Study of active tectonics of western Greece using InSAR-seismology and structural geology
Authors: Τσιρώνη Βαρβάρα 
Published: September 2024

Η παρούσα διατριβή διερευνά την ενεργό τεκτονική μέσω διαστημικών γεωδαιτικών τεχνικών, όπως η ανάλυση χρονοσειρών InSAR και GNSS, στην ευρύτερη περιοχή της Δυτικής Ελλάδας. Αρχικά, η μελέτη της διατριβής επικεντρώνεται στη χερσόνησο της Παλικής, η οποία βρίσκεται κοντά στο ρήγμα μετασχηματισμού της Κεφαλλονιάς (CTF), και παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ενεργό βράχυνση που παράγεται λόγω της συμπιεστικής παραμόρφωσης σε ολόκληρη τη δυτική Κεφαλονιά μέσω μιας ολοκληρωμένης ανάλυσης γεωδαιτικών δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των InSAR και GNSS. Η περιοχή είναι επιρρεπής σε συχνούς σεισμούς, λόγω της γειτνίασής της με το ρήγμα μετασχηματισμού της Κεφαλονιάς (CTF), ένα δεξιόστροφο ρήγμα οριζόντιας ολίσθησης μήκους 140 χιλιομέτρων (με διεύθυνση ΒΒΑ-ΝΝΔ), το οποίο φιλοξενεί τη σχετική κίνηση μεταξύ των λιθοσφαιρικών πλακών της Απουλίας και της μικροπλάκας του Αιγαίου. Η ανάλυση καλύπτει την περίοδο από το 2016 έως το 2022 και αξιοποιεί το LicSBAS,, ένα λογισμικό πακέτο ανοικτού κώδικα, για την ανάλυση χρονοσειρών μετατοπίσεων InSAR με τη μέθοδο N-SBAS. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης InSAR καταδεικνύουν ρυθμούς παραμόρφωσης μεταξύ 2 και 5 mm/yr στη διεύθυνση λήψης (LOS) του δορυφόρου. Επίσης, η μελέτη της διατριβής παρήγαγε νέους χάρτες ταχυτήτων των συνιστωσών E-W και Up-Down. Τα αποτελέσματα δείχνουν βράχυνση στον άξονα Α-Δ 1,5 mm/yr μεταξύ της Παλικής (Ληξούρι) και της κεντρικής Κεφαλονιάς (Αργοστόλι), που ισοδυναμεί με 187 nstrain/yr ρυθμό βράχυνσης. Η χερσόνησος της Παλικής ανυψώνεται με μέσο ρυθμό 1 mm/yr και οι μέγιστες τιμές ανύψωσης εντοπίζονται στο νοτιοδυτικό τμήμα της χερσονήσου με ρυθμό περίπου 2 mm/yr. Το σεισμικό ρήγμα που ενεργοποιήθηκε κατά τη διάρκεια του σεισμού Μ6.1 της 3ης Φεβρουαρίου 2014 πάνω στη χερσόνησο της Παλικής μπορεί να εντοπιστεί στους χάρτες ως κινηματική ασυνέχεια. Τα αποτελέσματά υποδηλώνουν ένα σύνθετο μοτίβο παραμόρφωσης στη χερσόνησο της Παλικής με συσσώρευση τάσεων κατά μήκος ρηγμάτων οριζόντιας ολίσθησης και ανάστροφων ρηγμάτων. Νέοι χάρτες τεκτονικών ταχυτήτων για την περιοχή Αιτωλίας-Ακαρνανίας παρήχθησαν. Η μελέτη της διατριβής επιβεβαιώνει επίσης την ερπυστική συμπεριφορά κατά μήκος της ρηξιγενούς ζώνης της Κατούνας (KSF) στην περιοχή Αιτωλίας-Ακαρνανίας, με την παρατηρούμενη μεταβολή της ταχύτητας εκατέρωθεν του ίχνους του ρήγματος να παίζει καθοριστικό ρόλο στη συμπεριφορά του ρήγματος. Στη συνέχεια, παράχθηκε ένα νέο σύνολο δεδομένων μηχανισμών γένεσης (40 σεισμών) για την περιοχή Αιτωλίας & Ακαρνανίας, αποκαλύπτοντας το σύνθετο μοτίβο