85 Preliminarna analiza potresne aktivnosti po prelomnih potresnih izvorih v Sloveniji Gregor Rajh * , Barbara Šket Motnikar ** , Mladen Živč ić ** , Polona Zupanč ič ** , Andrej Gosar *,** Povzetek Verjetnostno ocenjevanje potresne nevarnosti upošteva uč inke potresov različ nih magnitud z vseh znanih potresnih izvorov na nekem območ ju. Izhodišč e za opredelitev in parametrizacijo prelomnih potresnih izvorov predstavljajo aktivni prelomi, ki so bili v zadnjih letih na območ ju Slovenije predmet obsežnih raziskav. Na izrač un potresne nevarnosti v veliki meri vpliva potresna aktivnost, ki jo podamo s številom potresov nad izbrano magnitudo v dani č asovni in prostorski enoti. V tej študiji smo za namen izdelave nove karte potresne nevarnosti v Sloveniji analizirali potresno aktivnost po prelomnih potresnih izvorih, in sicer na podlagi seizmoloških (seizmološka potresna aktivnost) in geoloških podatkov (geološka potresna aktivnost). Seizmološko potresno aktivnost smo izrač unali na podlagi zgodovinsko-instrumentalnega kataloga potresov (od leta 456 do leta 2014), iz katerega smo odstranili odvisne potresne dogodke in analizirali njegovo popolnost za pet izbranih vrednosti magnitude. Geološko potresno aktivnost smo izrač unali na podlagi geometrijskih lastnosti prelomnih potresnih izvorov in hitrosti premikanja ob prelomih. Z opravljeno analizo potresne aktivnosti smo poizkusili opredeliti njeno negotovost ter poiskati razloge zanjo. Kljub temu, da so rezultati analize potresne aktivnosti preliminarni, bodo pomembno prispevali k izdelavi nove karte potresne nevarnosti Slovenije. Ključ ne besede: potresna aktivnost, magnitudno-frekvenč na porazdelitev, prelomni potresni izvor, prelomno območ je, katalog potresov, hitrost premikanja ob prelomu, ocenjevanje potresne nevarnosti Key words: earthquake activity rate, magnitude-frequency relationship, fault seismogenic source, fault zone, earthquake catalog, fault slip rate, seismic hazard analysis Uvod Potresna nevarnost je opredeljena z jakostjo tresenja tal, ki so jo na nekem območ ju zmožni povzroč iti potresi v izbrani povratni dobi in predstavlja izhodišč e za analizo potresne ogroženosti. Potresno nevarnost obič ajno ponazorimo s kartami projektnega pospeška tal. Projektni pospešek tal lahko ocenimo z deterministič nim ali verjetnostnim pristopom. Verjetnostno ocenjevanje potresne nevarnosti (PSHA) upošteva porazdelitev in uč inke potresov različ nih magnitud z vseh znanih potresnih izvorov na obravnavanem območ ju (Reiter, 1991; McGuire, 2004). Izhodišč e za opredelitev in parametrizacijo prelomnih potresnih izvorov predstavljajo aktivni prelomi, ki so bili v zadnjih letih na območ ju Slovenije predmet obsežnih raziskav. Rezultat tovrstnih raziskav je karta aktivnih, verjetno aktivnih in potencialno aktivnih prelomov ter pripadajoč a parametrizacijska tabela s podatki o prelomih (lokacija, geometrija, hitrost premikanja ob prelomu, aktivnost), ki ju je za namen PSHA izdelal Geološki zavod Slovenije (Atanackov et al., 2014 in 2015). Ti podatki so poleg analize seizmogene globine in največ je opažene magnitude potresov (Rajh et al., 2017; Rajh, 2017) spodbudili tudi natanč nejšo analizo * Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, Aškerč eva cesta 12, 1000 Ljubljana ** MOP, Agencija RS za okolje, Vojkova 1b, 1000 Ljubljana 86 potresne aktivnosti (ang. earthquake activity rate) po prelomnih potresnih izvorih. Potresno aktivnost podamo s številom potresov nad izbrano magnitudo v dani č asovni in prostorski enoti, izrač unamo pa jo lahko na podlagi seizmoloških (seizmološka potresna aktivnost) ali geoloških podatkov (geološka potresna aktivnost). Z opredelitvijo prelomnih območ ij okrog tras prelomnih potresnih izvorov smo vzpostavili prostorski odnos med prelomi in preteklo seizmič nostjo. Podatke o pretekli seizmič nosti smo č rpali iz zgodovinsko- instrumentalnega (od leta 456 do leta 2014) kataloga potresov (ARSO, 2015), iz katerega smo odstranili odvisne potresne dogodke po metodi, opisani v Gardner & Knopoff (1974) in nato analizirali njegovo popolnost za pet izbranih vrednosti magnitude. Celotno analizo potresne aktivnosti smo izvedli s pomoč jo orodij GIS (ArcGIS) in skriptnega programskega jezika Python z razširitvami. Omenjena orodja so olajšala analizo več je količ ine podatkov ter nam omogoč ila preizkušanje različ nih parametrov in metod za izrač un potresne aktivnosti. Seizmološko potresno aktivnost smo za oceno negotovosti izrač unali z dvema pristopoma in za izbrane vrednosti magnitude popolnosti, kar ponazorimo z razponom med največ jo in najmanjšo vrednostjo seizmološke potresne aktivnosti