Multidisciplinary investigations of earthflow processes in the differential erosion furrows morphostructural unit, Northern Rif (Morocco): case study of the Seikha landslide

Abstract

In the Rif mountain chain, Slow earthflow processes affectthe clayey and flysch formations of the Tangier and Flysch structural units respectively. To understand the underlying geomorphological processes and the trigger-failure relationship between the local mediterranean climate conditions and the earthflow-like morphologies at the Differential Erosion Furrow (DEF) morphostructural unit, a case study is conducted at the Seikha earthflow. The methodology proposed uses a multidisciplinary approach, coupling in situ geophysical and geotechnical tests to study the geometry of the landslide and remote sensing techniques to monitor its activity. Our results indicate that on one hand, the cross-analysis of geological and geophysical results shows that landslide processes at the study area follow a typical terrestrial-style earthflow model, where the geological structures controlling the landscape’s evolution are orientated parallel to the longitudinal stress direction. Vertical and horizontal resistivity variations also allow reconstructing the retrogressive genetic processes responsible for older processes that contributed to the evolution of this hillslope in particular and the DEF morphostructural unit as a whole. On the other hand, the interpretation of multitemporal aerial photographs suggests that the Seikha landslide is in a dormant state and that its acceleration periods follow multiannual cyclic trends related to historic climate and base level fall variations. Seasonal Trends are also emphasized by SBAS (small baseline subset) inSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) and borehole inclinometer results, which show evidence of slow gravitational deformation that can be accelerated during seasonal rainfall periods.

En la cadena montañosa del Rif, los procesos lentos de earthflow (flujo de tierra) afectan a las formaciones arcillosas y flysch de las unidades estructurales de Tánger y Flysch, respectivamente. Para comprender los procesos geomorfológicos subyacentes y la relación entre los factores desencadenantes y la ruptura, en el contexto de las condiciones climáticas mediterráneas locales y las morfologías tipo earthflow observadas en la unidad morfoestructural de Surco de Erosión Diferencial (DEF, por sus siglas en inglés), se lleva a cabo un estudio de caso en el earthflow de Seikha. La metodología propuesta emplea un enfoque multidisciplinar que combina ensayos geofísicos y geotécnicos in situ para estudiar la geometría del deslizamiento, junto con técnicas de teledetección para monitorear su actividad. Nuestros resultados indican, por un lado, que el análisis cruzado de los datos geológicos y geofísicos muestra que los procesos de deslizamiento en el área de estudio siguen un modelo típico de earthflow de tipo terrestre, donde las estructuras geológicas que controlan la evolución del paisaje están orientadas en paralelo a la dirección del esfuerzo longitudinal. Las variaciones verticales y horizontales de resistividad permiten además reconstruir los procesos genéticos retrógrados responsables de eventos antiguos que contribuyeron a la evolución de esta ladera en particular y de la unidad morfoestructural DEF en su conjunto. Por otro lado, la interpretación de fotografías aéreas multitemporales sugiere que el deslizamiento de Seikha se encuentra en un estado latente (dormant) y que sus períodos de aceleración siguen tendencias cíclicas multianuales relacionadas con variaciones históricas del clima y del descenso del nivel de base. Las tendencias estacionales también se ponen de manifiesto mediante los resultados de SBAS (small baseline subset) InSAR (Radar Interferométrico de Apertura Sintética) y de inclinómetros en sondeos, los cuales evidencian una deformación gravitacional lenta que puede acelerarse durante los períodos de lluvias estacionales.