Greendale (trhlina)

Greendale
Angličtina  Greendale chyba
tektonický zlom

Letecký pohled na Greendale Fault. Živé ploty a stopy pneumatik traktorů na pastvinách jsou horizontálně posunuty o cca 3,5 metru. Země v popředí se posunula doleva (západ), země na vzdálené straně zlomu se posunula doprava (východ)
43°34′04″ jižní šířky sh. 172°20′02″ východní délky e.
Země
KrajCanterbury
PlochaSelwyn
červená tečkaGreendale

Greendale Fault  je aktivní pravostranný geologický zlom ve východní části Jižního ostrova Nového Zélandu . Tektonické posuny v tomto a několika sousedních zlomech způsobily v roce 2010 zemětřesení v Canterbury , známé také jako „Darfieldské zemětřesení“.


Zemětřesení v Canterbury

K silnému zemětřesení o síle 7,1 [1] došlo 4. září 2010 v Greendale Fault ve 4:35 místního času (3. září v 16:35 UTC ) [2] . Zemětřesení způsobilo značné škody na majetku a způsobilo výpadky elektřiny v několika komunitách, včetně Christchurch [3] [4] . Během zemětřesení ze 4. září 2010 a 22. února 2011 v Christchurch a Lytteltonu byla v blízkosti zlomů zaznamenána velmi velká špičková zrychlení země (PGA – obecný parametr používaný k popisu pohybu země) přesahující gravitační sílu [5] .

Přehled

K zlomu Greendale došlo 4. září 2010 během zemětřesení v Durfieldu [6] [7] [8] . Byla to první chyba na Novém Zélandu, která se objevila a byla objevena za posledních 23 let (stav k roku 2010) [9] . K předchozímu protržení zemské kůry došlo na několika zlomech během zemětřesení v Edgecombe v roce 1987 [10] [11] .

Zemětřesení v září 2010 vedlo k vytvoření zóny protržení a deformace půdy (povrchu) s posunem až 5 metrů horizontálně a až 1 metr vertikálně [6] [7] . Celková délka zlomové cesty byla asi 29,5 km a deformace zabírala pás o šířce 30 až 300 metrů. Podél zlomové linie bylo vážně poškozeno několik budov. Greendale Fault nebyl dříve zmapován; nebyla vyjádřena na povrchu a seismická data v oblasti zlomu neměla dostatečnou kvalitu pro detekci podpovrchové zlomové roviny [5] .

Zjištěná zóna povrchového zlomu sahá od ~4 km západně od vesnice Greendale do východního bodu asi 2 km severně od města Rolleston [6] [7] . Tým geologického průzkumu GNS Science/University of Canterbury pojmenoval zlom jako Greendale Fault. Obecná morfologie povrchového zlomu je stupňovitá řada západovýchodních, doleva směřujících povrchových stop. Největší stupňovitý zlom ~1 km široký se nachází ~7 km od východního konce zlomu. Zlom tvoří asi 20 stupňovitých puklin o šířce 300 až 75 m a mnoho menších [5] .

Průměrné posunutí po celé délce povrchového lomu je asi 2,5 m (převážně pravotočivé) a je rozloženo po deformační zóně o šířce ~30 až ~300 m převážně ve formě horizontálního ohybu. V průměru 50 % vodorovného posunu nastává ve 40 % celkové šířky deformační zóny. Zkreslení napříč diskrétními posuny, pokud je přítomno, je obvykle pouze malým procentem celkového zkreslení. Distribuovaný charakter posunu povrchové trhliny Greendaleského zlomu je výsledkem protržení značné mocnosti volně zpevněných naplavených štěrkových nánosů pod rovinou [5] .

Distribuce posunů povrchových zlomů je přibližně symetrická podél zlomu: přes asi 6 km na každém konci zlomu, kde je celkový posun menší než 1,5 m, a ve střední části dlouhé asi 8 km, kde je čistý posun větší. než 4 m, s maximy do 5 m. zlomová zóna, kde posunutí překračuje průměrnou hodnotu, deformační zóna se skládá z východojihovýchodně trendových Riedelových úderových skluzů s pravostrannými posuny, jihovýchodně trendových extenzních zlomů, konjugovaných jih -jihovýchodní a jižní trend Riedelův úder- s levotočivými posuny, NE-trendujícími tahy , horizontální pravostranné ohyby a vertikální ohyby a vyboulení o decimetrové amplitudě. Vertikální posun po celé šířce deformační zóny povrchové trhliny je typicky < 0,75 m. Typicky je jižní strana směřována nahoru, ačkoli severní strana je na východním konci zlomu vyzdvižena v délce asi 6 km. Vertikální posun se lokálně zvyšuje na ~1-1,5 m v zadržovacích a uvolňovacích ohybech [5] .

