Greendale (rift)

Greendale
engelsk  Greendale-fejl
tektonisk fejl

Luftfoto af Greendale-forkastningen. Hække og traktordækspor på græsarealer er vandret forskudt med cirka 3,5 meter. Jorden i forgrunden er flyttet til venstre (vest), jorden på den anden side af forkastningen er flyttet til højre (øst)
43°34′04″ S sh. 172°20′02″ Ø e.
Land
OmrådeCanterbury
ArealSelwyn
rød prikGreendale

Greendale -  forkastningen er en aktiv geologisk forkastning på højre hånd i den østlige del af New Zealands sydø . Tektoniske skift i denne og flere tilstødende forkastninger forårsagede Canterbury-jordskælvet , også kendt som "Darfield-jordskælvet", i 2010.


Canterbury jordskælv

Et kraftigt jordskælv med en styrke på 7,1 [1] fandt sted den 4. september 2010 ved Greendale Fault kl. 4.35 lokal tid (3. september kl. 16:35 UTC ) [2] . Jordskælvet forårsagede betydelig ejendomsskade og forårsagede strømafbrydelser i flere samfund, herunder Christchurch [3] [4] . Under jordskælvene den 4. september 2010 og den 22. februar 2011 i Christchurch og Lyttelton blev der registreret meget store jordaccelerationer (PGA - en generel parameter, der bruges til at beskrive jordens bevægelse), der overstiger tyngdekraften nær forkastningerne [5] .

Oversigt

Greendale-forkastningen opstod den 4. september 2010 under jordskælvet i Durfield [6] [7] [8] . Det var den første fejl i New Zealand, der dukkede op og blev opdaget i de sidste 23 år (fra 2010) [9] . Det tidligere brud på jordskorpen fandt sted ved flere forkastninger under Edgecombe-jordskælvet i 1987 [10] [11] .

Jordskælvet i september 2010 førte til dannelsen af ​​en zone med brud og deformation af jorden (overfladen) med en forskydning på op til 5 meter vandret og op til 1 meter lodret [6] [7] . Den samlede længde af forkastningsstien var omkring 29,5 km, og deformationen optog en strimmel med en bredde på 30 til 300 meter. Adskillige bygninger blev alvorligt beskadiget langs brudlinjen. Greendale-forkastningen er ikke tidligere blevet kortlagt; det blev ikke udtrykt ved overfladen, og de seismiske data i forkastningsområdet var ikke af tilstrækkelig kvalitet til at detektere det underjordiske forkastningsplan [5] .

Den identificerede overfladeforkastningszone strækker sig fra ~4 km vest for landsbyen Greendale til et østligt punkt omkring 2 km nord for byen Rolleston [6] [7] . Fejlen er blevet navngivet Greendale Fault af GNS Science/University of Canterburys geologiske undersøgelsesteam. Overfladeforkastningens generelle morfologi er en serie af vest-østlige, venstrerettede overfladespor. Den største trinformede forkastning ~1 km bred er placeret ~7 km fra den østlige ende af forkastningen. Forkastningen danner omkring 20 trinvise brud fra 300 til 75 m brede og mange mindre [5] .

Den gennemsnitlige forskydning langs hele overfladebruddets længde er ca. 2,5 m (for det meste højrehåndet) og fordeler sig over deformationszonen med en bredde på ~30 til ~300 m, hovedsageligt i form af en vandret bøjning. I gennemsnit sker 50 % af den vandrette forskydning i 40 % af deformationszonens samlede bredde. Bias på tværs af diskrete skift, hvor de er til stede, er normalt kun en lille procentdel af den samlede bias. Den fordelte karakter af forskydningen af ​​overfladesprængningen af ​​Greendale-forkastningen er resultatet af brud af en betydelig tykkelse af løst konsoliderede alluviale grusaflejringer under sletten [5] .

