TETTONICA. Margini trasformi continentali

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1 TETTONICA Margini trasformi continentali Prof. Luigi Ferranti Università di Napoli Federico II

2 Classificazione delle FAGLIE TRASCORRENTI E basata sul loro ruolo rispetto ai limiti di placca. Le faglie TRASCORRENTI possono essere translitosferiche (trasformi) intralitosferiche o intraplacca (trascorrenti s.s.)

3 Ambiente tettonico delle faglie trascorrenti

4 Distribuzione globale delle principali faglie trasformi cenozoiche Ridge-transform (Inactive) boundary-transform Ridge-transform

5 Faglie trasformi continentali (Boundary transform) Separano placche che si muovono parallele al loro limite, collegando differenti limiti (es. dorsale con zona di subduzione, giunzioni triple). boundary-transform Ridge-transform

6 Faglia di San Andreas

7 Evoluzione del margine di placca W del N America (30-20 Ma) Rivera TJ Mendocino TJ Juan de Fuca Plate Cocos Plate

8 Sviluppo di una boundary transform: evoluzione del margine di placca W del N America (10-0 Ma)

9 Margine concentrato o diffuso? La deformazione non è accomodata su una sola faglia ma su un complesso sistema di faglie

10 Bend compressivo delle Transverse Ranges La presenza del bend determina dorsali trasversali con faglie e pieghe.

11 Offset cumulativo lungo la San Andreas Stime basate su offset di corpi geologici (correlazione Salinian-Sierra Nevada) danno valori di c. 1.2 cm/a negli ultimi Ma Ernst et al., 1970

12 Differenti stime del rigetto lungo la San Andreas Circuito delle placche: 3 Ma (4.8 cm/a) VLBI e GPS: attuale (3.4 cm/a) Conoidi profonde: 500 km in 15 Ma (3.3 cm/a) Blocco Salinian: 600 km in 50 Ma (1.2 cm/a) Bacini terziari: 300 km in 30 Ma (1 cm/a)

13 La discrepanza della San Andreas (SAD) Esiste una discrepanza sui tassi di dislocazione moderni: studi di cinematica delle placche: 4.8 cm/a dati VLBI e GPS: 3.4 cm/a Discrepanza: 1.4 cm/a La discrepanza si può spiegare con cc. 1.2 cm/a sulla ECSZ e Walker Lane, e con cc. 0.2 cm/a su faglie non note offshore Pertanto il sistema di dislocazione è DIFFUSO

14 Potenziale sismogenetico

15 Modello del Il ciclo ciclo sismico deformativo La teoria di Reid è incorretta per due aspetti 1) l accumulo di deformazione intersismica NON E l inverso del rilascio di energia co-sismica;

16 Accumulo di strain elastico nell area di Los Angeles: the Big One ~ 35 mm/yr accumulo di strain elastico lungo la San Andreas in una regione di ~ 100 km La faglia è bloccata e lo strain sarà rilasciato in futuri terremoti Dall ultimo terremoto (1857) sono stati accumulati ~ 5 m (35 mm/yr x 150 yr) di rigetto potenziale elastico Elastic strain

17 Storia sismica e ricorrenza dei grandi terremoti M>7 media 132 yr s 105 yr Probabilità stimata in 30 anni: 7-51% Sieh et al., 1989

18 Probabilità di uno o più terremoti con M>6.7 nella regione di San Francisco ( ) Il 62% si deve al contributo massimo cumulato delle 4 faglie. Sono indicate le probabilità di terremoti M>6.7 sulle singole strutture e la loro variazione lungo strike Zoback M.L., 2006

19 Faglia debole o forte (weak or strong)? -Mount e Suppe (1987) e Zoback et al (1987) hanno messo in luce che l asse di compressione è circa normale alla San Andreas, che tuttavia continua a muoversi come faglia trascorrente (invece di essere un thrust) -La San Andreas dunque è debole (WEAK), nel senso che non sente il campo di stress attuale Central California Southern California Asse Sh max da terremoti e break-out nei pozzi Linee tratteggiate: traiettorie calcolate di Shmax

20 Comportamento da Weak fault nel lungo termine Esistono anche pieghe Plio-Q con asse sub-parallelo alla San Andreas, che indicano un raccorciamento ortogonale (comportamento non da trascorrente ma da thrust!)

