Greendale (grieta)

Greendale
inglés  Falla de Greendale
falla tectónica

Vista aérea de la falla de Greendale. Los setos y las huellas de los neumáticos de los tractores en los pastos se desplazan horizontalmente unos 3,5 metros. El suelo en primer plano se ha movido hacia la izquierda (oeste), el suelo del otro lado de la falla se ha movido hacia la derecha (este)
43°34′04″ S sh. 172°20′02″ E Ej.
País
Regióncanterbury
ÁreaSelwyn
punto rojoGreendale

La  falla de Greendale es una falla geológica de deslizamiento de rumbo derecha activa en la parte oriental de la Isla Sur de Nueva Zelanda . Los cambios tectónicos en esta y varias fallas vecinas causaron el terremoto de Canterbury , también conocido como el "terremoto de Darfield", en 2010.


Terremoto de Canterbury

Un fuerte terremoto de magnitud 7.1 [1] ocurrió el 4 de septiembre de 2010 en la Falla de Greendale a las 4:35 am hora local (3 de septiembre a las 16:35 UTC ) [2] . El terremoto causó importantes daños a la propiedad y provocó cortes de energía en varias comunidades, incluida Christchurch [3] [4] . Durante los terremotos del 4 de septiembre de 2010 y el 22 de febrero de 2011 en Christchurch y Lyttelton , cerca de las fallas se registraron aceleraciones máximas del suelo muy grandes (PGA, un parámetro general utilizado para describir el movimiento del suelo) que superaban la fuerza de la gravedad [5] .

Resumen

La falla de Greendale ocurrió el 4 de septiembre de 2010 durante el terremoto de Durfield [6] [7] [8] . Fue la primera falla en Nueva Zelanda que apareció y se descubrió en los últimos 23 años (a partir de 2010) [9] . La ruptura anterior de la corteza terrestre ocurrió en varias fallas durante el terremoto de Edgecombe en 1987 [10] [11] .

El terremoto de septiembre de 2010 provocó la formación de una zona de ruptura y deformación del suelo (superficie) con un desplazamiento de hasta 5 metros en horizontal y hasta 1 metro en vertical [6] [7] . La longitud total del trayecto de la falla fue de unos 29,5 km, y la deformación ocupó una franja con un ancho de 30 a 300 metros. Varios edificios sufrieron graves daños a lo largo de la línea de falla. La falla de Greendale no se ha mapeado previamente; no se expresó en la superficie, y los datos sísmicos en el área de la falla no fueron de suficiente calidad para detectar el plano de falla del subsuelo [5] .

La zona de falla superficial identificada se extiende desde unos 4 km al oeste del pueblo de Greendale hasta un punto al este a unos 2 km al norte del pueblo de Rolleston [6] [7] . La falla ha sido nombrada Falla de Greendale por el equipo de estudios geológicos de GNS Science/University of Canterbury. La morfología general de la falla superficial es una serie escalonada de trazas superficiales dirigidas hacia la izquierda de oeste a este. La falla escalonada más grande, de aproximadamente 1 km de ancho, se encuentra a aproximadamente 7 km del extremo este de la falla. La falla forma alrededor de 20 rupturas escalonadas de 300 a 75 m de ancho y muchas más pequeñas [5] .

El desplazamiento promedio a lo largo de toda la longitud de la superficie de la fractura es de aproximadamente 2,5 m (principalmente hacia la derecha) y se distribuye sobre la zona de deformación con un ancho de ~30 a ~300 m, principalmente en forma de curva horizontal. En promedio, el 50% del desplazamiento horizontal ocurre en el 40% del ancho total de la zona de deformación. El sesgo entre cambios discretos, cuando está presente, suele ser solo un pequeño porcentaje del sesgo total. La naturaleza distribuida del desplazamiento de la ruptura de la superficie de la Falla de Greendale es el resultado de la ruptura de un espesor significativo de depósitos de grava aluvial poco consolidados que subyacen a la llanura [5] .

