Τεταρτογενής εξέλιξη του Ανατολικού Κορινθιακού κόλπου

Abstract

The Gulf of Corinth is the second most active continental rift in the world and thus a much-studied natural laboratory for analyzing details of rift history. A new detailed offshore seismic survey combined with previously acquired data in its least studied part, the Lechaion Gulf, shed light on the tectono-sedimentary evolution of the eastern end of the Corinth rift. This study shows that: (i) the Lechaion Gulf is the submerged northern part of the onshore Corinth–Nemea basin, (ii) they are both bounded to the south by the north dipping Klenia and Kenchreai faults, which are considered at present inactive, (iii) both the Corinth–Nemea basin and the Lechaion Gulf were formed at around between 3.6 and 4 Ma BP (middle to late Pliocene), at the same time with the Megara basin, and (iv) the Lechaion Gulf was submerged and took its present shape at around between 0.7 and 1.7 Ma BP, at the same time with the Gulf of Corinth and the Alkyonides Gulf. Furthermore, sequence stratigraphy interpretation of seismic profiles from the Lechaion Gulf revealed: (i) a total post-alpine sediment thickness of almost 3 km below the Lechaion Gulf, (ii) at least 400 m of sediments accumulated during the last 245 ka, corresponding to a mean sedimentation rate of 1.3 m/ka for the last 245 ka and 2.3 m/ka for the Holocene, and (iii) differential vertical movement, in the order of 4.5 km, between the bedrock under the Lechaion Gulf and the adjacent mountains yields an accumulative average slip rate of 0.9 m/ka or less, over the last 4 Ma. The slip rate that was estimated for the Holocene is about 4.5 m/ka for the southern part and 2.5 m/ka for the northern part, while the extensional rate is similar with those calculated by geodetic surveys, about 7.7 mm/yr ± 1.0. The earthquake recurrence interval over the eastern end of the Corinth rift for the majority of the faults varies between ~100 and ~300 years, for magnitudes between 6.1 and 6.4. Finally, the high possibility of tsunami generation is investigated, while the tsunami propagation and its results on the coast are analyzed through modeling. Therefore, for estimating more accurately the slip rates, the uplift rates, the extensional rates and the earthquake recurrence interval over the whole Corinth rift, the presently mentioned tectono-sedimentary evolution of the Lechaion Gulf should be taken into consideration. The results of this research aim to contribute to the improvement of the existing models for the creation and evolution of the Corinth rift and the understanding of similar geological environments. They also hope to provide the necessary tools for emergency planners to be able to assess the risk and to develop tsunami risk reduction plans for the inhabitants of the coastal areas around the Gulf of Corinth, which in the future could be hit by a tsunami.

Ο Κορινθιακός Κόλπος είναι η δεύτερη πιο ενεργή ηπειρωτική τάφρος στον κόσμο και ως εκ τούτου ένα ιδιαίτερο φυσικό εργαστήριο για την ανάλυση της ιστορίας διάνοιξης ηπειρωτικών τάφρων. Μια νέα λεπτομερής θαλάσσια σεισμική έρευνα σε συνδυασμό με δεδομένα που είχαν αποκτηθεί στο λιγότερο μελετημένο τμήμα του κόλπου, τον Κόλπο του Λέχαιου, έριξε φως στην τεκτονο-ιζηματογενή εξέλιξη του ανατολικού άκρου της Κορινθιακής τάφρου. Η μελέτη αυτή δείχνει ότι: (i) ο Κόλπος του Λέχαιου είναι το βυθισμένο βόρειο τμήμα της χερσαίας λεκάνης Κορίνθου-Νεμέας, (ii) και οι δύο, προς τα νότια οριοθετούνται από τα ρήγματα Κλένια και Κεχριές που κλίνουν βόρεια, τα οποία σήμερα θεωρούνται ανενεργά, (iii) τόσο η λεκάνη της Κορίνθου-Νεμέας όσο και ο κόλπος του Λέχαιου σχηματίστηκαν γύρω στα 3.6 - 4 Ma πριν από σήμερα (μέσο με ανώτερο Πλειόκαινο), ταυτόχρονα με τη λεκάνη των Μεγάρων και iv) ο κόλπος του Λέχαιου βυθίστηκε και πήρε το σημερινό του σχήμα από περίπου 0.7 έως 1.7 Ma πριν από σήμερα, ταυτόχρονα με τον Κορινθιακό Κόλπο και τον Κόλπο των Αλκυονίδων. Επιπλέον, η στρωματογραφική ερμηνεία των σεισμικών προφίλ από τον κόλπο του Λέχαιου αποκάλυψε: (i) το συνολικό πάχος των ιζημάτων κάτω από τον κόλπο του Λέχαιου είναι σχεδόν 3 km, (ii) τουλάχιστον 400 m ιζημάτων που συγκεντρώθηκαν κατά τη διάρκεια των τελευταίων 245 ka, δίνοντας μια μέση ταχύτητα ιζηματογένεσης 1.3 m/ka για τα τελευταία 245 ka και 2.3 m/ka για το Ολόκαινο και iii) διαφορική κατακόρυφη κίνηση, της τάξης των 4.5 km, μεταξύ του υποβάθρου κάτω από τον κόλπο του Λέχαιου και των γειτονικών βουνών, δίνουν ένα αθροιστικό μέσο ρυθμό ολίσθησης 0.9 m/ka ή λιγότερο, κατά τη διάρκεια των τελευταίων 4 Ma. Ο ρυθμός ολίσθησης που εκτιμήθηκε για το Ολόκαινο είναι περίπου 4.5 m/ka για το νότιο τμήμα και 2.5 m/ka για το βόρειο τμήμα, ενώ ο συντελεστής επέκτασης είναι παρόμοιος με εκείνους που υπολογίζονται από γεωδαιτικές έρευνες, περίπου 7.7 mm/yr ± 1.0. Η περίοδος επανάληψης για σεισμούς που λαμβάνουν χώρα στο ανατολικό άκρο της Κορινθιακής τάφρου, για την πλειονότητα των ρηγμάτων κυμαίνεται μεταξύ ~ 100 και ~ 300 έτη, για μεγέθη μεταξύ 6.1 και 6.4. Τέλος, μελετάται η μεγάλη πιθανότητα εκδήλωσης tsunami, ενώ η διάδοση του κύματος και τα αποτελέσματά του στην ακτή αναλύονται μέσω συνθετικών μοντέλων. Επομένως, για να εκτιμηθούν ακριβέστερα οι ρυθμοί ολίσθησης, οι ρυθμοί ανύψωσης, οι ρυθμοί επέκτασης και η περίοδος επανάληψης σεισμικών γεγονότων σε ολόκληρη την Κορινθιακή τάφρο, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η σημερινή τεκτονο-ιζηματογενής εξέλιξη του κόλπου του Λέχαιου. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας φιλοδοξούν να συνεισφέρουν στη βελτίωση των υπαρχόντων μοντέλων για την δημιουργία και εξέλιξη της Κορινθιακής τάφρου και την κατανόηση αντίστοιχων γεωλογικών περιβαλλόντων. Επίσης ευελπιστούν να δώσουν τα απαραίτητα εργαλεία στους σχεδιαστές μέτρων έκτακτης ανάγκης, προκειμένου να μπορέσουν να αξιολογήσουν την επικινδυνότητα και να καταρτίσουν σχέδια για τη μείωση του κινδύνου από τσουνάμι για τους κατοίκους στις παράκτιες περιοχές γύρω από τον Κορινθιακό κόλπο, οι οποίες στο μέλλον θα μπορούσαν να πληγούν από την εκδήλωση ενός τσουνάμι.