za nek prelomni potresni izvor. Primerjali smo ga tudi z izrač unano geološko potresno aktivnostjo. Za izbrane prelomne potresne izvore oziroma pripadajoč a prelomna območ ja prikazujemo magnitudno-frekvenč ne porazdelitve v obliki dvojno odrezanih eksponentnih krivulj, vrednosti seizmološke potresne aktivnosti po vseh prelomnih potresnih izvorih pa prikazujemo na karti. Izrač unane vrednosti potresne aktivnosti smo primerjali tudi z Evropsko bazo seizmogenih prelomov ali krajše EDSF (Basili et al., 2013), ki je bila izdelana v okviru ocenjevanja potresne nevarnosti za Evropo. Analiza potresne aktivnosti Potresno aktivnost podamo s številom potresov nad izbrano magnitudo v dani č asovni in prostorski enoti. V okviru analize potresne aktivnosti smo izrač unali seizmološko in geološko potresno aktivnost po prelomnih potresnih izvorih. Analizo seizmološke potresne aktivnosti izvedemo na podlagi štetja potresov, ki pripadajo posameznim prelomnim potresnim izvorom. Ocenjevanje potresne nevarnosti poenostavimo s Poissonovim modelom pojavljanja potresov. To pomeni, da predpostavimo č asovno neodvisnost med posameznimi potresnimi dogodki, zato moramo pred analizo seizmološke potresne aktivnosti oziroma pred štetjem potresov iz kataloga odstraniti odvisne potresne dogodke (predpotrese in popotrese). S predpostavko stacionarne seizmič nosti moramo analizirati tudi popolnost (ang. completeness) kataloga potresov. Katalog je v nekem obdobju popoln, č e so v njem zabeleženi vsi potresi nad izbrano magnitudo popolnosti (ang. magnitude of completeness). Popolnost instrumentalnega kataloga potresov je odvisna od spodnje meje detekcije in prostorske porazdelitve seizmografov, popolnost zgodovinskega kataloga potresov pa od zanesljivosti zgodovinskih virov makroseizmič nih podatkov (Reiter, 1990). Za popoln katalog potresov velja magnitudno-frekvenč na porazdelitev potresov, ponazorjena z dvojno odrezano eksponentno krivuljo (Cornell & Vanmarcke, 1969; enač ba 1). Pri tem je N[m] kumulativno letno število potresov nad magnitudo m. [ ] = [ ] − 1 − (1) Dvojno odrezana eksponentna krivulja oziroma magnitudno-frekvenč na porazdelitev potresov je definirana na intervalu magnitude [m 0 , m u ). V našem primeru smo pri vseh prelomnih potresnih izvorih izbrali fiksno vrednost spodnje meje porazdelitve (m 0 = 0,0), medtem ko je zgornja meja porazdelitve (m u ) pri posameznih prelomnih potresnih izvorih 87 različ na. Spodnja meja porazdelitve na ta nač in predstavlja magnitudo, za katero rač unamo potresno aktivnost. Naklon dvojno odrezane eksponentne krivulje določ a koeficient β (b * ln10), ki podaja razmerje med številom šibkih in moč nih potresov. Koeficient b se v svetovnem merilu približuje vrednosti 1,0, kar sta z analizo potresne dejavnosti pokazala že Gutenberg & Richter (1945). Seizmološko potresno aktivnost a opredelimo kot N[m 0 ] in v našem primeru predstavlja letno število potresov nad magnitudo 0,0. Rezultat analize popolnosti kataloga potresov so različ na obdobja popolnosti, določ ena za izbrane vrednosti magnitude popolnosti (m i ). Za vsako magnitudo popolnosti torej določ imo obdobje popolnosti kataloga in v njem preštejemo potrese N[m i ] nad magnitudo popolnosti. Pri štetju upoštevamo le glavne potrese, njihovo število pa delimo s številom let v obdobju popolnosti kataloga potresov (normirano prešteto število potresov). Vsak popoln katalog potresov opredeljuje svojo magnitudno-frekvenč no porazdelitev (enač ba 1), s katero lahko izrač unamo seizmološko potresno aktivnost. Glede na izbrano magnitudo popolnosti jo označ imo z a mi . Seizmološko potresno aktivnost lahko torej izrač unamo za različ ne vrednosti magnitude popolnosti (tj. obdobja popolnosti kataloga potresov), katero od teh bomo upoštevali, pa je odvisno od števila potresov in namena izrač una potresne aktivnosti. V našem primeru smo seizmološko potresno aktivnost rač unali na dva nač ina, in sicer za najmanjšo izbrano vrednost magnitude popolnosti (m i = 3,5) z največ jim številom potresov (a 3,5 ), ter za največ jo vrednost magnitude popolnosti (m i ), pri kateri je prelomnemu potresnemu izvoru pripisanih vsaj še pet potresov (a mi ). Rezultati enega in drugega izrač una se lahko medsebojno razlikujejo zaradi privzetih, a ne v popolnosti veljavnih, predpostavk (Poissonova porazdelitev potresov, stacionarna seizmič nost), ocenjene popolnosti kataloga potresov in nepopolnega ujemanja dejanskega stanja v naravi z modelom magnitudno-frekvenč ne porazdelitve potresov. Rezultati obeh izrač unov se bodo zagotovo ujemali takrat, ko bo omejitev števila potresov zadostila isti vrednosti magnitude popolnosti