Mga lindol na kasalukuyang nagaganap sa silangang Mindanao, siniyasat ng mga siyentipiko mula sa DOST-PHIVOLCS
By Deo Carlo E. Llamas, Jeffrey S. Perez, Crystel Jade M. Legaspi, Jonard Jhon S. Acid, John Patrick S. Naing and Kathleen L. Papiona, Department of Science and Technology – Philippine Institute of Volcanology and Seismology (DOST-PHIVOLCS), Quezon City, Philippines
Citation: Llamas, D. C. E., Perez, J. S., Legaspi, C. J. M., Acid, J. J. S, Naing, J. P. S., and Papiona, N. K., 2024, Stress releases at seismic gaps: Sunod-sunod na mga lindol tumama sa Silangang Mindanao, http://doi.org/10.32858/temblor.342
Ang artikulong ito ay makukuha rin sa Ingles.
Editor’s note: Sa lathalaing ito, ang ‘magnitude’ ay tumutukoy sa moment magnitude, na sumusukat sa kabuuang enerhiyang inilabas ng isang lindol. Kapag ginamit ang ibang magnitude scale, ito ay ipapaliwanag sa artikulo.
Noong huling bahagi ng 2023, sunod-sunod na lindol ang naganap sa karagatan ng silangang Mindanao, isang isla sa katimugang bahagi ng Pilipinas. Isang lindol na nagdulot ng tsunami na may magnitude 7.4 ay naganap noong Disyembre 2, na sinundan ng maraming aftershocks kabilang ang ilang lindol na mahigit magnitude 6. Pagkalipas lang ng dalawang araw, isa na namang lindol na may lakas na magnitude 6.8 ang tumama 70 kilometro ang layo hilagang-silangan ng malakas na magnitude 7.4 na lindol.
Pagkatapos, noong Pebrero 10, 2024, dalawang mababaw na katamtamang lindol ang tumama sa kalupaan. Ang una, na may magnitude 5.8, ay agad sinundan ng isang lindol na may magnitude 5.2 at mga kasunod na aftershocks. Parehong malakas na naramdaman ang mga lindol sa rehiyon (Figure 1). Ang mga pangyayaring ito ay nagbunsod ng pagsusuri sa kanilang pinagmulan at posibleng kaugnayan.
Sa lathalaing ito, aming masusing siniyasat ang mga naganap na sunod-sunod na lindol sa silangang Mindanao. Aming napag-alaman na ang magnitude 7.4 na lindol ay posibleng naging dahilan o nag-trigger ng magnitude 6.4 na lindol, samantalang ang mga lindol noong Pebrero 2024 ay naganap sa di inaasahang lokasyon, nagbibigay-diin sa pagiging kumplikado ng interaksyon ng mga lindol. Pinag-aralan din namin ang geological context ng lugar, nakaraang mga lindol (historical seismicity) at ang implikasyon ng mga lindol na ito at kami ay nagmumungkahi ng mga posibleng scenario sa aktibidad ng Philippine Fault sa silangang Mindanao.
Tectonics at seismicity ng Mindanao
Ang Mindanao, ang pangalawang pinakamalaking isla sa Pilipinas, ay kilala sa mataas na seismic activity o aktibidad ng lindol, na nakaranas ng maraming katamtaman hanggang malalakas lindol sa kasaysayan nito (Table 1; Bautista and Oike, 2000; Perez and Tsutsumi, 2017).
Sa silangan ng isla matatagpuan ang Philippine Trench. Dito, ang Philippine Sea Plate ay gumagalaw at sumasailalim patungong hilagang-kanluran patungo sa Mindanao sa bilis na humigit-kumulang 10 sentimetro bawat taon (Cardwell et al., 1980; Argus et al., 2011). Ang bahagi ng paggalaw na parallel sa trench dahil sa oblique convergence ay tinatanggap ng Philippine Fault (Fitch, 1972). Sa madaling salita, dahil ang oceanic Philippine Sea Plate ay sumasailalim sa Philippine Trench sa isang di-tuwirang anggulo (non-perpendicular angle) kaugnay sa trench, ang galaw na parallel sa trench ay kailangang tanggapin ng Philippine Fault.
