view in publisher's site

Tectonic conditioning revealed by seismic refraction facilitates deep-seated landslides in the western escarpment of the Main Ethiopian Rift

Highlights•Local lithology and deep-reaching faults are predisposing factors for landslides.•Rainfall and present-day fluvial and mass movement processes are triggers.•Fault orientation and landslide occurrence dominated by regional tectonic structure•Faults facilitate water flow into pyroclastic sediements where lateral flow occurs.AbstractLandslide is a geo-hazard phenomenon that has been taking lives and causing severe property damages all over the world mostly in mountainous areas. The Main Ethiopian Rift has a unique tectonic setting with complex geological and geomorphological features, coupled with continuously deteriorating environmental conditions, which made its escarpments vulnerable for landslides. The study area is located near the Debre Sina town, within the Yizaba Wein locality, which has been severely affected by frequent landslide problems. This work was carried out using a multidisciplinary approach based on geological, geomorphological, kinematic analysis and geophysical survey. Seismic refraction investigations were carried out along the Yizaba Wein landslide main scarp to determine the depth to the bedrock and to the failure plane, to assess the stability of the slope, to locate possible structural features and to identify the extent of recent landslide activity, and to study the subsurface situation. The seismic measurements were made along three nearly orthogonal survey lines in the recently affected area. A high-resolution 2D P-wave survey was conducted using a 24-channel seismic unit. The seismic refraction results revealed four layers of geomaterials with distinct physical characteristics that contained a subsurface landslide anomaly within the layers. The layers were interpreted according to the major lithological units, from top to bottom: (i) clay, loosely cemented colluvial sediments and highly weathered agglomeratic basalt; (ii) highly to moderately fractured porphyritic basalt, ignimbrite-volcanic ash and rhyolite/trachyte; (iii) moderately to slightly fractured ignimbrite, rhyolite/trachyte and basalt and (iv) very strong, massive, fresh rock/bedrock. Faults and weak zones have also been identified in the bedrock based on the abundance of fractures and subsidiary faults resulting from damage of rocks and change of lithology due to variable fault rock formation strongly influencing the wavefield distribution which usually causes a local decrease of the velocity value. The main findings show that the landslide in the Yizaba Wein locality was caused by its complex geological-structural setting and downslope movement of the underlying pyroclastic sediment facilitated by heavy rainfall. Considering the similar geological and tectonic settings, similar mechanisms can be assumed for other landslides along the rift margins and associated highlands of Ethiopia.

تهویه مطبوع که به وسیله انکسار لرزه‌ای آشکار می‌شود، زمین لغزش‌های عمقی در دامنه غربی شکاف اصلی اتیوپی را تسهیل می‌کند.

نکات برجسته * لیتولوژی محلی و گسل‌های عمیق عوامل مستعد کننده زمین لغزش هستند. فرآیندهای حرکت توده‌ای و رودخانه‌ای در حال حاضر محرک هستند. * جهت گیری خطا و وقوع زمین لغزش تحت سلطه ساختار زمین ساختی منطقه‌ای * گسل‌ها جریان آب را به درون رسوبات آذرآواری که در آن جریان‌های جانبی رخ می‌دهند، تسهیل می‌کنند. ریفت اصلی اتیوپی دارای یک محیط زمین ساختی منحصر به فرد با ویژگی‌های پیچیده زمین‌شناسی و ژئومورفولوژیکی است که با شرایط زیست‌محیطی رو به وخامت پیوسته همراه است و باعث آسیب‌پذیری کشتی‌های آن در برابر زمین لغزش می‌شود. منطقه مورد مطالعه در نزدیکی شهرک دبر سینا در محله ییزابا وین واقع شده‌است که به شدت تحت‌تاثیر مشکلات مکرر زمین لغزش قرار گرفته‌است. این کار با استفاده از یک رویکرد چند رشته‌ای براساس زمین‌شناسی، ژئومورفولوژی، تحلیل جنبشی و بررسی ژئوفیزیکی انجام شد. بررسی‌های شکست لرزه‌ای در طول نقشه اصلی زمین لغزش یزابا به منظور تعیین عمق به سنگ بس‌تر و صفحه شکست، به منظور ارزیابی پایداری شیب، به منظور تعیین ویژگی‌های ساختاری احتمالی و شناسایی میزان فعالیت اخیر زمین لغزش و مطالعه وضعیت زیر سطحی انجام شد. اندازه‌گیری‌های لرزه‌ای در طول سه خط بررسی متعامد در منطقه اخیرا تحت‌تاثیر قرار گرفته انجام شد. یک بررسی موج P دوبعدی با وضوح بالا با استفاده از یک واحد لرزه‌ای ۲۴ کاناله انجام شد. نتایج شکست لرزه‌ای چهار لایه از مواد هندسی با ویژگی‌های فیزیکی متمایز را نشان داد که شامل یک ناهنجاری زمین لغزش زیرسطحی در لایه‌ها بود. این لایه‌ها براساس واحدهای سنگی اصلی، از بالا به پایین تفسیر شده‌اند: (۱)خاک رس، رسوبات با سیمان سست و بازالت آگلومره شده بسیار هوازده؛ (۲)بازالت پورفیری با شکستگی متوسط، ایگنمبریت - آتش فشانی و ریولیت / تراکیت؛ (۳)ایگنمبریت نسبتا شکسته، ریولیت / تراکیت و بازالت و (۴)بسیار قوی، توده‌ای، سنگ تازه / سنگ بس‌تر. همچنین گسل‌ها و مناطق ضعیف در سنگ بس‌تر براساس فراوانی شکستگی‌ها و گسل‌های فرعی ناشی از آسیب سنگ‌ها و تغییر لیتولوژی به دلیل تشکیل سنگ خطای متغیر به شدت بر توزیع میدان موج تاثیر می‌گذارد که معمولا باعث کاهش محلی مقدار سرعت می‌شود. یافته‌های اصلی نشان می‌دهد که زمین لغزش در محله یزابا وین به دلیل محیط پیچیده زمین‌شناسی - ساختاری و حرکت رو به پایین رسوبات آذرآواری زیرین است که با بارش سنگین تسهیل شده‌است. با در نظر گرفتن شرایط زمین شناختی و زمین ساختی مشابه، مکانیزم‌های مشابهی را می توان برای دیگر زمین لغزش‌ها در امتداد حاشیه‌های شکاف و ارتفاعات مربوطه اتیوپی در نظر گرفت.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Earth-Surface Processes
  • ترجمه مقاله Earth-Surface Processes
  • مقاله فرایندهای سطح زمین
  • ترجمه مقاله فرایندهای سطح زمین
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.