La distribución de los desplazamientos de fallas superficiales es aproximadamente simétrica a lo largo de la falla: a lo largo de unos 6 km en cada extremo de la falla, donde el desplazamiento total es inferior a 1,5 m, y en una sección central de unos 8 km de largo, donde el desplazamiento neto es mayor. de 4 m, con máximos de hasta 5 m la zona de falla donde el desplazamiento excede el valor promedio, la zona de deformación consiste en deslizamientos de rumbo de Riedel con tendencia este-sureste con desplazamientos a la derecha, fallas extensionales con tendencia sureste, conjugadas al sur Riedel de tendencia sureste y sur con desplazamientos a la izquierda, cabalgamientos de tendencia NE , flexión horizontal del lado derecho y flexiones verticales y abultamientos de amplitud decimétrica. El desplazamiento vertical a lo largo de todo el ancho de la zona de deformación de una ruptura superficial suele ser <0,75 m. Por lo general, el lado sur se dirige hacia arriba, aunque el lado norte se eleva unos 6 km en el extremo este de la falla. El desplazamiento vertical aumenta localmente a ~1-1,5 m en las curvas de restricción y liberación [5] .

Marco geológico en la zona de falla

La falla de Greendale está ubicada en el sector Rakaia  - Waimacariri de las llanuras de Canterbury . Las Llanuras de Canterbury se formaron por la acción de los ríos con fondo de grava que fluyen hacia el sureste desde los Alpes del Sur y sus estribaciones. En la parte central de la llanura, los cauces de los ríos Rakaia , Selwyn y Waimakariri se unieron durante la última glaciación, hace entre ~28.000 y ~18.000 años [12] . Después del final de la edad de hielo, hubo una mejora en el clima y la proliferación de arbustos y bosques, lo que estabilizó las laderas de las colinas en las cuencas de drenaje [13] . Como resultado, los principales ríos comenzaron a transportar menos material sedimentario. Liberados de la carga del exceso de sedimentos, los ríos ya no se derramaron ampliamente sobre las llanuras, sino que comenzaron a localizarse en zonas más estrechas de las llanuras. Los ríos Waimakariri y Rakaia atraviesan los valles posglaciales en terrazas en los tramos medio y superior, mientras que los ríos más pequeños penetran solo ligeramente en las llanuras. El Waianiwaniwa fluye a lo largo de la unión de las llanuras formadas por los ríos Selwyn (en el oeste) y Waimakariri (en el este), y el río Hororata fluye a lo largo de la frontera entre el Selwyn (en el este) y Llanuras de Rakaia (en el oeste) [5] .

En el mapa geológico regional del sector de las llanuras de Rakaia-Waimakariri [14] (imagen de la izquierda), los depósitos fluviales se dividen en aquellos que datan de la última edad de hielo y el comienzo del período posglacial ("Q2a", amarillo más oscuro) y los que datan de finales del período posglacial ("Q1a", amarillo más claro), formados a lo largo de aproximadamente los últimos 12.000 años. Q2a corresponde a las formaciones Burnham y Windwhistle. Q1a - Formación Springston [5] .

Las rocas de la región de Canterbury se basan en rocas sedimentarias y metamórficas paleozoicas y mesozoicas llamadas Torlesse Composite Terrane, que se originaron como parte del supercontinente Gondwana . Consisten principalmente en secciones gruesas y deformadas de arenisca y lutita erosionadas , coloquialmente conocidas como grauvacas . El terreno compuesto de Torlesse se divide en otros dos terrenos: Rakaia y Pahau [15] . En las estribaciones, debajo de las llanuras de Canterbury, así como en la península de Banks , rocas volcánicas, intrusivas y sedimentarias del período Cretácico medio se superponen a la roca principal de grauvaca. Una deposición más extensa de rocas sedimentarias ocurrió durante el Cretácico Superior y continuó hasta el Pleistoceno . Estos depósitos en su conjunto formaron un gran ciclo de transgresión y regresión marina con eventos volcánicos esporádicos dentro de la placa. Durante el Mioceno , el vulcanismo basáltico formó la Península de Banks, que es la mayor acumulación de rocas volcánicas del Cenozoico en la Isla Sur [15] . La dinámica cambiante del límite de la placa Australo-Pacífico durante el Neógeno condujo a fallas y plegamientos generalizados que deformaron el basamento y la cubierta suprayacente, lo que provocó un levantamiento y la formación de crestas y cuencas. Como resultado, una sucesión de depósitos del Cretácico Tardío-Plioceno fueron erosionados de áreas elevadas, pero conservados en cuencas interiores, por ejemplo, en North Canterbury, en la plataforma y debajo de Canterbury Plains [15] .