σεισμικότητας της περιοχής. Η τρίτη περιοχή μελέτης της διατριβής χαρτογράφησε το ρήγμα του Ψαθόπυργου μέσω ανάλυσης χρονοσειρών, αποκαλύπτοντας πιθανή συν-σεισμική ολίσθηση ή παθητική ολίσθηση στο επίπεδο του ρήγματος του Ψαθόπυργου κατά το δεύτερο και τρίτο σταδίο της σεισμικής κρίσης του 2021 στον Κορινθιακό κόλπο. Τα δεδομένα επιβεβαίωσαν επίσης την παρουσία δεξιοστροφής πλάγιας ολίσθησης κατά μήκος του δυτικού τμήματος του ρήγματος του Ψαθόπυργου, όπως επίσης επιβεβαίωσαν την παρουσία ερπυστικής συμπεριφοράς κατά μήκος αυτού του τύπου ρήγματος. Οι μη τεκτονικές κινήσεις που καταγράφηκαν με το InSAR έδειξαν αργές εδαφικές κινήσεις που συνδέονται με την ύπαρξη κατολίσθησεων. Μελετήθηκε η κινηματική συμπεριφορά των ενεργών κατολισθήσεων σε διάφορες τοποθεσίες στην περιοχή του Παναχαϊκού ΄Ορους στην Αχαΐα (Πελοπόννησος, Ελλάδα) χρησιμοποιώντας ανάλυση χρονοσειρών InSAR του δορυφόρου Sentinel (C-Band). Παρήχθησαν χάρτες μέσης μετατόπισης για την περίοδο 2016-2021. Διαπιστώσαμε ότι ο μέγιστος ρυθμός μετατόπισης κάθε κατολίσθησης εντοπίζεται περίπου στο κέντρο της. Η μέση ταχύτητα στη συνιστώσα Α-Δ της κατολίσθησης της Κρήνης είναι ∼3 cm/yr (προς τα ανατολικά) και 0,6 cm/yr βύθιση. Η ταχύτητα στη διευθυνση λήψης του δορυφόρου (Line-of-Sight (LOS)) της κατολίσθησης (κατερχόμενη τροχιά) συγκρίνεται καλά με την παρατηρούμενη ταχύτητα ενός GNSS σταθμού, ο οποίος εδρεύει εντός των ορίων της κατολίσθησης με διαφορές της τάξεως των (±) 3 mm/yr. Τα αποτελέσματά υποδηλώνουν επίσης μια συσχέτιση μεταξύ της βροχόπτωσης και της κίνησης της κατολίσθησης. Για την κατολίσθηση της Κρήνης, μια ανάλυση διασταυρούμενης συσχέτισης των δεδομένων δείχνει ότι η μέση χρονική υστέρηση ήταν 13,5 ημέρες μεταξύ της μέγιστης εποχιακής βροχόπτωσης και της μεταβολής της ταχύτητας της κατολίσθησης στη διεύθυνση λήψης του δορυφόρου (LOS). Διαπιστώθηκε επίσης ότι το ύψος της συνολικής εποχικής βροχόπτωσης ελέγχει την αύξηση του ρυθμού μετατόπισης, καθώς εντοπίστηκαν 40-550 τοις εκατό μεταβολή στον ρυθμό μετατόπισης της κατολίσθησης της Κρήνης, μετά από ένα εποχικό μέγιστο των τιμών βροχόπτωσης στον κοντινό μετεωρολογικό σταθμό της Κάτω Βλασσίας. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, φαίνεται ότι μεγάλο μέρος αυτής της ορεινής περιοχής της Αχαΐας πάσχει από αστάθεια των πρανών που εκδηλώνεται με διάφορους βαθμούς μετατόπισης του εδάφους επηρεάζοντας σε μεγάλο βαθμό τα μορφολογικά χαρακτηριστικά της και τις κατοικημένες περιοχές. Η διατριβή διαπίστωσε μια συσχέτιση μεταξύ βροχόπτωσης και κίνησης κατολίσθησης, με τους ρυθμούς μετατόπισης της ενεργού κατολίσθησης της Κρήνης να αυξάνονται μετά από μια περίοδο βροχόπτωσης. Τα ευρήματα αυτά έχουν σημαντική συνεισφορά στη μελέτη των βραδέως κινούμενων