Έλεγχος γεωλογικών δομών σε σεισμικά ρήγματα. Η περίπτωση του σεισμού μεγέθους Mw 7.7 στο Balochistan, Πακιστάν
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς: A. Vallage, Y. Klinger, R. Lacassin, A. Delorme, and M. Pierrot-Deseilligny
Πηγή: Geophysical Research Letters, AGU Publications
Εισαγωγή
Τη τελευταία δεκαετία, η σημαντική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων επέτρεψε τη χαρτογράφηση με μεγάλη λεπτομέρεια των υπαρχόντων ρηγμάτων που διανέμονται ανά τον κόσμο και τη διερεύνηση της πολυπλοκότητας των σεισμικών επιφανειακών ρήξεων. Πιο συγκεκριμένα η χρήση προσεισμικών και μετασεισμικών εικόνων μαζί με τη τεχνική συσχέτισης εικόνων είναι δυνατόν να μετρηθεί σε υψηλή ανάλυση το πεδίο οριζόντιας μετατόπισης που σχετίζεται με έναν σεισμό. Σε μερικές περιπτώσεις, συνδυάζοντας τέτοιες μετρήσεις με συμβολομετρικό συνθετικό ραντάρ ανοίγματος επέτρεψε την πλήρη πρόσβαση στο 3-D χώρο επιφανεικής παραμόρφωσης και να γλιστρήσει σε βάθος. Το 2013 σημειώθηκε σεισμός Mw7.7 στο Μπαλουχιστάν στο ανατολικό τμήμα της συσσωρευτικής σφήνας Makran στο Πακιστάν (Σχήμα 1α). Η σφήνα Makran αντιστοιχεί στη ζώνη σύγκλισης μεταξύ Αραβίας στο νότο και της Ευρασίας στο βορρά. Η πλούσια κάλυψη δορυφορικών εικόνων (οπτικών και ραντάρ) της ρήξης του σεισμού το 2013, σε συνδυασμό με τις άγονες κλιματολογικές συνθήκες, προσφέρει μια ευκαιρία να εξετάσουμε λεπτομερώς τη ρήξη του εδάφους και την παραμόρφωση που σχετίζονται με αυτό το γεγονός. Στο έγγραφο αυτό, με βάση την λεπτομερή χαρτογράφηση της επιφάνειας ρήξης σε κλίμακα 1: 500 και σε μετρήσεις της οριζόντιας μετατόπισης που προέρχεται από υψηλής ανάλυσης δορυφορικές εικόνες, παρατηρείται ότι το συνολικό ποσό της μετατόπισης διατηρείται όταν κάποιος φτάνει κοντά στη ρήξη. Ωστόσο, κατά μήκος ορισμένων τμημάτων, η περιστροφή εμφανίζεται ότι προάγει την εσφαλμένη κανονική μετατόπιση αντί της παράλληλης υπεύθυνης μετατόπισης, καθιστώντας πιο δύσκολο να προσδιοριστεί ποσοτικά η συνολική μετατόπιση. Αυτές οι τοπικές περιστροφές του στην κατεύθυνση της κίνησης είναι συνδεδεμένες σε μικρές αλλαγές στο αζιμούθιο της ρήξης, η οποία είναι ποσοτικά, με βάση τις γενικές μας χάρτη ρήξη. Τελικά, αποδεικνύεται ότι αυτές οι αλλαγές στο αζιμούθιο της πολλαπλασιαστικής ρήξης κατά τη διάρκεια του σεισμού ελέγχεται σε μεγάλο βαθμό από γεωλογικές δομές, που χρονολογούνται πριν από το σεισμό του 2013.
Μεθοδολογία
Για τη συγκεκριμένη μελέτη συσχετίστηκαν πέντε ζεύγη οπτικών δορυφορικών εικόνων από SPOT-5 και δύο ζεύγη Landsat 8. Καθε ζεύγος περιλαμβάνει μια εικόνα που αποκτήθηκε πριν από το σεισμό και μια δεύτερη εικόνα που αποκτήθηκε μετά την εκδήλωση. Και τα δύο σύνολα δεδομένων SPOT-5 και Landsat 8 καλύπτουν ολόκληρη την περιοχή ρήξης που σχετίζεται με το σεισμό του 2013. Η συσχέτιση του κάθε ζεύγους των εικόνων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του λογισμικού ανοικτού κώδικα Μικμάκ. Τελικά, οι εικόνες συσχέτισης μας παρέχουν πεδίο συνεχούς οριζόντιας Co-seismic μετατόπισης, συμπεριλαμβανομένης της ρηξιγενούς ζώνης, με μέγεθος pixel εδάφους από 2,5m.
