Mitla滑坡,一个事件改变了命运的Mixteco / Zapoteco在中美洲文明

文摘

西班牙征服者的到来之前,Mitla是第二个最重要的城市瓦哈卡的山谷,墨西哥。然而,废墟,可见今天似乎并不匹配的大小超过10000居民的城市。地质和地球物理的研究表明,部分城市是由干燥的存款滑坡可能是由地震引起的大小可能会在6和7之间。monolithological该滑坡,这就是为什么两种地球物理方法被使用,以评估其几何特征和考古遗址表明可能存在的滑坡。

1。介绍

许多假设关于中美洲文化的崩溃与战争、征服、流行,或气候变化。然而,中美洲坐落在一个上下文呈现异常地震,火山,气象现象。过去和当前事件在墨西哥(特豪德培克开始,Pinotepa Nacional或Morelos-Puebla地震~ M8, SSN)表明,海啸,地震,火山喷发反驳许多重要的文明的发展。例如,玛雅文化的崩溃是坚持地相关的大干旱,然而很少有理论把这些人类灭绝和异常事件联系在一起。这场灾难的信息写在法律。这些文件包含的数据与地点和时间规范,也对自然灾害场景提供信息。例如,在Telleriano-Remensis法典,tlacuilos记录大约12地震事件,包括符号表明环境影响的规模出现类似ESI2007 [1]。

中美洲的位置迫使我们认为这些文化非常重要的地震和火山活动。例如,Tarascan帝国的诞生无疑是与景观的变化由于地震和Capaxtiro火山的诞生(2]。除了地区的火山,地震造成重要的失衡或预言,如描述的第四个坏预兆莱昂Portilla [3],它警告阿兹特克的到来西班牙征服者(燃烧的湖,El Lago en骆驼):“Texcoco湖燃烧,沸腾的水膨胀,打扫房屋,造成许多“。这个描述是非常接近的由地震引起的海啸的形成。

另一方面,持续的地震活动在瓦哈卡州带来了一个特定的建筑实践:为了抵制暴力的地震,教堂有很厚的墙,巨大的桥墩,短塔(图1)。

重要的地震的影响的研究可以根据不同的环境或人为的结果。在目前情况下的研究主要集中在地球物理分析Mitla压倒性的胜利。在这种情况下,崩溃是由地震引起的,选择的是探地雷达的技术和电子断层扫描和交叉相关性的地震环境噪声记录。最后两个是那些取得最好的结果。最终的使用雷达并不是一个好的选择由于滑坡的同质性和渗透的,在这种情况下是monolithologic。相反,电子断层扫描是一个适当的方法。使用地震噪声和区域地震寄存器允许我们的优势找到一个明确的岩性对比。

2。构造背景的瓦哈卡州

瓦哈卡是墨西哥的主要地震带之一,由于科科斯板块下俯冲北美板块和板内地震活动相关结构导致浅层地震,比如Xalapa 1920地震。瓦哈卡已经被大量的影响(表7级以上地震1、数据提供的Servicio Sismologico Nacional (SSN), 2018年自治),以至于竞争胡安·德·科尔多瓦Vocabulario en代替zapoteca(1578)包含单词指定大地的震颤:xoo语地震,也是神的名称:Pitao xoo语。

旁边俯冲地震,瓦哈卡板内断层相关构造缘的局限性表现在中央和Tehuacan山谷。中央山谷的瓦哈卡瓦哈卡断层系统的一部分,形成Zapoteco之间的边界和Cuicateco缘(图2(一个)),除了正常的组件一直认为有争议的方向(图的水平分量2 (c),(4]。

地震活动报告的Servicio Sismologico Nacional (SSN)和呈现在图2 (c)对应于墨西哥的板内活动区域在东南部区域被祖尼加et al。5)作为不结盟运动和比赛的墨西哥东南部的板内地震活动带与反式墨西哥火山的火山活动带;其最大深度测量20公里。

图中给出的震源机制2 (b)对应于超过7级的地震,从虹膜(结合地震学研究机构)财团。这些震源机制相关的区域之间的强耦合科科斯板块与北美板块(interplate,反向断层)和其他人破裂过程的俯冲科科斯板块(正常断裂)。

最近,在2017年和2018年,重大事件发生在瓦哈卡,第一次和8.2 Mw级9月7日,震中位于墨西哥湾特豪德培克开始,东南137公里Pijijiapan(恰帕斯)和46公里深。这次活动主要是与正常的断层(79°浸)导致了完整的岩石圈断裂与地震相关的区域差距的特豪德培克开始,没有这场大灾难发生了自1787年以来,8.6兆瓦≈地震发生时(6]。