kataloga potresov. Vse opisane negotovosti se odražajo v velikosti razpona med največ jo in najmanjšo vrednostjo seizmološke potresne aktivnosti, izrač unane glede na posamezna obdobja popolnosti kataloga potresov. V ta razpon smo vključ ili tudi vrednosti seizmološke potresne aktivnosti, izrač unane za popolne kataloge z manj kot petimi potresi, pripisanimi posameznim prelomnim potresnim izvorom. Geološko potresno aktivnost (N[m 0 ] oziroma a) izrač unamo iz definicije spremembe potresnega navora (ang. seismic moment rate; Brune, 1968), s pomoč jo katerega je mogoč e vzpostaviti odnos med potresno aktivnostjo in dolgoroč no oziroma povpreč no hitrostjo premikanja ob prelomu (ang. slip rate; S) ter površino celotne prelomne ploskve (A f ). V obliki dvojno odrezane eksponentne krivulje oziroma magnitudno-frekvenč ne porazdelitve potresov ta odnos zapišemo kot (Youngs & Coppersmith, 1985): [ ] = − 1 − [ ] , (2) kjer potresni navor pri zgornji meji porazdelitve (M 0 [m u ]) izrazimo kot [ ] = ! . (3) Koeficient µ v enač bi 2 predstavlja strižni modul. Vrednosti koeficientov c in d sta iz odnosa med potresnim navorom in magnitudo (enač ba 3) empirič no izpeljala že Hanks & Kanamori (1979). Vse vrednosti omenjenih koeficientov smo za izrač un geološke potresne aktivnosti privzeli na podlagi literature (npr. Gutenberg & Richter, 1945; Hanks & 88 Kanamori, 1979; Youngs & Coppersmith, 1985; Bungum, 2007). Podajamo jih v preglednici 1. Geološka potresna aktivnost je izrač unana na letno vrednost in primerljiva s seizmološko potresno aktivnostjo, č e je hitrost premikanja ob prelomu podana v dolžinski enoti na leto. Na podlagi izrač unanih vrednosti seizmološke in geološke potresne aktivnosti po posameznih prelomnih potresnih izvorih lahko prikažemo magnitudno-frekvenč no porazdelitev potresov (enač ba 1). Za spodnjo mejo porazdelitve (m 0 ) smo v vseh izrač unih potresne aktivnosti privzeli vrednost magnitude enako 0,0. Zgornja meja porazdelitve (m u ) predstavlja največ jo magnitudo potresa, ki ga lahko generira nek potresni izvor. V analizi geološke potresne aktivnosti je treba upoštevati tudi delež aseizmič ne komponente premika ob prelomu, ki pripada duktilnim deformacijam oziroma lezenju (ang. creep). Preglednica 1 – Koeficienti in njihove vrednosti, uporabljene v analizi potresne aktivnosti (npr. Gutenberg & Richter, 1945; Hanks & Kanamori, 1979; Youngs & Coppersmith, 1985; Bungum, 2007). koeficient vrednost b 1,0 β b * ln10 c 1,5 d 16,1 µ 3 * 10 10 N/m 2 Prikaz in priprava podatkov Analizo potresne aktivnosti smo izvedli po prelomnih potresnih izvorih, ki jih je v okviru projekta "Seizmotektonska parametrizacija aktivnih prelomov Slovenije" pripravil Geološki zavod Slovenije (Atanackov et al., 2014 in 2015). Prelomni potresni izvori (slika 1) so geometrijsko podani kot linijski sloj s številnimi parametri in temeljijo na trasah 89 aktivnih, verjetno aktivnih in potencialno aktivnih prelomov. V preglednici 2 podajamo izsek iz parametrizacijske tabele za izbrane prelomne potresne izvore. V programskem okolju GIS smo za vsak prelomni potresni izvor oblikovali prelomno območ je, ki je na podlagi testiranj široko 5 km v obe smeri od linije prelomnega potresnega izvora, preč no nanj. S tem smo vsaj delno upoštevali napako lokacije nadžarišč potresov in zaobjeli globinsko geometrijo prelomnih potresnih izvorov. Dobljena območ ja smo podaljšali vzdolžno za 2 km v obe smeri ter s tem bolje pokrili obravnavano območ je. Konč na oblika prelomnih območ ij je prikazana na sliki 1. Zaradi prekrivanja je en potres lahko pripadal več kot enemu prelomnemu območ ju, zato smo take potrese pri štetju ustrezno utežili in sicer z obratno vrednostjo števila ponovitev. En potres je h konč nemu številu tako prispeval delež, obratno sorazmeren s številom prelomnih območ ij, v katerih se pojavi. Število N[m i ] v primeru analize seizmološke potresne aktivnosti tako predstavlja prešteto število potresov z navorno magnitudo M W ≥ m, uteženo glede na število ponovitev posameznih potresov v različ nih prelomnih območ jih in normirano glede na obdobje popolnosti kataloga potresov za ustrezno vrednost magnitude popolnosti. 