УДК 551.24 

 

Г.П. Аветисов (ВНИИОкеангеология)

 

Геодинамика сейсмоактивных зон Арктического региона.

 Аннотация

     На основе обобщения и анализа имевшейся ранее и полученной новой информации по распределению и  фокальным механизмам арктических  землетрясений  подтверждается  вывод о том,  что современная геодинамика  Арктического  региона   определяется тектоническими процессами, проходящими на дивергентной границе Северо-Американской и  Евразиатской  литосферных  плит.  В пределах шельфа моря Лаптевых установлен разрыв единой границы плит.  Остальные сейсмические зоны Арктики, включая и Баффинов залив, характеризуются так называемой "пассивной" сейсмичностью, обусловленной суммарным  воздействием  напряжений, генерируемых в  осевой  зоне  спрединга,  нагрузкой аномально мощных осадочных толщ и гляциоизостатическими процессами.

    3 рисунка, таблица, библ.21 назв.

 

Abstract

    Integration and analysis of all available data as regards the distribution and focal mechanisms of arctic earthquakes confirm a conclusion that the present-day geodynamics of the Arctic region is determined by tectonic  processes  on  the  divergent boundary of the North-American and Eurasian lithospherie plates. Within the Laptev Sea shelf a break in the single  boundary  of the plates is established. The rest Arctic seismic zones including Baffin Bay are characterized by so called "passive" seismicity that is caused by total influence of stresses generated in the spreading axial zone, by loading of anomalously thick sedimentary strata and by glacioisostatic processes.

   3 figures, 1 table, 21 references.

     Первые сведения о  землетрясениях  Арктического  региона (область  в пределах Северного полярного круга) были получены после организации в 1910-1912 гг.  нескольких отечественных и зарубежных  сейсмических  станций.  В течение последующих 3-4 десятилетий из-за малого количества станций и  их удаленности регистрировались  лишь наиболее сильные события. Относительно резкое расширение сети станций произошло в  1956-1957  гг.  в связи  с  реализацией программы Международного геофизического года.  Именно в этот период  организованы  советские  станции "Тикси",  "Хейс",  "Апатиты",  "Якутск"  и  несколько позднее "Иультин" и "Норильск",  а также ряд зарубежных обсерваторий. В настоящее время общее число станций в Арктическом регионе и в непосредственной близости от него,  информация  по  которым попадает в  каталоги  Международного Сейсмологического Центра (МСЦ), составляет около 50, причем подавляющее большинство из них зарубежные. Кроме того, работает ряд станций региональных сетей  в  Якутии,  Северо-Востоке  России,  Фенноскандии и на Аляске. По всей совокупности имеющихся в настоящее  время данных в Арктическом  регионе выделяется ряд сейсмоактивных зон разной интенсивности, формы и размеров, главной из которых является Срединно-Арктический  пояс,  протягивающийся от Исландии через Норвежско-Гренландский бассейн (НГБ) и Евразийский суббассейн (ЕСБ) до шельфа моря Лаптевых и далее широкой полосой уходящий в пределы Азиатского континента. Помимо этого основного пояса, установлены зоны более низкого порядка в ряде окраинных морей и  Канадском  Арктическом  архипелаге  (рис.1). Представленная карта эпицентров построена на базе Генерального каталога арктических землетрясений,  составленного по данным  МСЦ и являющегося частью создаваемого во ВНИИОкеангеология Банка Арктических сейсмологических данных (АРС).  В  этом же  банке  собрана  вся опубликованная информация о фокальных механизмах арктических землетрясений,  для многих из  которых известно до 5-6 определений различных авторов,  дающих зачастую существенно отличающиеся результаты.  По этой причине автором проведена  ревизия всей имеющейся по фокальным механизмам информации, заключающаяся в том, что были отобраны наиболее полно зарегистрированные землетрясения,  по отечественным и зарубежным бюллетеням,  а в отдельных случаях и по сейсмограммам  уточнены знаки первых вступлений и по единой методике [7] проведено машинное переопределение механизмов (табл.). Для тех событий, по которым указанное определение провести не удалось, из имеющихся вариантов по возможности выбирался наиболее надежный с учетом наличия у автора решения дополнительной  информации,  в частности,  данных местных сетей станций, а также возможности получения знаков первых вступлений  не  только  из бюллетеней,  но  и непосредственно с сейсмограмм.  Кроме того, отдельно показаны определения по методу тензора момента  центроида (ТМЦ), которые в отличие от метода первых вступлений характеризуют не начальную, а главную стадию развития разрыва.

