Emplacement kinematics of the Seymareh rock-avalanche debris (Iran) inferred by field and remote surveying

Understanding the kinematics of landslides helps us to better constrain failure mechanisms and it is useful to define hazard and consequent risk scenarios for mitigation strategies. According to the literature, between 10 and 11 ka, a huge landslide (up to 44 Gm3) occurred close to the Pol-e-Dokhtar city in the Lorestan region (west of Iran). As this landslide blocked the Seymareh River, it is known as Seymareh landslide. Seymareh giant landslide is the largest landslide documented on the Earth surface and is of great interest for earth scientists. We deepened the analysis of the emplacement kinematics of this enormous landslide, using remote and field surveying. The boundary of landslide debris, the ridges, gullies and clusters of blocks inside the debris area were recognized and then ridges curvature and direction and major block dimensions were measured also using GIS tools. Ridges directions inside the landslide debris preliminarily suggest the kinematics of the mass mobility. Furtheremore, soil samples were took from matrix of landslide debris at different places inside the rock avalanche debris area for their classification according to the USCS standard. The results of grain size analysis on the matrix of the soil samples in combination with Atterberg limits in different regions of the debris show that the most of the matrix is represented by ML while a more reduced part is represented by GC and GM soils. GC and GM soils were mainly distributed closer to the detachment zone of the Seymareh landslide, while ML soils are mainly distributed in middle and distal positions. The preliminary results of block distribution and some outcrops of Gachsaran Formation observed during field surveys led to recognition of the landslide debris basal contact that helped us to speculate on the paleo-valley hidden morphology.

Comprendere la cinematica delle frane ed i loro meccanismi di rottura è essenziale per la definizione della pericolosità e per la ricostruzione di scenari di rischio funzionali a strategie di mitigazione. Le frane nel sud-ovest dell'Iran sono particolarmente numerose, specialmente nei bacini sedimentari degli Zagros. Secondo alcune stime basate su studi e ricerche fino ad oggi condotte,tra 10000 e 11000 anni fa, una grande frana (volume massimo stimato di 44 Gm3) è avvenuta nella città di Pol-e-Dokhtar, nella regione del Lorestan (settore ovest dell'Iran). Poiché questa frana ha sbarrato il corso del fiume Seymareh, è nota come la frana di Seymareh. Questa giga-frana è ritenuta la più grande sulla superficie terrestre. Nel presente studio, per la comprensione della cinematica di messa in posto della frana Seymareh, sono stati rilevati con elevato dettaglio elementi morfologici visibili sull'enorme accumulo di frana che si estende per circa 24.5 km in larghezza e per circa 19 km in lunghezza. Tra gli elementi morfologici rilevati vi sono dorsali di compressione e cumuli di blocchi, che sono stati identificati e cartografati integrando un rilevamento da remoto con un rilevamento di terreno. A seguire, sono state misurate la curvatura e la direzione delle dorsali e le dimensioni principali dei blocchi avvalendosi anche del GIS. Le direzioni delle dorsali su un detrito di frana possono rappresentare indizi morfologici della cinematica relativa alla sua messa in posto; nel caso della Seymareh le direzioni prevalenti sono risultate essere NW-SE e NE-SW. Nel corso di una specifica campagna, sono stati, inoltre, prelevati campioni di terreno, rappresentativi della matrice del detrito di frana, in punti diversi dell’accumulo, per poterli caratterizzare in laboratorio e classificare secondo lo standard USCS. I risultati della classificazione di laboratorio effettuata sulla matrice campionata nell'accumulo della frana Seymareh, mostrano che, per - la maggior parte, essa è rappresentata da terreni limosi a bassa compressibilità (di tipo ML secondo la classificazione USCS) mentre una parte più ridotta è rappresentata da terreni ghiaioso-argillosi e ghiaioso-limosi (di tipo GC e GM secondo la classificazione USCS) . Per ciò che attiene la distribuzione di queste matrici nel detrito, i terreni GC e GM sono stati campionati perlopiù in prossimità della zona di distacco della frana mentre i terreni ML sono stati prevalentemente campionati nelle posizioni intermedia e distale. La distribuzione di termini siltosi ed a grana grossa sono ascrivibili dalla Formazione di Asmari e la loro presenza nelle porzioni media e distale dell'accumulo di frana suggerisce che, già nelle fasi iniziali della messa in posto dell'accumulo di frana, il calcare della -Formazione di Asmari, che costituiva un'unica placca rigida originariamente a franapoggio sul versante dal quale si è distaccata la frana Seymareh, avrebbe raggiunto una minore distanza rispetto ai detriti generatisi dalle sottostanti formazioni a componente prevalentemente marnoso-argillosa (tra cui le Formazioni di Pabdeh-Gurpi). Ciò può essere giustificato anche alla luce della trappola sedimentaria rappresentata dalla paleo valle del Seymareh che avrebbe favorito l'accumulo dei primi detriti giunti, ascrivibili alla Formazione di Asmari. I detriti più fini si sarebbero, invece, accumulati in zona più distale rispetto all'area di distacco della frana muovendosi al di sopra della prima parte di deposito che aveva già colmato la paleo valle. La distribuzione e l'orientazione degli indicatori cinematici rilevati sul detrito di frana come anche la distribuzione dei terreni di cui esso è costituito portano, dunque, a confermare quanto già evidenziato da precedenti studi (Harrison e Falcon 1938, Roberts ed Evans 2013), ossia che la frana di Seymareh può essere considerata una rock avalanche verificatasi in un singolo evento. Inoltre, i risultati preliminari della distribuzione dei blocchi ed alcuni affioramenti della Formazione di Gachsaran osservati durante i rilevamenti sul campo hanno portato al riconoscimento della superficie basale dei detriti di frana rendendo possibile avanzare alcune ipotesi sulla morfologia sepolta della paleo valle del fiume Seymareh.