89 Slika 1 – Karta aktivnih, verjetno aktivnih in potencialno aktivnih prelomnih potresnih izvorov (po Atanackov et al., 2014 in 2015) s pripadajoč imi prelomnimi območ ji. 90 Preglednica 2: Parametri za izbrane prelomne potresne izvore po Atanackov et al. (2014 in 2015), Rajh et al. (2017) in Rajh (2017). aktivnost aktiven verjetno aktiven aktiven aktiven aktiven potencialno aktiven aktiven največ ja navorna magnituda potresa 7,3 7,0 7,5 7,3 6,9 7,1 7,2 hitrost premikanja ob prelomu [mm/leto] 0,20 0,07 1,00 0,70 0,10 0,05 0,5 seizmogena globina [km] 8,0 11,2 16,0 16,9 11,6 20,5 15,9 naklon [°] 20 85 85 85 80 80 80 smer [°] 315 350 310 315 310 310 315 dolžina [km] 83 40 125 87 36 17 70 vrsta nariv desnozmič ni desnozmič ni desnozmič ni desnozmič ni desnozmič ni desnozmič ni ime prelomnega potresnega izvora Č rnokalsko- Palmanovski prelom Hrastniški prelom Idrijski prelom Raški prelom Ravenski prelom Vrhniški prelom Žužemberški prelom 91 Temelj analize seizmološke potresne aktivnosti je zgodovinsko-instrumentalni katalog potresov (ARSO, 2015), ki obsega obdobje od leta 456 do leta 2014 ter vsebuje 2064 zmernih in moč nih potresov (M W ≥ 2,7) na območ ju med 44° in 48° SGŠ in med 12° in 18.5° VGD (slika 2). Najmoč nejši potres v katalogu doseže M W 6,5. V katalogu so podane tudi ocene napak parametrov potresov (npr. lokacije, globine in magnitude). Slika 2 – Zgodovinsko-instrumentalni katalog potresov (od leta 456 do leta 2014) s prikazanimi lokacijami nadžarišč in navornimi magnitudami potresov (ARSO, 2015). Zaradi privzete predpostavke Poissonovega modela pojavljanja potresov oziroma č asovne neodvisnosti med posameznimi potresnimi dogodki smo iz kataloga odstranili odvisne potresne dogodke (predpotrese in popotrese) po metodi, opisani v Gardner & Knopoff (1974). V katalogu je po odstranitvi teh potresnih dogodkov preostalo še 1261 glavnih potresov, od tega 390 znotraj meja Slovenije. Nadalje smo analizirali še popolnost kataloga potresov. Ob predpostavki stacionarne seizmič nosti jo dokaj preprosto analiziramo z družinami krivulj, s katerimi prikažemo kumulativno število potresov nad magnitudo popolnosti v odvisnosti od č asa (npr. Poljak et al., 2000). Toč ka, v kateri se kumulativna krivulja zadnjič prelomi oziroma bistveno spremeni naklon, določ a zač etek obdobja popolnosti kataloga potresov. V našem primeru smo popolnost kataloga potresov analizirali za pet izbranih vrednosti magnitude popolnosti (slika 3). Pri odč itavanju obdobja popolnosti iz kumulativnih krivulj smo si pomagali s štetjem potresov po dekadah. Analizo geološke potresne aktivnosti smo izvedli na podlagi najboljših ocen parametrov prelomov (Atanackov et al., 2014 in 2015) ter rezultatov analize seizmogene globine in največ je opažene magnitude potresov (Rajh et al., 2017; Rajh, 2017), zapisanih v parametrizacijski tabeli prelomnih potresnih izvorov (preglednica 2). Največ jo magnitudo potresa smo za vsak prelomni potresni izvor določ ili na tri nač ine: dva na podlagi empirič no izpeljanih odnosov med površino prelomne ploskve in navorno magnitudo, 92 oziroma med dolžino preloma in navorno magnitudo (Wells & Coppersmith, 1994) ter tretjega na podlagi analize pretekle seizmič nosti (Rajh et al., 2017; Rajh, 2017). Izmed dobljenih treh vrednosti največ jih magnitud potresov smo za vsak prelomni potresni izvor izbrali največ jo. Pri izrač unu geološke potresne aktivnosti smo upoštevali še 30 % delež aseizmič nosti (npr. Wallace, 1970; Ward, 1998; Hunstad et al., 2003). Slika 3 – Analiza popolnosti zgodovinsko-instrumentalnega kataloga potresov (ARSO, 2015) za pet izbranih vrednosti magnitude popolnosti. S pušč icami so prikazani zač etki obdobja popolnosti kataloga potresov. 93 Rezultati Na slikah 4, 5 in 6 prikazujemo magnitudno-frekvenč ne porazdelitve potresov, izrač unane na podlagi seizmoloških podatkov za najmanjšo vrednost magnitude popolnosti in geoloških podatkov. Na slikah so poleg magnitudno-frekvenč nih porazdelitev prikazane tudi toč ke, ki predstavljajo uteženo in normirano (prešteto) število potresov iz kataloga za različ na obdobja oziroma različ ne magnitude popolnosti. Ponazorjene so s polnimi (ko je število potresov znotraj prelomnega območ ja ≥ 5) in praznimi krogi (ko je število potresov znotraj prelomnega območ ja < 5). Največ ja in najmanjša vrednost seizmološke potresne aktivnosti določ ata razpon, ki ga omejujeta ustrezni dve toč ki uteženega in normiranega števila potresov iz kataloga (npr. slika 8). Razhajanje med seizmološko potresno aktivnostjo za najmanjšo vrednost magnitude popolnosti (a 3,5 ) in geološko potresno aktivnostjo je, na primerih Raškega preloma (slika 4) in Idrijskega preloma (slika 5), veliko. Vizualno prileganje magnitudno-frekvenč ne porazdelitve potresov, izrač unane na podlagi a 3,5 , z uteženim in normiranim številom potresov za ostale vrednosti magnitude popolnosti je za omenjena preloma dobro. Izrač unana magnitudno-frekvenč na porazdelitev potresov za Idrijski prelom se vizualno dobro prilega toč kam uteženega in normiranega števila potresov za vrednosti magnitude popolnosti vse do M W 4,5, pri toč kah za