti, M., Melis, R., 2011. Tectonic effects on Late Holocene sea level changes in the Gulf of Trieste (NE Adriatic Sea, Italy). Quat. Int. 232, 144–157. doi:10.1016/j.quaint.2010.06.012 Jurkovšek, B., Biolchi, S., Furlani, S., Kolar-Jurkovšek, T., Zini, L., Jež, J., Tunis, G., Bavec, M., Cucchi, F., 2016. Geology of the Classical Karst Region (SW Slovenia–NE Italy). J. Maps 1–12. doi:10.1080/17445647.2016.1215941 Lambeck, K., Antonioli, F., Purcell, A., Silenzi, S., 2004. Sea-level change along the Italian coast for 102 the past 10,000 yr. Quat. Sci. Rev. 23, 1567–1598. doi:10.1016/j.quascirev.2004.02.009 Marocco, R., 1991. Evoluzione tardopleistocenica-olocenica del delta del F. Tagliamento e delle Lagune di Marano e Grado (Golfo di Trieste). Quat. 1b, 223–232. Marocco, R., 1989. Evoluzione quaternaria della Laguna di Marano (Friuli-Venezia Giulia). Quat. 2, 125–137. Matsu’ura, M., Sato, T., 1989. A dislocation model for the earthquake cycle at convergent plate boundaries. Geophys. J. Int. 96, 23–32. doi:10.1111/j.1365-246X.1989.tb05247.x Nanson, G.C., Croke, J.C., 1992. A genetic classification of floodplains. Geomorphology 4, 459–486. doi:10.1016/0169-555X(92)90039-Q Ogorelec, B., Faganeli, J., Mišič , M., Č ermelj, B., 1997. Reconstruction of paleoenvironment in the Bay of Koper (Gulf of Trieste, Northern Adriatic). Annales 11, 187–200. Ogorelec, B., Mišič , M., Šercelj, A., Cimerman, F., Faganeli, J., Stegnar, P., 1981. Sediment of the salt marsh of Seč ovlje. Geologija 24, 180–216. Okada, Y., 1985. Surface deformation due to shear and tensile faults in a half-space. Bull. Seismol. Soc. Am. 75, 1135–1154. Placer, L., 2015. Simplified structural map of Kras Kras (Slovene), Carso (Italian) = Geographical unit. Geologija 58, 89–93. doi:10.5474/geologija.2015.008 Placer, L., Vrabec, M., Celarc, B., 2010. The bases for understanding of the NW Dinarides and Istria Peninsula tectonics. Geologija 53, 55–86. doi:10.5474/geologija.2010.005 Rižnar, I., Koler, B., Bavec, M., 2007. Recent activity of the regional geologic structures in western Slovenia. Geologija 50, 111–120. doi:10.5474/geologija.2007.009 Romeo, R., 2009. Studio geofisico integrato ad alta risoluzione dei depositi marini e della struttura del substrato della Riviera di Miramare (Golfo di Trieste). University of Trieste. Slavec, P., 2012. Analiza morfologije morskega dna slovenskega morja. University of Ljubljana. Surić , M., Korbar, T., Jurač ić , M., 2014. Tectonic constraints on the late Pleistocene-Holocene relative sea-level change along the north-eastern Adriatic coast (Croatia). Geomorphology 220, 93–103. doi:10.1016/j.geomorph.2014.06.001 Trobec, A., Šmuc, A., Poglajen, S., Vrabec, M., 2016. Burried MIS 5 abrasion platforms in the Bay of Koper (Gulf of Trieste, Northern Adriatic) confirm long-term subsidence of the Northern Adriatic region, in: European Geosciences Union, General Assembly 2016, Vienna, Austria, 17-22 April 2016  : Geophysical Research Abstracts. European Geosciences Union, München, p. 11963. Veeken, P.C.H., 2007. Seismic stratigraphy, basin analysis and reservoir characterisation. Elsevier. Vrabec, M., Busetti, M., Zgur, F., Facchin, L., Pelos, C., Romeo, R., Sormani, L., Slavec, P., Tomini, I., Visnovic, G., Žerjal, A., 2014. Refleksijske seizmič ne raziskave v slovenskem morju SLOMARTEC 2013, in: Kuhar, M., Č op, R., Gosar, A., Kobold, M., Kralj, P., Malač ič , V., Rakovec, J., Skok, G., Stopar, B., Vreč a, P. (Eds.), Raziskave S Področ ja Geodezije in Geofizike 2013. University of Ljubljana, Faculty of Civil and Geodetic Engineering, Ljubljana, pp. 97–101. Zampa, L.S., Busetti, M., Furlani, S., Baradello, L., Romeo, R., 2015. Evidence of neo-tectonic tilting in the Gulf of Trieste, in: Furlani, S., Antonioli, F., Anzidei, M., Busetti, M., Ferranti, L., Mastronuzzi, G., Orrø, P. (Eds.), Proceedings  : GeoSUB - Underwater Geology, Trieste, 13-14 October 2015. Trieste, pp. 72–73. Zecchin, M., Ceramicola, S., Lodolo, E., Casalbore, D., Chiocci, F.L., 2015a. Episodic, rapid sea-level rises on the central Mediterranean shelves after the Last Glacial Maximum: A review. Mar. Geol. 369, 212–223. doi:10.1016/j.margeo.2015.09.002 Zecchin, M., Gordini, E., Ramella, R., 2015b. Recognition of a drowned delta in the northern Adriatic Sea, Italy: Stratigraphic characteristics and its significance in the frame of the early Holocene sea- level rise. The Holocene 25, 1027–1038. doi:10.1177/0959683615575358