Рис.1 Карта эпицентров землетрясений Арктического региона

1 - эпицентры землетрясений;  2 - сейсмологические станции

 

            Примечание. Оси главных напряжений: Т - растяжения, N - промежуточного, Р - сжатия. PL - угол погружения, градусы;  AZM - азимут, градусы;  

                   нодальные плоскости:  STK - азимут простирания, градусы,  DP - угол погружения, градусы,  SLIP - угол скольжения, градусы; нарушения: T - взброс,

                                                       N - сброс,  S - сдвиг;  качество:  G - хорошее, F - среднее,  P - низкое

      Срединно-Арктический пояс  землетрясений.   В   настоящее время можно считать установленным,  что современная тектоника большей части Арктического региона  определяется  взаимодействием  двух  крупных  литосферных плит:  Евразиатской и Северо-Американской. Срединно-Арктический пояс землетрясений маркирует океаническую часть современной границы этих плит, проходящую вдоль подводных хребтов Колбейнсей, Мона, Книповича и разделяющих их разломных зон Тьорнес,  Ян-Майенской, Шпицбергенской  в  НГБ и хребта Гаккеля до Лаптевоморского континентального склона в ЕСБ (рис.2).      Основными геолого-геофизическими материалами,  позволяющими восстановить историю возникновения и  развития указанной границы  и пересекаемых ею и генетически связанных с нею геоморфологических и тектонических структур,  а также  тенденции их современного развития, являются магнитометрические и сейсмологические данные.  По  материалам  широкомасштабных  аэро, гидро  и наледных отечественных и зарубежных магнитных съемок в пределах НГБ и ЕСБ  установлено  симметричное  относительно осевой линии хребтов полосовидное магнитное поле, характерное для океанических бассейнов,  сформированных в результате раскола литосферы и последующего спрединга океанического дна. По всей длине бассейнов с той или иной степенью надежности прослеживаются одноименные положительные аномалии, наиболее древние из которых в НГБ и ЕСБ - аномалии 24 возраста (56 млн.лет -  нижний эоцен),  обрамленные по периферии бассейнов полосой отрицательного магнитного поля. В Северной Атлантике и Лабрадорском  море  наиболее  древними  являются  аномалии  34 (70 млн.лет - поздний мел),  причем в Лабрадорском море не  установлено аномалии моложе 13 возраста (36 млн.лет - ранний олигоцен).  На основе совместного анализа полосовидных магнитных аномалий,  являющихся фактически изохронами раскрытия, и разломных зон,  показывающих направление раскрытия, установлено, что  в период между аномалиями 34 и 25 (поздний мел - поздний палеоцен) существовал спрединг в Северной  Атлантике,  Лабрадорском море и Баффиновом заливе.  Во время аномалии 25 произошел раскол литосферы в НГБ и ЕСБ,  а с раннего эоцена (аномалия 24) в этом регионе начался активный спрединг. Образовались тройные сочленения севернее и южнее Гренландии,  а  появившаяся  при  этом  Гренландская плита смещалась как относительно Северо-Американской,  так и Евразиатской плит.  В  ЕСБ началось отделение хребта Ломоносова от современного Баренцево-Карского шельфа. Такая геодинамическая обстановка сохранялась  до раннего олигоцена (36 млн.лет - аномалия 13),  когда прекратился спрединг в Лабрадорском море и Баффиновом заливе, исчезли тройные сочленения, и Гренландская плита стала частью Северо-Американской.

 Рис.2 Схема основных физиографических и структурных элементов дна 

Норвежско-Гренландского  бассейна  и Евразийского суббассейна.

