Сейсмичность моря Лаптевых

Сейсмичность моря Лаптевых известна практически с самого начала инструментальных наблюдений над землетрясениями, однако до настоящего времени она оценивалась лишь на основе материалов далеких станций. В настоящей работе использованы все имеющиеся сводки о сильных землетрясениях в Арктике [2, 3, 4, 6], а также (впервые) материалы экспедиционных сейсмологических станций, работавших на побережье и островах моря Лаптевых (рис.1) в течение полевых сезонов 1972-1975 гг. Каталог местных и близких землетрясений, зарегистрированных этими станциями, приложен в конце настоящей работы.

Совокупность всех имеющихся данных позволяет выделить три основные сейсмоактивные зоны на акватории моря Лаптевых и его окраинах:

1. Центральная, наиболее интенсивная, вытянутая в меридиональном направлении и являющаяся продолжением на шельф пояса эпицентров, трассирующего мировую систему срединно-океанических хребтов. Разброс эпицентров здесь несколько больший, чем в Евразийском бассейне, однако линейность зоны очевидна. Именно с этой, и только с этой, зоной до сих пор связывалась повышенная сейсмичность моря Лаптевых.

2. Западная боковая зона, протягивающаяся вдоль восточных берегов Северной Земли и Таймыра до континента. Здесь зарегистрировано несколько эпицентров сильных землетрясений с 4<М<6, однако этот факт долгое время игнорировался. Впервые на него было обращено внимание в 1971 г. [1]. Характерной особенностью этой зоны является то, что эпицентры располагаются в поперечных к центральной зоне тектонических участках (проливы северной Земли, пролив Вилькицкого, Хатангский залив)

3. Восточная боковая зона, наименее интенсивная и до проведения экспедиционных сейсмологических наблюдений на Новосибирских островах неизвестная. Как видно из рис. 1, эпицентры землетрясений не распределены равномерно по площади и не образуют, в отличие от центральной зоны, линию. Облако эпицентров имеет сгущения, чередующиеся с участками разрежений. Участки сгущений расположены западнее о. Бельковский, в проливах Этерикан и Дм. Лаптева, между Ляховскими островами и о. Н. Сибирь.

В пределах отмеченных сгущений наблюдается неодинаковое размещение эпицентров. Западнее о. Бельковский эпицентры образуют более или менее изометричную группу. В проливе же Этерикан зона эпицентров линейна и имеет близширотное простирание, совпадающее с простиранием пролива. То же самое наблюдается и в проливе Дм. Лаптева, где эпицентры вытянуты вдоль его северного берега. Намечается продолжение этих линий и к западу от острова. Наиболее представительно сгущение между Ляховскими островами и о. Н. Сибирь. Хотя на карту нанесено всего 15 эпицентров, характерные качественные признаки записи позволяют отнести к ней свыше 30 землетрясений, значительная часть которых даже не занесена в каталог из-за наложения записей землетрясений друг на друга. 15 декабря 1973 г. сетью опорных сейсмических станций СССР здесь зарегистрировано землетрясение с М = 4,9. Можно утверждать приуроченность этой группы эпицентров к зоне пересечения широтных проливов Санникова и Этерикан с проливом Благовещенский. Два эпицентра располагаются около юго-западного берега о.Котельного на пересечении пролива Санникова и пролива 3аря. Расположение станций на западном, южном и восточном берегах архипелага затрудняет регистрацию землетрясений к северу от островов, тем не менее, имеющиеся данные позволяют предполагать продолжение зоны повышенной сейсмичности на север. Землетрясения 26 июня и 2I июля 1973 г. ориентировочно попадают в район сочленения континентального склона и хр. Ломоносова. Весьма уверенно тремя станциями зарегистрировано землетрясение 18 апреля 1974 г., эпицентр которого расположен севернее о. H. Сибирь.