Αποτελέσματα
Ο σεισμός στο Μπαλουχιστάν διαδίδεται κυρίως νότια από την επικεντρική περιοχή, πάνω από 160 χιλιόμετρα. Βόρεια από το επίκεντρο, η ρήξη είναι μεγάλη 40 χιλιόμετρα, και η μετατόπιση παραμένει μικρότερη από 4m. Η μέγιστη τιμή για την οριζόντια μετατόπιση, 14 m, βρίσκεται περίπου 50 χιλιόμετρα νότια του επίκεντρου, όπου το ίχνος βλάβης στρέφει προς τα νοτιοδυτικά, στη b2 κάμψη (Σχήμα 1β). Στη συνέχεια, η οριζόντια ολίσθηση παραμένει μεγαλύτερη από 6m σχεδόν μέχρι το τέλος της ρήξης. Εκτός από τις δύο μεγάλες κάμψεις b1 και b2, γεωμετρική πολυπλοκότητα 3km μεγέθους επηρεάζει το νότιο τμήμα της ρήξης, τα οποία είναι δύο ρελέ ζώνες C1 και C2, και μια αντιστοιχισμένη C3 κάμψη (Σχήμα 1β). Πολύ περιορισμένες αλλαγές στις συνθήκες του εδάφους μέσα στο χρόνο, και η υψηλή ανάλυση των εικόνων SPOT-5, 2.5 m, εξασφαλίζουν εξαιρετικές συνθήκες για διαχρονική συσχέτιση. Έτσι, επιτρέπει τη μέτρηση της παραμόρφωσης co-seismic του πεδίου πολύ κοντά στο πραγματικό σφάλμα, σε μια απόσταση μερικών εικονοστοιχείων από τη ρήξη του εδάφους, και για να εκτιμηθεί ο συνολικός προϋπολογισμός της παραμόρφωσης του εδάφους.
Συμπεράσματα
Αν και έχει δειχθεί ότι κατά μήκος διαφόρων τμημάτων της ρήξης Hoshab η παραμόρφωση διανέμεται σε μια ευρεία ζώνη ζημιών οι μετρήσεις μας δείχνουν ότι το πλάτος της μετατόπισης co-seismic είναι σχεδόν πλήρως διατηρημένο μέχρι τη μετωπική ώθηση, λόγω περιστροφών μπλοκ στον τοίχο που κρέμεται. Αυτές οι περιστροφές συνδέονται με μικρής κλίμακας (εκατοντάδες μέτρα) τοπικές παραλλαγές του αζιμουθίου της μετωπιαίας ώθησης, η οποία αποκλίνει από το συνολικό αζιμούθιο του εμπρόσθιου βουνού, η ίδια ερμηνεία να είναι η μακροπρόθεσμη γεωμορφολογική υπογραφή του ίχνους της βλάβης. Στην περίπτωση του σεισμού Μπαλουχιστάν η ρήξη ξεκίνησε στο βόρειο τμήμα του ρήγματος Hoshab ως ολίσθηση και πολλαπλασιάστηκε στο νότο κατά μήκος ενός σφάλματος που γίνεται όλο και λιγότερο ευνοϊκό για την κίνηση της ολίσθησης και μετά. Λεπτομερή χαρτογράφηση της ρήξης δείχνει ότι το μοτίβο του εδάφους της ρήξης είναι πολύ περίπλοκο. Όπως φαίνεται στην προηγούμενη ενότητα, η πολυπλοκότητα της ρήξης δεν είναι τυχαία καθώς ακολουθεί μια διαδρομή η οποία ως επί το πλείστον ελέγχεται από τη διεισδυτική τεκτονική κατασκευή προϋπάρχουσα του σεισμό. Ο αντίκτυπος των εν λόγω προϋπαρχόντων γεωλογικών δομών για τον τρόπο που μια ρήξη σεισμού προχωρεί έχει ήδη προταθεί αρκετές φορές, αν και δεν έχει ποτέ πλήρως αποδειχθεί.
