Greendale (ruptură)

Greendale
Engleză  Vina Greendale
falie tectonica

Vedere aeriană a falii Greendale. Gardurile vii și urmele pneurilor de tractor de pe pășuni sunt deplasate orizontal cu aproximativ 3,5 metri. Terenul din prim-plan s-a mutat la stânga (vest), solul din partea îndepărtată a faliei s-a mutat la dreapta (est)
43°34′04″ S SH. 172°20′02″ E e.
Țară
RegiuneCanterbury
ZonăSelwyn
punct rosuGreendale

Falia  Greendale este o falie geologică activă în partea dreaptă, în partea de est a Insulei de Sud a Noii Zeelande . Schimbările tectonice în aceasta și în mai multe falii învecinate au provocat cutremurul de la Canterbury , cunoscut și sub numele de „cutremur Darfield”, în 2010.


Cutremur de la Canterbury

Un cutremur puternic cu magnitudinea 7,1 [1] a avut loc pe 4 septembrie 2010 la falia Greendale la ora locală 4:35 am (3 septembrie la 16:35 UTC ) [2] . Cutremurul a provocat daune materiale semnificative și a cauzat întreruperi de curent în mai multe comunități, inclusiv în Christchurch [3] [4] . În timpul cutremurelor din 4 septembrie 2010 și 22 februarie 2011 la Christchurch și Lyttelton , în apropierea faliilor au fost înregistrate accelerații de vârf ale solului foarte mari (PGA - un parametru general utilizat pentru a descrie mișcarea solului) care depășesc forța gravitațională [5] .

Prezentare generală

Defectul Greendale a avut loc pe 4 septembrie 2010 în timpul cutremurului de la Durfield [6] [7] [8] . A fost prima greșeală din Noua Zeelandă care a apărut și a fost descoperită în ultimii 23 de ani (din 2010) [9] . Ruptura anterioară a scoarței terestre a avut loc la mai multe falii în timpul cutremurului Edgecombe din 1987 [10] [11] .

Cutremurul din septembrie 2010 a dus la formarea unei zone de rupere și deformare a solului (suprafață) cu o deplasare de până la 5 metri pe orizontală și până la 1 metru pe verticală [6] [7] . Lungimea totală a căii de falie a fost de aproximativ 29,5 km, iar deformarea a ocupat o fâșie cu o lățime de 30 până la 300 de metri. Mai multe clădiri au fost grav avariate de-a lungul liniei de falie. Falia Greendale nu a fost cartografiată anterior; nu a fost exprimat la suprafață, iar datele seismice din zona faliei nu au fost de o calitate suficientă pentru a detecta planul faliei subterane [5] .

Zona de falie de suprafață identificată se extinde de la ~4 km vest de satul Greendale până la un punct estic la aproximativ 2 km nord de orașul Rolleston [6] [7] . Defectul a fost numit defectia Greendale de către echipa de cercetare geologică GNS Science/University of Canterbury. Morfologia generală a faliei de suprafață este o serie eșalonată de urme de suprafață spre vest-est, îndreptate spre stânga. Cea mai mare falie în trepte ~1 km lățime este situată la ~7 km de capătul de est al falii. Falia formează aproximativ 20 de rupturi în trepte de la 300 la 75 m lățime și multe mai mici [5] .

Deplasarea medie de-a lungul întregii lungimi a fracturii de suprafață este de aproximativ 2,5 m (în cea mai mare parte pe dreapta) și este distribuită pe zona de deformare cu o lățime de ~30 până la ~300 m, în principal sub forma unei coturi orizontale. În medie, 50% din deplasarea orizontală are loc în 40% din lățimea totală a zonei de deformare. Deviația între schimbările discrete, acolo unde este prezentă, este de obicei doar un mic procent din părtinirea totală. Natura distribuită a deplasării rupturii de suprafață a Faliei Greendale este rezultatul rupturii unei grosimi semnificative a depozitelor de pietriș aluvionar slab consolidate de sub câmpie [5] .