周五第二个事件发生在2018年2月16日,7.2 Mw级和震中距Pinotepa Nacional 11公里,瓦哈卡。这两个事件引起的材料和人力的损失。

提到关于复发时间是很重要的瓦哈卡州的中心地带,祖尼加et al。5报告时间的6年5级以上地震发生在不结盟运动区(浅事件与深度20公里),时间109年7级以上发生在俯冲科科斯板块(板内事件的深度40到180公里),和37年的时间发生7.5级以上地震的耦合区科科斯板块与北美板块(俯冲区)。

另一方面,以前的折射和反射研究在瓦哈卡州的错(7,8)没有确认它运行深达假定。支持这个结果,Jodicke地区大地电磁的研究(9)没有检测到预期的大电对比在瓦哈卡故障在地壳深度沿横断面的瓦哈卡州南部城市。通过分析电阻抗沿区域横断面jorde et al。10)得出的结论是,这个地区的主要结构性变化深度是流离失所的东北方向Mitla山谷,以东约30公里的公认Oaxaca-Juarez岩层边界。更详细的MT研究的地区11)得出结论认为,瓦哈卡的断层系统没有出现渗透到地壳深处,但仍然相对较浅(5公里)。其他结果12)还表明,瓦哈卡之间的联系和华雷斯缘地壳深处发生沿SW-dipping接口的瓦哈卡州南部城市(13]。

3所示。研究区滑坡

Mitla镇位于南部的瓦哈卡市(16°55′41.3′′-96°21′33.8′′-1706 a.s.l。) -淡水河谷的方向。成型前寒武纪提出了明显的形态对比,第三,和当前的岩石,在同一方向,从而形成山脉和山谷,有时计算排水系统由-结构(图修改2 (c))。

这个词Mitla或Mictlan纳瓦特尔语,意思是“死的”或“黑社会”。萨巴特克人叫Lyobaa这意味着:“坟墓”或“埋葬的地方”,从词源吗利奥:地点和英国机场管理局:严重或埋葬14];在墨西卡仍然Mictlan,“死的”,或“许多尸体的地方”,是Mitla使西班牙化。阿尔班山相反,Mitla的鼎盛时期950年和公元1521年之间发生。定居点的Mitla估计超过7000大,人口大约有10000居民。它的一个主要特点是建筑装饰着精致的浮雕细工镶嵌(grecas)变化相同的几何设计、和十字形的坟墓已经发现在宫殿,重要人物和祭司可能是埋葬。考古复杂包括几个结构,其中两个满是基督教建筑,最重要的是建于1590年。San Pablo教堂建于Mitla prehispanic法院之一使用石头从寺庙本身。少数金字塔的基本建筑形式显示paraseismic技术,可见在拉斯维加斯一列圆柱网站如Grupo阿罗约,级帧中出现的所有房间的入口。

在我们现场工作雪崩存款首次被发现在所有的环境考古遗迹San Pablo de Mitla别墅。以前作品绘制了雪崩的碎屑沉积物(15]。其远端相似乎覆盖了金字塔的一部分,如图所示如下图3。

4所示。方法

本研究的方法主要集中在5指南:(a)的第一步是找到先前的研究在Mitla考古、地质等领域;(b)随后,50 cm-definition地形模型映射无人机;(c)地质和所有的数据关于地球物理,地貌构造;(d)地层特征,构造地质学在塞拉卡拉维拉斯和(e)滑坡的地质研究是基于这个模型。

各种列被提取滑坡地质研究。一旦岩性理解,绘制了详细的区域。

一些关于地球物理方法应用,如探地雷达(叶)和电气和地震层析成象。第一个方法没有足够的由于渗透不足和稀缺的岩性对比。然而,地震和电子断层扫描,产生了有价值的结果。

侦查方法,主要包括遥感和天线技术、地质和地貌映射,和地球物理和岩土技术,必须适应滑坡的特点。根据麦肯和培养(16],岩土工程评价滑坡的稳定性必须考虑下面三个问题:(1)滑坡的三维几何的定义特别强调失败表面,(2)水文地质政权的定义,和(3)的检测和表征运动。

地震活动的方法来获取速度概要文件使用水平到垂直之间光谱比值(H / V比率)的微震17,18中村)命名方法,反演与空间自相关方法(19)和H / V (20.)基于环境噪声测量进行3长周期延龄草紧凑120传感器频率响应的120年代到100赫兹,和130年代各自RefTek三个频道和24 bits-resolution第三代录音机。关于微震,这是考虑到能源的多向(18];因此,最大运动的方向是未知的。此外,这种技术的使用不会引起环境影响和产生精确的结果。