Geologické nastavení v poruchové zóně

Greendale Fault se nachází v sektoru Rakaia  - Waimacariri v Canterburských pláních . Canterburské pláně vznikly působením řek se štěrkovým dnem tekoucích jihovýchodně z jižních Alp a jejich úpatí. V centrální části roviny se kanály řek Rakaia , Selwyn a Waimakariri spojily během poslední doby ledové, mezi ~28 000 a ~ 18 000 lety [12] . Po skončení doby ledové došlo ke zlepšení klimatu a rozšíření křovin a lesů, což stabilizovalo svahy kopců v povodích [13] . V důsledku toho hlavní řeky začaly unášet méně sedimentárního materiálu. Řeky, zbavené břemene přebytečných sedimentů, se již nerozlévaly široce přes pláně, ale místo toho se začaly lokalizovat v užších zónách na pláních. Řeky Waimakariri a Rakaia protínají terasovitá postglaciální údolí ve středním a horním toku, zatímco menší řeky se do plání zařezávají jen mírně. Waianiwaniwa teče podél křižovatky plání tvořených řekami Selwyn (na západě) a Waimakariri (na východě) a řeka Hororata teče podél hranice mezi Selwyn (na východě) a Rakaia (na západě) roviny [5] .

Na regionální geologické mapě sektoru plání Rakaia-Waimakariri [14] (obrázek vlevo) jsou říční usazeniny rozděleny na ložiska pocházející z poslední doby ledové a samého počátku doby poledové ("Q2a", tmavší žlutá) a ty, které se datují ke konci doby poledové ("Q1a", světlejší žlutá), vzniklé v průběhu přibližně posledních 12 000 let. Q2a odpovídá formacím Burnham a Windwhistle. Q1a - Springstonova formace [5] .

Horniny oblasti Canterbury jsou založeny na prvohorních a druhohorních sedimentárních a metamorfovaných horninách nazývaných Torlesse Composite Terrane, které vznikly jako součást superkontinentu Gondwana . Skládají se především ze silných, deformovaných úseků zvětralého pískovce a mudstone , hovorově označovaných jako droby . Kompozitní terrane Torlesse se dělí na dvě další terrany: Rakaia a Pahau [15] . V podhůří, pod Canterbury Plains, stejně jako na Banksově poloostrově , překrývají hlavní drobové horniny vulkanické, intruzivní a sedimentární horniny z období střední křídy . K rozsáhlejšímu ukládání sedimentárních hornin došlo během pozdní křídy a pokračovalo do pleistocénu . Tato ložiska jako celek tvořila jeden velký cyklus mořské transgrese a regrese se sporadickými vulkanickými událostmi uvnitř desky. Během miocénu vytvořil čedičový vulkanismus Banksův poloostrov, který je největší akumulací kenozoických vulkanických hornin na Jižním ostrově [15] . Měnící se dynamika australsko-pacifické deskové hranice během neogénu vedla k rozsáhlým poruchám a vrásnění, které deformovalo suterén a nadložní kryt, což vedlo k pozvednutí a vytvoření vyvýšenin a pánví. V důsledku toho byla z pozvednutých oblastí erodována řada nalezišť z období pozdní křídy a pliocénu, která se však zachovala ve vnitrozemských pánvích, například v severním Canterbury, na šelfu a pod Canterburskými pláněmi [15] .

