En los últimos años nuestro Departamento de Arqueología ha estudiado diferentes terremotos de época prehistórica e histórica en colaboración con el IGME y las Universidades Autónoma de Madrid y Salamanca. Aquí aportamos el estudio realizado en el solar de la antigua Egitania, actual Idanha-a-Velha en Portugal.
La arqueosismología es una metodología que permite conocer cómo se ha comportado un determinado yacimiento arqueológico o edificio patrimonial ante la llegada de las ondas sísmicas durante un terremoto. Los elementos aislados pueden dar información puntual de un terremoto, pero el estudio de conjuntos arqueológicos bien conservados potencia los resultados que se pueden obtener con estas metodologías. Idanha es un buen ejemplo de uno de estos conjuntos, que además cuenta con una importante calidad en el registro arqueológico y un amplio periodo de ocupación, lo que la convierten en un conjunto arqueológico muy adecuado para su estudio desde una perspectiva arqueosismológica. Durante la primera campaña de prospección realizada en 2016 se ha comprobado que esta ciudad muestra una importante muestra de estructuras de deformación, que tras su análisis y catalogación preliminar se revelan como un conjunto significativo de Efectos Arqueológicos de Terremotos o EAEs según su acrónimo en inglés (Earthquake Archaeological Effects; Rodríguez-Pascua et al., 2011).
Situación geográfica y geológica
Desde un punto de vista geológico, Egitania se localiza dentro de la Zona Centroibérica del Macizo Ibérico (Fig. 1). Los materiales que afloran en la zona están formados por:
a) Granitoides calcoalcalinos y peralumínicos, y ortogneises glandulares cambro-ordovícicos;
b) Esquistos, grauvacas, cuarcitas y conglomerados precámbricos/cámbricos del Complejo Esquisto-Grauváquico,
c) Conglomerados, brechas, areniscas, lutitas, calizas, margas y yesos, del Paleógeno y Neógeno, los cuales están delimitados al NW por la falla de Ponsul (falla inversa de dirección NE-SW), la cual posee actividad neotectónica (Dias and Cabral, 1989 y Dias y Cabral, 1991).
Las fallas activas de Portugal muestran una dirección predominante E-O a NE-SO, prevaleciendo una componente de movimiento inverso, y fallas de dirección N-S a NNE-SSO en las que predomina una componente de movimiento en dirección siniestro, las cuales se han reactivado durante el Cuaternario bajo la acción de una dirección de máxima compresión en la horizontal NO-SE. La actividad de las fallas está fuertemente condicionada por la reactivación de estructuras preexistentes, variscas y alpinas, bajo una compresión NO-SE.
De entre todas estas estructuras, la más importante cercana a Idanha es la Falla de Ponsul. Esta constituye una falla activa de dirección NE-SO, con una traza de unos 100 km de longitud, dividida en segmentos de unos 30 km (Fig. 1). El segmento más oriental se sitúa en el entorno de Idanha a Velha, donde controla el trazado del valle del Río Ponsul y muestra evidencias de su reactivación durante los periodos Neógeno y Cuaternario (Dias y Cabral, 199; Capote et al., 2011; Cabral, 2012). Según estos autores esta falla presenta unas tasas de deslizamiento entre 0,03 y 0,1 mm/año, siendo los terremotos máximos esperables de magnitud 7.0 Mw con periodos de recurrencia mínimos de c. 9.000 años. No obstante, no existe constancia en la zona de terremotos instrumentales y/o históricos relevantes, pero los datos que aquí se presentan indican que la zona ha sido afectada de forma significativa por actividad sísmica en campo cercano y en campo lejano.
Metodología
La arqueosismología es un método científico multidisciplinar que tiene un doble objetivo, por un lado el determinar terremotos no registrados históricamente y por otro el estudio del comportamiento sísmico del patrimonio arquitectónico. Con todos estos datos, se abren nuevas posibilidades para el estudio de fallas activas mediante paleosismología, para completar los catálogos sísmicos, su aplicación a la peligrosidad y riesgo sísmico y la creación de protocolos de actuación para protección del patrimonio en caso de sismo, así como la toma de medidas preventivas. En el caso de la paleosismología, el flujo metodológico es bidireccional, puesto que investigaciones paleosismológicas en fallas activas también nos pueden poner sobre la pista de yacimientos arqueológicos que pudieron ser afectados por estos paleoterremotos (Rodríguez-Pascua et al., 2013a).
Para poder identificar terremotos en el pasado histórico se puede recurrir a tres tipos de registros:
Con toda esta información podremos llegar a catalogar nuevos terremotos y estudiar sus efectos sobre el patrimonio. También se pueden estudiar los efectos que tuvieron terremotos ya registrados mediante la catalogación de los EAEs identificados en el trabajo de campo. Los EAEs se muestran como buenos indicadores para la identificación de terremotos no registrados históricamente, ya que permiten la cuantificación de la deformación y su aplicación a la protección del Patrimonio Cultural. Estas metodologías han sido testadas con éxito en el reciente terremoto de Lorca (11/05/2011), (Rodríguez-Pascua et al., 2012; Giner Robles et al., 2012) y han sido utilizadas tanto en la estabilización de edificios históricos como en los planes de restauración (De la Hoz, 2012).