微震,也称为环境振动噪声,地震微震,或地震背景噪声、随机振动所产生的自然或人为的来源。中村方法和SPAC技术的目的是确定速度概要文件在北部地区的考古区Mitla为了确定滑坡的基础的深度。

H / V技术是由(18)和用于获取特定站点的直接估计响应地震时(例如,21,22]),有关的地质和地球物理属性的井和地震记录分析各种地质条件。这是假设环境噪声的垂直分量在地面保持地下室地面的特点,相对受到瑞利波在沉积物的影响,因此可以被用来去除源和瑞利波的水平分量的影响。它是有效地识别沉积一层的基本共振频率,深度软土地层的共振频率和剪切波速V年代是由H=Vs / (4F)。

微震的H / V光谱比率测量任何证实的能力估计的主要频率和放大系数。评估的结果是稳定的测量时间和季节(中村,1989)。

地震噪声记录视觉检查选择信号完整和良好的信噪比。两个软件包用于数据处理:囊(地震分析代码)和Geopsy(地球物理信号数据库噪声数组处理)(芝麻WP05) [23]。这些项目的结果进行比较,因为它们有不同的平滑函数获得H / V (24]。

H / V光谱比率计算三个组件的每个记录。这是自动完成的时候估计的H / V比Geopsy软件。计算的H / V为每个选定的窗口,一个平滑函数应用的带宽系数b = 40, cos taper-window 5%。这种类型的平滑函数采用不同数量的点在低和高频率;强烈建议使用频率分析(25]。

使用囊(地震分析代码)软件,光谱比率确定在81.92秒内窗户和冯损害的平滑窗口(26]。两个项目的结果没有显著差异。

空间自相关方法称为SPAC(方法)在1957年首次引入[27]。SPAC方法考虑表面波在层状介质的色散特征(28]。当地震噪声的垂直分量记录,我们可以很容易地假定信号有高含量的瑞利波。

在这种方法中,同时提出,从微震测量在地震监测站的一些几何安排,可以得到色散曲线通过计算空间自相关系数(29日]。

我们代表谐波圆形微震频率ω通过u (0, 0,ω、t)和u (r,θ,ω中心,t),观察C数组(0,0)和X (r,θ)的圆半径r。然后空间自相关函数定义为 在哪里u (t)在时域平均价值。空间自相关系数一个角频率ω,p (ω右),或者只是自相关系数被定义为一个电台的功率谱在空间排列(中间圆): 因此,在频率空间自相关系数与相速度c (f)通过第一种和零阶贝塞尔函数 。相速度计算参数的贝塞尔函数生成的(2)。SPAC的技术,我们使用Geopsy软件(23]。让戒指之前,相关图形生成和色散曲线调整。

地震噪声进行了测量在两天Mitla的考古遗址。对于每一个天,一个三角形的数组与三个地震监测站和地震记录持续时间10小时(组1),6个小时(组2)建于(图4)。

5。Geoelectrical断层扫描

Geoelectrical成像是地球物理技术的基础上开发了物理方法有助于揭示埋尸体的存在与否和结构无法用肉眼看到,但能被探测到的因其独特的物理性质被电阻周围环境(例如,30.- - - - - -32]。

geoelectrical映射的目的是确定下层土壤电阻率的分布通过测量表面上进行。底土的真电阻率可以从这些测量估计。在这个意义上,大地的电阻率与地质参数根据其矿物含量、流体饱和度和岩石孔隙度。Geoelectrical研究已经使用了一些几十年现在水文和矿业研究和岩土工程研究。然而,最近,这些方法已经变得更加复杂的映射底土,他们越来越多的用于定位结构和描述底土。

本研究的目的是获取一个2 d模型真正的假剖面的电阻率明显从现场获得的电阻率。这就是为什么一个反演程序是必要的。

另一方面,滑坡沉积物的样本已经被提交给粒度分析和评估他们的岩石物性性质。不幸的是,无论是有机土壤,还是部分的碳被发现日期滑坡。

6。结果

6.1。地质Mitla区域

地层列Mitla区由一个地下室的前寒武纪岩石Zapoteco岩层由中生代碳酸单位由火山碎屑流的构成塞拉制。这些序列和挂墙上,巨大的更新世湖流域开发的大型研究的峡谷区,这实际上是正常的顶壁NNW-SSE断层雕刻其他沿着相同的方向,可负责Mitla滑坡(图3)。

主要面向结构的NNW-SSE显然现在正断层的几何strik-slip左旋组件。这个故障,我们从今以后叫卡拉维拉斯断层,是大型结构的一部分的边界构造缘,特别是那些限制Zapoteco和Cuicateco缘(数字2和3)。

