Процеси на втечняванe на почви и проявата им при силните трусове в източна Турция

Втечняване възниква, когато наситените с вода утайки или почви временно загубят якост и придобиват свойствата на течност. Това са чести явления, които възникват при земетресения. Процеса може да се оприличи като земята за кратко става течна подобно на плаващи пясъци. Процеса на втечняване е добре описан на сайта на Britannika и в страницата посветена на процеса във WikipediA. И още един линк към обобщителна статия по въпроса.

В резултат на сътресението водата от по-ниски водоносни хоризонти се издига и втечнява почвата/грунта в основите на сградите. Източник: https://aessoil.com
Източник: https://mavink.com/
Много често при тези процеси се формират пясъчни вулкани. Източник.

Процесите на втечняване водят до значително усилване на сътресяемостта.

Влияние на геоложката основа и втечняването върху силата на сътресяемостта. Източник.

Примери за такива процеси могат да се дадат много. Счита се, че слабата скална основа и процесите на втечняване са довели до опустошителните резултати от труса през 1985 г. в Мексико.

Обърнете внимание на това клипче. В долния ляв ъгъл се показват данните от две сеизмични станции – горната е в обхвата на седиментния басейн, долната – в скалния фундамент. Анимацията илюстрира перфектно ефекта на усилване на сътресяемостта в седиментните басейни. Това се дължи не само на процеси на втеченяване, но и на резонанса на сеизмичните вълни.

3D симулация на земетресение с нисък магнитуд в седиментен басейн (Волви, Гърция).

Процеси на втечняване, породени от серията силни земетръси от м. февруари 2023 г.

За да се оцени ситуацията, трябва да има познаване на геоложките и геоморфоложките параметри на района.

Източник Deniz Bozkurt.

Следващия текст е от чудната част (The Geomorphological Regions of Turkey) от монографията  Landscapes and Landforms of Turkey, която е налична в ResearchGate.

Северно от Сирия, регионът Хатай съответства географски на източните брегове на залива Искендерун, планините Аманос (Nurdağ, на турски) и четири удължени падини, граничещи и успоредни на източните склонове на веригата Аманос. В общата тектоника, като издигане и слягане на блокове, разломните скали контролират геометрията и организацията на релефните компоненти, като главните реки се вливат в тектонски контролирани басейни (напр. грабенът на долината Карасу до падините на езерото Амик и Антакия) или корита (напр. река Аси, пресичаща веригата Аманос, използвайки корита Антакия, който води до Средиземно море: Bridgland et al. 2012).

Потоците също са адаптирани към линията на разлома, спускащи се към залива Искендерун (западните склонове на Аманос) и грабена Карасу (източните склонове на Аманос). Литологиите също се намесват силно в тектониката при оформянето на ландшафта на региона. В източните падини пейзажите са оформени в кластични отлагания, травертини и базалтови стромболийски вулкани, свързани с обилни потоци от лава. В веригата Аманос дебели разкрития на кредни варовици (все още частично покрити с офиолити) са създали красиви карстови пейзажи в пропорции, подобни на тези, наблюдавани в веригата Таурус. Докато дълбоки каньони врязват тези кредни варовици (особено в южната част на Аманос), повърхността на издигнатите блокове все още носи различни карстови характеристики, като висящи долини, записващи минали речни връзки между блокове, ограничени от разломи.

На запад, заливът на Искендерун е тектонски контролиран басейн, който се задълбочава към морето, и граничи с издигнатата и простираща се югозапад – североизток верига Аманос (>2000 н.в.). Тя формира гръбнака на региона (4.47). По крайбрежието на Персийския залив стръмни скали, спускащи се в морето, почти не се прекъсват от малки пясъчни плажове, докато често се виждат повдигнати морски и речни тераси, заедно с изсечени вълни и плажни скали

Геоложка карта на района, Източник: The Geomorphological Regions of Turkey. Amik L. маркира местоположението на пресушено езеро, район с много силни прояви на втечняване.

Веднага след труса М7.8 USGS публикува карта на районите, в които се очаква проявата на тези процеси.

imgbox

Заредени в QGIS данните от USGS за районите с вероятна проява на процеси на втечняване (тъмно сивите полигони). С ромбове са показани епицентрите на серията трусове; контурите дават интензитета на сътресяемоста (PGA); розовите точки са картирани по сателитни снимки свлачища (данни на NASA).

Екип гръцки колеги (Taftsoglou et al) на базата на ползване на дистанционни методи публикуват резултатите от направен анализ. Коментира се, че „Обширно втечняване се наблюдава по бреговете на езерата в Gölbaşı (Adıyaman), в района на кея на пристанището İskenderun и в Antakya близо до река Asi“. Други важни заключения са:

Районът, който е най-засегнат от втечняване и странично разпространение, е равнината Амик и речната равнина Оронтес (Аси), северно от Антакия. Равнината Амик (Amuq) е транстензионен седиментен басейн, образуван в точката на срещане на зоната на източен анадолски разлом и зоната на разлома на Мъртво море (Coskun 1994, Yener et al. 2000, Karatas 2014). Равнината Амик е покрита от холоценски флувиолакустринни седименти над последователност от терциерни седименти с дебелина 200-300 метра. Централно-западната част на равнината е покрита от езерото Амик, пресушено в началото на 70-те години.

