Landslides in Brumunddalen Area, Norway; Evidence of Post-Glacial Earthquakes - A GIS and Field Study

Abstract

Skred forårsaket av seismisk aktivitet er godt dokumentert i forskning fra hele verden, og man har kommet til enighet om at seismisk aktivitet kan få sedimenter til å likvifere, noe som kan føre til skred i relativt slakt terreng. Studier fra blant annet Norge, Sverige og Finland har funnet at isostatisk justering forårsaket av deglasiasjonen av Fennoskadia har resultert i seismisk aktivitet, forkastninger og skred. Denne masteroppgaven har som mål å finne ut om skredsårene man kan finne i området rundt Brumunddalen kan være forårsaket av postglasial seismisitet, eller om andre mekanismer har utløst disse skredene.

Feltarbeid, GIS analyse og sedimentanalyse er blant metodene som er tatt i bruk for å komme nærmere et svar på om postglasial seismisitet kan ha vært en utløsende faktor for skred i dette området. Feltarbeidet bestod av å samle sedimentprøver, måle skråningshellninger og observere områdets topografi. GIS analysen bestod av å kartlegge skredsår, måle skråningshellning og analysere datalag. Sedimentanalysen ble gjennomført for å kunne si noe om løsmassenes stabilitet og sannsynlighet for å likvifere.

Skred grunnet «vanlige» gravitasjonsprosesser forventes vanligvis ikke i skråninger med hellning under 25 – 30°. Majoriteten av skråninger målt i området var slakere enn dette, generelt sett rundt 6°. Sedimentanalysen avslørte at kornstørrelsesfordelingen av prøvene lignet de målt i lignende studier. Sedimentprøvenes silt og sand prosent var sammenfalte med det målt i områder hvor overflatematerialet har likvifert.

Resultatene fra forskningsarbeidet, med bakgrunn i teorien som er presentert og lignende studier, viser at skråningshellningen i området generelt sett er for slak til at normale gravitasjonsprosesser kan ha forårsaket skred. Det kan derfor forventes at andre prosesser har vært med å utløse skredene. Kornstørrelsesfordelingen ligner den funnet i andre områder hvor likvifaksjon har forårsaket skred i relativt slakt terreng. Det kan altså argumenteres for at postglasial seismisitet har forårsaket likvifaksjon i området, som kan forklare det store antallet skredsår, men videre forskning bør gjennomføres for å styrke mistanken.

Nøkkelord: Geografiske informasjonssystemer, Sedimentanalyse, Kornstørrelsesfordeling, Feltarbeid, Postglasial seismisitet, Skred

The presence of seismically induced landslides is well documented and discussed in literature worldwide. It has become clear that liquefaction as a result of seismic shaking is valid and quite common. In Norway, Sweden, and Finland, faults and landslide scars have been tied to the seismic activity caused by the glacial isostatic adjustment following the deglaciation of Fennoscandia. This thesis aims to figure out if landslide scars in the area around Brumunddalen, Norway, was derived through landslides triggered by post-glacial seismicity or if other processes can explain the abundance of landslide scars.

The results presented were derived through Fieldwork, GIS analysis and sediment analysis. During the fieldwork, sediment samples were collected, slopes were measured, and topography observed. The GIS analysis consisted of mapping the landslide scars, measuring slopes and analysing data layers. The sediment samples collected were processed through dry sieving to obtain the soil’s grain size distribution.

Slope failure due to “normal” gravitational processes is generally not expected in slopes with an inclination under 25 – 30°. The slope inclination measured in GIS and during the fieldwork was, for the most part, gentler. In GIS, the general slope inclination was measured to approximately 6°. The sediment analysis disclosed that the grain size distribution fit the grain size graph plotted in other studies where similar material liquefied due to seismicity. The fractions of silt and sand also resembled that presented in studies of liquefied materials.

The results and theory indicate that the slopes are too gentle for slope failure to occur due to normal gravitational processes. Therefore, it is fair to assume that another factor has played a part in triggering the slope failure. As the soil exhibits characteristics similar to that of other liquefied areas, this might explain landsliding in gentle terrain. The research presents results posing arguments for landsliding due to post-glacial seismicity, but further research is required to rule out other triggering factors.

Keywords: Geographical information systems, Sediment analysis, Grain size distribution, Fieldwork, Post-glacial seismicity, Landsliding.