Ang Philippine Fault ay umaabot ng humigit-kumulang 1,500 kilometro, mula hilaga-hilagang kanluran hanggang timog-timog silangan ng kapuluang Pilipinas. Humigit-kumulang 500 kilometro nito ay nasa silangang Mindanao at isang natatanging geological feature sa rehiyon (Tsutsumi and Perez, 2013; Perez et al., 2015) (Figure 1). Ang Philippine Fault sa silangang Mindanao ito ay binubuo ng iba’t ibang segments, na may mga sariling katangian at paggalaw (fault characteristics and behaviors). Kabilang sa segments na ito ang Surigao, Esperanza, Agusan Marsh, West Compostela Valley (WCV), Central Compostela Valley (CCV), Nabunturan, East Compostela Valley (ECV), Caraga River, Mati, at Lianga segments. Ang fault segmentation sa rehiyong ay batay sa iba’t ibang pamantayan. Halimbawa, ang geometric o structural features ay maaring magpakita ng isang fault segment. Sa ibang lugar, ang temporal characteristics o ang natatanging paggalaw na makikita sa historical surface rupture o paleoseismic studies ay makakatulong upang malaman ang fault segments (Perez et al., 2015; Wesnousky, 2006; McCalpin and Nelson, 2009).
Sa silangang Mindanao, ang Philippine Fault ay may makabuluhang kasaysayan ng seismic activity (Figure 2a). Ang mga historical records mula pa noong ika-19 na siglo ay naglahad ng maraming seismic events. Halimbawa, isang lindol noong 1879 sa Surigao segment ay may tinatayang moment magnitude 7.4 (Perez and Tsutsumi, 2017). Isang lindol naman noong 1891 sa WCV segment ay may tinatayang magnitude 7.2. Noong 1893, isang lindol mula sa CCV segment ay may tinatayang magnitude 7.3 (Bautista and Oike, 2000; Perez et al., 2015). Kamakailan lamang, noong 2023, ang silangang Mindanao partikular sa lalawigan ng Davao de Oro (dati ay kilala bilang Compostela Valley), ay naapektuhan ng mga katamtaman hanggang malalakas na lindol na nilikha ng mga segment ng Philippine Fault (Figure 2b).
Pagkatapos ng magnitude 7.4 noong Disyembre 2023: Pagsisiyasat sa mga bagong lindol sa Philippine Fault
Ang magnitude 7.4 na lindol noong Disyembre 2023 na tumama sa bahagi ng Philippine Trench ay sinundan ng mga hindi inaasahang malalaking aftershocks. Makalipas ang Ilang araw, isang magnitude 6.8 na lindol ang nangyari na mas mababaw ang lalim at nagpalipat ng seismic activity pahilaga na nagdulot ng hiwalay na kumpol ng mga lindol. Ayon kay Llamas at iba pa (2024), ang dalawang lindol na ito ay dulot ng paggalaw ng dalawang magkahiwalay na bahagi ng Philippine Trench.
Humigit-kumulang 150 kilometro sa kanluran ng Philippine Trench matatagpuan ang Philippine Fault, na, tulad ng nabanggit, ay nakaranas ng sariling serye ng mga lindol noong Pebrero 2024. Unang naitala noong 11:22 ng umaga (lokal na oras) ng Pebrero 10 ang isang magnitude 5.8 na lindol na matatagpuan limang kilometro timog-silangan ng Esperanza, Agusan del Sur (may populasyon na humigit kumulang 60,000). Ang focal mechanism ay nagmumungkahi ng strike-slip faulting na nagsasabing ang paggalaw ng fault ay pahalang. Ang lindol na ito ay puwedeng maiugnay sa Esperanza segment ng Philippine Fault o ng iba pang lokal na faults na makikita sa rehiyon.
Makalipas lamang ang ilang sandali, sa ganap na 1:21 ng hapon, lokal na oras, isang lindol na may lakas na magnitude 5.2 ang tumama, labing-isang kilometro sa timog-kanluran ng Esperanza, Agusan del Sur. Ang focal mechanism ng lindol na ito ay nagmumungkahi ng normal faulting. Ang lindol na ito ay maaaring maiugnay sa Lianga Fault, na sumasangay mula sa silangan-timog-silangan ng Philippine Fault. Kasunod ng mga lindol na ito, maraming naitalang aftershocks na may magnitude na 2.0 hanggang 3.1.
