Báo cáo về kết quả khảo sát cơ bản các đứt gãy đang hoạt động ở khu vực Yokohama

Hiện tại, chưa có đứt gãy nào được xác nhận đang hoạt động ở khu vực Yokohama.
Tuy nhiên, đã có những trận động đất nhỏ thường xuyên xảy ra gần ranh giới thành phố với Kawasaki, và người ta ước tính có một bậc thang nằm sâu dưới lòng đất ở Yokohama, được cho là phần mở rộng của Đứt gãy Tachikawa đang hoạt động.
Dữ liệu này cho thấy khả năng đứt gãy Tachikawa mở rộng vào khu vực Yokohama.
Do đó, chúng tôi đã tiến hành điều tra về sự hiện diện và hoạt động của bất kỳ đứt gãy nào đang hoạt động trong giới hạn thành phố Yokohama.

Đứt gãy Tachikawa là một đứt gãy đang hoạt động chạy từ tây bắc xuống đông nam từ thành phố Musashimurayama, thành phố Tachikawa và thành phố Kunitachi ở Tokyo, phía bắc thành phố Yokohama.
Các nghiên cứu trước đây cho thấy đứt gãy Tachikawa có khả năng gây ra động đất mạnh 7 độ Richter khoảng 5.000 năm một lần. Người ta tin rằng đầu phía nam của đứt gãy Tachikawa nằm gần sông Tama ở thành phố Kunitachi.
Để tìm các đứt gãy đang hoạt động, chúng ta quan sát các bức ảnh chụp trên không, tìm các bước nhỏ trên địa hình và suy ra vị trí của các đứt gãy đang hoạt động dựa trên tính liên tục của chúng. Tuy nhiên, tại thành phố Yokohama, địa hình đã bị thay đổi do quá trình phát triển và các hoạt động khác, khiến việc đọc các chi tiết cụ thể của địa hình trở nên bất khả thi.
Trong khi đó, các trường đại học và các tổ chức khác trước đây đã tạo ra động đất nhân tạo và nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu dưới lòng đất thông qua cách sóng truyền đi. Điều này đã tiết lộ sự hiện diện của một bậc thang trong tầng địa chất cũ ở độ sâu khoảng 5 đến 7 km tại thành phố Yokohama. Bước này nằm trên phần mở rộng của đứt gãy Tachikawa.
Có thể quan sát thấy dị thường trọng lực xung quanh các vết đứt gãy.
Mặc dù lực hấp dẫn thường được cho là giống nhau ở mọi nơi trên Trái Đất, nhưng thực tế nó thay đổi đôi chút tùy theo vị trí. Nếu có vật liệu nặng hơn ở dưới lòng đất so với khu vực xung quanh, lực hấp dẫn trên bề mặt sẽ mạnh hơn bình thường và nếu có vật liệu nhẹ hơn, lực hấp dẫn sẽ yếu hơn. Do đó, khi các lớp đá nặng nằm sâu dưới lòng đất dâng lên các mức nông hơn do chuyển động đứt gãy, giá trị trọng lực cao hơn bình thường được quan sát thấy ở bề mặt.
Sử dụng dữ liệu này, chúng tôi đã biên soạn các dị thường trọng lực (sự khác biệt so với các giá trị tiêu chuẩn) được đo trên bề mặt đất xung quanh Thành phố Yokohama để làm rõ sự khác biệt trong các tầng ngầm và tạo ra một bản đồ phân bố (Hình 1). Sự khác biệt về trọng lượng dọc theo Đứt gãy Tachikawa có thể nhìn thấy rõ ràng. Dải chênh lệch trọng lực này kéo dài về phía đông nam và dường như vươn tới thành phố Yokohama.

Hình 1 Bản đồ phân phối

Dựa trên dữ liệu này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát được trình bày ở phần tiếp theo.

Khảo sát lỗi được tiến hành với sự hợp tác của Thành phố Kawasaki. Thành phố Kawasaki đã tiến hành thăm dò địa chấn bằng phương pháp phản xạ, nhắm vào các khu vực sâu dưới lòng đất. Thành phố Yokohama đã tiến hành khảo sát phản xạ và trọng lực nông ở những vùng nước nông. Địa điểm tiến hành từng cuộc khảo sát được thể hiện ở Hình 2.

Hình 2: Bản đồ vị trí khảo sát

(1) Khảo sát trọng lực
Phân tích sử dụng dữ liệu trọng lực hiện có cho thấy một vùng chênh lệch trọng lực kéo dài dọc theo Đứt gãy Tachikawa cho đến tận khu vực Yokohama. Tại thành phố Yokohama, các phép đo trọng lực đã được tiến hành tại khoảng 1.500 điểm mới trên một khu vực rộng 5 km và dài 20 km trải dài từ phường Takatsu ở thành phố Kawasaki đến phường Asahi ở thành phố Yokohama. Kết quả (Hình 3) cũng xác nhận sự phân bố của các dị thường trọng lực tương tự như kết quả phân tích dữ liệu trọng lực hiện có.

Hình 3 Kết quả đo trọng lực

(Bản đồ phân bố dị thường trọng lực)

(2) Khảo sát phản xạ địa chấn
Dự án này được thực hiện bởi thành phố Kawasaki, bao gồm việc truyền các rung động từ bề mặt đất và phát hiện các rung động phản xạ từ các tầng địa chất ngầm bằng máy đo địa chấn để khám phá cấu trúc địa chất ngầm. Hình 4 cho thấy tổng quan về thăm dò địa chấn bằng phương pháp phản xạ.