En términos de configuración tectónica, la falla de Greendale se encuentra en el borde exterior de una amplia zona de deformación ubicada en el límite entre las placas australiana y del Pacífico . En la parte central de la Isla Sur, la placa del Pacífico se mueve hacia el oeste-suroeste en relación con la placa australiana a una velocidad de unos 40 mm/año [16] . La mayor parte de esta deformación (75%) ocurre en la Falla Alpina , y el resto se distribuye en numerosas fallas más pequeñas dentro y al este de los Alpes del Sur [17] [18] . La mayoría de estas fallas del este son fallas del NE que elevan las crestas en los Alpes del Sur y las estribaciones de Canterbury, pero también hay algunas fallas laterales derechas del este y del este-noreste que cortan el terreno. La mayoría de las fallas inversas van acompañadas de plegamientos, con un anticlinal paralelo a la falla en el voladizo del cabalgamiento y un sinclinal al pie. El área de North Canterbury también se encuentra en el extremo sur del sistema de fallas de Marlborough . Se cree que la zona de falla Porters Pass-Amberley es la parte geológicamente más joven de este sistema que se extiende hacia el sur [19] [5] .

Medidas

Hasta 1987, las fallas en Nueva Zelanda no estaban documentadas en detalle [20] [21] o solo documentadas retrospectivamente [22] [23] [24] [25] décadas después de que ocurrieran las fallas, cuando ya se habían perdido muchos detalles [9] . La ocurrencia de la Falla de Greendale en la Llanura de Canterbury relativamente plana , con numerosas características hechas por el hombre (por ejemplo, caminos, edificios, cercas), junto con fácil acceso y proximidad a una ciudad importante (Christchurch), y la disponibilidad de relativamente nuevos métodos de estudio como el lidar aéreo [26] [27] y el escaneo láser terrestre [28] significan que esta falla es una de las mejor documentadas en Nueva Zelanda y una de las mejores del mundo [9] .

Pocas horas después del terremoto , que ocurrió el 4 de septiembre de 2010 a las 4:35 a . 8 horas [6 ] [7] [29] . Durante las siguientes 3 semanas, el equipo de inspección recolectó una gran cantidad de datos de campo, incluidas mediciones de desplazamiento de fallas con cintas métricas y brújulas , mapeo terrestre y aéreo de la falla, registro de daños a estructuras de ingeniería en la falla o cerca de ella, inspección de marcadores utilizando un sistema satelital de navegación global cinemática en tiempo real ( RTK GNSS ) y escaneo láser terrestre de áreas individuales [6] [7] [29] [30] [5] . El 10 y 11 de septiembre (6 o 7 días después del terremoto), el servicio de fotografía aérea de Nueva Zelanda realizó fotografías aéreas verticales y fotografías aéreas LIDAR de las partes central y oriental de la falla. En los meses y años siguientes, la recopilación de datos continuó a lo largo de la falla de Greendale, incluida una nueva inspección del desplazamiento del marcador para probar la fluencia possísmica [15] , análisis de datos catastrales y lidar diferencial [31] , georadar y levantamientos paleosísmicos [32] [9] .

La documentación de la magnitud y la geometría del desplazamiento de la superficie terrestre proporciona datos importantes para comprender el comportamiento de las fallas durante los terremotos y determinar la relación entre el desplazamiento y la magnitud del terremoto , para estudios de riesgo sísmico [33] [34] . El desplazamiento y la geometría de la falla de Greendale se documentaron utilizando conjuntos de datos separados, principalmente RTK GNSS y lidar aerotransportado [30] [5] [6] [7] [9] . La caracterización de la distribución de los desplazamientos transversales y la comparación de la geometría de la zona de falla con el daño registrado en las estructuras construidas proporciona una determinación del ancho de las zonas de derivación de fallas o las distancias de retroceso necesarias para justificar el diseño de ingeniería y la modernización de las estructuras existentes en la zona de falla activa en Nueva York. Zelanda y otros países [9] .