Isang tanong na lumilitaw mula sa mga lindol na ito ay kung sila ay magkakaugnay at naapektuhan ng mga pagbabago sa stress mula sa naunang magnitude 7.4 na mainshock. Upang maunawaan ang seismic dynamics na nangyayari sa silangang Mindanao, gumawa kami ng Coulomb stress change models gamit ang aktwal na mga focal mechanism at mga optimally oriented strike-slip faults bilang mga receiver faults (ang mga receiver faults ay hindi direktang lumalahok sa pagdulot ng lindol, kundi sa halip ay “tumatanggap” ng paglipat ng stress).
Ang Coulomb stress change ay isinasaalang-alang ang shear at normal stress changes na resulta ng isang lindol. Ito rin ay batay sa prinsipyo na ang mga fault na nakakaranas ng pagtaas ng stress (ipinapakita bilang pula sa Figure 3) ay may posibilidad na magkaroon ng fault failure o paggalaw, na nagpapataas ng posibilidad na magkaroon ng lindol. Samantala, ang mga faults na may pagbaba ng stress (ipinapakita bilang bughaw sa Figure 3) ay mas mababa ang posibilidad na magkaroon ng fault failure at samakatuwid ay mas kaunting posibilidad na magdulot ng mga lindol (Stein, 1999).
Ayon sa aming model gamit ang mga aktwal na mga focal mechanisms (Figure 3), kapansin-pansin na ang magnitude 7.4 ay naging sanhi ng pagtaas ng stress sa lokasyon ng magnitude 6.8 na lindol, na posibleng nagdulot ng isang triggering effect. Sa kabilang dako, ang mga faults na nagdulot ng magnitude 5.8 at 5.2 noong Pebrero 2024 ay nakaranas ng pagbaba ng stress mula sa mga naunang lindol na nabanggit (Figure 3b at 3c). Ito ay salungat sa inaasahan, na binibigyang diin ang pagiging kumplikado ng ugnayan ng mga lindol at ang pangangailangan ng karagdagang pagsusuri.
Subalit, sa pagsusuri sa normal stress change, mapapansin na ang mga faults na naging sanhi ng mga lindol na may lakas na 5.8 at 5.2 ay nakaranas ng unclamping o positive normal stress change (Figure 4) na dulot ng mga naunang lindol. Ang ganitong sitwasyon ay maaaring isaalang-alang para sa posibleng pag-trigger ng lindol
Ang aming Coulomb stress change model gamit ang optimally-oriented strike-slip faults ay nagpapakita rin ng mga lugar ng pagtaas ng stress sa mga bahagi ng Philippine Fault, kabilang ang Agusan Marsh, ECV, CCV, at Nabunturan segments (Figure 1). Ito ay nagpapahiwatig na ang stress ay naisalin sa mga segment na ito, at sila ay nagiging mas malapit gumalaw (closer to failure). Dahil dito, kapansin-pansin ang pagtaas ng seismicity sa Agusan Marsh segment, kung saan may pagtaas ng stress makalipas ang magkakasunod na lindol noong Disyembre 2023. Makikita na ang bilang ng lindol na nangyari sa loob ng dalawang buwan pagkatapos ng sunod-sunod na mga lindol noong Disyembre 2023 ay lumampas sa kabuuang bilang ng mga lindol na naitala sa buong taon bago ang sunod-sunod ng mga lindol noong Disyembre 2023.
Mga malalakas na lindol na nangyari sa nakaraan
Ang lugar ng seismic activity noong Pebrero 2024 ay nasa loob ng isang seismic gap na nasa pagitan ng lindol noong 1879 sa hilaga at ng mga lindol noong 1891 at 1893 sa timog. Ang mga historical records (na ipinapakita sa Table 1) ay nagpapahiwatig na ang mga segment ng Esperanza at Agusan Marsh ng Philippine Fault ay hindi pa pinagmulan ng anumang malakas na lindol na higit sa magnitude 7.0, ayon kasaysayan. Gayunpaman, mahalagang banggitin na ang instrumental records ay nagtala rin ng mga katamtamang magnitude na lindol na nangyari sa parehong rehiyon ng mga lindol noong Pebrero 2024. Kabilang dito ang isang magnitude 5.0 at magnitude 5.1 noong 1999 (Figure 2a).