Distribuția deplasărilor faliei de suprafață este aproximativ simetrică de-a lungul faliei: pe aproximativ 6 km la fiecare capăt al faliei, unde deplasarea totală este mai mică de 1,5 m, și într-o secțiune centrală de aproximativ 8 km lungime, unde deplasarea netă este mai mare. peste 4 m, cu maxime de până la 5 m. zona de falie în care deplasarea depășește valoarea medie, zona de deformare este formată din alunecări Riedel cu tendință est-sud-est cu deplasări pe dreapta, falii extensiale cu tendință sud-est, conjugate la sud . Riedel cu tendințe de sud-est și sud cu deplasări pe stânga, împingeri cu tendință NE, îndoiri orizontale pe partea dreaptă și îndoiri verticale și umflături de amplitudine decimetrică. Deplasarea verticală pe toată lățimea zonei de deformare a unei rupturi de suprafață este de obicei <0,75 m. De obicei, latura de sud este îndreptată în sus, deși latura de nord este ridicată pentru aproximativ 6 km la capătul de est al falii. Deplasarea verticală crește local la ~1-1,5 m la curbele de reținere și eliberare [5] .

Cadrul geologic în zona de falie

Falia Greendale este situată în sectorul Rakaia  - Waimacariri din Câmpiile Canterbury . Câmpiile Canterbury s-au format prin acțiunea râurilor cu fund de pietriș care curgea spre sud-est din Alpii de Sud și de la poalele lor. În partea centrală a câmpiei, canalele râurilor Rakaia , Selwyn și Waimakariri s-au unit în timpul ultimei epoci glaciare, între ~28.000 și ~18.000 de ani în urmă [12] . După sfârșitul erei glaciare s-a înregistrat o îmbunătățire a climei și răspândirea arbuștilor și pădurilor, care au stabilizat versanții dealurilor din bazinele hidrografice [13] . Ca urmare, principalele râuri au început să transporte mai puțin material sedimentar. Eliberate de povara sedimentelor în exces, râurile nu s-au mai revărsat pe larg peste câmpie, ci au început să fie localizate în zone mai înguste de pe câmpie. Râurile Waimakariri și Rakaia taie prin văile postglaciare terasate în cursurile mijlocii și superioare, în timp ce râurile mai mici taie doar puțin în câmpie. Waianiwaniwa curge de-a lungul joncțiunii câmpiilor formate de râurile Selwyn (în vest) și Waimakariri (în est), iar râul Hororata [ curge de-a lungul graniței dintre Selwyn (în est) și Câmpiile Rakaia (în vest) [5] .

Pe harta geologică regională a sectorului de câmpie Rakaia-Waimakariri [14] (foto stânga), depozitele fluviale sunt împărțite în cele care datează din ultima epocă glaciară și chiar începutul perioadei postglaciare („Q2a”, galben mai închis) iar cele care datează de la sfârșitul perioadei postglaciare („Q1a”, galben mai deschis), s-au format pe parcursul a aproximativ ultimii 12.000 de ani. Q2a corespunde formațiunilor Burnham și Windwhistle. Q1a - Formația Springston [5] .

Rocile din regiunea Canterbury se bazează pe roci sedimentare și metamorfice paleozoice și mezozoice numite Torlesse Composite Terrane, care a apărut ca parte a supercontinentului Gondwana . Ele constau în principal din secțiuni groase și deformate de gresie și piatră de noroi , denumite colocvial greywackes . Teranul compozit Torlesse este împărțit în alte două terase: Rakaia și Pahau [15] . La poalele dealurilor, sub Câmpiile Canterbury, precum și pe Peninsula Banks , roci vulcanice, intruzive și sedimentare din perioada Cretacicului mijlociu se acoperă pe principala rocă greywacke. O depunere mai extinsă de roci sedimentare a avut loc în timpul Cretacicului târziu și a continuat până în Pleistocen . Aceste depozite în ansamblu au format un ciclu mare de transgresiune și regresie marine cu evenimente vulcanice sporadice în interiorul plăcii. În timpul Miocenului , vulcanismul bazaltic a format Peninsula Banks, care este cea mai mare acumulare de roci vulcanice cenozoice din Insula de Sud [15] . Dinamica în schimbare a limitei plăcilor Australo-Pacific în timpul neogenului a dus la falii și pliuri pe scară largă care au deformat subsolul și acoperirea de deasupra, ducând la ridicarea și formarea crestelor și bazinelor. Ca urmare, o succesiune de depozite din Cretacic-Pliocen târziu a fost erodata din zonele ridicate, dar conservate în bazine interioare, de exemplu, în North Canterbury, pe raft și sub Câmpiile Canterbury [15] .