                   

  1 - подводные хребты (ЯМХ - Ян-Майенский (Колбейнсей),  ХМ - Мона, ХК - Книповича, ХГ - Гаккеля; 2 - зоны разломов: а - между смещенными фрагментами хребта (ЗРТ - Тьорнес,  ЯМЗР - Ян-Майенская,  ШЗР - Шпицбергенская),  б - за  пределами  фрагментов хребта (ГЗР - Гренландская, ЗРС - Сенья); 3 - подводные желоба (ЖФВ - Франц-Виктория, ЖСА - Св.Анны, ЖВ - Воронина); 4 - континентальный склон.

     Сделанные по  магнитометрическим материалам выводы о дивергентном характере границы Северо-Американской и Евразиатской плит в НГБ и ЕСБ уверенно подтверждаются сейсмологическими данными, освещающими современную геодинамическую обстановку региона.

     Очевидно, что тип границы, ее положение как по латерали, так и по вертикали определяются наложенным действием двух основных факторов: направленностью тектонических сил и реальными свойствами исходной  литосферы.  Степень  влияния  второго фактора  создает  те или иные особенности каждого конкретного фрагмента границы и соответственно параметры маркирующего эту границу  сейсмического пояса.  В среде близкой к однородной и изотропной ориентировка возможной плоскости разрыва  будет  в основном  определяться законами механики и зависеть от ориентировки приложенных сил.  При существовании в исходной  среде ослабленной  зоны  образующаяся линия раскола разворачивается от теоретического положения в сторону ослабленной зоны,  а  в случае прямого утыкания в жесткий монолитный блок она по близортогональному разлому или  серии  эшелонированных  разломов будет  огибать  этот блок.  Каждому из трех указанных случаев должно соответствовать определенное  распределение эпицентров землетрясений и тип фокального механизма.  Фактические данные по Срединно-Арктическому сейсмическому поясу  показывают, что здесь представлены все три указанные варианта.

     К первому из них безусловно должен быть  отнесен участок хребта Мона  и еще очевиднее хребта Гаккеля.  Прямолинейность этих хребтов на сотни и даже тысячи километров,  их субпараллельность друг другу и осредняющей осевой линии пояса, проходящей через полюс раскрытия в Северной Якутии,  очевидная доминирующая  роль нормально-сбросового механизма в очагах землетрясений и взаимная ортогональность напряжений растяжения и оси хребтов  (рис.3),  узколинейное  распределение эпицентров вблизи гребневой зоны хребта, на наш взгляд, убедительно свидетельствуют о том, что рифтовые процессы здесь начали развиваться в условиях достаточно однородной литосферы  и проходят по схеме,  близкой к классической.  Это подтверждается и геоморфологическими характеристиками хребтов:  их  относительной узостью (не более 200-250 км),  резкими превышениями над прилегающими абиссалями (500-1500 м),  наличием  практически  по всей  длине хребтов узкой (1-5 до 10-30 км) и глубокой рифтовой долины.  Наиболее заметно не соответствует этим  характеристикам  лишь участок хребта Гаккеля между 35 и 80 градусами восточной долготы.  Здесь практически линейный фрагмент сейсмического пояса длиной порядка 300 км смещен к северу на 100-120 км в своей западной части и далее на  восток относительно плавно выходит на генеральную осевую линию.  В зоне разрыва и смещения пояса установлен сдвиговый фокальный  механизм,  характерный для трансформных разломов. Согласно батиметрическим данным, на этом участке становится менее отчетливой вплоть до полного исчезновения рифтовая долина,  да и сам хребет морфологически хуже выражен.  Интересно отметить, что границы указанного  участка  нарушения сплошности хребта и сейсмического пояса находятся в створе с выделяемыми на шельфе Евразии субмеридиональными желобами Франц-Виктория и Воронина,  на пересечении которых с континентальным склоном отмечаются  отдельные землетрясения с магнитудой до 5.5.  Напрашивается вывод о дорифтовом существовании этих желобов,  сыгравших роль ослабленных зон, исказивших классическое течение процесса рифтогенеза на этом участке.