Naunang earthquake sequence: Ang mga lindol sa Davao de Oro noong 2023
Noong ika – 1 ng Pebrero 2023, isang magnitude 6.0 na lindol ang yumanig sa lalawigan ng Davao de Oro (dating kilala bilang Compostela Valley) at mga karatig lugar. Batay sa epicenter at focal mechanism ng lindol, ito ay maaaring maiugnay sa CCV segment ng Philippine Fault.
Makalipas ang isang buwan, noong Marso 6, 2023, sunod-sunod na lindol na may lakas na higit 5.0 ang muling tumama sa lalawigan, humigit-kumulang 25 kilometro timog ng naunang lindol. Ang magkakasunod na lindol na ito ay may <magnitude 5.3 hanggang 5.9. Ang mga focal mechanisms ng mga lindol na ito ay nagpapahiwatig ng paggalaw sa isang strike-slip fault na maaaring maiugnay sa Philippine Fault o sa ibang malapit na lokal na strike-slip fault.
Ang sunod-sunod na lindol noong Pebrero hanggan Marso 2023 ay nangyari sa loob ng isang transtensional basin na nabuo sa pamamagitan ng paghakbang sa kaliwa (left-stepping) ng mga segments ng Philippine Fault katulad ng Compostela Valley. Bukod dito, ang magkakasunod na lindol ito ay nagpakita na ang seismic activity ay papunta sa timog kung saan mayroong kaunting dokumentadong stress release sa nakaraan. Ang malalaking stress releases noong 1891 at 1893 na lindol, na nangyari sa hilaga ng mga lindol nitong 2023 ay posibleng napigilan ang pagpunta pa-hilaga ng mga naitalang mga pagyanig. Sa timog ng transtensional basin at ng sunod-sunod na lindol noong 2023 ay matatagpuan ang Mati segment ng Philippine Fault, na kung saan ay walang mga dokumentadong na mga malalaking lindol ayon sa mga paleoseismic at historical records Perez et al., 2015).
Upang siyasatin ang stress changes na idinulot ng sunod-sunod na lindol sa Davao de Oro noong 2023, gumamit din kami ng Coulomb stress change modeling gamit ang optimally oriented strike-slip faults bilang receiver faults. Ipinapakita ng model na ang sunod-sunod na lindol noong 2023 ay nagdulot ng pagtaas ng stress sa WCV, ECV, Nabunturan, Caraga River, at Mati segments ng 0.1 hanggang 0.2 bars, na nagpapahiwatig na ang mga segment na ito ay mas naging malapit paggalaw or failure (Figure 2b). Ang karaniwang iminumungkahi na threshold sa potential earthquake triggering ay pagtaas ng Coulomb stress na 0.1 bar, ayon sa mga pag-aaral (Harris, 1998; King et al., 1994; Stein, 1999).
Implikasyon para sa mga susunod na lindol
Ang isang seismic gap ay tumutukoy sa isang segment ng fault na hindi pa nagkaroon ng paggalaw o malakas na lindol sa nakaraang kasaysayan at nagpapahiwatig na ang stress ay maaring maipon. Ang pagkakaroon ng historical seismic gaps, tulad ng sa Esperanza, Agusan Marsh at Mati segments ng Philippine Fault, ay nagbibigay ng pangamba sa potensyal na lindol sa mga fault segments na ito. Bukod dito, iminumungkahi ng aming modeling na ang mga tinukoy na fault segments ay nakaranas ng kapansin-pansing pagtaas ng stress dulot ng mga nagdaang mga lindol, na nagpapataas sa posibilidad ng paggalaw ng fault o pagkakaroon ng lindol.