Din punct de vedere tectonic, Falia Greendale este situată la marginea exterioară a unei zone de deformare largi situate la limita dintre plăcile Australia și Pacific . În partea centrală a Insulei de Sud, Placa Pacificului se deplasează spre vest-sud-vest față de Placa Australiană cu o rată de aproximativ 40 mm/an [16] . Cea mai mare parte a acestei deformații (75%) are loc pe falia alpină , restul fiind distribuit pe numeroase falii mai mici în interiorul și la est de Alpii de Sud [17] [18] . Cele mai multe dintre aceste falii estice sunt NE - falii care ridică crestele din Alpii de Sud și Poalele Canterbury, dar există și câteva falii laterale drepte est și est-nord-est care decupează terenul. Cele mai multe falii inverse sunt însoțite de pliere, cu un anticlinal paralel cu falia în peretele suspendat al împingerii și un sinclinal la picior. Zona North Canterbury se află, de asemenea, pe marginea de sud a sistemului de falii Marlborough . Zona de falie Porters Pass-Amberley este considerată a fi cea mai tânără parte din punct de vedere geologic a acestui sistem care se extinde spre sud [19] [5] .

Măsurători

Până în 1987, defecțiunile din Noua Zeelandă nu au fost documentate în detaliu [20] [21] sau doar documentate retroactiv [22] [23] [24] [25] decenii după ce au apărut defecțiunile, când multe detalii se pierduseră deja [9] . Apariția falii Greendale pe Câmpia Canterbury relativ plată , cu numeroase caracteristici create de om (de exemplu, drumuri, clădiri, garduri), împreună cu acces ușor și proximitate aproape de un oraș important (Christchurch) și disponibilitatea unui noile metode de cercetare precum lidarul aerian [26] [27] și scanarea laser terestră [28] înseamnă că această greșeală este una dintre cele mai bine documentate din Noua Zeelandă și una dintre cele mai bune din lume [9] .

La câteva ore de la cutremur, care a avut loc pe 4 septembrie 2010 la 4:35 am, o echipă de cercetare geologică de la Universitatea din Canterbury și GNS Science a fost desfășurată pentru a localiza falia la sol la 5 ore după cutremur și a efectuat primul sondaj aerian în 8 ore [6 ] [7] [29] . În următoarele 3 săptămâni, echipa de anchetă a colectat o cantitate mare de date de teren, inclusiv măsurători ale deplasării defecțiunii folosind bandă de măsurare și busole , cartografierea solului și aerian a faliei, înregistrarea daunelor aduse structurilor inginerești de pe sau în apropierea faliei, sondajul deplasării. markeri care utilizează un sistem cinematic global de navigație prin satelit în timp real ( RTK GNSS ) și scanarea laser terestră a zonelor individuale [6] [7] [29] [30] [5] . În perioada 10-11 septembrie (6-7 zile după cutremur), serviciul de fotografie aeriană din Noua Zeelandă a efectuat fotografii aeriene verticale și fotografii aeriene lidar ale părților centrale și de est ale falii. În lunile și anii următori, colectarea de date a continuat de-a lungul falii Greendale, inclusiv o nouă cercetare a deplasării markerului pentru a testa fluajul postseismic [15] , analiza datelor cadastrale și studii diferențiale lidar [31] , georadar și sondaje paleoseismice [32] [9] .

Documentarea amplitudinii și geometriei deplasării suprafeței terestre oferă date importante pentru înțelegerea comportamentului faliilor în timpul cutremurelor și determinarea relației dintre deplasare și magnitudinea cutremurului , pentru studiile de hazard seismic [33] [34] . Deplasarea și geometria falii Greendale au fost documentate folosind seturi de date separate, în principal RTK GNSS și lidar aeropurtat [30] [5] [6] [7] [9] . Caracterizarea distribuției deplasărilor transversale și compararea geometriei zonei de falie cu daunele înregistrate la structurile construite oferă o determinare a lățimii zonelor de ocolire a faliei sau a distanțelor de retragere necesare pentru a justifica proiectarea inginerească și modernizarea structurilor existente în zona de falie activă în Noul Zeelandă și alte țări [9] .

Cinci seturi de date au fost colectate de-a lungul falii Greendale în săptămânile care au urmat cutremurului de la Darfield din 4 septembrie 2010. Acestea includ trei seturi de date de câmp:

  1. Ruletă și busolă;
  2. Sistem cinematic de navigație globală prin satelit în timp real ( RTK GNSS );
  3. Scanare laser terestră.