     Рис.3 Фокальные механизмы землетрясений Арктики.

 а - метод первых вступлений Р-волн;  б - Метод тензора момента центроида.

     К третьему типу границы,  модально противоположному первому,  наиболее явно относятся зоны разломов Тьорнес,  Ян-Майенская и Шпицбергенская,  по которым граница плит (ось хребта) смещается в ту или иную сторону на десятки и  даже  сотни километров. Впервые геодинамика подобных зон  исследована Дж. Вильсоном [20], выделившим модель трансформного разлома, объясняющую левосторонний сдвиговый механизм при правом смещении границы и наоборот и наличие сейсмичности только  на участках зон, ограниченных смещенными участками границы.

     Подавляющее большинство данных по  фокальным  механизмам подтверждают трансформную  природу  указанных зон:  субвертикальные нодальные плоскости,  одна из которых совпадает с зоной разлома, и преобладание сдвигового механизма. В зонах Тьорнес и Шпицбергенской, где ось хребта смещена влево, уверенно устанавливается правосторонний сдвиг,  в Ян-Майенской зоне при правом смещении - левосторонний.

     Ко второму промежуточному типу границы, по которому можно ожидать существование так называемого "косого" растяжения, относится участок  хребта  Книповича.  Сложную  геоморфологию хребта, выражающуюся в существовании серии горных цепей, разделенных впадинами, наиболее отчетливая из которых принимается за рифтовую долину [18], наличие большого количества секущих разломов,  явное рассеивание эпицентров можно интерпретировать как результат внедрения вызванного  рифтогенными  процессами раскола  в пределы сложно построенного блока литосферы,  аналогичного современному Шпицбергенскому блоку и являвшемуся ранее частью его, что привело к возникновению тектонического режима, имеющего элементы рифтогенного и трансформного, с преобладанием все-таки второго.  Подтверждением последнего обстоятельства  является  большая  близость  простирания осей горных цепей и впадин хребта Книповича к простиранию основных разломов Шпицбергена, чем к простиранию хребта Мона, а также  преобладание  все-таки  сдвиговой  компоненты в очагах землетрясений при достаточно большой сбросовой.

     Точно также дорифтовая структура литосферы оказывает определяющее влияние на особенности Срединно-Арктического пояса землетрясений при  переходе  его  в  пределы  Лаптевоморского шельфа, система наложенных мезозойских желобов которого вполне обоснованно генетически связывается с  океаническим рифтом ЕСБ [6]. Как было показано ранее [4], сейсмологические данные по морю Лаптевых позволяют говорить о существовании здесь двух "слепых" отрезков границы плит. Первый из них, соединяющийся с океанической частью  границы,  в  восточной  половине шельфа внедряется в шовную зону между разновозрастными блоками фундамента Лаптевской плиты и  затухает  западнее  Новосибирских островов. Второй, следящийся с континента, трассирует область стыка  периферийных  флексурно-разломных  ограничений юго-западной  части  Лаптевской плиты с Лено-Таймырской зоной пограничных поднятий и затухает  около  восточного  побережья Таймыра. В обоих зонах, особенно по данным метода ТМЦ, преобладает нормально-сбросовый механизм в очагах  землетрясений с осью  растяжения  ортогональной  линии эпицентров.  Очевидная меньшая упорядоченность данных метода первых вступлений  свидетельствует о его большей чувствительности к неоднородностям литосферы, в то время как метод ТМЦ, использующий длиннопериодные  волны,  в лучшей степени отражает общую направленность глубинных тектонических процессов.

     Устойчивая смена режима растяжения на взбросовый и сдвиго-взбросовый непосредственно  к юго-востоку от губы Буор-Хая определяет расположение в  этом  районе  современного  полюса раскрытия Северо-Американской и Евразиатской плит.

