O piloto morreu quando o avião de carga, com quatro tripulantes a bordo, se despenhou numa zona residencial de Vílnius.
Duas pessoas cuja identidade não foi divulgada foram hospitalizados com ferimentos.
O acidente ocorreu cerca das 05:30 (03:30 em Lisboa) quando o avião, um Boeing 737 operado pela companhia aérea espanhola Swift Air para a empresa de serviço de envio de encomendas DHL, tentava uma aterragem de emergência.
O avião tinha descolado do aeroporto da cidade alemã de Leipzig.
O piloto foi encontrado "sem qualquer sinal de vida", disse Vilmantas Vitkauskas, diretor do Centro Nacional de Gestão de Crises da Lituânia.
Os outros três membros da tripulação são de nacionalidade espanhola, alemã e lituana, informou a agência noticiosa Elta.
O presidente da Câmara de Vilnius, Valdas Benkunskas, sublinhou que o avião "quase embateu" num edifício residencial.
O prédio incendiou-se devido ao impacto dos destroços, mas os 13 residentes que se encontravam nas casas foram retirados a salvo.
Vitkauskas referiu "um problema técnico" como hipótese do acidente mas a polícia da Lituânia afirma que é preciso proceder a uma investigação para apurar as causas.
"O terrorismo não pode ser excluído", disse o chefe da polícia da Lituânia, Arunas Paulauskas, sublinhando, sem detalhar, a "atual situação geopolítica".
A Alemanha emitiu um aviso às empresas de logística no final de agosto devido à possibilidade da presença de "dispositivos incendiários não convencionais" enviados por desconhecidos através de fornecedores de serviços de encomendas.
Nessa altura, o Departamento Federal de Proteção (BfV) e o Departamento Federal de Investigação Criminal (BKA) da Alemanha emitiram um alerta correspondente para as empresas do setor da aviação e da logística.
O alerta estava relacionado com um incidente no centro de logística da DHL em Leipzig, que serve de plataforma global da empresa.
Em julho, uma encomenda enviada dos países bálticos, alegadamente contendo um engenho incendiário, incendiou-se no local.
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