Alpine Fault - Alpine Fault

Alpine Fault
Zealandia-kontinent kort en.svg
Bevægelse langs Alpine Fejl er deformerer kontinent Zealandia , med den sydlige del (på Stillehavet Plate ) glider forbi og lidt på den nordvestlige del (på Indo-Australske Plade ).
South Island snestorm 2003.jpg
Sne beskriver den skrænt dannet af Alpe Fault langs sydlige alper 'nordvestlige kant, i nærheden af Sydøen vestkyst. Dette satellitbillede viser kølvandet på en snestorm, der ramte øen i juli 2003.
Etymologi Sydlige Alper
Land New Zealand
Område West Coast og Southland Regioner
Egenskaber
Rækkevidde Sydlige Alper
Længde 480 km (300 mi)
Strejke NE-SV
Forskydning 30 mm (1,2 tommer) / år
Tektonik
Plade Indo-australsk , Stillehavet
Status Aktiv
Jordskælv 1717 forhistorisk
Type Streg-slip fejl
Bevægelse Dextral / konvergent, østsiden opad
Alder Miocene - Holocæn
Orogeny Kaikoura

Den Alpine Fejl er en geologisk fejl , der løber næsten hele længden af New Zealands South Island (c. 480 km) og danner grænsen mellem Stillehavet Plate og Indo-Australske Plade . De sydlige alper er blevet løftet op over fejlen i løbet af de sidste 12 millioner år i en række jordskælv. Imidlertid er det meste af bevægelsen om fejlen strejkslip (side til side), hvor Tasman-distriktet og vestkysten bevæger sig nordpå og Canterbury og Otago bevæger sig sydpå. De gennemsnitlige sliphastigheder i fejlens centrale region er ca. 38 mm om året, meget hurtigt efter globale standarder. Det sidste store jordskælv på Alpine Fault var i ca. 1717 e.Kr. estimeres sandsynligheden for, at en anden sker inden for de næste 50 år til ca. 75 procent.

Geografisk omfang og pladebevægelse

Image
Kort over den nordlige ende af Alpine Fault and Marlborough Fault System.

Den Pacific Plate og Indo-Australske Plade grænse danner Macquarie Fejl Zone i Puysegur Trench off det sydvestlige hjørne af Sydøen og kommer på land som Alpe Fault lige nord for Milford Sound. Alpine Fault løber derefter længden af ​​Sydøen lige vest for de sydlige Alper til nær Lewis Pass i den centrale nordlige del af øen. På dette tidspunkt opdeles det i et sæt mindre fejl kendt som Marlborough Fault System . Dette sæt fejl, som inkluderer Wairau-fejlen , Hope-fejlen , Awatere-fejlen og Clarence-fejlen , overfører forskydning mellem Alpine Fault og Hikurangi subduktionszone mod nord. Hope Fault menes at repræsentere den primære fortsættelse af Alpine Fault.

Den indo-australske plade subducerer mod øst syd for Sydøen og Pacific Plate subducerer mod vest mod nord. I midten er Alpine Fault en transformationsgrænse og har både dextral (højre-lateral) strejke-slip bevægelse og hævning på den sydøstlige side. Hævningen skyldes et element af konvergens mellem pladerne, hvilket betyder, at fejlen har en signifikant højvinklet omvendt skrå komponent til dens forskydning.

Alpine Fault har den største løft nær Aoraki / Mount Cook i sin centrale sektion. Her er den relative bevægelse mellem de to plader i gennemsnit 37–40 mm om året. Dette fordeles som 36–39 mm vandret og 6-10 mm bevægelse opad på fejlens plan pr. År.

Geologisk oprindelse og udvikling

Image
New Zealand før aktivering af Alpine Fault (30 Ma).
Image
Udplantning, der viser hydrotermisk ændret kataclasit i grønt, inden for Alpine Fault zone, Waikukupa River.
Image
Alpine Fault outcrop viser banded cataclasite og breccia , Waikukupa River.

For mellem 25 og 12 millioner år siden var bevægelsen på den proto-alpine fejl udelukkende strejke-slip. De sydlige alper var endnu ikke dannet, og det meste af New Zealand var dækket af vand. Derefter begyndte løftningen langsomt, da pladens bevægelse blev lidt skråt over stregen fra Alpine Fault. I de sidste 12 millioner år er de sydlige alper blevet løftet ca. 20 kilometer, men da dette er sket, er mere regn blevet fanget af bjergene, hvilket fører til mere erosion. Dette har sammen med isostatiske begrænsninger holdt de sydlige alper mindre end 4.000 m.