     На наш взгляд, формирование на шельфе моря Лаптевых единой границы  указанных  плит  контролируется двумя встречными движениями ее разобщенных фрагментов: на юг через область мезозоид в  восточной части шельфа и на северо-запад вдоль разломных ограничений Лено-Таймырской зоны  пограничных поднятий в западной  части.  Характер и место соединения этих фрагментов, которое может осуществиться в случае  продолжения  действия  растягивающих  сил,  также во многом будут определяться положением существующих в регионе ослабленных  зон литосферы. Можно ожидать либо возникновения в пределах шельфа моря Лаптевых микроплиты и тройного  сочленения  в районе губы Буор-Хая, либо эшелонированной, типа Шпицбергенской, системы трансформных разломов северо-восточного  простирания.

      Сейсмоактивные зоны  континентальных   окраин Норвежско-Гренландского бассейна  и Евразийского суббассейна.   Повышенная сейсмическая  активность  отдельных участков указанных акваторий за пределами Срединно-Арктического  пояса  в  общем случае определяется суммарным воздействием трех основных факторов:  частичной разрядкой напряжений, генерируемых в осевых зонах  бассейнов,  реакцией литосферы на давление мощных толщ осадков и разгрузкой от древнего  оледенения.  Очевидно,  что первый из них является наиболее регионально действующим и ведущим по интенсивности землетрясений.  Прямое  доказательство реальности его существования получено Е.Скордасом и др. [16],  обнаружившими связь межплитной сейсмичности Северной Атлантики, включая НГБ, и внутриплитной сейсмичности Фенноскандии на основе анализа энергетических режимов  этих  регионов  за  70 лет.  Установлено их очевидное сходство (коэффициент взаимной корреляции достигает 0.7-0.8),  причем временная задержка для Фенноскандии колеблется от 0 до 3-4 лет. Следует ожидать, что растяжение в осевых зонах бассейнов должно приводить к формированию  сдвиговых  или  сжимающих  напряжений  в ослабленных участках обрамляющих бассейны континентальных  окраин.  Более отчетливо это просматривается вдоль Евразийской окраины НГБ и ЕСБ, где землетрясения тяготеют к поперечным разломам и желобам. Так, можно отметить сгущения эпицентров вблизи зоны разломов Сенья в Лофотенской котловине, в желобах Франц-Виктория и Воронина, известны проявления сейсмичности в желобе Св.Анны [1, 2]. Имеющиеся  здесь данные по фокальным механизмам свидетельствуют о сдвиговом и  взбросо-сдвиговом  режимах,  причем одна  из  субвертикальных нодальных плоскостей близка к плоскости разлома. Преобладание горизонтального сжатия отмечается также  и  в  тыловых  частях континентальных окраин (Кольский п-ов, Новая Земля) [5], области наведенного сжатия на флангах зон растяжения установлены и в море Лаптевых [3].

     Близость Шпицбергена к Срединно-Арктическому поясу также позволяет связывать его сейсмичность с  разрядкой напряжений, генерируемых в  области океанического рифтогенеза. Отсутствие сквозных зон сейсмической активности,  соединяющихся со  Срединно-Арктическим поясом,  привело  к этому выводу Л.Сайкса и М.Сбара еще в 1973 году [17]. С позиций этой точки зрения хорошо объясняются накопленные с тех пор новые сейсмологические данные [9, 10].  На о.Западный Шпицберген эпицентры землетрясений в зоне пересечения субширотного разлома Де Гира и  разлома  доминирующей на архипелаге системы северо-северо-запад-ного простирания,  более тяготеют к первому из  них,  ортогональному ближайшему фрагменту срединно-океанического хребта - хребту Книповича.  В то же время на севере о.Северо-Восточная Земля  землетрясения  группируются вдоль доминирующей системы разломов,  субортогональных ближайшему к этому району  хребту Гаккеля.  Фокальные решения дали сдвиговый механизм.  На этом же острове южнее в сгущении эпицентров  широтного простирания установлен механизм взброса,  вызванный субгоризонтальным меридионально ориентированным сжатием.