Con toda la información previa recopilada se pasaría al estudio en detalle de las deformaciones que representan los EAEs, mediante análisis estructural geológico. El objetivo principal es calcular las orientaciones de las deformaciones de las construcciones y su relación tanto con la falla que generó el terremoto, como con la llegada de las ondas sísmicas al yacimiento (Rodríguez-Pascua et al., 2013a y 2013b). Todos estos datos arqueosísmicos pueden ser corroborados y validados por técnicas paleosismológicas, las cuales van a permitir calcular los parámetros sismogenéticos de la falla que produjo el sismo, entre ellos la secuencia sísmica de los últimos terremotos que afectaron al yacimiento arqueológico.
Por tanto, los resultados esperables de la arqueosismología son principalmente:
La arqueosismología es un método científico multidisciplinar que tiene un doble objetivo, por un lado el determinar terremotos no registrados históricamente y por otro el estudio del comportamiento sísmico del patrimonio arquitectónico. Con todos estos datos, se abren nuevas posibilidades para el estudio de fallas activas mediante paleosismología, para completar los catálogos sísmicos, su aplicación a la peligrosidad y riesgo sísmico y la creación de protocolos de actuación para protección del patrimonio en caso de sismo, así como la toma de medidas preventivas. En el caso de la paleosismología, el flujo metodológico es bidireccional, puesto que investigaciones paleosismológicas en fallas activas también nos pueden poner sobre la pista de yacimientos arqueológicos que pudieron ser afectados por estos paleoterremotos (Rodríguez-Pascua et al., 2013a).
Para poder identificar terremotos en el pasado histórico se puede recurrir a tres tipos de registros:
Con toda esta información podremos llegar a catalogar nuevos terremotos y estudiar sus efectos sobre el patrimonio. También se pueden estudiar los efectos que tuvieron terremotos ya registrados mediante la catalogación de los EAEs identificados en el trabajo de campo. Los EAEs se muestran como buenos indicadores para la identificación de terremotos no registrados históricamente, ya que permiten la cuantificación de la deformación y su aplicación a la protección del Patrimonio Cultural. Estas metodologías han sido testadas con éxito en el reciente terremoto de Lorca (11/05/2011), (Rodríguez-Pascua et al., 2012; Giner Robles et al., 2012) y han sido utilizadas tanto en la estabilización de edificios históricos como en los planes de restauración (De la Hoz, 2012).
Con toda la información previa recopilada se pasaría al estudio en detalle de las deformaciones que representan los EAEs, mediante análisis estructural geológico. El objetivo principal es calcular las orientaciones de las deformaciones de las construcciones y su relación tanto con la falla que generó el terremoto, como con la llegada de las ondas sísmicas al yacimiento (Rodríguez-Pascua et al., 2013a y 2013b). Todos estos datos arqueosísmicos pueden ser corroborados y validados por técnicas paleosismológicas, las cuales van a permitir calcular los parámetros sismogenéticos de la falla que produjo el sismo, entre ellos la secuencia sísmica de los últimos terremotos que afectaron al yacimiento arqueológico.
Por tanto, los resultados esperables de la arqueosismología son principalmente:
Sector de la Muralla
La muralla se ha dividido en tres zonas principales: zona sur, zona norte y zona oeste.
La zona más dañada y peor conservada es la sur. Prácticamente no conserva nada del recubrimiento exterior de esta construcción realizada a “soga y tizón”. En esta parte de la muralla existen claras evidencias de desplazamientos de bloques de sillería tanto en los restos que quedan de recubrimiento exterior de la muralla como del relleno a “soga y tizón”. El desplazamiento de bloques de sillería nos ofrece en algunos casos el vector de desplazamiento con la cantidad de movimiento, superando el módulo del vector los 25 cm en muchos casos (Fig. 3). También se pueden observar esquinas fracturadas en algunos de los bloques e incluso fracturas penetrativas asociadas a pliegues del paño de la muralla.
El hecho de que la muralla esté tan mal conservada y/o destruida en este sector es muy posible que se deba a que se asiente sobre los niveles de la terraza más baja del río Ponsul, lo que habría supuesto un efecto de amplificación de onda sísmica al tratarse de sedimentos no consolidados. Por el contrario, el grado de conservación de la muralla en el resto de su trazado es mucho mayor, siendo bueno en el sector norte y oeste, donde la muralla se asienta sobre rocas metamórficas ordovícicas, lo que las hace más estables ante un posible terremoto.
