Murd (geoloogia): määratlus, tüübid ja maavärinad

Murd (geoloogia): selge määratlus, tüübid ja seos maavärinatega — uurige murdeid, nende liike, tekkemehhanisme ja riskipiirkondi.

Rike on murd või purunemine maakoores (litosfääris), kus kivimikihtide struktuur muutub ja tekib nihkejoon. Mõned vead on aktiivsed: nendes liikuvad kivimiosad üksteisest mööda kas jätkuvalt või perioodiliselt, mis võib põhjustada pingete vabanedes maavärinaid. Aktiivsed rikked on olulised nii geoloogilise arengu kui ka inimasustuse ohutusvaatepunktist.

Killustumine toimub siis, kui kivimisisesed nihkepinged ületavad neid kooshoidvad jõud või kivimi tugevuse. Murdumist ennast nimetatakse murdeplaadiks. Kui murdeplaat paljastub maapinnal, võib see moodustada kalju või järsu nõlva ehk murdepiiri, mida sageli näha kui teravat astet maastikus.

Nurka vea tasandi ja kujuteldava horisontaaltasandi vahel nimetatakse vea kaldenurgaks. Rikked võivad olla madala kaldenurgaga (peaaegu horisontaalsed) või väga järsud. Kaldenurk mõjutab, kuidas plokid liiguvad ja millist tüüpi deformatsiooni teke on tõenäoline.

Vea põhiosad ja terminid

Vea kirjeldamisel kasutatakse mõningaid standardseid termineid:

• Vea plaat (fault plane) – pind, mööda mida kaks plokki üksteise suhtes liiguvad.
• Ülemine plokk (hanging wall) ja alumine plokk (footwall) – plokid, mis on eraldatud vea plaadiga; need võivad ühe suhtes liikuda üles või alla.
• Vea jälg (fault trace) – vea lõikejoon maapinnal.
• Murdepiir / scarp – nähtav astme moodustumine, kui murre on paljastunud või viimase õhumurru tulemusena tekib maapinna reljeefis erinevus.
• Libisemiskiirus (slip rate) – pikkus, mille võrra plokid suhtes teineteisele liiguvad ajaühikus (tavaliselt mm/a).

Tüübid ja liigitus

Vead liigitatakse peamiselt kolme põhikategooriasse, sõltuvalt plokkide omavahelisest liikumisest:

• Normal- ehk lõhestusmurd (normal fault) – tekib siis, kui crustal extension (maakoore venimine) põhjustab, et ülemine plokk liigub alumise ploki suhtes alla. Sageli esineb riftivööndites ja sissevoolu aladel (näiteks E.-Aafrika rift).
• Tagasilükkemurd ehk thrust/reverse fault – tekib kokkusurutuse tingimustes; ülemine plokk liigub suhteliselt ülespoole võrreldes alumise plokiga. Kui kaldenurk on väga madal, nimetatakse seda thrust-veaks. Sageli seotud mäestike tekkega (näiteks Alpide vöönd, Himaalaja).
• Nihkemurd ehk strike‑slip fault – plokid liiguvad üksteise suhtes peamiselt horisontaalselt, mööda üksteise kõrvalt. Kui nihke suund on peaaegu lõpmine, räägitakse vasak- või parempoolse nihkega veast (nt San Andreas, Kalifornias).

Paljud rikked on obliik‑libisemise tüüpi, kus kombineeruvad vertikaalne ja horisontaalne liikumine (näiteks pisut nihke ja pisut tõusu/ületõusu ühes ja samas murdes). Lisaks on olemas ka keerukamad süsteemid, kus üksteisega seotud paljud väiksemad rikked moodustavad laiemalt deformatsioonivööndi.

Seos maavärinatega

Enamik maavärinaid tekib just rikkete lähedal, kui kahe ploki vahel kogunenud pinge ajapikku ületab hõõrdumist ja plokid äkiliselt liuglevad – seda nimetatakse stick‑slip protsessiks. Rikke suurus, müütmilline pindala, libisemise suurus ja kiirus määravad põhjustatud maavärina energia ja potentsiaalse magnituudi. Suured pinnasesse või sügavamale ulatuvad nihked võivad põhjustada tugevaid maavärinaid, mis tekitavad ulatuslikke purustusi ja sekundaarseid ohte (nt maalihe, tsunami, maalihe).

Kuidas rikkesid uuritakse ja hinnatakse

• Geoloogiline kaardistamine – murdejälgede ja murdepiiride otsimine maastikul ning kivimite nihkete dokumenteerimine.
• Paleoseismoloogia – puuraukude ja lõikuste (trench) analüüs murdejälje kohal, et leida varasemaid maavärinaid ja määrata nende vanus.
• Geodeesia ja GPS – tähtsaimad meetodid praeguse liikumise ja kiiruse mõõtmiseks (mm/a täpsus). InSAR‑meetodid võimaldavad mõõta peent deformatsiooni pinnal.
• Seismoloogia – lokaalse ja kaugseismiliste andmete abil määratakse plaastri ja murde sügavust, nihke olemust ja sündmuste kordumist.
• Seire ja riskihindamine – aktiivsete rikealade jälgimine ja mudeleerimine, et hinnata maavärina tõenäosust ning koostada ohutusnõudeid ja ehitusnorme.

Mõju ja riskijuhtimine

Rikked kujutavad endast märkimisväärset loodusriski piirkondades, kus need on aktiivsed või kus asustustihedus on suur. Riskide vähendamiseks kasutatakse muuhulgas: maapinna geoloogilist kaardistamist, ohutusalade piiranguid, ehitusnorme vastavalt seismilisele riskile, varajase hoiatuse süsteeme ja hädaolukorra planeerimist. Teaduslikud uuringud aitavad paremini ennustada võimalikku käitumist ja vähendada inimeste ja infrastruktuuri kahjustusi.

Näited tuntud rikketest maailmas: San Andreas (strike‑slip), Alpide ja Himaalaja piirkondade thrust‑süsteemid (kokkusurutus), ning Euraasia ja Põhja‑Ameerika plaatide piiril tekkivad subduktsioonirikked, mis võivad tekitada suuri tsunamiid ja tugevaid maavärinaid.

Küsimused ja vastused

K: Mis on viga?

K: Mis juhtub, kui kivimiosad liiguvad üksteisest mööda?

K: Mis põhjustab lõhede tekkimist?

K: Kuidas nimetatakse murdumist ennast?

K: Kuidas ilmneb murdeplaat maapinnal?

K: Kuidas nimetatakse nurka, mis jääb mõranemistasapinna ja kujuteldava horisontaaltasapinna vahele?

K: Kuidas liigitatakse vead?

Otsing