Альпийский разлом - Alpine Fault

Альпийский разлом
Карта Зеландии и континента en.svg
Движение по Альпийскому разлому деформирует континент Зеландия , при этом южная часть (на Тихоокеанской плите ) скользит мимо и немного попадает в северо-западную часть (на Индо-Австралийской плите ).
Южный остров Blizzard 2003.jpg
Снег очерчивает откос, образованный Альпийским разломом, вдоль северо-западного края Южных Альп , недалеко от западного побережья Южного острова . На этом спутниковом снимке показаны последствия метели, обрушившейся на остров в июле 2003 года.
Этимология Южные Альпы
Страна Новая Зеландия
Область, край Регионы Западного побережья и Саутленда
Характеристики
Диапазон Южные Альпы
Длина 480 км (300 миль)
удар NE-SW
Смещение 30 мм (1,2 дюйма) / год
Тектоника
Пластина Индо-австралийский , Тихоокеанский
Статус Активный
Землетрясения 1717 доисторический
Тип Сдвиг
Движение Правый / конвергентный, восточная сторона вверх
Возраст Миоцен - голоцен
Орогенез Kaikoura

Альпийский разлом является геологической ошибкой , которая проходит почти по всей длине Новой Зеландии острова Южный (с. 480 км) и образует границу между Тихоокеанской плитой и Индо-Австралийской плитой . На Южных Альпах были подняты по вине в течение последних 12 миллионов лет в серии землетрясений. Однако большая часть движения по разлому носит сдвиговый характер (из стороны в сторону), при этом район Тасмана и Западное побережье движутся на север, а Кентербери и Отаго - на юг. Средняя скорость скольжения в центральной части разлома составляет около 38 мм в год, что очень быстро по мировым стандартам. Последнее крупное землетрясение на Альпийском разломе произошло ок. 1717 г., вероятность возникновения еще одного в течение следующих 50 лет оценивается примерно в 75 процентов.

Географическая протяженность и движение плит

Карта северной оконечности Альпийского разлома и системы разломов Мальборо.

Тихоокеанская плита и Индо-Австралийской плиты граничные образует Macquarie зоны разлома в Пюисегюр желобе прочь юго - западном углу Южного острова и приходит на берег как Альпийский разлом, к северу от Милфорд Саунд. Затем Альпийский разлом проходит вдоль Южного острова к западу от Южных Альп до перевала Льюиса в центральной северной части острова. На этом этапе он разделяется на набор более мелких разломов, известных как система разломов Мальборо . Этот набор неисправностей, который включает в себя Ваирау Fault , в Hope Fault , в Awatere Fault , и Кларенс Fault , передачи смещение между альпийским разломом и зоной субдукции Hikurangi на север. Считается, что разлом Хоуп представляет собой основное продолжение разлома Альп.

Индо-Австралийская плита погружается к востоку и югу от Южного острова, а Тихоокеанская плита - к западу и северу. В середине Альпийский разлом является трансформной границей и имеет как правостороннее (правостороннее) сдвиговое движение, так и поднятие на юго-восточной стороне. Поднятие происходит из-за элемента схождения между плитами, а это означает, что в разломе имеется значительная обратная наклонная составляющая его смещения под большим углом.

Альпийский разлом имеет наибольшее поднятие около Аораки / горы Кук в его центральной части. Здесь относительное движение между двумя плитами составляет в среднем 37–40 мм в год. Это распределяется как 36–39 мм по горизонтали и 6–10 мм вверх по плоскости разлома в год.

Геологическое происхождение и эволюция

Новая Зеландия до активизации Альпийского разлома (30 млн лет назад).
Обнажение, показывающее гидротермально измененный катаклазит в зеленом цвете , в зоне Альпийского разлома на реке Вайкукупа.
Обнажение Альпийского разлома, показывающее полосчатый катаклазит и брекчию , река Вайкукупа.

Между 25 и 12 миллионами лет назад движение на протоальпийском разломе было исключительно сдвиговым. Южные Альпы еще не сформировались, и большая часть Новой Зеландии была покрыта водой. Затем началось медленное поднятие, поскольку движение плиты стало немного наклонным по отношению к простиранию Альпийского разлома. За последние 12 миллионов лет Южные Альпы поднялись примерно на 20 километров, однако по мере того, как это произошло, горы задержали больше дождя, что привело к еще большей эрозии. Это, наряду с изостатическими ограничениями, удерживало Южные Альпы на высоте менее 4000 м.