Opløftning på alpefejl har ført til eksponering af dybe metamorfe klipper nær fejlen inden for de sydlige alper. Dette inkluderer mylonitter og Alpine Schist , som øges i metamorf kvalitet mod fejlen. Det eroderede materiale har dannet Canterbury Plains . Alpine Fault er ikke en enkelt struktur, men deler sig ofte i rene strejke- og dip-slip-komponenter. Nær overfladen kan fejlen have flere brudzoner.

Fejlzone geologi

Fejlzonen er eksponeret adskillige steder langs vestkysten og består typisk af en 10–50 m bred fejlhulzone med gennemgribende hydrotermisk ændring. Det meste af bevægelsen langs fejlen sker i denne zone. In outcrop er fejlzonen overlejret af mylonitter, der dannes i dybden og er blevet løftet af fejlen.

Jordskælv

Der har ikke været nogen større historiske jordskælv på Alpine Fault. På grund af dette blev det i midten af ​​det 20. århundrede spekuleret i, at Alpine Fault kryber uden at foretage store jordskælv. Imidlertid udledes det nu af flere beviser for, at Alpine Fault brister, hvilket skaber store jordskælv ca. hvert par hundrede år.

Forhistorisk

Den Maori ankom i New Zealand c.1300 men aldrig nået en høj befolkningstæthed i koldere Sydøen. Selvom jordskælv er en vigtig del af den muntlige tradition i Maori , er der ikke sendt historier om jordskælv på Sydøen. I løbet af de sidste tusinde år har der været fire store brud langs alpefejlen, der forårsager jordskælv af omkring størrelsesorden 8. Disse blev tidligere bestemt at have fundet sted i cirka 1100, 1430, 1620 og 1717 CE med intervaller mellem 100 og 350 år . Jordskælvet i 1717 ser ud til at have involveret et brud langs næsten 400 kilometer af de sydlige to tredjedele af fejlen. Forskere siger, at et lignende jordskælv kunne ske når som helst, da intervallet siden 1717 er længere end intervallerne mellem de tidligere begivenheder. Nyere forskning udført af University of Otago og den australske nukleare videnskabs- og teknologiorganisation reviderede datoerne for jordskælv før 1717 til mellem 1535 og 1596 (i stedet for 1620), 1374 og 1405 (i stedet for 1430) og 1064 og 1120 (i stedet for 1100). Et tidligere jordskælv blev identificeret til at have fundet sted mellem 887 og 965.

Image

Historisk

Der har ikke været store jordskælv på Alpine Fault i historisk tid; dens sydlige og nordlige udløber har dog oplevet betydelige jordskælv:

Forudsigelse af næste jordskælv

I 2012 offentliggjorde GNS Science- forskere en 8000-årig tidslinje med 24 større jordskælv på (den sydlige ende af) fejlen fra sedimenter ved Hokuri Creek nær McKerrow-søen i det nordlige Fiordland. I jordskælvssammenhæng er den 850 km lange fejl bemærkelsesværdigt konsistent og sprænger i gennemsnit hvert 330. år med intervaller fra 140 år til 510 år. I 2017 reviderede GNS-forskere tallene, efter at de kombinerede opdaterede Hokuri-stedregistreringer med en tusind års rekord fra et andet sted, 20 km væk ved John O'Groats River, for at producere en oversigt over 27 større jordskælvshændelser i løbet af 8000-årsperioden . Dette gav en gennemsnitlig gentagelsesrate på 291 år, plus eller minus 23 år, mod den tidligere estimerede hastighed på 329 år, plus eller minus 26 år. I den nye undersøgelse varierede intervallet mellem jordskælv fra 160 til 350 år, og sandsynligheden for, at der opstod et jordskælv i 50 år efter 2017, blev anslået til 29 procent.