21 La Alpine Fault (Nuova Zelanda) Collega due zone di subduzione a polarità opposta (Macquarie e Tonga- Kermadec). Il rigetto totale è stimato in 400 km sulla base di marker geologici dislocati (es. Ofioliti). Altre stime arrivano fino a km. A NE si apre a ventaglio con una serie di splays 38 mm/yr

22 La Alpine Fault ha cominciato a svilupparsi dal Miocene superiore (10 Ma- 0), dopo un lungo periodo di spreading Sviluppo della Alpine Fault

23 Horsetail splay e bacini trastensivi nel settore settentrionale (North Island Dextral Fault Belt)

24 Step-over traspressivo nello Stretto di Cook Tra le due isole è presente un importante step-over destro. Più nel dettaglio, sono presenti sia strutture positive che negative Pondard & Barnes, 2010

25 Deformazione attiva lungo la Alpine Fault Numerose indicazioni di attività come le valli lineari e i canali dislocati Porters Pass Fault

26 Terremoto Mw 8.1 del 1855 Il terremoto sulla Wairarapa fault (parte della Alpine Fault nella Northern Island) ha prodotto la più alta dislocazione trascorrente co-sismica conosciuta (max 19 m, media 16 m, misure nella figura in basso a destra) come ricavata da canali dislocati Rodgers and Little, 2006

27 Relazioni di scala e struttura profonda Il rapporto dislocazione/lunghezza è alto per le relazioni empiriche note (cioè la faglia ha prodotto un rigetto TROPPO ALTO per le sue dimensioni). Ciò è attribuito a una alta profondità fragile con i segmenti della Alpine fault (Wellington e Wairarapa) che si radicano nel piano di subduzione Rodgers and Little, 2006

28 Faglia del Mar Morto (Dead Sea Fault, DSF) Trasforme sinistra lunga 1000 km. Separa Arabia dalla microplacca del Sinai (Nubia) Binario per lo spreading nel Mar Rosso e la collisione negli Zagros. Movimento iniziato nel Terziario con apertura del Mar Rosso.

29 Movimento iniziato nel Miocene inf-medio con apertura del Mar Rosso. La precedente separazione di Arabia e Africa (Oligocene) avvenne nel Golfo di Suez e lungo una trasforme oggi sommersa nel Mar di Levante (CMFZ) con 10 km di trascorrenza sinistra. Gvirtzmann & Steinberg 2012

30 Struttura della faglia del Mar Morto Due bacini regionali di pull-apart su stepover estensionali (Golfo di Elat (Aqaba) e Mar Morto). A N, step-over compressivo in Libano (Palmyra fold-belt). Marker geologici dislocati (in senso sinistro): Sud: 105 km (dal Miocene) Nord: 5-17 km (dal Pliocene superiore) La dislocazione minore a N si deve al fatto che parte del moto relativo delle placche viene assorbito dalla Palmyra fold-belt Garfunkel, 1981

31 Il settore meridionale Nella parte meridionale si individuano due segmenti principali (Jordan Valley Fault e Wadi Arabia Fault) separati dallo step-over sinistro (estensionale) del Mar Morto. La Faglia del Carmelo si diparte verso il Mediterraneo.

32 Step-over estensionale: Bacino del Mar Morto

33 Sismicità I terremoti indicano trascorrenza sinistra (e localmente trastensione e traspressione) in accordo con geologia e geodesia Palano et al., 2013

34 Dislocazione geodetica Le misure indicano tassi di scorrimento ATTUALI di c. 5 mm/a per la faglia (come nel Quaternario) Al Tarazi et al., 2011

35 Evidenze archeosismologiche di forti terremoti passati lungo la DSF Indicano una dislocazione sinistra Marco, 2008

36 Terremoti storici a Petra (Giordania) Petra, il Grande Tempio