VUB onderzoek naar de lange termijn ontwikkeling van aardbevingsgerelateerde breuken in Centraal-Italië
Letterlijk baanbrekend onderzoek van Dr. Giorgio Arriga, uitgevoerd als onderdeel van een gezamenlijk PhD-programma tussen de Universiteit van Roma TRE en de Vrije Universiteit Brussel (VUB), verbetert ons begrip van de lange termijn ontwikkeling van seismogene (gerelateerd aan aardbevingen) breuken in de Apennijnen in Centraal-Italië. Arriga’s studie onderzoekt de ontwikkeling van breuksystemen over miljoenen jaren en hun impact op de huidige seismische gevaren. Hij onderzocht onder andere de breuken in het L’Aquila-bekken, een gebied dat in 2009 werd getroffen door een zware aardbeving waarbij meer dan 300 mensen omkwamen en kwam tot een belangrijke ontdekking.
“Ons team onderzocht de ruimtelijke interacties doorheen de tijd tussen verschillende actieve breuksegmenten in het L’Aquila-bekken, met name de Pettino- en Paganica-breuken”, zegt Dr. Arriga. “Hoewel die breuken aan de oppervlakte niet met elkaar verbonden lijken, suggereerden seismische gegevens iets anders. Onze veldonderzoeken en geochemische analyses onthulden bewijs van een structurele connectie tussen deze actieve breuken. Door middel van uranium-thorium-koolstofdatering, in samenwerking met laboratoria in Taiwan, konden we geologische beperkingen vaststellen voor het tijdstip van die verbinding. Onze ontdekking heeft belangrijke gevolgen voor de beoordeling van seismische gevaren, omdat verbonden breuken grotere en destructievere aardbevingen kunnen veroorzaken.”
Het onderzoek van Arriga, uitgevoerd in het AMGC-laboratorium aan de VUB, richt zich op het overbruggen van de kloof tussen seismische studies op korte termijn en grootschalige tektonische processen. Terwijl conventionele studies breukactiviteit over de afgelopen 40.000 jaar analyseren om het huidige seismische risico van een gebied te bepalen, breidt Arriga’s werk deze tijdlijn aanzienlijk uit door de geologische geschiedenis van breuknetwerken over miljoenen jaren te reconstrueren.
In samenwerking met het Leibniz Instituut voor Toegepaste Geofysica in Duitsland droeg Arriga’s team bij aan de ontwikkeling van een innovatieve thermochronologische dateringstechniek voor tektonische omgevingen in carbonaatgesteenten. Door een datering met thermoluminescentie toe te passen op nieuwgevormde dolomietmineralen in breukstructuren, kon het team het begin van de tektonische activiteit dateren op ongeveer 2,7 miljoen jaar geleden.
Thermoluminiscentie of TL-datering wordt als dateringstechniek ook gebruikt bij heel oude archeologische vondsten. Gesteenten en mineralen die begraven raken, slaan tijdens hun donkere bestaan kosmische straling en radioactiviteit op. Ze geven die straling in één keer weer af onder de vorm van licht als ze verwarmd worden of als ze terug aan de oppervlakte komen. De hoeveelheid licht die ze vrijgeven is een maat voor de tijd dat ze begraven lagen. De methode vult een cruciale leemte in geochronologische technieken en stelt onderzoekers in staat om de evolutie van breuken over langere tijdschalen te bestuderen.
Daarnaast werd er gebruikgemaakt van stabiele en klomp-isotoopanalyse in het AMGC-laboratorium om de diepte te bepalen waarop breukgerelateerde mineraalafzettingen zijn gevormd. Door de analyse van die carbonaatmineralisaties concludeerde de onderzoeker dat sommige breukstructuren oorspronkelijk op een diepte van 1,5 tot 2 kilometer zijn ontstaan en sindsdien zijn opgeheven door voortdurende tektonische activiteit.
De implicaties van Arriga’s onderzoek zijn diepgaand. Door te bevestigen dat breuksegmenten in Centraal-Italië onderling verbonden systemen vormen, die grotere aardbevingen kunnen genereren, onderstreept de studie de dringende noodzaak van gedetailleerde geologische en seismische risicobeoordelingen: “Het onderzoek biedt een geologisch raamwerk dat als basis dient voor korte termijn seismische studies.” zegt Arriga.
“Door te begrijpen hoe breuken zich hebben ontwikkeld, kunnen we hun toekomstige activiteit beter inschatten en bijdragen aan veiligere stedelijke planning in Centraal-Italië en elders”, besluit Dr. Arriga. “Mits voortdurende samenwerking tussen internationale onderzoeksinstellingen, kunnen we de weg effenen voor verdere vooruitgang in de aardbevingswetenschap en strategieën voor risicobeperking.”
Referentie:
Arriga, G., Marchegiano, M., Peral, M., Hu, H.-M., Cosentino, D., Shen, C.-C., et al. (2024). Long-term tectono-stratigraphic evolution of a propagating rift system, L’Aquila Intermontane Basin (central Apennines). Tectonics, 43, e2024TC008548. https://doi.org/10.1029/2024TC008548
Contact:
📧 Email: giorgio.arriga@uniroma3.it
📞 Mobiel: +39 3388854592
Koen Stein