Kung titignan ang potensyal na mga lindol na umaabot sa higit sa magnitude 7 sa mga fault segment na ito batay sa kanilang haba (na ipinapakita sa Table 1), maaaring nating itanong: maaari bang magkaroon pa ng karagdagang seismic activity sa mga lugar na naapektuhan ng mga kumakailang lindol sa Philippine Fault dahil sa hindi pa kumpleto ang pagpapalabas ng stress?
Ang pagtukoy sa eksaktong oras at lakas ng mga hinaharap na lindol ay hindi pa posible. Sa halip, ang mga pangambang ito ay hinaharap na may pag-iingat at paghahanda sa halip na matakot o ma-alarma. Ang isang malaking lindol sa Philippine Fault sa silangang Mindanao ay maaaring magresulta sa malawakang pinsala sa mga imprastraktura at sa komunidad dahil sa lapit ng mga ito sa fault. Kaya naman, dapat magkaroon ng karagdagang kamalayan at paghahanda sa lindol ay dapat mangyari sa lahat ng antas sa lipunan. Dapat bigyan ng prayoridad ang mga hakbang upang patatagin ang imprastruktura at ang kakayahan ng komunidad na maka-recover.
Bilang gabay, ang DOST-PHIVOLCS ay bumuo ng iba’t-ibang mga materyal patungkol sa kahandaan sa lindol at nagsagawa ng mga Information, Education, and Communication (IEC) campaigns sa iba’t-ibang panig ng bansa. Samantala, ang pamahalaang nasyonal ay nagsasagawa ng nationwide simultaneous earthquake drill na nagaganap kada quarter ng taon (Figure 5). Ang mga bagong konstruksyon at pagsasaayos ng mga lumang imprastraktura ay dapat na sumusunod sa National Building Code ng Pilipinas.
Dagdag pa dito, mahalaga na mabigyang pansin ang mga panganib na dala ng isang lindol na maaaring magdulot ng mas malawak na pinsala, tulad ng mga pagguho ng lupa (landslides) at mga liquefaction. Maaaring ma-access ang mga earthquake-related hazard maps at iba pang information materials nang libre sa opisyal na website ng DOST-PHIVOLCS at sa hazardhunter.georisk.gov.ph.
References
Argus D. F., Gordon R. G., DeMets, C. (2011). Geologically current motion of 56 plates relative to the no-net rotation reference frame. Geochem Geophys Geosyst. https://doi.org/10.1029/2011GC003751
Aurelio, M., Catugas, S.D., Anicete, A. (2023). Eastern Mindanao earthquake sequence strikes on subducting, extinct fracture zone. Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.331
Bautista, M. L. P., and Oike, K. (2000). Estimation of the magnitudes and epicenters of Philippine historical earthquakes. Tectonophysics 317 (1-2), 137–169. doi:10.1016/S0040-1951(99)00272-3
Cardwell, R.K., Isacks, B.L., and Karig, D.E. (1980). The spatial distribution of earthquakes, focal mechanism solutions and subducted lithosphere in the Philippine and northeastern Indonesian Islands. In: Hayes, D.E. (ed.) The Tectonic and Geologic Evolution of Southeast Asian Seas and Islands, Part 1. Am. Geophys. Union Monograph, 23, 1-35.
Department of Science and Technology – Philippine Institute of Volcanology and Seismology (DOST-PHIVOLCS) (1999). 1999 June 07 Ms5.1 Bayugan Earthquake. Available at: https://www.phivolcs.dost.gov.ph/index.php/earthquake/destructive-earthquake-of-the-philippines/2-uncategorised/215-1999-june-07-ms5-1-bayugan-earthquake (Accessed February 15, 2024).
Department of Science and Technology – Philippine Institute of Volcanology and Seismology (DOST-PHIVOLCS) (2024a). Earthquake information No.: 3. Available at: https://earthquake.phivolcs.dost.gov.ph/2024_Earthquake_Information/February/2024_0210_0322_B3F.html (Accessed February 15, 2024).
Department of Science and Technology – Philippine Institute of Volcanology and Seismology (DOST-PHIVOLCS) (2024b). Earthquake information No.: 4. Available at: https://earthquake.phivolcs.dost.gov.ph/2024_Earthquake_Information/February/2024_0210_0521_B4F.html (Accessed February 15, 2024).