Следва тяхното описание на работния процес и получените резултати:

След опустошителните земетресения M7.7 и M7.6, ние събрахме всички налични сателитни данни и данни от дистанционно наблюдение над засегнатия район, веднага щом станаха достъпни. Срещнахме трудности по отношение на облачността и снежната покривка над района, особено в северната част, където повечето от интересуващите ни области все още са покрити от скорошен снеговалеж. Въз основа на методология, прилагана по-рано при земетресения (Hauksson et al. 2020, Papathanassiou et al. 2022), използвахме оптични сателитни изображения от мултиспектрален сензор Copernicus Sentinel-2 с разделителна способност от 10 m, за да сканираме за индикации за втечняване. Първите придобивания на Sentinel-2 над района се състояха на 9 февруари, три дни след силните земетресения. Нашето търсене беше фокусирано върху райони кандидати, които се характеризират с добре представени холоценски речни и езерни седименти, с плосък релеф и относително близо до разлома, както и широки речни долини.

Изображенията на Sentinel-2 могат да идентифицират характеристики на втечняване, но не са подходящи за картографиране на отделни мезо-мащабни (т.е. с размер на кола, къща) характеристики или прояви. След идентифицирането на редица райони използвахме оптични сателитни изображения с много висока разделителна способност (VHR), предоставени от програмата Maxar Open Data (с разделителна способност от 0,3-0,7 m). Покритието на VHR данни беше ограничено, затова използвахме оптични изображения на планетата (наземна разделителна способност 3 м), за да покрием по-широка зона за търсене. На няколко места използвахме допълнителен наличен източник, като ортофото на UAV за реагиране (OpenAerialMap) и изображения на Copernicus Emergency Mapping Service (EMS) в ключови градски райони. Изображенията след земетресението датират от 6 февруари до 12 февруари 2023 г.

Изображенията от Copernicus Sentinel-1 SAR бяха използвани за интерферометричен анализ и картографиране на кохерентност (coherence mapping). Идентифицирахме 760 места с характеристики на втечняване и странично разпространение (lateral spreading features) по протежение на 250-километров участък от разкъсването на Източноанадолската разломна зона (Фигура 6).

image host

Най-северната зона, където успяхме да идентифицираме явления на втечняване, беше езерото Голбаси, в североизточната част на разкъсването на земетресението M7.7. Картографирането на по-висока географска ширина беше ограничено от снежната покривка и ограничената наличност на VHR изображения. От степента на картографираните явления на втечняване, ние считаме, че тези са предизвикани от първото разкъсване на M7.7, в началото на февруари, и не включват втечняване от второто земетресение M7.6 на север.

Повечето места на втечняване и странично разпространение се проявяват покрай и в близост до крайбрежни места, речни долини и дренирани езера/блатисти райони, покрити с холоценски рохкави седименти. Следващата фигура показва разпределението на картографираните места на втечняване по дължината на разлома и показва, че повечето концентрации се намират в басейни, пълни с холоценски седименти.

Детайлна сателитна снимка и интерпретацията на набюдаваните явления: (1) експулсиран на повърхността седимент – ляво; (2) същото с набръчкване на повърхността в съседство с центъра на експулсиране – дясно. Източник – Taftsoglou et al

Района на летището Hatay

Едни от най-впечатляващите снимки на повърхностни разкъсвания бяха тези, документиращи пораженията на пистите на това летище.

Анализът на гръзките колеги ясно показва, че щетите са в голяма степен предизвикани от геоложката обстановка и процесите на втечняване. Летището е построено върху основата на сравнително наскоро пресушено езеро (контурите му са очертани от архивни, доскоро секретни снимки на Corona:

image host

На 24 февруари Ozgur Kozaci споделя в Twitter:

Прелетяхме над района южно от летище Хатай. Втечняването и страничното разпространение е доста разпространено в тази област. Човек може дори да картографира заровени/изоставени меандри на река Аси, като разгледа характеристиките на втечняване.

На снимките по-долу са показани повърхностните разкъсвания, картирани по детайлни снимки от Maxar

image host

Едни от най-въздействащите щети са снимки и видео материали от двулентов път (в състояние по-различно от БГ ситуацията) в провинция Хатай, водещ към Сирия. Няма вид да се причинени от срязване по разломните сегменти, а по-скоро да са локална екстензия, причинена от втечняване.


Снимки и материали от социалните мрежи

Информативни снимки може да се намерят в социалните мрежи.

Източник: OzdemirAlpay
Източник: OzdemirAlpay Локацията е дадена на картата долу.

В мрежата има и клипчета:

Има и тримерни лазарни снимки/ тримерни модели на случаи на втечняване в плантации памук. Източник, twitter.

Fake news?

Може би такива са съобщенията за оформени големи кратери?


Ситуацията в България

Картината не е хич розова, особено ако на картата се нанесат най-заселените райони:

image host

Източник: МРРБ.

Трябва още търсене на информация да се разбере на каква точно основа е направена тази карта, и дали са отчитани/използвани съвременните методи като геотехническия, описан тук.

Има и малко на брой публикации, като тази, включително и за льоса от северна БГ.


Малко литература

Liquefaction as a seismic hazard

Не може да минем без USGS