Fordelingen af ​​overfladeforkastningsforskydninger er tilnærmelsesvis symmetrisk langs forkastningen: over ca. 6 km i hver ende af forkastningen, hvor den samlede forskydning er mindre end 1,5 m, og i et midterstykke ca. 8 km langt, hvor nettoforskydningen er større. end 4 m, med maksima op til 5 m. forkastningszonen, hvor forskydningen overstiger gennemsnitsværdien, består deformationszonen af ​​øst-sydøst-tendens Riedel-slag-slip med højrehåndede forskydninger, sydøst-trendende ekstensionsforkastninger, konjugeret syd -Syd-øst og syd-trend Riedel -slag- med venstrehåndede forskydninger, NE-trend fremstød , vandret højre-sidet bøjning og lodrette bøjninger og buler af decimeter amplitude. Den lodrette forskydning over hele bredden af ​​deformationszonen af ​​et overfladebrud er typisk <0,75 m. Typisk er sydsiden rettet opad, selvom nordsiden er hævet ca. 6 km i den østlige ende af forkastningen. Den lodrette forskydning stiger lokalt til ~1-1,5 m ved fastholdelses- og udløserbøjningerne [5] .

Geologisk indstilling i forkastningszonen

Greendale Fault er placeret i Rakaia  - Waimacariri- sektoren på Canterbury Plains . Canterbury Plains blev dannet af grusbundede floder, der flyder sydøst fra de sydlige alper og deres foden. I den centrale del af sletten sluttede kanalerne fra floderne Rakaia , Selwyn og Waimakariri sig under den sidste istid for mellem ~28.000 og ~18.000 år siden [12] . Efter istidens afslutning skete der en forbedring af klimaet og udbredelsen af ​​buske og skove, hvilket stabiliserede bakkernes skråninger i afvandingsbassinerne [13] . Som et resultat begyndte de vigtigste floder at transportere mindre sedimentært materiale. Befriet for byrden af ​​overskydende sediment væltede floderne ikke længere ud over sletterne, men begyndte i stedet at blive lokaliseret i smallere zoner på sletterne. Waimakariri- og Rakaia-floderne skærer sig gennem de terrasserede post-glaciale dale i midten og den øvre del, mens de mindre floder kun skærer lidt ind i sletterne. Waianiwaniwa flyder langs krydset mellem sletterne dannet af Selwyn (i vest) og Waimakariri (i øst) floderne, og Hororata [ floden flyder langs grænsen mellem Selwyn (i øst) og Rakaia (i vest) sletter [5] .

På det regionale geologiske kort over Rakaia-Waimakariri slettesektoren [14] (billedet til venstre) er flodaflejringer opdelt i dem, der stammer fra den sidste istid og begyndelsen af ​​den post-glaciale periode ("Q2a", mørkere gul) og dem, der stammer fra mod slutningen af ​​den post-glaciale periode ("Q1a", lysere gul), dannet i løbet af cirka de sidste 12.000 år. Q2a svarer til Burnham- og Windwhistle-formationerne. Q1a - Springston Formation [5] .

Klipperne i Canterbury-regionen er baseret på palæozoiske og mesozoiske sedimentære og metamorfe bjergarter kaldet Torlesse Composite Terrane, som opstod som en del af Gondwana- superkontinentet . De består primært af tykke, deforme sektioner af forvitret sandsten og muddersten , i daglig tale omtalt som gråsten . Torlesse-kompositterranen er opdelt i to andre terræner: Rakaia og Pahau [15] . Ved foden, under Canterbury Plains, såvel som på Banks Peninsula , ligger vulkanske, påtrængende og sedimentære klipper fra den mellemste kridtperiode over den vigtigste gråstensklippe. En mere omfattende aflejring af sedimentære bjergarter fandt sted under den sene kridttid og fortsatte ind i Pleistocæn . Disse aflejringer som helhed dannede en stor cyklus af marin transgression og regression med sporadiske vulkanske begivenheder inden for pladen. Under miocæn dannede basaltisk vulkanisme Banks-halvøen, som er den største ophobning af cenozoiske vulkanske klipper på Sydøen [15] . Den skiftende dynamik i den Australo-Stillehavspladegrænse under Neogen førte til udbredte forkastninger og foldninger, der deformerede kælderen og det overliggende dæksel, hvilket førte til hævning og dannelsen af ​​kamme og bassiner. Som følge heraf blev en række af sent Kridt-Pliocæn aflejringer eroderet fra hævede områder, men bevaret i indre bassiner, for eksempel i North Canterbury, på hylden og under Canterbury Plains [15] .