Department of Science and Technology – Philippine Institute of Volcanology and Seismology (DOST-PHIVOLCS) (2024c). Poster of the 01 February 2023 Magnitude 6.0 Davao de Oro Earthquake. Available at: https://www.phivolcs.dost.gov.ph/index.php/news/22909-poster-of-the-the-01-february-2023-magnitude-6-0-davao-de-oro-earthquakeh-2023-series-of-earthquakes-in-davao-de-oro (Accessed February 15, 2024).
Department of Science and Technology – Philippine Institute of Volcanology and Seismology (DOST-PHIVOLCS) (2024c). Poster of the March 2023 Series Of Earthquakes in Davao de Oro. Available at: https://www.phivolcs.dost.gov.ph/index.php/news/22911-poster-of-the-the-march-2023-series-of-earthquakes-in-davao-de-oro (Accessed February 15, 2024).
Fitch, T. J. (1972). Plate convergence, transcurrent faults, and internal deformation adjacent to southeast Asia and the western Pacific. Journal of Geophysical Research, 77(23), 4432-4460. https://doi.org/10.1029/JB077i023p04432
Harris, R. A. (1998). Introduction to special section: Stress triggers, stress shadows, and implications for seismic hazard. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 103(B10), 24347-24358. https://doi.org/10.1029/98JB01576
Heidbach, O., M. Rajabi, K. Reiter, M. Ziegler, and the WSM Team (2016). World Stress Map Database Release 2016, GFZ Data Services, http://doi.org/10.5880/WSM.2016.001
King, G. C., Stein, R. S., & Lin, J. (1994). Static stress changes and the triggering of earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(3), 935-953. https://doi.org/10.1785/BSSA0840030935
Llamas, D.C.E., Perez, J.S., Legaspi, C.J., Acid, J.J.S. and Naing, J.P.S., 2024. Understanding the December 2023 Earthquakes in Eastern Mindanao, Philippines: What Happened and Why It Matters. PHIVOLCS Open-File Report No. 24-01, 11 pages.
McCalpin, J. P., & Nelson, A. R. (2009). Introduction to paleoseismology. International Geophysics, 95, 1-27.
Perez, J. S., Tsutsumi, H., Cahulogan, M. T. C., Cabanlit, D. P., Abigania, M. I. T., and Nakata, T. (2015). Fault distribution, segmentation and earthquake generation potential of the Philippine fault in eastern Mindanao, Philippines. J. Disaster Res. 10 (1), 74–82. https://doi.org/10.20965/jdr.2015.p0074
Perez, J. S., & Tsutsumi, H. (2017). Tectonic geomorphology and paleoseismology of the Surigao segment of the Philippine fault in northeastern Mindanao Island, Philippines. Tectonophysics, 699 (12), 244-257. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.02.001
Stein, R.S. (1999), The role of stress transfer in earthquake occurrence, Nature 402, 605–609, https://doi.org/10.1038/45144
Stein, R. S. and Toda, S. (2023) Major earthquake strikes the Philippines, followed by unusually large aftershocks. Temblor. http://doi.org/10.32858/temblor.330
Tsutsumi, H., and Perez, J. S. (2013). Large-scale digital mapping of the Philippine fault zone based on aerial photograph interpretation. Act. Faults Res. 39, 29–37.
https://doi.org/10.11462/afr.2013.39_29
Wells, D. L. and Coppersmith, K. J. (1994). New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement, B. Seismol. Soc. Am., 84, 974–1002. https://doi.org/10.1785/BSSA0840040974
Wesnousky, S. Predicting the endpoints of earthquake ruptures. Nature 444, 358–360 (2006). https://doi.org/10.1038/nature05275
Copyright
Text © 2024 Temblor. CC BY-NC-ND 4.0
We publish our work — articles and maps made by Temblor — under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) license.
For more information, please see our Republishing Guidelines or reach out to news@temblor.net with any questions.
- Did the 2024 magnitude 7.0 Cape Mendocino earthquake trigger aftershocks on the San Andreas? - December 11, 2024
- Costa Rica’s digital earthquake catalog quashes a common misconception - November 15, 2024
- Earthquake early warnings can help hospitals — if they’re prepared - October 25, 2024