Αστική γεωλογία και τεκτονική δομή στο πολεοδομικό συγκρότημα Θεσσαλονίκης : εκτίμηση σεισμικής επικυνδυνότητας με γεωλογίκα δεδομένα (μεταδδιδακτορική έρευνα) = Urban and structural geology in the metropolitan area of Thessaloniki : seismic hazzard assesment using geological data (Post-doc Research).

Περίληψη

Ο όρος αστική γεωλογία είναι σχετικά σύγχρονος και αποτελεί μια ολιστική και πολυπαραγοντική έρευνα στην οποία εμπλέκονται όλοι οι κλάδοι της γεωλογίας. Τα γεωλογικά προβλήματα που εντοπίζονται στις αστικές περιοχές είναι περισσότερο επικίνδυνα απ’ ότι σε μη κατοικημένα περιβάλλοντα, απαιτούν τεράστιο κόστος αποκαταστάσεων, ενώ μπορούν να προκαλέσουν και απώλειες ανθρωπίνων ζωών. Στην συγκεκριμένη έρευνα θα μελετηθεί η αστική περιοχή της Θεσσαλονίκης ως προς τη γεωλογία, την επιφανειακή υδρολογία και υδρογεωλογία και τέλος την τεκτονική και νεοτεκτονική. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιούνται επίσης για την ιστορική προσέγγιση επέκτασης του αστικού ιστού από την ίδρυσή της πόλης μέχρι σήμερα. Η αστική γεωλογία χρησιμοποιεί τις γεωτρήσεις σε συνδυασμό με την χαρτογράφηση ανοιχτών εκσκαφών και τα ορατά πρανή μέσα στον αστικό ιστό. Όλα αυτά συνθέτουν την εικόνα της γεωλογίας κάτω από το επίπεδο θεμελίωσης της πόλης. Στις γεωλογικές ενότητες της Θεσσαλονίκης βρίσκουμε επιφανειακά τον κοινό σχηματισμό όλων των αστικών περιβαλλόντων, τις ανθρωπογενείς αποθέσεις. Ακολουθεί η τεφρή άργιλος και οι παράκτιες άμμοι παράλληλα στην ακτογραμμή, οι τεταρτογενείς αποθέσεις και η ψαμμιτομαργαϊκή ενότητα βαθύτερα. Σε επαφή με το βραχώδες μεταμορφωμένο υπόβαθρο βρίσκεται η ενότητα των Ερυθρών αργίλων. Η αστικοποίηση έχει επιδράσει και στους υδάτινους πόρους, στην υδρολογία και υδρογεωλογία μιας περιοχής. Ο σχεδιασμός των υδατορεμάτων σε μία αστική περιοχή συμβάλει στην κατανόηση της αρχικής μορφολογίας, ενώ εξάγονται στοιχεία για τους μορφοτεκτονικούς δείκτες και την ύπαρξη νεοτεκτονικών δομών. Στο πλαίσιο αυτό σχεδιάστηκαν και μελετήθηκαν οι χείμαρροι του ιστορικού κέντρου, της δυτικής και της Ανατολικής Θεσσαλονίκης. Στην περίπτωση εντοπισμού ρήγματος με γεωτρήσεις ή εκσκαφές τα στοιχεία που μπορούν να καταγραφούν είναι περιορισμένα. Ο συνδυασμός τους όμως μαζί με τις επιφάνειες ολίσθησης και άλλα τεκτονικά στοιχεία, μπορεί να δώσει μία εκτίμηση του μήκους επιφανειακής διάρρηξης των ρηγμάτων και της δυναμικότητάς τους. Τα ρήγματα που μελετήθηκαν στον αστικό ιστό είναι: της Αγ. Δημητρίου –Εγνατίας, του Πεδίου Άρεως, Κυβερνείου, Πυλαίας – Πανοράματος, Καλαμαριάς, περιοχής Νέας Ελβετίας, Βότση, Κρήνης και Νοτίου Πανοράματος. Η γνώση της γεωλογίας και της τεκτονικής σε μία αστική περιοχή παίζει σημαντικό ρόλο και στον εντοπισμό γεωτεχνικών προβλημάτων που θα μπορούσαν να προκύψουν και να επηρεάσουν το δομημένο περιβάλλον. Παρουσιάζονται συνοπτικά αυτά τα οποία θα μπορούσαν να απασχολήσουν το πολεοδομικό συγκρότημα της Θεσσαλονίκης. Για να προσδιοριστεί ένα ενεργό ρήγμα και να μελετηθεί σε βάθος έτσι ώστε να υπολογιστεί ο σεισμικός κίνδυνος σε μία αστική περιοχή υπάρχουν μία σειρά από επιμέρους εργασίες σύμφωνα με τις διεθνείς προδιαγραφές. Ο στόχος των μελετών αυτών είναι να καθοριστούν ζώνες μη δόμησης ή δόμησης υπό όρους και προϋποθέσεις, σε περιοχές από τις οποίες διέρχονται ενεργά ρήγματα. Οι ζώνες αυτές διαφέρουν ανάλογα με την ακρίβεια χαρτογράφησης του ίχνους του ρήγματος και τα χαρακτηριστικά του. Για την περαιτέρω μελέτη των γεωδομών του αστικού περιβάλλοντος προτείνεται η δημιουργία οργανωμένης εθνικής βάσης δεδομένων των υπόγειων εργασιών που γίνονται στο αστικό περιβάλλον. Στη βάση αυτή τα ενεργά ρήγματα θα μπορούν να παρακολουθούνται ενόργανα σε πραγματικό χρόνο, για πρόδρομα φαινόμενα μετατοπίσεων αλλά και για ασεισμικές ολισθήσεις.