Med hensyn til tektonisk indstilling er Greendale-forkastningen placeret i den ydre kant af en bred deformationszone placeret på grænsen mellem de australske og stillehavsplader . I den centrale del af Sydøen bevæger Stillehavspladen sig vest-sydvest i forhold til den australske plade med en hastighed på omkring 40 mm/år [16] . Det meste af denne deformation (75%) forekommer på den alpine forkastning , med resten fordelt på talrige mindre forkastninger inden for og øst for de sydlige alper [17] [18] . De fleste af disse østlige forkastninger er NØ -forkastninger, der løfter højdedrag i de sydlige alper og Canterbury-foden, men der er også nogle få øst- og østnordøstlige højre-laterale forkastninger, der skærer terrænet. De fleste af de omvendte forkastninger er ledsaget af foldning, med en anticline parallel med fejlen i den hængende væg af fremstødet og en syncline ved foden. North Canterbury-området er også på den sydlige kant af Marlborough Fault System . Porters Pass-Amberley Fault Zone menes at være den geologisk yngste del af dette system, der strækker sig mod syd [19] [5] .

Mål

Indtil 1987 blev fejl i New Zealand ikke dokumenteret i detaljer [20] [21] eller kun dokumenteret retrospektivt [22] [23] [24] [25] årtier efter fejlene opstod, hvor mange detaljer allerede var gået tabt [9] . Forekomsten af ​​Greendale-forkastningen på den relativt flade Canterbury Plain , med adskillige menneskeskabte træk (f.eks. veje, bygninger, hegn) på den, sammen med nem adgang og tæt på en større by (Christchurch) og tilgængeligheden af ​​relativt nye undersøgelsesmetoder såsom aerial lidar [26] [27] og terrestrisk laserscanning [28] betyder, at denne fejl er en af ​​de bedst dokumenterede i New Zealand og en af ​​de bedste i verden [9] .

Inden for få timer efter jordskælvet, som fandt sted den 4. september 2010 kl. 4:35, blev et geologisk undersøgelseshold fra University of Canterbury og GNS Science indsat for at lokalisere jordfejlen 5 timer efter jordskælvet og foretog den første luftundersøgelse inden for 8 timer [6 ] [7] [29] . I løbet af de næste 3 uger indsamlede undersøgelsesteamet en stor mængde feltdata, herunder fejlforskydningsmålinger ved hjælp af målebånd og kompasser , jord- og luftkortlægning af fejlen, registrering af skader på tekniske konstruktioner på eller nær forkastningen, undersøgelse af forskudte markører ved hjælp af et realtids kinematisk globalt navigationssatellitsystem ( RTK GNSS ) og terrestrisk laserscanning af individuelle områder [6] [7] [29] [30] [5] . Den 10.-11. september (6-7 dage efter jordskælvet) udførte den newzealandske luftfotograferingstjeneste lodret luftfotografering og luftlidarfotografering af de centrale og østlige dele af forkastningen. I de følgende måneder og år fortsatte dataindsamlingen langs Greendale-forkastningen, herunder en ny undersøgelse af markørforskydning for at teste for postseismisk krybning [15] , analyse af matrikulære data og differentiel lidar [31] , georadar og palæoseismiske undersøgelser [32] [9] .

Dokumentation af størrelsen og geometrien af ​​forskydningen af ​​jordens overflade giver vigtige data til at forstå adfærden af ​​fejl under jordskælv og bestemme forholdet mellem forskydning og jordskælvs størrelse , til seismiske fareundersøgelser [33] [34] . Forskydningen og geometrien af ​​Greendale-forkastningen blev dokumenteret ved hjælp af separate datasæt, hovedsageligt RTK GNSS og luftbåren lidar [30] [5] [6] [7] [9] . Karakterisering af fordelingen af ​​tværgående forskydninger og sammenligning af forkastningszonegeometri med registrerede skader på byggede konstruktioner giver en bestemmelse af bredden af ​​de forkastningsomløbszoner eller tilbageslagsafstande, der er nødvendige for at retfærdiggøre teknisk design og eftermontering af eksisterende konstruktioner i den aktive forkastningszone i Ny. Sjælland og andre lande [9] .