zadnji dve vrednosti magnitude popolnosti pa je odstopanje nekoliko več je. Na primeru Ravenskega preloma (slika 6) opazimo ravno obratno, in sicer zelo majhno razhajanje med seizmološko in geološko potresno aktivnostjo ter slabo vizualno prileganje izrač unane magnitudno-frekvenč ne porazdelitve potresov za a 3,5 z uteženim in normiranim številom potresov za vse ostale vrednosti magnitude popolnosti. Seizmološko določ ena magnitudno-frekvenč na porazdelitev potresov Ravenskega preloma gre samo skozi toč ko, s katero je krivulja opredeljena. Ta toč ka ponazarja uteženo število potresov z M W ≥ 3,5, normirano na obdobje popolnosti za ustrezno vrednost magnitude. Nekoliko se približa samo še toč kama uteženega in normiranega števila potresov za naslednji dve vrednosti magnitude popolnosti, od ostalih dveh pa je že bistveno bolj oddaljena. Za pripadajoč e prelomno območ je je število moč nejših potresov v katalogu več je od vrednosti, ki jih predvideva model, izrač unan na podlagi a 3,5 . Število potresov znotraj prelomnega območ ja tega preloma je bistveno manjše v primerjavi s številom potresov za isto vrednost magnitude popolnosti za Raški in Idrijski prelom. Za vse tri prikazane prelome je geološka potresna aktivnost več ja od seizmološke potresne aktivnosti (a 3,5 ). Pri nekaterih prelomih, npr. Vrhniškemu prelomu, pa je geološka potresna aktivnost manjša od seizmološke potresne aktivnosti (slika 7). Tu razhajanje med omenjenima potresnima aktivnostima sicer ni veliko. Za ta prelom je dobro tudi vizualno prileganje magnitudno-frekvenč ne porazdelitve potresov, izrač unane na podlagi a 3,5 , z uteženim in normiranim številom potresov za ostale vrednosti magnitude popolnosti. 94 Slika 4 – Magnitudno-frekvenč ni porazdelitvi potresov za Raški prelom, izrač unani na podlagi seizmoloških podatkov za a 3,5 (modra č rta) in geoloških podatkov (rdeč a č rta). Toč ke prikazujejo uteženo in normirano prešteto število potresov z M W ≥ m i . Slika 5 – Magnitudno-frekvenč ni porazdelitvi potresov za Idrijski prelom, izrač unani na podlagi seizmoloških podatkov za a 3,5 (modra č rta) in geoloških podatkov (rdeč a č rta). Toč ke prikazujejo uteženo in normirano prešteto število potresov z M W ≥ m i . 95 Slika 6 – Magnitudno-frekvenč ni porazdelitvi potresov za Ravenski prelom, izrač unani na podlagi seizmoloških podatkov za a 3,5 (modra č rta) in geoloških podatkov (prekinjena rdeč a č rta). Toč ke prikazujejo uteženo in normirano prešteto število potresov z M W ≥ m i . Slika 7 – Magnitudno-frekvenč ni porazdelitvi potresov za Vrhniški prelom, izrač unani na podlagi seizmoloških podatkov za a 3,5 (modra č rta) in geoloških podatkov (rdeč a č rta). Toč ke prikazujejo uteženo in normirano prešteto število potresov z M W ≥ m i . 96 Za prve tri že omenjene prelome v nadaljevanju prikazujemo rezultate analize seizmološke potresne aktivnosti, izrač unane za največ jo vrednost magnitude popolnosti, nad katero je bilo posameznemu prelomnemu potresnemu izvoru pripisanih vsaj pet potresov (slike 8, 9 in 10). Na ta nač in smo za Raški prelom (slika 8) izrač unali seizmološko potresno aktivnost za vrednost magnitude popolnosti enako M W 4,0 (a 4,0 ), ki je v primerjavi z a 3,5 več ja za približno 175 potresov letno. Razpon med največ jo in najmanjšo vrednostjo seizmološke potresne aktivnosti, izrač unane iz posameznih uteženih in normiranih števil potresov za različ ne magntude popolnosti, ni bistveno več ji od te vrednosti. Tudi za Idrijski prelom (slika 9) smo v tem primeru izrač unali a 4,0 , ki pa je v primerjavi z a 3,5 manjša za približno 66 potresov letno. Razpon med najmanjšo in največ jo vrednostjo seizmološke potresne aktivnosti je v tem primeru bistveno več ji, kar je posledica majhnega števila potresov (< 5) za več je vrednosti magnitude popolnosti. Znotraj prelomnega območ ja Ravenskega preloma je število potresov enako pet ali več samo pri najmanjši vrednosti magnitude popolnosti, zato je seizmološka potresna aktivnost v primeru drugega izrač una ostala nespremenjena. Razpon med največ jo in najmanjšo vrednostjo seizmološke potresne aktivnosti je tudi v tem primeru dokaj velik. Največ ja razlika med skrajnima vrednostima seizmološke potresne aktivnosti se pojavi pri prelomih z manjšim številom potresov pri vrednostih magnitude popolnosti nad M W 4,0. Pri takih prelomih je zato za seizmološko potresno aktivnost smiselno privzeti kar vrednost a 3,5 . Slika 8 – Magnitudno-frekvenč na porazdelitev potresov za Raški prelom, izrač unana na podlagi seizmoloških podatkov za a 4,0 (modra č rta). Razpon med skrajnima vrednostima seizmološke potresne aktivnosti je prikazan z osenč enim