Поднятие Альпийского разлома привело к обнажению глубоких метаморфических пород вблизи разлома в Южных Альпах. Сюда входят милониты и альпийский сланец , степень метаморфизма которого возрастает по направлению к разлому. Эродированный материал сформировал Кентерберийские равнины . Альпийский разлом не представляет собой единую структуру, а часто разделяется на чисто сдвиговые и сдвиговые компоненты. Вблизи поверхности разлом может иметь несколько зон разрыва.

Геология зоны разлома

Зона разлома обнажена во многих местах вдоль западного побережья и обычно состоит из зоны пропахивания разломов шириной 10–50 м с обширными гидротермальными изменениями. Большая часть движения по разлому происходит именно в этой зоне. В обнажении зона разлома перекрыта милонитами, которые сформировались на глубине и были подняты разломом.

Землетрясения

На Альпийском разломе не было крупных исторических землетрясений. Из-за этого в середине 20-го века предполагалось, что Альпийский разлом распространяется, не вызывая сильных землетрясений. Однако в настоящее время имеется множество доказательств того, что Альпийский разлом разрывается, вызывая сильные землетрясения примерно каждые несколько сотен лет.

Доисторический

Маори прибыл в Новой Зеландии c.1300 , но никогда не достиг высокой плотности населения в холоднее Южный острова. Поэтому, хотя землетрясения являются важной частью устной традиции маори , никаких историй о землетрясениях на Южном острове не передается. За последнюю тысячу лет вдоль Альпийского разлома произошло четыре крупных разрыва, вызвавших землетрясения магнитудой 8 баллов. Ранее было определено, что они произошли примерно в 1100, 1430, 1620 и 1717 годах н.э. с интервалом между 100 и 350 годами. . Землетрясение 1717 года, по-видимому, повлекло за собой разрыв на протяжении почти 400 километров (250 миль) южных двух третей разлома. Ученые говорят, что подобное землетрясение могло произойти в любое время, поскольку интервал с 1717 года длиннее интервалов между более ранними событиями. Новое исследование, проведенное Университетом Отаго и Австралийской организацией по ядерной науке и технологиям, изменило даты землетрясений до 1717 года на 1535-1596 (вместо 1620), 1374 и 1405 (вместо 1430) и 1064 и 1120. (вместо 1100). Более раннее землетрясение произошло между 887 и 965 годами.

Исторический

В исторические времена на Альпийском разломе не было крупных землетрясений; его южные и северные ответвления , однако, испытали сильные землетрясения:

Прогноз следующего землетрясения

В 2012 году исследователи GNS Science опубликовали 8000-летнюю временную шкалу 24 крупных землетрясений на (южной оконечности) разлома от отложений в Хокури-Крик, недалеко от озера МакКерроу на севере Фьордленда. С точки зрения землетрясений, разлом длиной 850 километров (530 миль) замечательно постоянен, разрываясь в среднем каждые 330 лет, с интервалами от 140 до 510 лет. В 2017 году исследователи GNS пересмотрели цифры после того, как они объединили обновленные записи об участках Хокури с данными за тысячелетие с другого участка, в 20 км от реки Джон О'Гроутс, чтобы получить запись о 27 крупных землетрясениях за 8000-летний период. . Это дало среднюю частоту рецидивов 291 год плюс-минус 23 года по сравнению с ранее оцененной частотой 329 лет плюс-минус 26 лет. В новом исследовании интервал между землетрясениями составлял от 160 до 350 лет, а вероятность землетрясения через 50 лет после 2017 года оценивалась в 29 процентов.