și două seturi de date de teledetecție:

  1. Fotografii aeriene color verticale (ortofoto);
  2. Detectarea și măsurarea luminii (lidar) [9] .

Pericol seismic

Deformarea solului de pe suprafața pământului, asociată cu apariția unei falii, are loc numai la locul faliei. În unele locuri, faliile pot fi localizate cu precizie (mai ales în zonele cu seismicitate ridicată, unde faliile sunt bine exprimate la suprafață). Tehnologia de prevenire a daunelor cauzate de cutremur pentru clădirile construite în zonele de defect este limitată. Din acest motiv, Departamentul Mediului din Noua Zeelandă (MfE) a elaborat linii directoare pentru a preveni construirea clădirilor în zona de defect [5] [35] . În noiembrie 2010, Consiliul Județean Selwyn a însărcinat Geotech Consulting să pregătească recomandări pentru gestionarea problemelor de planificare și de hazard seismic asociate cu falia Greendale. Geotech Consulting a recomandat ca o zonă de 50 de metri de fiecare parte a liniei centrale de falie, cartografiată de GNS Science / Universitatea din Canterbury , să fie identificată drept Coridorul de deformare a faliei Greendale, în așteptarea unei cartografii mai detaliate. Geotech Consulting a estimat, de asemenea, un interval de revenire a erorilor de 5.000-10.000 de ani. Aceasta corespunde unui interval de retur de clasă IV-V, conform Ghidurilor de defecțiuni active ale Departamentului de Mediu (MfE) [35] , unde construcția rezidențială și comercială normală este acceptabilă [5] . Pentru a actualiza informațiile adunate de Geotech Consulting, Environment Canterbury a comandat GNS Science să efectueze un studiu mai detaliat al defectului Greendale și să ofere o evaluare aprofundată a pericolului defecțiunii pe baza informațiilor existente [5] .

Note

  1. ↑ 7.1 Cutremur - Christchurch 4 septembrie  2010 . Comisia EQC pentru Cutremur (4 septembrie 2013). Preluat la 30 iulie 2021. Arhivat din original la 30 iulie 2021.
  2. ↑ Cutremurele din Christchurch din 2010–11  . — articol din Encyclopædia Britannica Online . Preluat: 30 iulie 2021.
  3. ↑ Cutremurul 7.1 stâncă Canterbury  . www.govt.nz. _ Preluat la 30 iulie 2021. Arhivat din original la 30 iulie 2021.
  4. ↑ Cutremur puternic afectează Insula de Sud a Noii Zeelande , BBC News  (3 septembrie 2010). Arhivat din original la 30 iulie 2021. Preluat la 30 iulie 2021.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Villamor, 2011 .
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 Quigley, 2010a .
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 Quigley, 2010b .
  8. ↑ Gledhill, 2011 .
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Litchfield, 2014 .
  10. ↑ Beanland, 1989 .
  11. ↑ Beanland, 1990 .
  12. ↑ Alloway, 2007 .
  13. ↑ McGlone, 2004 .
  14. ↑ Forsyth, PJ; Barrell, DJA; Jongens, R. (comp.). 2008 Geologia zonei Christchurch : scara 1:250.000 Institutul de Științe Geologice și Nucleare 1:250.000 harta geologică  16 . Știința GNS. Preluat la 7 august 2021. Arhivat din original la 7 august 2021.
  15. ↑ 1 2 3 4 Claridge, 2012 .
  16. ↑ Wallace și colab., 2007 .
  17. ↑ Norris, Cooper, 2001 .
  18. ↑ Pettinga și colab., 2001 .
  19. ↑ Cowan și colab., 1996 .
  20. ↑ McKay, 1888 .
  21. ↑ Anderson, 1994 .
  22. ↑ Berryman, Villamor, 2004 .
  23. ↑ Schermer et al., 2004 .
  24. ↑ Rodgers, 2006 .
  25. ↑ Mason, Little, 2006 .
  26. ↑ Hudnut, 2002 .
  27. ↑ Oskin și colab., 2012 .
  28. ↑ Gold și colab., 2013 .
  29. ↑ 12 Barrell și colab., 2011 .
  30. ↑ 12 Van Dissen și colab., 2011 .
  31. ↑ Duffy et al., 2013 .
  32. ↑ Hornblow, 2014 .
  33. ↑ Sieh și colab., 1993 .
  34. ↑ Lin, 2001 .
  35. ↑ 1 2 Planificarea dezvoltării terenurilor pe sau aproape de defecte active: un ghid pentru a ajuta planificatorii de management al resurselor din Noua  Zeelandă . Ministerul Mediului (1 iulie 2003). Preluat la 6 august 2021. Arhivat din original pe 6 august 2021.

Literatură

Link -uri

 Defecțiuni în Noua Zeelandă
Islanda de Nord
North Island Fault System
  • Wararapa Fault
  • Wellington Fault
insula de sud
Sistemul de defect Marlborough
Canterbury Fault System
alte