Σεισμοτεκτονική & Τεκτονική Πλακών
Αναγκαιότητα – Προκλήσεις
Η σύγκλιση των τεκτονικών πλακών έχει συχνά ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη ρηγμάτων (και πτυχών) στον ανώτερο φλοιό της Γης, σε χρονικές κλίμακες που κυμαίνονται από χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια, με τη σύνοδο γένεση μεγάλων σεισμών (M>6). Επειδή οι ρυθμοί επανάληψης των ισχυρών σεισμών ανά ρήγμα κυμαίνονται από εκατοντάδες έως χιλιάδες χρόνια, το φαινόμενο της επαναληψιμότητας των σεισμών στα ρήγματα είναι δύσκολο να μελετηθεί από την ενόργανη σεισμολογία. Μέσω της σεισμοτεκτονικής/παλαιοσεισμολογίας επεκτείνουμε το χρονικό παράθυρο καταγραφής ισχυρών σεισμών και ρηγμάτωσης πίσω στον χρόνο (<~500 χιλιάδες χρόνια), προσπαθώντας να κατανοήσουμε τον τρόπο με τον οποίο τα ενεργά ρήγματα αναπτύσσονται στον χώρο και τον χρόνο μέσα από διαδοχικούς ισχυρούς σεισμούς. Υπάρχουν γενικοί κανόνες που διέπουν την (συχνά) χαοτική σεισμική συμπεριφορά τους; Τι ρόλο μπορεί να παίζει η γειτνίαση (ή συμβολή) των ενεργών ρηγμάτων στον ρυθμό επανάληψης μεγάλων καταστροφικών σεισμών; Ποιός είναι ο ρόλος (και η σημασία) των ενεργών ρηγμάτων που δεν έχουν επιφανειακή εκδήλωση; Ποιά είναι η σημασία της μεροληπτικής δειγματοληψίας (sampling bias) ρηγμάτων ή/και παλαιοσεισμών για τον υπολογισμό της σεισμικής επικινδυνότητας μίας περιοχής;
Ζώντας σε μία χώρα που βρίσκεται στα όρια σύγκλισης ενεργών τεκτονικών πλακών, στην Ελλάδα, μία μεγάλη πρόκληση σχετίζεται με την κατανόηση του μηχανισμού γένεσης και ρυθμού επανάληψης των ισχυρών σεισμών (Μ>7.5) στην διεπαφή των τεκτονικών πλακών. Έχοντας σημαντικές ενδείξεις ότι το σύστημα είναι πολυπαραγοντικό, προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε την (βέβαιη) αλληλεπίδραση των ρηγμάτων του ανώτερου φλοιού της Γης με την επιφάνεια της βυθιζόμενης πλάκας σε διάφορες χρονικές κλίμακες. Με ποιόν τρόπο (και κατά πόσο) οι μεγάλοι σεισμοί που σπάνε την διεπαφή των τεκτονικών πλακών, επηρεάζουν το μέγεθος και τον ρυθμό επανάληψης των σεισμών στα ρηγμάτων της Άνω Πλάκας (εκεί, δηλαδή, που συχνά βρίσκονται και οι πιο πυκνοκατοικημένες περιοχές της Γης); Ποιά είναι η επίδραση της ασεισμικής παραμόρφωσης στη γένεση μεγάλων σεισμών; Πως κατανέμεται η σεισμική και η ασεισμική παραμόρφωση μέσα στη ζώνη διεπαφής των πλακών και πως οι δύο αυτοί τύποι παραμόρφωσης συνδυάζονται για να φιλοξενήσουν την κίνηση των πλακών (και τους μεγάλους σεισμούς); Οι πληροφορίες που προκύπτουν από την έρευνα αυτή βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση μηχανισμών νεοτεκτονικής (σεισμικής και ασεισμικής) παραμόρφωσης του φλοιού της Γης, με απώτερο σκοπό την καλύτερη αποτίμηση του σεισμικού κινδύνου.
Κύριες ερευνητικές δραστηριότητες
- Ανάπτυξη ρηγμάτων σε γεωλογικές και σεισμικές χρονικές κλίμακες
- Δομή και κινηματική της συμβολής ενεργών κανονικών (normal) και οριζοντιολισθητικών (strike-slip) ρηγμάτων
- Οι επιπτώσεις της αλληλεπίδρασης των ρηγμάτων στο ρυθμό ολίσθησης και επαναληψιμότητας των μεγάλων (M>6) σεισμών
- Οι επιπτώσεις της μεροληπτικής δειγματοληψίας σεισμικών παραμέτρων στον υπολογισμό της σεισμικής επικινδυνότητας
- Γεωμετρία, κινηματική και σεισμογένεση στο εσωτερικό της διεπαφής πλακών
- Ο ρόλος της αλληλεπίδρασης των ρηγμάτων του άνω φλοιού και της διεπαφής των πλακών στη γένεση μεγασεισμών κατά μήκος ενεργών ζωνών υποβύθισης
- Η ‘μηχανική’ των μεγάλων σεισμών στις πλευρικές απολήξεις ενεργών ζωνών υποβύθισης
- Ασεισμική ολίσθηση και μεγασεισμοί
- Ο ρόλος των ρευστών στις μηχανικές ιδιότητες των ρηγμάτων
Μεθοδολογία – Εργαλεία Έρευνας
Για να πετύχουμε τους στόχους μας, χρησιμοποιούμε ένα ευρύ φάσμα εργαλείων και μεθοδολογιών, από παλαιοσεισμολογικές τομές σε ενεργά ρήγματα στη στεριά & τη μελέτη ανυψωμένων ακτογραμμών κατά μήκος ενεργών ζωνών υποβύθισης, μέχρι τη χρήση γεωχημικών, γεωφυσικών και γεωδαιτικών μεθόδων για τον προσδιορισμό της ηλικίας παλαιοσεισμών ή της δράσης ενεργών ρηγμάτων μέσα στο χρόνο. Συγκεκριμένα:
- Παλαιοσεισμολογικές τομές σε ενεργά ρήγματα (εργασία πεδίου)
- Χαρτογράφηση ρηγμάτων – Τεκτονική γεωμορφολογία (εργασία πεδίου)
- Εντοπισμός μεγέθους και ηλικίας παλαιο-σεισμών μέσω μετρήσεων κοσμογενών ισοτόπων, σπανίων γαιών, ραδιο- και τεφρο-χρονολόγησης (εργασία πεδίου).
- Εντοπισμός ρηγμάτων και ποσοτικοποίησης της ανάπτυξής τους μέσω ανάλυσης DEM, Lidar και δεδομένων σεισμικής ανάκλασης.
- Ανυψωμένες παλαιοακτές: πώς η θαλάσσια πανίδα/χλωρίδα αποκαλύπτει σμήνη μεγασεισμών χιλιάδες χρόνια πριν.
- Χαρτογράφηση της κατανομής των ελαστικών τάσεων κατά μήκος ενεργών ζωνών υποβύθισης (ποιά τμήματα του τόξου είναι τοπικά ισχυρά ‘κλειδωμένα’;)
Επιχειρησιακές Δραστηριότητες – Υπηρεσίες
- Άμεση απόκριση για επιτόπια έρευνα πεδίου μετά από ισχυρούς σεισμούς
- Συνεισφορά στην Μόνιμη Επιτροπή Σεισμοτεκτονικής Ελλάδος (ΟΑΣΠ)
- Βάση Δεδομένων Ενεργών Ρηγμάτων NOAFaults (υπό διαμόρφωση)