območ jem. 97 Slika 9 – Magnitudno-frekvenč na porazdelitev potresov za Idrijski prelom, izrač unana na podlagi seizmoloških podatkov za a 4,0 (modra č rta). Razpon med skrajnima vrednostima seizmološke potresne aktivnosti je prikazan z osenč enim območ jem. Slika 10 – Magnitudno-frekvenč na porazdelitev potresov za Ravenski prelom, izrač unana na podlagi seizmoloških podatkov za a 3,5 (modra č rta). Razpon med skrajnima vrednostima seizmološke potresne aktivnosti je prikazan z osenč enim območ jem. 98 Na karti potresne aktivnosti (slika 11) po prelomnih potresnih izvorih je prikazan logaritem seizmološke potresne aktivnosti, izrač unan za najmanjšo vrednost magnitude popolnosti (a 3,5 ) in pripadajoč e obdobje popolnosti kataloga potresov od leta 1866 do leta 2014. Največ je vrednosti seizmološke potresne aktivnosti pripadajo (od največ je proti najmanjši vrednosti) Raškemu prelomu (RAŠ), Žužemberškemu prelomu (ŽUŽ) in Idrijskemu prelomu (IDR). Za te prelomne potresne izvore so vrednosti a 3,5 , glede na število potresov znotraj pripadajoč ih prelomnih območ ij, določ ene dokaj zanesljivo. Najmanjše vrednosti izrač unane potresne aktivnosti zasledimo na velikem številu prelomnih potresnih izvorov v severni in severozahodni Sloveniji, posamezni prelomni potresni izvori z majhno potresno aktivnostjo pa se pojavljajo tudi v južni Sloveniji. To so predvsem tisti z majhnim številom potresov znotraj pripadajoč ih prelomnih območ ij, zato izrač unana seizmološka potresna aktivnost za njih najverjetneje ni zanesljiva. Prelomni potresni izvori z manj kot petimi potresi znotraj prelomnih območ ij so na karti označ eni z obarvanimi prekinjenimi č rtami. Diskusija Vrednosti potresne aktivnosti za nekatere prelomne potresne izvore lahko primerjamo s tistimi, ki so bile v okviru projekta SHARE ("Seismic Hazard Harmonization in Europe") izrač unane po prelomnih potresnih izvorih iz baze EDSF ("The European Database of Seismogenic Faults") (Giardini et al., 2013). Primerjavo podajamo na sliki 12 za logaritem seizmološke potresne aktivnosti. Podrobnosti analize za izrač un potresne aktivnosti v projektu SHARE ne poznamo, zato razlogov za odstopanje v primerjavi z našimi vrednostmi ne moremo ustrezno komentirati. Za primerjane prelomne potresne izvore se seizmološka potresna aktivnost med različ nima pristopoma za izrač un bistveno ne razlikuje (slika 12, levo), zato podrobneje komentiramo le primerjavo med seizmološko potresno aktivnostjo, izrač unano za najmanjšo vrednost magnitude popolnosti (a 3,5 ) in projektom SHARE. Z vrednostmi potresne aktivnosti iz projekta SHARE se dobro ujemajo vrednosti a 3,5 za Idrijski prelom, Periadriatski prelom (PADR) in Raški prelom. Vrednost a 3,5 je v primerjavi z vrednostjo iz projekta SHARE bistveno manjša za Č rnokalsko-Palmanovski prelom (Č -P) in Vipavski prelom (VIP). Geološka potresna aktivnost je za ta dva prelomna potresna izvora bistveno bližje vrednosti potresne aktivnosti iz projekta SHARE, zato sklepamo, da je bila tudi slednja izrač unana na podlagi geoloških podatkov. Pri izrač unu seizmološke potresne aktivnosti za Č rnokalsko-Palmanovski prelom in Vipavski prelom smo imeli na voljo bistveno premalo podatkov, da bi lahko podali ustrezne zaključ ke, saj sta bila znotraj prelomnega območ ja prvega opažena dva potresa, znotraj prelomnega območ ja drugega pa le en potres. Bistveno več jo vrednost potresne aktivnosti smo v primerjavi s projektom SHARE izrač unali za Labotski prelom (LAB), Šoštanjski prelom (ŠOŠ) in Zahodnosavski prelom (ZSAV). Razlog za nastalo razliko je deloma lahko vrednost koeficienta b, saj so v projektu SHARE za omenjene prelome uporabili manjšo vrednost koeficienta (0,83), kar zmanjša naklon dvojno odrezane eksponentne krivulje in s tem izrač unano potresno aktivnost. 99 Slika 11 – Logaritem vrednosti a 3,5 , prikazan po prelomnih potresnih izvorih za prelomna območ ja (slika 1). S prekinjeno č rto so označ eni prelomni potresni izvori z manj kot petimi potresi znotraj pripadajoč ih prelomnih območ ij. 100 Na podlagi analize seizmološke potresne aktivnosti ugotavljamo, da je določ itev le-te otežena za dokaj velik delež prelomnih potresnih izvorov, pri katerih je število potresov znotraj prelomnega območ ja majhno. Seizmološko potresno aktivnost smo zato z zelo omejeno zanesljivostjo lahko določ ili 42 prelomnim potresnim izvorom, brez izrač unane vrednosti pa je ostalo 15 prelomnih potresnih izvorov. Da bi za tovrstne prelomne potresne izvore pridobili več informacij o potresni aktivnosti, bi bilo treba izvesti analizo na podlagi številč nejšega instrumentalnega kataloga potresov z bistveno manjšo