Geological and site specific factors influencing earthquake hazard assessment for New Brunswick, Canada

Abstract

Seismic hazard studies by Earthquakes Canada place most of New Brunswick in the moderate part of the hazard range. Limitations are identified with the documented earthquake database suggesting that revisions are necessary for location and magnitude of some of the known historical earthquakes. In addition, the disturbance from a given event magnitude can be modified by local geological conditions and site specific factors. This is particularly true for New Brunswick, where many of the communities were settled along river valleys and coastal areas, which are under-lain by thick deposits of glacial and alluvial sediments that can amplify ground motion. The historical documentation and paleoseismic studies that identify seismic-generated disturbances are reviewed in this paper. Ground motion from both moderate (4 MN) local and large (> 5 MN) regional earthquakes represents a hazard at some locations and particularly those sites adjacent to steep slopes or sites underlain by thick surficial deposits. Amplification of ground motion would be expected at sites overlying low shear wave velocity zones typical of alluvial sediments. This may explain the larger shaking effects experienced in the downtown area of Fredericton from distant earthquakes. Alteration of springs, rivers and groundwater supplies has happened as a result of earthquakes, although few effects remain permanent. Reports of earthquake-generated tsunamis and lake seiches are rare for New Brunswick. Earthquake-induced rock falls occurred along some rock slopes during moderate earthquakes in 1855 and 1937, and a landslide occurred in marine sediments possibly triggered by a minor unrecorded local tremor in 1977. This study identifies the need for future paleoseismic research and microzonation studies for the major communities within the province. RÉSUMÉ Des études de l’aléa sismique réalisées par Séismes Canada situent la majeure partie du Nouveau‑Brunswick au niveau moyen de l’échelle de l’aléa. La base de données sismologiques documentées fait part de restrictions laissant supposer la nécessité de révisions de l’emplacement et de la magnitude de certains des tremblements de terre passés connus. De plus, les secousses dues à la magnitude d’un séisme donné peuvent être modifiées par les conditions géologiques locales et par des facteurs propres à l’emplacement. C’est particulièrement le cas au Nouveau‑Brunswick où de nombreuses localités se sont implantées le long de vallées fluviales et de secteurs côtiers qui reposent sur des dépôts épais de sédiments glaciaires et alluvionnaires pouvant amplifier les mouvements du sol. Cet article passe en revue la documentation historique et les études paléosismiques qui définissent les secousses sismiques. Les mouvements du sol que produisent les tremblements de terre régionaux importants (> 5 MN) et locaux moyens (4 MN) représentent un aléa en certains endroits, particulièrement à proximité des pentes abruptes ou des secteurs reposant sur des dépôts superficiels épais. Une amplification des mouvements du sol peut être anticipée dans les secteurs recouvrant des zones de faible vitesse d’ondes transversales typiques des sédiments alluvionnaires. Une telle situation pourrait expliquer les secousses plus marquées vécues dans le centre‑ville de Fredericton par suite de tremblements de terre éloignés. Certains séismes ont modifié des ruisseaux, des rivières et des réserves d’eaux souterraines, mais de tels effets sont rarement permanents. Il est rare qu’on signale des tsunamis et des seiches sur des lacs dus à des tremblements de terre au Nouveau‑Brunswick. Des éboulements provoqués par des séismes sont survenus le long de certaines pentes rocheuses au cours de tremblements de terre moyens en 1855 et en 1937, et un glissement de terrain possiblement déclenché par une faible secousse sismique locale non enregistrée en 1977 s’est produit dans des sédiments marins. L’étude démontre la nécessité d’études de microzonation et de recherches paléosismiques futures visant les principales localités de la province. [Traduit par la redaction]