Z hlediska tektonického nastavení se Greendale Fault nachází na vnějším okraji široké deformační zóny nacházející se na rozhraní mezi australskou a tichomořskou deskou. Ve střední části Jižního ostrova se tichomořská deska pohybuje na západ-jihozápad vzhledem k Australské desce rychlostí asi 40 mm/rok [16] . Většina z této deformace (75 %) se vyskytuje na alpském zlomu , zbytek je distribuován v četných menších zlomech v jižních Alpách a na východ od nich [17] [18] . Většina z těchto východních zlomů jsou SV zlomy , které zvedají hřebeny v jižních Alpách a předhůří Canterbury, ale existuje také několik východo- a východo-severovýchodních pravostranných zlomů, které protínají terén. Většina reverzních zlomů je doprovázena vrásněním, s antiklinálou rovnoběžnou se zlomem v visuté stěně tahu a synklinálou na patě. Oblast North Canterbury je také na jižním okraji Marlborough Fault System . Porters Pass-Amberley Fault Zone je považována za geologicky nejmladší část tohoto na jih se rozprostírajícího systému [19] [5] .

Měření

Až do roku 1987 nebyly poruchy na Novém Zélandu podrobně zdokumentovány [20] [21] nebo zdokumentovány pouze zpětně [22] [23] [24] [25] desítky let poté, co k poruchám došlo, kdy již bylo mnoho detailů ztraceno [9]. . Výskyt zlomu Greendale na relativně ploché Canterbury Plain s četnými uměle vytvořenými prvky (např. silnice, budovy, ploty), spolu se snadným přístupem a blízkostí k velkému městu (Christchurch) a dostupností relativně nové metody průzkumu, jako je letecký lidar [26] [27] a pozemní laserové skenování [28] znamenají, že tento zlom je jedním z nejlépe zdokumentovaných na Novém Zélandu a jedním z nejlepších na světě [9] .

Během několika hodin po zemětřesení, ke kterému došlo 4. září 2010 ve 4:35, byl nasazen tým geologických průzkumů z University of Canterbury a GNS Science , aby lokalizoval zemní zlom 5 hodin po zemětřesení a provedl první letecký průzkum během 8 hodin [6] [7] [29] . Během následujících 3 týdnů průzkumný tým shromáždil velké množství terénních dat, včetně měření posunu poruch pomocí páskových měřidel a kompasů , pozemního a vzdušného mapování poruchy, registrace poškození inženýrských staveb na zlomu nebo v jeho blízkosti, průzkumu posunů markerů pomocí kinematického globálního navigačního satelitního systému v reálném čase ( RTK GNSS ) a pozemního laserového skenování jednotlivých oblastí [6] [7] [29] [30] [5] . Ve dnech 10.–11. září (6–7 dní po zemětřesení) prováděla novozélandská letecká fotografická služba vertikální letecké snímkování a letecké lidarové snímkování střední a východní části zlomu. V následujících měsících a letech pokračoval sběr dat podél zlomu Greendale, včetně opětovného průzkumu posunu markerů za účelem testování postseismického dotvarování [15] , analýzy katastrálních dat a diferenciálních lidarových [31] , georadarových a paleoseismických průzkumů [32]. [9] .

Dokumentace velikosti a geometrie posunu zemského povrchu poskytuje důležitá data pro pochopení chování zlomů během zemětřesení a určení vztahu mezi posunem a velikostí zemětřesení , pro studie seismického nebezpečí [33] [34] . Posun a geometrie zlomu Greendale byly dokumentovány pomocí samostatných datových sad, zejména RTK GNSS a vzdušného lidaru [30] [5] [6] [7] [9] . Charakterizace rozložení příčných posunů a srovnání geometrie poruchové zóny se zaznamenaným poškozením vybudovaných konstrukcí poskytuje určení šířky poruchových obtokových zón nebo odstupových vzdáleností potřebných k odůvodnění inženýrského návrhu a modernizace stávajících konstrukcí v aktivní poruchové zóně v Novém Zéland a další země [9] .