Картина сейсмичности моря Лаптевых и его окраин находится в некотором противоречии с картой новейшей тектоники этого района. Согласно этой карте, земная кора здесь разбита на блоки системой близмеридиональных разрывных нарушений, одной из определяющих особенностей которых является повышенная сейсмичность. К таким нарушениям относятся внутрикоровая флексура, проходящая западнее о. Бельковского мимо Кигиляха и до м. Святой Нос, разломы, ограничивающие пролив Зари, разлом, идущий от континентального склона по границе Земля Бунге – о. Котельный и далее через острова М. и Б. Ляховские на континент. Согласно же сейсмологическим данным, повышенная сейсмичность характерна главным образом для разломов, ограничивающих проливы широтного простирания, а меридиональные нарушения сейсмичны лишь на участках пересечения с этими проливами или при выходе непосредственно на акваторию моря Лаптевых. Имеющиеся данные о сейсмичности этого района позволяют говорить о наличии приблизительной симметрии в распределении эпицентров относительно центральной сейсмоактивной зоны. Природа последней, как известно, связывается с процессами рифтогенеза, имеющими здесь место. Повышение сейсмичности на окраинах моря Лаптевых является, на наш взгляд, косвенным отражением этих же процессов. Напряжения растяжения в зоне рифтогенеза создают напряжения сжатия за пределами зоны, направленные перпендикулярно оси растяжения, которая имеет в этом районе близмеридиональное простирание. Эти напряжения должны приводить к горизонтальным подвижкам вдоль разломов, ограничивающих широтные и близширотные проливы, и к дифференцированным вертикальным движениям на западном фронте Новосибирских островов и восточном фронте Северной Земли и Таймыра. Особенно отчетливо это видно на примере восточной зоны в силу большего количества сейсмологических данных. Интересно отметить, что сгущениям эпицентров в районе островов Бельковский и Столбовой соответствуют области резкой смены знака гравитационных аномалий, в то же время в проливах такой корреляции не наблюдается.

Изучение сейсмичности моря Лаптевых невозможно без учета сейсмичности всего Евразийского бассейна. Кроме сейсмоактивной зоны Срединно-Арктического хребта, не вызывает сомнений повышенная сейсмичность континентального склона и фронтального шельфа Евразии и Гренландии (рис.2). Хребет Ломоносова, являющийся частью противоположной континентальному склону Евразии границы Евразийского бассейна, считается асейсмичным. На наш взгляд, это утверждение нельзя считать доказанным, более того, есть основания отнести хребет Ломоносова к сейсмоактивной зоне того же порядка, что и континентальный склон. В пользу этого свидетельствуют повышенная сейсмичность условных продолжений хребта на Евразиатский и Американский континенты (Новосибирские острова и восточная часть моря Лаптевых, канадский и Гренландский шельф) и единичные эпицентры землетрясений на самом хребте (рис.2). Малое количество надежных инструментальных данных объясняется удаленностью хребта от станций и относительно низким уровнем сейсмической активности.

Таким образом, общая картина сейсмичности представляется следующей:

А. Центральная сейсмоактивная зона области рифтогенеза.

Б. Гетерогенная сейсмоактивная зона вдоль Евразиатского континентального склона, протягивающаяся, с одной стороны, через шельф моря Лаптевых до континента, с другой стороны – до Шпицбергена. Фрагментом ее является западная боковая зона моря Лаптевых.

В. Сейсмоактивная зона, включающая в себя Гренландскую зону, предполагаемую зону хребта Ломоносова, восточную боковую зону моря Лаптевых.

Г. Приближение вышеназванных зон друг к другу и их частичное слияние западнее Шпицбергена, с одной стороны, и на шельфе моря Лаптевых и в Северной Якутии - с другой стороны.

Кроме этих основных особенностей, необходимо отметить следующее. В пределах сейсмоактивной зоны континентального склона Евразии, наряду с относительно локальным повышением сейсмичности в поперечных желобах, намечается генеральное повышение ее от центра зоны к окончаниям. Наименее активным является участок желоба Св. Анны, в котором зарегистрирован лишь один эпицентр слабого землетрясения, несмотря на наличие здесь станции "Хейс" и двухгодичных наблюдений станции НИИГА "Севморгео". В желобах, расположенных по обе стороны от желоба Св. Анны (Франц-Виктория и Воронина), сейсмичность значительно выше и повышается далее, достигая максимума на Шпицбергене и в Северной Якутии. Проследить подобную закономерность для противоположного "берега" Евразийского бассейна пока нет возможности из-за малого количества данных, тем не менее, высокая сейсмичность Гренландского участка континентального склона также условных продолжений хр. Ломоносова на континенты не опровергает, а скорее подтверждает ее.