Urban geology is a new subject in geology since 1900, associated with urbanization. It is an holistic and multifactor faculty, including all the other sections of geology. Urban subsurface knowledge is very crucial nowadays. Geological problems like seismic hazard are more dangerous in built environments. The cost of rebuilding after a major earthquake, as well as the lives lost is enormous. In this research, the urban environment of Thessaloniki is studied according to geology, hydrology, hydrogeology, tectonics, and neotectonics. The findings could be associated with the study of the historical expansion of the city of Thessaloniki since its establishment in 315 B.C. The urban geology report data from core boreholes, open excavation mapping and outcrop observations, when is not covered in urban areas. The combination of all these investigations can result in the geological ground beneath the city. The man‐made ground, or modern fill, is the top layer, which is found in all cities. In Thessaloniki, it is also the archaeological layer. Beneath the sands along the coastline is the black clay layer (a very important layer for building foundations near the seaside). Deeper but also at the surface are the neogene layers. First is the Sanstone‐Marl formation, and deeper, the Red Clay formation, in contact with the rocky Mesozoic basement of Thessaloniki. Urbanization has affected the surface hydrology as well as the hydrogeology beneath the city. The drainage network at the surface has been displaced by the inhabitants. Urban cover morphology can contribute to active tectonics. For the urban faults study, the geological stratigraphy from borehole sheets, excavation mapping, and trenches joined with Slickensides records and morphological data has been used. The studied faults are: Ag. Dimitriou – Egnatia Fault, Pedio Areos, Kyverneio, Pyleas‐ Panorama, Kalamaria, N. Elvetia, Votsi, Krini, and South Panorama faults. The knowledge of tectonic and geological stratigraphy in an urbanized area is very important for mapping geotechnical problems related to seismic hazard in the city, like landslides, liquefaction, and subsidence. The study of the active faults in urban areas can lead to a seismic hazard assessment and finally to seismic hazard microzonation of built areas. Many governments have developed design hazardous maps with building setback zones near well‐defined active fault surface ruptures. In tectonically active cities, the width of these zones is critical for the safety of their inhabitants. The necessity of a national geological database is demonstrated by the study of urban geology. This database may store reports from any excavation and geological fieldwork in the urban subsurface. At the same time, active faults can be monitored in real time for seismic or aseismic movements.