Fem datasæt blev indsamlet langs Greendale-forkastningen i ugerne efter jordskælvet i Darfield den 4. september 2010. De omfatter tre feltdatasæt:

  1. Roulette og kompas;
  2. Kinematisk globalt satellitnavigationssystem i realtid ( RTK GNSS );
  3. Terrestrisk laserscanning.

og to sæt fjernmålingsdata:

  1. Farve lodrette luftfotos (ortofoto);
  2. Lysdetektion og rækkevidde (lidar) [9] .

Seismisk fare

Deformationen af ​​jorden på jordens overflade, forbundet med forekomsten af ​​en fejl, forekommer kun på forkastningsstedet. Nogle steder kan fejl lokaliseres nøjagtigt (især i områder med høj seismicitet, hvor fejl er godt udtrykt på overfladen). Teknologi til forebyggelse af jordskælvsskader for bygninger bygget i forkastningszoner er begrænset. Af denne grund har New Zealands miljøministerium (MfE) udviklet retningslinjer for at forhindre bygninger i at blive bygget på forkastningszonen [5] [35] . I november 2010 bestilte Selwyn County Council Geotech Consulting til at udarbejde anbefalinger til styring af planlægning og seismiske farer forbundet med Greendale-fejlen. Geotech Consulting anbefalede, at en zone 50 meter på hver side af den centrale forkastningslinje kortlagt af GNS Science / University of Canterbury blev identificeret som Greendale Fault Deformation Corridor i afventning af mere detaljeret kortlægning. Geotech Consulting har også estimeret et fejlreturinterval på 5.000-10.000 år. Dette svarer til et returinterval klasse IV-V, ifølge Miljøministeriets (MfE) Active Fault Guidelines [35] , hvor normalt bolig- og erhvervsbyggeri er acceptabelt [5] . For at opdatere oplysningerne indsamlet af Geotech Consulting, bestilte Environment Canterbury GNS Science til at udføre en mere detaljeret undersøgelse af Greendale-fejlen og give en dybdegående vurdering af fejlens fare baseret på eksisterende information [5] .

Noter

  1. ↑ 7.1 Jordskælv - Christchurch 4. september  2010 . EQC Earthquake Commission (4. september 2013). Hentet 30. juli 2021. Arkiveret fra originalen 30. juli 2021.
  2. ↑ Jordskælv i Christchurch 2010-11  . — artikel fra Encyclopædia Britannica Online . Hentet: 30. juli 2021.
  3. ↑ 7.1 jordskælv klipper Canterbury  . www.govt.nz. _ Hentet 30. juli 2021. Arkiveret fra originalen 30. juli 2021.
  4. ↑ Stærkt jordskælv rammer New Zealands sydø , BBC News  (3. september 2010). Arkiveret fra originalen den 30. juli 2021. Hentet 30. juli 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. (komp.). 2008 Geologi i Christchurch-området: målestok 1:250.000 Institut for Geologisk og Nuklear Videnskab 1:250.000 geologisk kort  16 . GNS Videnskab. Hentet 7. august 2021. Arkiveret fra originalen 7. august 2021.
  15. ↑ 1 2 3 4 Claridge, 2012 .
  16. ↑ Wallace et al., 2007 .
  17. ↑ Norris, Cooper, 2001 .
  18. ↑ Pettinga et al., 2001 .
  19. ↑ Cowan et al., 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 et al., 2012 .
  28. ↑ Gold et al., 2013 .
  29. ↑ 12 Barrell et al., 2011 .
  30. ↑ 12 Van Dissen et al., 2011 .
  31. ↑ Duffy et al., 2013 .
  32. ↑ Hornblow, 2014 .
  33. ↑ Sieh et al., 1993 .
  34. ↑ Lin, 2001 .
  35. ↑ 1 2 Planlægning for udvikling af jord på eller tæt på aktive forkastninger: En guideline til at hjælpe ressourceforvaltningsplanlæggere i New  Zealand . Miljøministeriet (1. juli 2003). Hentet 6. august 2021. Arkiveret fra originalen 6. august 2021.

Litteratur

Links

 Fejl i New Zealand
nordøen
North Island Fault System
  • Wararapa Fault
  • Wellington Fault
sydøen
Marlborough fejlsystem
  • Avatere Rift
  • Clarence Fault
  • Håb fejl
  • Wairau Fault
Canterbury Fault System
Andet