Hình 4: Sơ đồ khảo sát phản xạ địa chấn

Khảo sát phản xạ địa chấn được tiến hành trên tuyến đường sắt phụ kéo dài khoảng 15 km từ Noge ở Quận Setagaya, Tokyo, qua Sông Tama, qua Thành phố Kawasaki, qua Thị trấn mới Kohoku và đến Kamikawaicho ở Quận Asahi.

Tình hình thực hiện khảo sát phản ánh

Trong kết quả khảo sát phản xạ (Hình 5), các sọc trắng và đen biểu thị bề mặt phản xạ. Người ta cho rằng các bề mặt phản chiếu thể hiện sự khác biệt về địa tầng và địa chất.

Hình 5. Kết quả khảo sát phản ánh

Hình 6 cho thấy kết quả khảo sát phản ánh được tiến hành trên đứt gãy Nojima, đứt gãy này hoạt động trong trận động đất ở phía Nam tỉnh Hyogo. Độ lệch ở bề mặt phản xạ có thể nhìn thấy rõ ràng. Kết quả ở khu vực Yokohama cho thấy có sự liên tục của các bề mặt phản xạ ở độ sâu nông (độ sâu khoảng 1.500 m hoặc ít hơn). Điều này cho thấy các tầng địa chất này liên tục và không có đứt gãy. Tuy nhiên, có ba nơi sóng phản xạ bị gián đoạn và tính liên tục không rõ ràng. Ở đây, không thể xác định được có lỗi hay không. Do đó, chúng tôi đã tiến hành khảo sát phản xạ địa chấn nông chính xác hơn tại ba địa điểm này.

Hình 6. Kết quả khảo sát phản xạ cho đứt gãy Nojima

(3) Khảo sát phản xạ địa chấn nông
Nguyên lý của khảo sát phản xạ địa chấn nông cũng giống như khảo sát phản xạ địa chấn, nhưng bằng cách rút ngắn bước sóng rung động, có thể thu được dữ liệu chính xác ở độ sâu nông. Các địa điểm được khảo sát là ba nơi mà dữ liệu từ cuộc khảo sát phản ánh không rõ ràng. Kết quả khảo sát phản xạ địa chấn nông (Hình 7) cho thấy bề mặt phản xạ là liên tục và không có đứt gãy.

Hình 7. Kết quả khảo sát phản xạ địa chấn nông

Ngoài ra, một cuộc khảo sát phản xạ địa chấn nông cũng được tiến hành trên chiều dài 4 km tại Phường Aoba, nằm ở rìa phía bắc của Thành phố Yokohama. Điều này nhằm xác nhận rằng Đứt gãy Tachikawa không lan tới Thành phố Yokohama bằng cách tiến hành khảo sát ở phía bắc Thành phố Yokohama, gần Đứt gãy Tachikawa.

Tình hình thực hiện khảo sát phản ánh nông cạn

Kết quả được thể hiện ở Hình 8. Đúng như mong đợi, bề mặt phản xạ liên tục và không có lỗi.

Hình 8. Kết quả khảo sát phản xạ địa chấn nông ở phía bắc thành phố Yokohama

Các cuộc khảo sát động đất nhân tạo và khảo sát trọng lực trước đây đã gợi ý rằng Đứt gãy Tachikawa có thể mở rộng vào khu vực Yokohama. Tuy nhiên, kết quả khảo sát phản xạ và khảo sát phản xạ nông cho thấy các tầng nông là liên tục. Kết quả khảo sát cho thấy Nhóm Kazusa, một lớp địa chất bắt đầu lắng đọng khoảng 1,5 triệu năm trước, không bị dịch chuyển do đứt gãy, điều đó có nghĩa là không có hoạt động đứt gãy nào kể từ khoảng 1,5 triệu năm trước và người ta xác định rằng Đứt gãy Tachikawa đang hoạt động không mở rộng vào khu vực Yokohama.

Chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới các thành viên của ủy ban đã hướng dẫn và hợp tác trong công việc này.

• Chủ tịch

Kenichi Kojima (Trưởng khoa Khoa học, Đại học thành phố Yokohama)

• Phó Chủ tịch

Masayuki Kikuchi (Giáo sư, Viện nghiên cứu động đất, Đại học Tokyo) (Giáo sư thỉnh giảng, Khoa khoa học, Đại học thành phố Yokohama)

• Các thành viên của Ủy ban

Yoshihiro Kinugasa (Trưởng nhóm nghiên cứu, Cục Khảo sát Địa chất Nhật Bản, Cơ quan Khoa học và Công nghệ Công nghiệp)
Kazuhiro Seo (Giáo sư, Viện Công nghệ Tokyo, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Sau đại học)
Saburo Midorikawa (Giáo sư, Trường sau đại học liên ngành về khoa học và kỹ thuật, Viện công nghệ Tokyo)
Matsuda Iwayo (Giáo sư, Khoa Kinh tế, Đại học Kanto Gakuin)
Haruo Yamazaki (Giáo sư, Khoa Khoa học, Đại học Tokyo Metropolitan)