magnitudo popolnosti. Kljub privzetim predpostavkam smo lahko dokaj dobro določ ili seizmološko potresno aktivnost za daljše prelomne potresne izvore z več jim številom potresov. S Poissonovim modelom pojavljanja potresov predpostavimo, da se potresi pojavljajo naključ no in neodvisno od č asa, s č imer ne ugodimo teoriji elastič nega odskoka in odvisnim dogodkom v katalogu potresov. Kljub napaki, vpeljani z omenjeno predpostavko, menimo, da nam Poissonov model, skupaj z metodami odstranjevanja odvisnih dogodkov, omogoč a dovolj dobro oceno ključ nih parametrov za ocenjevanje potresne nevarnosti. Poleg tega je treba upoštevati, da je ocena popolnosti kataloga potresov le približna, štetje potresov znotraj posameznih prelomnih območ ij pa omejeno na zelo majhno površino v primerjavi s celotno razsežnostjo kataloga potresov. Slika 12 – Primerjava rezultatov analize seizmološke potresne aktivnosti. Medsebojno za oba nač ina izrač una in z vrednostmi, ki so bile izrač unane v okviru projekta SHARE. Z a mi je označ ena potresna aktivnost za največ jo vrednost magnitude popolnosti, nad katero je bilo prelomu pripisanih vsaj še pet potresov. Kot smo videli na nekaterih primerih (npr. slika 10), lahko moč nejši potresi z daljšimi povratnimi dobami povzroč ijo nekoliko več je odstopanje uteženega in normiranega števila potresov od izrač unane magnitudno-frekvenč ne porazdelitve in s tem bistveno vplivajo na izrač un potresne aktivnosti oziroma na razpon med največ jo in najmanjšo vrednostjo seizmološke potresne aktivnosti, izrač unane za različ ne vrednosti magnitude popolnosti. Tovrstni potresni dogodki zaradi relativno kratkega č asovnega razpona kataloga potresov najverjetneje niso ustrezni za analizo ali pa smo za te vrednosti magnitude popolnosti napač no ocenili obdobje popolnosti kataloga potresov. Razpon vrednosti potresne aktivnosti bi bilo smiselno podati tudi v primeru izrač una geološke potresne aktivnosti, in sicer glede na razpon vrednosti hitrosti premikanja ob prelomu. Opozoriti je treba, da "vizualen" pristop k vrednotenju rezultatov ni najbolj ustrezen. Iskanje parametrov magnitudno-frekvenč ne porazdelitve, izrač unane iz seizmoloških podatkov, namreč ne poteka po metodi najmanjših kvadratov, ker so vrednosti kumulativne in zato med sabo niso neodvisne. Velik vpliv na izrač un seizmološke potresne aktivnosti ima tudi nač in pripisovanja potresov posameznim prelomnim potresnim izvorom. Predstavljena študija potresne 101 aktivnosti je le preliminarna, zato pri prostorski analizi še nismo upoštevali kinematskih lastnosti (geometrije) prelomnih potresnih izvorov in napake določ itve lokacije nadžarišč potresov. Slednja upada s č asom, ko je bil potres zabeležen, saj so lokacije današnjih potresov določ ene toč neje. Zaključ ek in nadaljnje delo Ta študija predstavlja dopolnitev in nadaljevanje dosedanje analize potresne aktivnosti na območ ju Slovenije (Rajh, 2017). Na podlagi seizmoloških in geoloških podatkov smo analizirali potresno aktivnost po prelomnih potresnih izvorih (seizmološka in geološka potresna aktivnost). Tovrstna analiza je v Sloveniji zelo zahtevna zaradi relativno poč asnih premikov ob prelomih in zmerne potresne dejavnosti. Seizmološko potresno aktivnost smo za oceno negotovosti izrač unali po dveh pristopih ter jo, kjer je bilo to mogoč e, primerjali z vrednostmi iz literature. Ugotavljamo, da je izrač un potresne aktivnosti negotov za kar precej prelomov na območ ju Slovenije, kar se odraža v velikosti razpona med največ jo in najmanjšo vrednostjo seizmološke potresne aktivnosti, izrač unane za različ ne vrednosti magnitude popolnosti ter v razliki med seizmološko in geološko potresno aktivnostjo. Razlogov za to je več (npr. privzete predpostavke, uporabljene metode, privzete vrednosti parametrov), v največ ji meri pa k odstopanju prispevajo relativno kratek č asovni razpon kataloga potresov, majhno število potresov v nekaterih prelomnih območ jih, negotovosti v prostorski analizi in negotovosti v določ anju parametrov prelomnih potresnih izvorov. Negotovosti pri izrač unu seizmološke potresne aktivnosti bomo pred izrač unom potresne nevarnosti poizkusili zmanjšati predvsem z izboljšano prostorsko analizo. Izvedli bomo tudi analizo seizmološke potresne aktivnosti z uporabo instrumentalnega kataloga potresov, pri kateri bo poudarek na prelomnih potresnih izvorih z nezanesljivo določ eno potresno aktivnostjo. Podane vrednosti izrač unane seizmološke potresne aktivnosti (slika 11) so preliminarne. Kljub temu predstavljajo pomemben č len pri izrač unu konč nih vrednosti potresne aktivnosti, ki bodo pomembno prispevale k izdelavi nove karte potresne nevarnosti Slovenije. Literatura Agencija RS za okolje (ARSO) (2015). Katalog potresov od leta 456 do 2014. Arhiv Agencije RS za okolje. Atanackov, J., Bavec, M., Celarc, B., Jamšek Rupnik, P., Jež, J., Novak, M., Milanič , B. (2014). Seizmotektonska parametrizacija aktivnih prelomov Slovenije. 