κατολισθήσεων, προσφέροντας νέες προοπτικές για τη συσχέτιση του ρυθμού μετατόπισης μιας κατολίσθησης με το ύψος της συνολικής βροχόπτωσης. Στη συνέχεια, η διατριβή επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση ελαστικών τεκτονικών τεμαχών για την κατανόηση της συνολικής κινηματικής της δυτικής Ελλάδας. Η δυτική Ελλάδα είναι μια περιοχή υψηλής σεισμικότητας που σηματοδοτεί τη μετάβαση από τη σύγκρουση στην υποβύθιση. Βόρεια του CTF, η ανθρακική πλατφόρμα της Απουλίας προσκρούει στη πλάκα της Ευρασίας (ΒΔ Ελλάδα-Αλβανία). Νότια του CTF, η παλαιά μεσοζωική ωκεάνια λιθόσφαιρα του Ιονίου υποβυθίζεται κάτω από την Πελοπόννησο. Η διατριβή μελέτησε την κινηματική σε αυτή την περιοχή με τη μοντελοποίηση του πεδίου ταχυτήτων GNSS χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση ελαστικών τεκτονικών τεμαχών για τον προσδιορισμό των περιστροφών των τεκτονικών τεμαχών και του ρυθμού ολίσθησης κατά μήκος των κύριων ρηγμάτων του φλοιού. Χρησιμοποιήθηκε ένα πεδίο οριζόντιων ταχυτήτων που προέρχεται από συνεχή δεδομένα GNSS που καλύπτουν την ευρύτερη δυτική Ελλάδα και τη νότια Ιταλία. Διαπιστώθηκε ότι η συνολική κινηματική περιγράφεται καλά από την περιστροφή πέντε (5) τεκτονικών τεμαχών. Τα τεκτονικά τεμάχη αυτά αποτελούνται από το μπλοκ της Απουλίας (APUL), το οποίο αντιστοιχεί στην πλατφόρμα της Απουλίας, την κεντρική Ελλάδα, την Πελοπόννησο και το τέμαχος της Ιονίου-Ακαρνανίας (ΙΑΒ). Το μπλοκ Ιονίου-Ακαρνανίας οριοθετείται από το CTF, τον κόλπο του Αμβρακικού, το ρήγμα Κατούνας-Στάμνας (KSF) και τη ρηξιγενή ζώνη της Μόβρης (MFZ). Επιπλέον, προτάθηκε η ύπαρξη ενός μίκρο-τεμάχους, του τεμάχους της Νότιας Αιτωλίας (SAB), το οποίο βρίσκεται μεταξύ της λίμνης Τριχωνίδας και του Πατραϊκού κόλπου. Το μοντέλο μας προβλέπει δεξιοστροφη οριζοντιολισθητική κίνηση (∼16mm/yr) και μια μικρή συνιστώσα βράχυνσης (∼4mm/yr) κατά μήκος του CTF. Η κίνηση μεταφέρεται στο τριπλό σημείο που εδρεύει δυτικά της Πρέβεζας, όπου εδρεύει το όριο μεταξύ της πλατφόρμας της Απουλίας και της βορειοδυτικής Ελλάδας και της Ηπείρου. Βορειότερα, παρατηρείται ενεργή βράχυνση κατά μήκος του ορίου με ∼7 mm/yr. Ο Αμβρακικός κόλπος υφίσταται ταχεία έκταση με ∼10mm/yr. Το KSF έχει ένα γρήγορο ρυθμό ολίσθησης που αυξομειώνεται σε τιμή και είναι πιθανό ότι ο μακροπρόθεσμος ρυθμός ολίσθησης αντανακλά την ερπυστική συμπεριφορά του ρήγματος. Το MFZ παρουσιάζει δεξιόστροφη οριζοντιολισθητική κίνηση. Το τεκτονικό τέμαχος ΙΑΒ υφίσταται εσωτερική παραμόρφωση και το ρήγμα Κυλλήνη-Κεφαλλονιά (KCF) φαίνεται να ελέγχει ένα μοτίβο διάχυτης παραμόρφωσης στο εσωτερικό του τεμάχους. Επίσης, η διατριβή υποδηλώνει ότι η καταβύθιση της πλάκας της Αφρικής κάτω από την Ευρασία δεν ελέγχει το συνολικό καθεστώς παραμόρφωσης στη Δυτική Ελλάδα.