Projicerede virkninger af et brud

Store brud kan også udløse jordskælv på fejlene, der fortsætter nordpå fra Alpine Fault. Der er paleotsunami-tegn på næsten samtidige brud på Alpine Fault og Wellington (og / eller andre større) fejl mod nord, der har fundet sted mindst to gange i de sidste 1.000 år. En undersøgelse fra 2018 siger, at et signifikant brud i Alpine Fault kan føre til, at veje (især i eller til vestkysten) bliver blokeret i flere måneder, som med jordskælvet i Kaikoura i 2016 , med problemer med at forsyne byer og evakuere turister. Distriktsråd langs vestkysten og i Canterbury har bestilt undersøgelser og påbegyndt forberedelserne til et forventet stort jordskælv på Alpine Fault.

Image
Jordskælvsrisici New Zealand. Indtil 2011 blev manglen på historiske jordskælv på Alpine Fault fortolket som en lavere risiko.

Forskningens historie

I 1940 fandt Harold Wellman , at de sydlige alper var forbundet med en fejllinje, der var cirka 650 km lang. Fejlen blev officielt navngivet Alpine Fault i 1942 som en udvidelse af en tidligere kortlagt struktur. Samtidig foreslog Harold Wellman 480 km lateral forskydning på Alpine Fault. Denne forskydning blev udledt af Wellman til dels på grund af ligheden mellem klipper i Southland og Nelson på begge sider af Alpine Fault. Sideforskydninger af denne størrelsesorden kunne ikke forklares med geologi før plade-tektonik, og hans ideer blev først oprindeligt accepteret indtil 1956. Wellman foreslog også i 1964, at Alpine Fault var en cenozoisk struktur, som var i konflikt med den ældre accepterede mesozoiske tidsalder. på det tidspunkt. Denne idé kombineret med forskydningen på fejlen foreslog, at jordens overflade var i relativt hurtig konstant bevægelse og hjalp med at vælte den gamle geosynklinale hypotese til fordel for pladetektonik.

Richard Norris og Alan Cooper fra Institut for Geologi, University of Otago gennemførte omfattende forskning om henholdsvis Alpine Fault's struktur og petrologi gennem det senere 20. og tidlige 21. århundrede. Det var i løbet af denne tid, at jordskælvene i Alpine Fault og betydningen af ​​stigningen i metamorf kvalitet mod fejlen blev opdaget og raffineret. Oprindeligt blev denne regionale stigning i kvalitet antaget at være fra friktionsopvarmning langs fejlen ikke ophøjelse af dybere geologiske sekvenser. Richard H. Sibson fra samme universitet brugte også Alpine Fault til at forfine sin nomenklatur for fejlklipper, som fik international tilslutning.

Deep Fault Drilling Project

Deep Fault Drilling Project (DFDP) var et forsøg i 2014 på at hente sten- og væskeprøver og foretage geofysiske målinger inde i Alpine Fault-zonen i dybden. Det var et internationalt forskningsprojekt på 2,5 millioner dollars designet til at bore 1,3 km til fejlplanen på to måneder. DFDP var det andet projekt, der forsøgte at bore en aktiv fejlzone og returnere prøver efter San Andreas Fault Observatory i dybden . Et af målene med projektet var at bruge de deformerede klipper fra fejlzonen til at bestemme dets modstandsdygtighed over for stress. Forskere planlagde også at installere langtidsudstyr til måling af tryk, temperatur og seismisk aktivitet nær fejlzonen. Det blev ledet af newzealandske geologer Rupert Sutherland , John Townsend og Virginia Toy og involverer et internationalt hold fra New Zealand, Canada, Frankrig, Tyskland, Japan, Det Forenede Kongerige og USA.

I 2017 rapporterede de, at de havde opdaget under Whataroa , et lille township på Alpine Fault, "ekstrem" hydrotermisk aktivitet, som "kunne være kommercielt meget vigtig". En af de ledende forskere sagde, at det sandsynligvis vil være globalt unikt.

Se også

Referencer

Kilder

Yderligere læsning

  • Howarth, Jamie D .; Barth, Nicolas C .; Fitzsimons, Sean J .; Richards-Dinger, Keith; Clark, Kate J .; Biasi, Glenn P .; Cochran, Ursula A .; Langridge, Robert M .; Berryman, Kelvin R.; Sutherland, Rupert (2021). "Spatiotemporal gruppering af store jordskælv på en transformationsfejl styret af geometri". Naturgeovidenskab . doi : 10.1038 / s41561-021-00721-4 . ISSN  1752-0894 .

eksterne links