1. del. Geološki zavod Slovenije, Ljubljana. Atanackov, J., Bavec, M., Celarc, B., Jamšek Rupnik, P., Jež, J., Novak, M., Milanič , B. (2015). Seizmotektonska parametrizacija aktivnih prelomov Slovenije. 2. del. Geološki zavod Slovenije, Ljubljana. Basili, R., Kastelic, V., Demircioglu, M. B., Garcia Moreno, D., Nemser, E. S., Petricca, P., Sboras, S. P., Besana-Ostman, G. M., Cabral, J., Camelbeeck, T., Caputo, R., Danciu, L., Domac, H., Fonseca, J., García-Mayordomo, J., Giardini, D., Glavatovic, B., Gulen, L., Ince, Y., Pavlides, S., Sesetyan, K., Tarabusi, G., Tiberti, M. M., Utkucu, M., Valensise, G., Vanneste, K., Vilanova, S., Woessner, J. (2013). The European Database of Seismogenic Faults (EDSF) compiled in the framework of the Project SHARE [online]. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. doi: 10.6092/INGV.IT-SHARE-EDSF. http://diss.rm.ingv.it/share-edsf (28.11.2017). 102 Brune, J. N. (1968). Seismic moment, seismicity, and rate of slip along major fault zones. Journal of Geophysical Research, 73(2), 777–784. Bungum, H. (2007). Numerical modelling of fault activities. Computers & Geosciences, 33(6), 808–820. Cornell, C. A., Vanmarcke, E. H. (1969). The major influences on seismic risk. V: Proceedings of the 4th World Conference on Earthquake Engineering. Santiago (Č ile) : Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, A-1, 69-83. Gardner, J. K., Knopoff, L. (1974). Is the sequence of earthquakes in Southern California, with aftershocks removed, Poissonian? Bulletin of the Seismological Society of America, 64(5), 1363–1367. Giardini, D., Woessner, J., Danciu, L., Crowley, H., Cotton, F., Grünthal, G., Pinho, R., Valensise, G., Akkar, S., Arvidsson, R., Basili, R., Cameelbeeck, T., Campos-Costa, A., Douglas, J., Demircioglu, M. B., Erdik, M., Fonseca, J., Glavatovic, B., Lindholm, C., Makropoulos, K., Meletti, C., Musson, R., Pitilakis, K., Sesetyan, K., Stromeyer, D., Stucchi, M., Rovida, A. (2013). Seismic Hazard Harmonization in Europe (SHARE): Online Data Resource [online]. European Facility for Earthquake Hazard and Risk (EFEHR), Swiss Seismological Service (SED). doi: 10.12686/SED-00000001-SHARE. http://www.efehr.org:8080/jetspeed/portal/hazard.psml (28.11.2017). Gutenberg, B., Richter, C. F. (1945). Seismicity of the Earth (Supplementary Paper). Bulletin of the Geological Society of America, 1945, 56(6), 603–668. Hanks, T. C., Kanamori, H. A. (1979). Moment magnitude scale. Journal of Geophysical Research, 84(B5), 2348–2350. Hunstad, I., Selvaggi, G., D'Agostino, N., England, P., Clarke, P., Pierozzi, M. (2003). Geodetic strain in peninsular Italy between 1875 and 2001. Geophysical Research Letters, 30(4), 1181. McGuire, R. K. (2004). Seismic hazard and risk analysis. Earthquake Engineering Research Institute, Kolorado, ZDA, 240 str. Poljak, M., Živč ić , M., Zupanč ič , P. (2000). The seismotectonic characteristics of Slovenia. Pure and Applied Geophysics, 157, 37–55. Rajh, G., Zupanč ič , P., Živč ić , M., Gosar, A., Č arman, M. (2017). Analiza največ jih magnitud in globin žarišč potresov v Sloveniji za namen ocenjevanja potresne nevarnosti. V: Kuhar, M. (ur.). Raziskave s področ ja geodezije in geofizike 2016 : zbornik del, 22. sreč anje Slovenskega združenja za geodezijo in geofiziko, Ljubljana, 26. januar 2017. Ljubljana: Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, 39–49. Rajh, G. (2017). Analiza seizmotektonskih podatkov v Sloveniji z uporabo GIS orodij za verjetnostno ocenjevanje potresne nevarnosti. Magistrsko delo, Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, 108 str. Reiter, L. (1991). Earthquake hazard analysis: Issues and insights. Columbia University Press, New York, ZDA, 254 str. Wallace, R. E. (1970). Earthquake recurrence intervals on the San Andreas fault. Geological Society of America Bulletin, 81, 2875–2890. Ward, S. (1998). On the consistency of earthquake moment release and space geodetic strain rates: Europe. Geophysical Journal International, 135, 1011–1018. Wells, D. L., Coppersmith, K. J. (1994). New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(4), 974–1002. Youngs, R. R., Coopersmith, R. J. (1985). Implications of fault slip rates and earthquake recurrence models to probabilistic seismic hazard estimates. Bulletin of the Seismological Society of America, 75(4), 939–964.