La zona oeste de la muralla, donde se encuentra una de las dos puertas que se preservan, tiene un buen grado de conservación aunque presenta algunas deformaciones como desplazamientos en bloques de sillería y pliegues en su trazado. Estos pliegues son visibles tanto desde el yacimiento (Fig. 4) como en vista aérea (como se ha podido comprobar con los vuelos de dron realizados). La longitud de onda media de estos pliegues de eje vertical es de 15-16 m (Fig. 5), siendo más marcados hacia las hiladas superiores de la muralla.
La zona norte de la muralla también presenta un buen grado de conservación, habiéndose perdido los torreones y la puerta de entrada (ésta fue reconstruida por Almeida en las décadas de los años 50 a los 70). Uno de los efectos más llamativos que afectan a este sector de la muralla es la pérdida de bloques de sillería que afectan a determinadas zonas en las partes bajas y medias del paño de la muralla (Fig. 6). Estas pérdidas de material se habían interpretado hasta el momento como expolios, pero resulta difícil explicar la extracción de estos voluminosos bloques de granito de la parte baja de la muralla cuando se podrían haber expoliado de forma más sencilla si se hubiesen retirado de la parte superior de la misma. Se ha realizado una cartografía de la distribución de estas zonas de colapso de la muralla, repitiéndose como media cada 15-16 m.
Sector del episcopio
Sin duda un interesante zona de trabajo debido al importante número de EAEs que concentra, sumado a su vecindad con los pliegues de la muralla descritos anteriormente. Los EAEs identificados en esta zona se podrían diferenciar en dos grupos diferentes, por un lado los que se observan en la zona de posibles edificios de culto bajoimperiales romanos (s. III-IV AD) y los identicados en la Basílica Visigoda (s. IX AD)Comenzando por los edificios bajoimperiales, que fueron excavados por Almeida entre la década de los 50 a la década de los 70 del pasado siglo, se pueden observar caídas orientadas de muros, con una tendencia media de caída hacia los N160°E (Fig. 7). Los muros basculados tienen inclinaciones compatibles con las direcciones y sentidos medios de caída de muros, con una orientación media hacia N-S (Fig. 8).
Dentro de esta zona existen otras estructuras que fueron generadas de forma indirecta por la acomodación de la deformación de los pliegues de la muralla y que hemos pasado a denominar “EAEs inducidos”. La orientación de estos EAEs inducidos no va a estar relacionada con el movimiento medio del sustrato generado por un terremoto, sino que van a estar condicionadas por el desarrollo de estructuras de deformación principales, como en este caso lo son los pliegues de la muralla. Al generarse estos pliegues de eje vertical en la muralla hace que las zonas de anticlinal generen presión sobre la cara interna de la muralla y extensión en los sinclinales. Al transmitirse estas deformaciones al sustrato donde se asientan las construcciones de culto bajoimperiales se van a producir deformaciones permanentes en el sustrato que van a afectar a los cimentos de las construcciones (Fig. 9). De esta manera se producirán basculamientos de dirección N050°E y con inmersiones alternantes al Este y Oeste, dependiendo de si se encuentran en una zona de compresión y extensión (Fig. 10). Por tanto, esta nueva estructura sería una estructura de deformación cosísmica inducida por otro EAE y compatible estructuralmente con el principal, pero no con la llegada de la onda sísmica.
En la Basílica Visigoda es posible observar diferentes tipos de EAEs, tanto en la cara externa de los muros perimetrales como en el interior del edificio. Por ejemplo, es posible ver desplazamientos de bloques de sillería en el exterior con reparaciones posteriores, así como en los arranques de los arcos internos de la Basílica. Estos desplazamientos también son visibles en las basas de las columnas de la nave principal (Fig. 11), en las que es posible medir tanto la dirección como el sentido de movimiento y el módulo del vector de desplazamiento. Todas estas medidas son coherentes y compatibles con los datos obtenidos en el resto del conjunto del episcopio (Fig. 8).
Uno de los EAEs que aporta una información más interesante son las esquinas rotas en bloques de sillería y columnas, ya que restringen mucho la incertidumbre en el cálculo de la orientación media del movimiento del sustrato durante un terremoto. Son especialmente valiosos los datos obtenidos de roturas de bordes de tambores de columnas de sección circular, ya que la sección circular hace que tenga infinitos grados de libertad al producirse el movimiento, cosa que no ocurre así si fuesen cuadrangulares (restringidos por las dos orientaciones perpendiculares de su base). De este modo, la dirección de buzamiento del plano de rotura indica la dirección media de movimiento del sustrato que produjo el basculamiento de los tambores de la columna para romper sus bordes. Se han identificado 4 bordes de columna fracturados dentro de la nave principal de la Basílica, incluso con reparaciones posteriores en alguno de ellos (Fig. 12). Todas estas estructuras presentan direcciones de movimiento medio compatibles con el resto de EAEs observados en el área del episcopio (Fig. 8).