Se recopilaron cinco conjuntos de datos a lo largo de la falla de Greendale en las semanas posteriores al terremoto de Darfield del 4 de septiembre de 2010. Incluyen tres conjuntos de datos de campo:

  1. ruleta y brújula;
  2. Sistema satelital de navegación global cinemática en tiempo real ( RTK GNSS );
  3. Escaneo láser terrestre.

y dos conjuntos de datos de teledetección:

  1. Fotografías aéreas verticales en color (ortofoto);
  2. Detección de luz y alcance (lidar) [9] .

Amenaza sísmica

La deformación del suelo en la superficie de la tierra, asociada con la ocurrencia de una falla, ocurre solo en el sitio de la falla. En algunos lugares, las fallas se pueden localizar con precisión (especialmente en áreas con alta sismicidad, donde las fallas se expresan bien en la superficie). La tecnología de prevención de daños por terremotos para edificios construidos en zonas de falla es limitada. Por esta razón, el Departamento de Medio Ambiente de Nueva Zelanda (MfE) ha desarrollado pautas para evitar que se construyan edificios en la zona de falla [5] [35] . En noviembre de 2010, el consejo del condado de Selwyn encargó a Geotech Consulting que preparara recomendaciones para gestionar los problemas de planificación y riesgo sísmico asociados con la falla de Greendale. Geotech Consulting recomendó que una zona de 50 metros a cada lado de la línea de falla central mapeada por GNS Science / Universidad de Canterbury se identifique como el Corredor de deformación de la falla de Greendale en espera de un mapeo más detallado. Geotech Consulting también ha estimado un intervalo de retorno de fallas de 5.000 a 10.000 años. Esto corresponde a un intervalo de retorno de clase IV-V, de acuerdo con las Directrices de fallas activas del Departamento de Medio Ambiente (MfE) [35] , donde la construcción residencial y comercial normal es aceptable [5] . Para actualizar la información recopilada por Geotech Consulting, Environment Canterbury encargó a GNS Science que realizara un estudio más detallado de la falla de Greendale y proporcionara una evaluación detallada del peligro de la falla en función de la información existente [5] .

Notas

  1. ↑ 7.1 Terremoto - Christchurch 4 de septiembre de  2010 . Comisión de Terremotos de EQC (4 de septiembre de 2013). Consultado el 30 de julio de 2021. Archivado desde el original el 30 de julio de 2021.
  2. ↑ Terremotos de Christchurch de 2010–11  . — artículo de Encyclopædia Britannica Online . Recuperado: 30 de julio de 2021.
  3. ↑ Un terremoto de 7.1 sacude a Canterbury  . www.govt.nz._ _ Consultado el 30 de julio de 2021. Archivado desde el original el 30 de julio de 2021.
  4. ↑ Fuerte terremoto sacude la Isla Sur de Nueva Zelanda , BBC News  (3 de septiembre de 2010). Archivado desde el original el 30 de julio de 2021. Consultado el 30 de julio de 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. ↑ Beanlandia, 1989 .
  11. ↑ Beanlandia, 1990 .
  12. ↑ Permitida, 2007 .
  13. ↑ McGlone, 2004 .
  14. ↑ Forsyth, PJ; Barrell, DJA; Jongens, R. (comps). 2008 Geología del área de Christchurch : escala 1:250 000 Instituto de Ciencias Geológicas y Nucleares 1:250 000 mapa geológico  16 . Ciencia GNS. Consultado el 7 de agosto de 2021. Archivado desde el original el 7 de agosto de 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. ↑ Rogers, 2006 .
  25. ↑ Masón, 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 y otros, 2013 .
  32. ↑ Hornblow, 2014 .
  33. ↑ Sieh et al., 1993 .
  34. ↑ Lin, 2001 .
  35. ↑ 1 2 Planificación para el desarrollo de terrenos en o cerca de fallas activas: una guía para ayudar a los planificadores de gestión de recursos en Nueva  Zelanda . Ministerio de Medio Ambiente (1 de julio de 2003). Consultado el 6 de agosto de 2021. Archivado desde el original el 6 de agosto de 2021.

Literatura

Enlaces

 Fallas en Nueva Zelanda
isla del Norte
Sistema de Fallas de la Isla Norte
  • Falla de Wararapa
  • Falla de Wellington
isla del sur
Sistema de fallas de Marlborough
Sistema de fallas de Canterbury
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