Pět datových souborů bylo shromážděno podél zlomu Greendale v týdnech následujících po zemětřesení 4. září 2010 v Darfieldu. Zahrnují tři datové sady polí:

  1. Ruleta a kompas;
  2. Kinematický globální navigační satelitní systém v reálném čase ( RTK GNSS );
  3. Pozemské laserové skenování.

a dvě sady dat dálkového průzkumu Země:

  1. Barevné vertikální letecké snímky (ortofoto);
  2. Detekce světla a měření vzdálenosti (lidar) [9] .

Seismické nebezpečí

K deformaci půdy na zemském povrchu, spojené se vznikem poruchy, dochází pouze v místě poruchy. Na některých místech lze zlomy přesně lokalizovat (zejména v oblastech s vysokou seizmicitou, kde jsou poruchy dobře vyjádřeny na povrchu). Technologie prevence poškození zemětřesením pro budovy postavené v poruchových zónách je omezená. Z tohoto důvodu novozélandské ministerstvo životního prostředí (MfE) vypracovalo směrnice, které mají zabránit výstavbě budov na poruchové zóně [5] [35] . V listopadu 2010 pověřila rada hrabství Selwyn společnost Geotech Consulting, aby připravila doporučení pro řízení problémů s plánováním a seismickým nebezpečím spojeným s Greendale Fault. Společnost Geotech Consulting doporučila, aby byla zóna 50 metrů na každou stranu od centrální zlomové linie zmapovaná GNS Science / University of Canterbury identifikována jako Greendale Fault Deformation Corridor až do podrobnějšího mapování. Geotech Consulting také odhadl interval návratu poruchy na 5 000–10 000 let. To odpovídá třídě intervalu návratnosti IV-V podle pokynů Ministerstva životního prostředí (MfE) Active Fault Guidelines [35] , kde je přijatelná běžná obytná a komerční výstavba [5] . Pro aktualizaci informací shromážděných Geotech Consulting pověřilo Environment Canterbury GNS Science, aby provedla podrobnější studii Greendale Fault a poskytla hloubkové posouzení nebezpečí poruchy na základě existujících informací [5] .

Poznámky

  1. ↑ 7.1 Zemětřesení – Christchurch 4. září  2010 . Komise EQC pro zemětřesení (4. září 2013). Získáno 30. července 2021. Archivováno z originálu dne 30. července 2021.
  2. ↑ Zemětřesení v Christchurchu v letech 2010–11  . — článek z Encyclopædia Britannica Online . Staženo: 30. července 2021.
  3. ↑ 7.1 zemětřesení skály Canterbury  . www.govt.nz. _ Získáno 30. července 2021. Archivováno z originálu dne 30. července 2021.
  4. ↑ Silné zemětřesení otřáslo Jižním ostrovem Nového Zélandu , BBC News  (3. září 2010). Archivováno z originálu 30. července 2021. Staženo 30. července 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. (komps). 2008 Geologie oblasti Christchurch : měřítko 1 : 250 000 Institut geologických a jaderných věd 1 : 250 000 geologická mapa  16 . GNS Science. Získáno 7. srpna 2021. Archivováno z originálu dne 7. srpna 2021.
  15. ↑ 1 2 3 4 Claridge, 2012 .
  16. ↑ Wallace a kol., 2007 .
  17. ↑ Norris, Cooper, 2001 .
  18. ↑ Pettinga a kol., 2001 .
  19. ↑ Cowan a kol., 1996 .
  20. ↑ McKay, 1888 .
  21. ↑ Anderson, 1994 .
  22. ↑ Berryman, Villamor, 2004 .
  23. ↑ Schermer a kol., 2004 .
  24. ↑ Rodgers, 2006 .
  25. ↑ Mason, Little, 2006 .
  26. ↑ Hudnut, 2002 .
  27. ↑ Oskin et al., 2012 .
  28. ↑ Gold a kol., 2013 .
  29. ↑ 12 Barrell a kol., 2011 .
  30. ↑ 12 Van Dissen et al., 2011 .
  31. ↑ Duffy a kol., 2013 .
  32. ↑ Hornblow, 2014 .
  33. ↑ Sieh a kol., 1993 .
  34. ↑ Lin, 2001 .
  35. ↑ 1 2 Plánování rozvoje území na aktivních zlomech nebo v jejich blízkosti: Směrnice pro pomoc plánovačům řízení zdrojů na Novém  Zélandu . Ministerstvo životního prostředí (1. července 2003). Získáno 6. srpna 2021. Archivováno z originálu dne 6. srpna 2021.

Literatura

Odkazy

 Chyby na Novém Zélandu
severní ostrov
North Island Fault System
  • Wararapa Fault
  • Wellington Fault
jižní ostrov
Zlomový systém Marlborough
Canterbury Fault System
jiný