Прогнозируемые эффекты разрыва

Большие разрывы также могут вызывать землетрясения в разломах, продолжающихся к северу от Альпийского разлома. Есть свидетельства палеоцунами о почти одновременных прорывах Альпийского разлома и Веллингтонского (и / или других крупных) разломов на севере, которые произошли по крайней мере дважды за последние 1000 лет. В исследовании 2018 года говорится, что значительный прорыв в Альпийском разломе может привести к блокировке дорог (особенно на западном побережье или на западном побережье) на несколько месяцев, как в случае землетрясения в Кайкоуре в 2016 году , что приведет к проблемам с снабжением городов и эвакуацией туристов. Окружные советы на Западном побережье и в Кентербери заказали исследования и начали подготовку к ожидаемому сильному землетрясению в Альпийском разломе.

Зоны риска землетрясений Новая Зеландия. До 2011 года отсутствие исторических землетрясений в Альпийском разломе интерпретировалось как снижение риска.

История исследования

В 1940 году Гарольд Веллман обнаружил, что Южные Альпы связаны с линией разлома длиной около 650 км (400 миль). В 1942 году разлом был официально назван Альпийским разломом как продолжение ранее нанесенной на карту структуры. В то же время Гарольд Веллман предложил горизонтальное смещение на 480 км (300 миль) на Альпийском разломе. Это смещение было предположено Веллманом отчасти из-за сходства горных пород в Саутленде и Нельсоне по обе стороны от Альпийского разлома. Боковые смещения такой величины не могли быть объяснены геологией доплит-тектоники, и его идеи изначально не были широко приняты до 1956 года. В 1964 году Веллман также предположил, что Альпийский разлом является кайнозойской структурой, что противоречит принятому более раннему мезозойскому возрасту в то время. Эта идея в сочетании со смещением разлома предполагала, что земная поверхность находится в относительно быстром постоянном движении, и помогла опровергнуть старую геосинклинальную гипотезу в пользу тектоники плит.

Ричард Норрис и Алан Купер из Департамента геологии Университета Отаго провели обширные исследования структуры и петрологии Альпийского разлома соответственно в конце 20-го и начале 21-го веков. Именно в это время была обнаружена и уточнена цикличность землетрясений Альпийского разлома и значение увеличения степени метаморфизма по направлению к разлому. Первоначально предполагалось, что это региональное повышение содержания связано с нагревом от трения вдоль разлома, а не с поднятием более глубоких геологических толщ. Ричард Х. Сибсон из того же университета также использовал Альпийский разлом для уточнения своей номенклатуры разломных пород, получившей международное признание.

Проект глубокого разломного бурения

Проект Deep Fault Drilling Project (DFDP) был попыткой в ​​2014 году извлечь образцы горных пород и флюидов и провести геофизические измерения внутри зоны Альпийского разлома на глубине. Это был международный исследовательский проект стоимостью 2,5 миллиона долларов, предназначенный для бурения 1,3 км до места разлома за два месяца. DFDP был вторым проектом, в котором была предпринята попытка пробурить активную зону разлома и вернуть пробы после обсерватории разломов Сан-Андреас на глубине . Одной из целей проекта было использование деформированных пород из зоны разлома для определения их устойчивости к нагрузкам. Исследователи также планировали установить долговременное оборудование для измерения давления, температуры и сейсмической активности вблизи зоны разлома. Его возглавили новозеландские геологи Руперт Сазерленд , Джон Таунсенд и Вирджиния Той, и в нем участвует международная группа из Новой Зеландии, Канады, Франции, Германии, Японии, Великобритании и США.

В 2017 году они сообщили, что обнаружили под Ватароа , маленьким городком на Альпийском разломе, «экстремальную» гидротермальную активность, которая «может иметь большое коммерческое значение». Один из ведущих исследователей сказал, что это, вероятно, будет уникальным в мировом масштабе.

Смотрите также

Рекомендации

Источники

дальнейшее чтение

  • Ховарт, Джейми Д.; Barth, Nicolas C .; Фитцсаймонс, Шон Дж .; Ричардс-Динджер, Кейт; Кларк, Кейт Дж .; Biasi, Glenn P .; Cochran, Ursula A .; Лэнгридж, Роберт М .; Berryman, Kelvin R .; Сазерленд, Руперт (2021). «Пространственно-временная кластеризация сильных землетрясений на трансформном разломе, управляемая геометрией». Природа Геонауки . DOI : 10.1038 / s41561-021-00721-4 . ISSN  1752-0894 .

Внешние ссылки