SSM perspektiv
Bakgrund och syfte
Stora jordbävningar inträffar huvudsakligen längs plattgränser. På grund av detta har mycket av forskningen riktats mot denna tektoniska miljö. Den allmänna bristen på seismicitet i stabila kontinentala områden, såsom Baltiska Skölden, har försvårat uppskattningar, såväl som förståelsen, av den seismiska faran i dessa tektoniska miljöer. Stora jordbävningar vid plattgränser tenderar att vara stationära fenomen som återkommer vid samma förkastningssystem. Observationer av nutida, historiska och paleoseismiska jordbävningar inom plattorna tyder på ett mer migrerande jordbävningsmönster (Stein et al., 2009). Det har till och med hävdats att jordbävningar i stabila kontinentala områden kan inträffa i regioner utan tidigare seismicitet och inga indikationer av ackumulerad deformation vid markytan (Calais et al. 2016).
Det föreslagna projektet sammanställer information om den nuvarande förståelsen av jordbävningars stationäritet och maximala möjliga magnituder i stabila kontinentala områden. Den jämför även SKB:s modellering av sprickrörelser med observerade förkastningsrörelser i historiska jordbävningar. Vid denna jämförelse har en värdering gjorts rörande relevansen av jämförelsen med avseende tektonisk miljö, geologisk komplexitet, nutida och dåtida seismicitet. Studien är av betydelse för säkerhetsanalysen av slutförvaret för radioaktivt avfall eftersom den kan användas för att värdera tillförlitligheten av SKB:s antaganden om sekundära rörelser i förhållande till avståndet till den primära rörelsen och Forsmarksplatsens förmodade långsiktiga stabilitet.
Resultat och slutsatser
Nyligen utfört arbete av de geologiska undersökningarna i Skandinavien, SKB och POSIVA, visar ett mönster av seismicitet från idag tillbaka till slutet av mellersta Weichsel (ca 57 tusen år sedan) med stora skalv strax efter att inlandsisen smälte bort. Detta tyder på en rumslig stationäritet och inte oförutsägbar migration.
Digital Surface Rupture Databases, databaser som innehåller observationer av förkastningsbranter, och nyligen publicerade statistiska analyser av sekundära förskjutningar, användes för att förutsäga sekundära rörelser som en funktion av avståndet från den förkastning som hyser jordskalvet. De förutspådda sekundära rörelserna jämfördes med modellerade förskjutningar, för samma jordbävningsmagnitud och avstånd från förkastningen.
Nurminen et al. (2020) och Moss et al. (2022) (för reversa förkastningar) och Petersen et al. (2011) presenterar ekvationer för sekundära rörelser som en funktion av storlek och avstånd. Deras förutsägelser är större, vanligtvis mycket större, än de inducerade sprickrörelser som förutspåtts av SKB med hjälp av 3DEC-mjukvaran. De rörelser som förutspåtts av Yoon et al. (2014) och Yoon och Zang (2019) med hjälp av Particle Flow Code 3D v4 (PFC), fanns ligga närmare observationerna av sekundära rörelser. Framförallt för större spröda strukturer, dvs. förkastningar och inte enskilda sprickor, fanns matchningen mellan empiri och PFC vara som störst. Detta tyder på att de flesta observationerna som ligger till grund för databaserna representerar reaktivering av redan existerande förkastningar, inte av sprickor. Om så är fallet finns det ingen konflikt mellan de (större) empiriska och (mindre) modellerade förskjutningarna, eftersom de mäter olika fenomen.
Rekommendationer
Fråga 1 – Etablera hur PFC-modellering av inducerade förkastningsrörelser (som matchar empiriska förskjutningar) skiljer sig från PFC-modellering av inducerad sprickförskjutning (vilket underskattar empiriska förskjutningar). Beror det på att förkastningarna tilldelades andra mekaniska egenskaper än sprickorna i PFC-modellen? Och om inte det, vad orsakar skillnaden?
Fråga 2 – Efter att ha besvarat fråga 1, kan 3DEC-modellering reproducera observerade sekundära förkastningsrörelser?
Fråga 3 – Om ytterligare postglaciala förkastningar kartläggs i Sverige med hjälp av LiDar, bör undersökningar genomföras i syfte att leta efter möjliga sekundära rörelser associerade med den primära förkastningsbranten. Om grävning utförs, överväg att även gräva ut möjliga sekundära förkastnings[1]strukturer. Viss försiktighet bör iakttas: (1) förläng dikena bort från den primära branten för att leta efter tecken på sekundära, och (2) dokumentera vilken typ av berggrundsstruktur som är kopplad med eventuella sekundära rörelser. Ju mer information om förkastningsbranter vi kan få från den Baltiska Skölden, desto mindre kommer vi att behöva förlita oss på analoger från andra stabila kontinentala regioner (som Australien).