Seismic palaeogeography of coastal zones in the Iberian Peninsula: Understanding ancient and historic earthquakes in Spain

Paleogeografía sísmica de zonas costeras en la Península Ibérica: su impacto en el análisis de terremotos antiguos e históricos en España

Silva, P.G.⁽¹⁾ ; Bardají, T.⁽²⁾ ; Roquero, E.⁽³⁾ ; Martínez-Graña, A.⁽¹⁾ ; Perucha, M.A.⁽⁴⁾ ; Huerta, P.⁽¹⁾ ; Lario, J.⁽⁵⁾ ; Giner-Robles, J.L.⁽⁶⁾ ; Rodríguez-Pascua, M.A.⁽⁴⁾ ; Pérez-López, R.⁽⁴⁾ ; Cabero, A.⁽⁵⁾ ; Goy, J.L.⁽¹⁾ y Zazo, C.⁽⁷⁾

(1) Dpto. Geología, Universidad de Salamanca, Escuela Politécnica Sup. Ávila y Fac. de Ciencias, España. pgsilva@usal.es
(2) U.D. Geología, Universidad de Alcalá, 28871 Alcalá de Henares, Madrid, España.
(3) Dpto. de Edafología. E.T.S.I. Agrónomos, Universidad Politécnica de Madrid, Ciudad Universitaria s/n, 28040 Madrid, España.
(4) Instituto Geológico y Minero de España (IGME), Ríos Rosas, 23, 28004 Madrid, España.
(5) Facultad de Ciencias, UNED. Vereda del Rey s/n, 28040 Madrid, España.
(6) Dpto. Geología y Geoquímica, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Madrid, Canto Blanco, Madrid, España.
(7) Dpto. Geología, Museo Nacional de Ciencias Naturales, CSIC, 28006 Madrid, España.

Resumen:

This paper presents three examples of ancient earthquakes occurring in coastal areas of the S and SE of the Iberian Peninsula (218 BC, AD 40-60 and AD 1048) with the aim of illustrating the use of geological and archaeological data in their macroseismic characterization. Historical information for ancient earthquakes that occurred in Spain prior to the 10^th century is scarce or non-existent. This paper shows that the current state of knowledge on palaeoseismology and archaeoseismology on these ancient events clearly exceeds the existing historical information allowing the increase of macroseismic information points by using the ESI-07 scale (Environmental Seismic Intensity). Consequently, the geologic analyses of ancient earthquakes contribute to their understanding and parametric evaluations, and improve further advances in seismic hazard assessments. The most significant issue outlined in the present paper is the analysis of the ancient palaeogeography of the affected areas. The studied examples analysed were located in open estuarine areas that have been filled by fluvial sediments or anthropogenic fills over time. The effects of the 218 BC earthquake- tsunami event in the Gulf of Cadiz are analysed in estuarine areas, and especially in the ancient Roman Lagus Ligustinus (Guadalquivir Depression marshes); the effects of the earthquake in AD 40-60 is analysed in the old Roman city of Baelo Claudia located in the Bolonia Bay (Strait of Gibraltar); and the effects of the earthquake of AD 1048on the ancient Sinus Ilicitanus (Bajo Segura Depression) during Muslim times. Descriptions from Roman and Arabic geographers are cross-checked with existing palaeogeographic models based on geological data. This type of analysis results in ancient macroseismic scenarios for the interpretation of theoretical distributions of intensities and environmental effects supporting the concept of “seismic palaeogeography” proposed in this paper.

Abstract:

El presente trabajo recoge tres ejemplos de terremotos antiguos (218 AC, 40-60 AD y 1048 AD) ocurridos en zonas litorales del S y SO de la Península Ibérica con la intención de ilustrar el uso de datos geológicos y arqueológicos en la caracterización macrosísmica de los mismos. En la mayor parte de los sísmos ocurridos con anterioridad al siglo X d.C. la información documental histórica que se posee es muy escasa o inexistente. El presente trabajo muestra que el actual estado de conocimiento en paleosismología y arqueosismologia sobre este tipo de terremotos sobrepasa con creces la información documental histórica, permitiendo la multiplicación de los puntos de información macrosísmica mediante el uso de la escala ESI-07 ( Environmental Seismic Intensity). Consecuentemente, el análisis geológico de los terremotos antiguos mejora su conocimiento y análisis paramétrico, permitiendo avanzar la evaluación de la peligrosidad sísmica de las zonas afectadas. El aspecto que se pone de especial relieve en este trabajo es el análisis de la paleogeografía existente en la antigüedad, ya que todas las zonas (afectadas) analizadas en este trabajo corresponden a zonas estuarinas abiertas que se han ido rellenado por aportes fluviales o de forma artificial con el tiempo. Se analizan los efectos del terremoto de 218 AC en las zonas estuarinas del Golfo de Cádiz y muy especialmente en el antiguo Lacus Ligustinus (marismas del Guadalquivir) durante época romana; los efectos del terremoto de 40-60 AD en la antigua Bahía de Baelo Claudia (Estrecho de Gibraltar); y los efectos del terremoto de 1048 AD en el antiguo Sinus ilicitanus (Depresión del Bajo Segura) durante época musulmana. Se han cotejado descripciones de geógrafos romanos y árabes con modelos basados en datos geológicos. Este tipo de análisis ha permitido generar antiguos escenarios macrosísmicos basados en la paleogeografía y reinterpretar las distribuciones teóricas de intensidades y los efectos ambientales de los terremotos estudiados que es a lo que se refiere el concepto de “paleogeografía sísmica” propuesto en este trabajo.