熔结凝灰岩的流纹岩组成序列形成至少两个大的包;下包对应的挂壁正常制或Mitla断层露头在拉福塔雷萨和Mitla(图3)。第二个是塞拉La制的包,是由至少4厚熔结凝灰岩包,其中一些焊接和其他人更残破,但所有与Q, PL,和云母晶体;一些水平紧密焊接在不同的点列。这些日期在14.4±0.4,15.48±0.2,中新世(15]。

上面挂墙的熔结凝灰岩的La制的断层是一个厚泥石流沉积形成的不同层次但monolithologic组成,即。,只有块和流纹岩岩石形成矩阵。块的块从砾石直径超过5米,其中一些角和其他人半圆的。更多的数据对该滑坡将给出如下。

在滑坡和熔结凝灰岩火山泥流存款,从街区并矩阵内向。

河湖的存款被观察到在里约热内卢Mitla形成的企业集团,砂和粘土,所有这些都严重断裂。据报道大型更新世脊椎动物中发现这些存款15]。

6.2。几何的崩溃和描述的存款

详细的高程模型,可以看到两个大型滑坡流开向南在Sierra制,由表格熔结凝灰岩的沉积形成向北倾斜。因为它的起源,最明显的流动是Mitla压倒性的胜利。这宽崖,存包是明显可见,分隔。主要的崖的最大直径1350和斜坡救援的390米。滑坡跑超过2500米的基础主要崖脚趾。第二个主要崖位于NNO Mitla,不定期在其主要崖和它的身体(图5)。主要对比都位于正断层的下盘导致Mitla萧条。

6.3。地质力学和粒度测定

平均每大小得到样本雪崩方面,从粒度数据使用大小的筛子的网布用于观察一个粒度测定法(图的行为6)。在各个阶层的情况下,不打破,这揭示了一个公平分配的材料和粒子之间的空间非常小。

6.3.1。Φ价值

与高程模型呈现曲线细节每50厘米,我们获得H / L的值关系的长度(L) 1.633公里,和0.640公里,落差产生Φ= 0.39,这意味着其价值是干燥的山体滑坡的特征,即。,0.5。

6.4。坡流动

文献[33]介绍了有关斜坡称为流动性的一项指标过度的旅行距离。这个参数(Le)表达水平距离超过事件,可能优于预期,如果运动是nonlubrified事件的质量,它将在一个倾斜的平面的正常摩擦系数tan (32°)。 可以观察到,覆盖的距离超过显示身体的运动在上面提到的具体情况,并比较斜率的真实距离我们可以观察到的差异很小,说明缺水。在案例中,水作为触发因素;可以高四倍的差异。

6.5。地球物理学

为了了解滑坡的几何,三个二维断层线获得= 4米(图8)。获得的垂直分辨率是2米,4米的水平分辨率。线1和2是108米长的NE-SW取向。3号线是156米长,面向SE-NW(图7)。

迄今为止获得的数据揭示滑坡的低电阻率(17岁)在蓝色和南部的概况,从地上4和5米之间,有一个身体的平均电阻率(22)颜色的绿色和黄色,解释为熔结凝灰岩的地下室或可能的金字塔由熔结凝灰岩。

6.6。地震噪声记录

假设导出色散函数代表了瑞利波的第一个模式,我们得到一个拟合速度模型,估计是一致的速度值。数据8和9显示每个地震的瑞利波弥散函数数组。

6.7。反演的H / V光谱比率

图10介绍了H / V光谱比率为地震站1和3 # 1。在这里,H / V旋转工具被用来获得H / V在水平平面,即。,as azimuth function, from any type of 3D vibration signals (ambient vibrations, earthquakes, etc.). The black curve represents H/V geometrically averaged over all individual colored H/V curves. The two dashed lines represent the H/V standard deviation. The grey area represents the average peak frequency and its standard deviation. The frequency value is at the limit between the dark grey and light grey areas. The parameters were frequency sampling from 1 Hz to 15 Hz, global time range from T0 to the end of the time series and time windows to 81.92 s.