Таким образом, в распределении землетрясений Евразийского бассейна намечается симметрия, причем относительно двух осей симметрии: одна совпадает с зоной рифтогенеза, вторая - ориентировочно с осью желоба Св. Анны и ее продолжением через бассейн. Подобное распределение эпицентров безусловно является проявлением особенностей образования и развития Евразийского бассейна. Одной из схем, объясняющих характер сейсмичности в этом районе, может быть следующая. В результате действия растягивающих сил произошел разрыв в наиболее ослабленном участке земной коры, совпадающем с современным пересечением Срединно-Арктического хребта и продолжением желоба Св. Анны. Под действием этих сил разрыв начал расширяться, приобретая форму современного бассейна. Некогерентность этого раздвижения с существовавшим ранее на границе образующихся плит привела к возникновению напряжений, которые разряжаются в ослабленных участках плит. Таким участком, скорее всего, может быть линия сочленения образующейся молодой океанической коры с континентальной, а в пределах ее - участки пересечения с поперечными разломами и желобами. В процессе разрастания происходит постепенное увеличение жесткости сочленения двух типов коры, появление механической связи и как следствие - постепенное затухание сейсмической активности, что и видно в районе желоба Св. Анны.

Таким образом, повышенная сейсмичность континентального склона Евразийского бассейна, являющаяся отличительной особенностью его, по сравнению со склонами Атлантического типа, к которым он может быть отнесен по другим признакам, вызвана молодостью этого бассейна и является временной.

На наш взгляд, характер сейсмичности Якутии и 3абайкалья подтверждает высказанное мнение об образовании сначала локальных зон разрыва, а лишь затем их постепенном слиянии. На карте сейсмического районирования СССР [5] видно, что зоны повышенной сейсмичности образуют линию из четырех звеньев: Северная Якутия, система хребта Черского, хребет Сетте-Дабан и Байкальская зона. Различные размеры этих зон и степень сейсмичности связаны с различием во времени образования их, а также с неоднородностями геологического строения земной коры указанных районов.

В заключение необходимо отметить, что все сделанные предположения и выводы, касающиеся как Евразийского бассейна, так и моря Лаптевых, на данном этапе сугубо приблизительны и требуют проверки новыми фактическими данными. Изучение сейсмичности Арктики находится в самой начальной стадии. Дальнейшие наблюдения за землетрясениями позволят получить более полную и детальную карту распределения сейсмичности, без которой невозможно объективное изучение истории развития этого региона.

Каталог близких и местных землетрясений, зарегистрированных станциями

архипелага Новосибирские острова и Северной Якутии

Каталог составлен по данным экспедиционных сейсмологических станций НПО "Ceвмоpгeo", которые вели наблюдения в течение полевых сезонов 1972-1975 гг. в следующих точках: август-сентябрь 1972 г. - станция Темп, о. Котельный; июнь - сентябрь 1973 г. - станция Темп и станция Кигилях, о. Б. Ляховский; март - апрель 1974 г. - станция Кигилях и становище Дымное, о. Б. Ляховский; апрель - июнь 1975 г. - Земля Бунге и· Н. Сибирь; август - сентябрь 1975 г. - Северная Якутия. Кроме материалов этих станций, использовались бюллетени станции Тикси. Постоянные сейсморегистрирующей аппаратуры (сейсмографы УСФ-3М и гальванометры ГБ-IV-C-10) сняты в помещении сейсмической станции Пулково. Из 99 зарегистрированных землетрясений положение эпицентра найдено у 53. Погрешность определения координат для землетрясений с D: 150-200 км не превышает 15-16 км, для больших эпицентральных расстояний достигает, а иногда превосходит 25-30 км.

Л и т е р а т у р а

1. Аветисов Г.П., Голубков В.С. Тектоносейсмическое районирование Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана и сопредельных акваторий. - В кн.: Геология и полезные ископаемые севера Сибирской Платформы. Л., 1971, Изд-во НИИГА, 66-75.

2. Атлас землетрясений в СССР. М., Изд-во АН СССР, 1962, 337 с.

3.Линден Н.А. О карте сейсмичности Арктики. - В кн.: Сейсмические и гляциологические исследования в период МГГ, № 2. Сер. Результаты МГГ. М., Изд-во АН СССР, 1959, С.7-17.

4. Оперативные сейсмологические бюллетени СОСС с.I972 по 1915 гг.

5. Сейсмическое районирование СССР. М., "Наука",.1968, 476 с.

6. Sykes L.R. The Seismicity of the Arctic. Bull. Seismol. Soc. America, vol.55, № 2, 1965, рр.8-20.