的反演光谱比率允许我们为每一个测量位置获得速度剖面。在表2我们展示的基本频率为每一个地震站,土壤的类型的分类与网站相关的基于NEHRP(国家地震灾害减少程序)分类(34]。

是确定滑坡的基础的深度50米以下数组1(地区南部的考古遗址Mitla)和70米以下数组2(北考古区)。

支持这些结果,最北网站可分为地面比最南端的三角形的安排。这可以与Mitla滑坡的变化。

7所示。讨论

Mitla雪崩打开一个大地质考古学领域的讨论。地质调查提供证据,这个事件发生在历史时间,之前在Postclassic和西班牙人的到来。Mitla被发现在衰落的重要的城市在西班牙人的到来。

地球物理勘查数据显示重要方面,电子断层扫描研究提出一个重要的存在异常结构下的雪崩,可以部分的prehispanic Mitla。组成它的元素被发现少5至20米深。另一方面,与地震数据和环境噪声,雪崩厚度60 m估计,它允许一个正确计算面积和体积的材料移除(面积2.79公里²和体积的0.1674公里³)。在这个领域的体积或面积之间的关系被崩溃和地震的大小,两个出版作品分析;一个是由(35由[],另一36]。都做出了巨大的贡献获得之间的关系不稳定地区和女士或兆瓦。然而,在所有这些作品分析的中美洲地区气候和土壤组成从Mitla截然不同的场景。因此,很可能大小提出了我们的工作并不完全对应,真正的一个,因为雪崩在崩溃,在干旱条件下的几何图形层基岩不有利的不稳定,和当地的气候条件不允许一个伟大的发展土壤。不管怎样,这里有形态学证据表明卡拉维拉斯断层是一个活跃的断层系统的一部分,如图所示从排水网络给NNW-SSE结构正常的组件(图左旋2 (c))。尽管有这些差异,我们认为保持keefe的方程。在本文中,我们只估计的材料体积Mitla雪崩。然而,在以后的工作我们将估计的两个雪崩,可能是由相同的地震(Garduno-Monroy et al .,在出版社)

从最大体积的0.1674公里³滑坡,地震引起的地面震动的边坡崩塌可能有最大震级为7.3的关系(35,36]。

如果我们考虑卡拉维拉斯断层的长度(10公里的最小长度和最大40公里,人物3),它将可能产生地震的震级在6.2到6.9兆瓦的范围,基于提出的关系(37]或[38),分别。

那么,两个可能的来源是可行的这一代的雪崩。瓦哈卡的地球动力学的框架的存在与发生地震7和8兆瓦之间可能表明,类似的事件可能生成研究雪崩。另一方面,如果我们考虑的形态学证据卡拉维拉斯断层,地震6和7兆瓦之间很容易产生这种类型的雪崩如果断层是活跃在滑坡活动的时期。场景都是合理的,但现在最重要的事情是看到新的geoarchaeological开始探索的可能性,认为这些片段的瓦哈卡州断层系统是活跃的。

8。结论

这项研究表明,Mitla滑坡是一个崩溃的身体形成的熔结凝灰岩块从塞拉La制和矩阵。根据其形态、岩土特征、地球物理资料解释,滑坡是由地震引发的大小范围从6.2到7.3兆瓦。场上的观察表明,地震可能是由洛杉矶制的错,这是一个正断层与小左组件和瓦哈卡的一部分断层体系NNW-SSE n。但是我们也不排除这个雪崩,而不是频繁的地震活动产生的科科斯板块。这些地质事实(从区域局部构造),和滑坡的年龄,可以引入一个新的场景关于地震灾害在瓦哈卡,因为在强烈的地震活动引起的科科斯板块,更浅的地震也可能发生。另一方面,这一事实Mitla断层(卡拉维拉斯)是当前活动表明,许多故障段顺利地面向当前的应力场。

没有精确年龄建立了滑坡的发生;然而,Mitla事件可能受损的金字塔,金字塔的很大一部分可能是坐落在雪崩存款这个初步调查的结果就证明了这一点。考虑到如果人口达到10000人,扩展一定是比什么可以暗示当前仍然存在。

从的角度来看地球物理勘查方法的电子断层和地震和环境噪声的研究是好的地质考古学的研究领域和有前途的工具,即使过程可以更好的校准与其他调查技术协同作用。不使用地质雷达的情况下,未能提供巨大的信息high-detail描述当地的地下深度和材料歧视为这种类型的研究是必要的。未来工作建议做薄与电网络断层扫描与地震剖面。

数据可用性

所有的地质和地球物理数据已经生成的作者的工作。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

资金来支持这项工作来自于9月- conacyt - cb - 5222009 - 01 - 134151项目题为“构造,Paleoseismologic Archeoseismologic研究最近在全新世湖泊的Trans-Mexican火山带和哈利斯科块”。我们要感谢所有那些参与Cemie-Geo P-17项目期间导致这项研究的结果对地球物理方法。我们也感谢当地政府和社区的San Pablo维拉德Mitla提供的所有帮助。历史地震相关的所有信息提供的瓦哈卡州SSN,人员还进行了地震监测站的安排,维护,和数据采集。

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