     Весьма интересным,  на наш взгляд, является обнаруженный кольскими геофизиками в пределах Баренцево-Беломорского региона факт приуроченности зон повышенной сейсмичности к  участкам наиболее  пониженных значений теплового потока. Очевидно, что это можно объяснить лишь признанием наведенного  или, как было названо нами ранее [3],  "пассивного" характера сейсмичности, обусловленной разрядкой  напряжений,  генерируемых  за пределами региона.  К  ним  в силу своей повышенной хрупкости наиболее восприимчивы самые холодные блоки литосферы.

     Два других, указанных выше источника напряжений, являются второстепенными,  локально действующими и отмечаются рядом исследователей лишь в отдельных зонах. Так в Лофотенской котловине, особенно  в зоне ее контакта с Баренцевоморским шельфом, по данным сейсмического профилирования установлены  экстремально мощные осадочные толщи, которые тонкая океаническая кора не может выдержать без растрескивания [11].  Аналогичная причина  в совокупности с региональными тектоническими напряжениями вызывает  достаточно  сильные землетрясения моря Линкольна [8].

     С влиянием ледниковой разгрузки связывается частично повышенная сейсмичность прибрежных районов Фенноскандии и  Восточной Гренландии [11 и др.].

      Район Баффинова залива.   Интерес к изучению сейсмичности этого района определяется стремлением решить вопрос о продолжении или прекращении в настоящее время спрединга,  существовавшего по  магнитометрическим данным до раннего олигоцена на границе Гренландской и Северо-Американской плит.

     Установлено [12],  что глубоководная часть Баффинова залива имеет кору океанического типа мощностью около 10  км, но в настоящее время нет данных о существовании здесь срединного хребта или линейных магнитных аномалий характерных для  спрединговых областей.  Само по себе это еще не исключает возможности существования спрединга,  так как хребет мог не  успеть образоваться,  как, например, в южной части Евразийского суббассейна,  а проявления магнитных аномалий могли быть  скрыты осадочным чехлом. Однако против современного спрединга свидетельствуют имеющиеся сейсмологические данные.

     Уже в самом факте рассеянного распределения эпицентров с очевидным преобладанием их в северной части залива  не  просматривается даже слабого тяготения к осевой глубоководной зоне. Северный и южный выходы залива,  проливы Нарес и  Девисов соответственно, вообще практически асейсмичны,  т.е. в районе Баффинова залива в настоящее время существует замкнутая, изолированная сейсмоактивная зона.  По имеющимся фокальным решениям для землетрясений Баффинова залива установлен взбросовый механизм, свидетельствующий о режиме горизонтального поперечного сжатия.  Сублинейная зона эпицентров с режимом близким к нормально-сбросовому выделяется на восточном побережьи Баффиновой  Земли  в области с типичной континентальной корой мощностью 35 км.  Следует отметить, что в пределах Баффинова залива  и его обрамления не установлено свойственной спрединговым районам пониженной скорости сейсмических волн  в  верхней мантии. По различным определениям [14, 15] она не ниже 8.0-8.2 и даже 8.5 км/с.

     Анализ комплекса данных привел исследователей,  занимающихся этим регионом,  к бесспорному,  на наш взгляд, выводу о том, что повышенная сейсмичность здесь вызвана не современным спредингом, а  суммарным  воздействием  нескольких  факторов, приводящим к подвижкам по ослабленным зонам литосферы,  в том числе и тем, которые образовались в результате затухшего ныне спрединга. К этим факторам относятся отмеченные нами выше для континентальных окраин  НГБ и ЕСБ частичная разрядка напряжений, генерируемых в зоне современного  рифтогенеза,  гляциоизостатические напряжения и нагрузка мощных осадочных толщ. На акватории Баффинова залива очевидно действие первого и третьего из  указанных  факторов при доминировании первого,  с чем хорошо согласуется установленное здесь горизонтальное сжатие, ортогональное зоне  спрединга  в  НГБ.  Эпицентры  афтершоков сильнейшего в Арктике землетрясения 1933 года (М=7.3) в  близосевой зоне залива образуют линию северо-восток - юго-запад-ного простирания, которая, по мнению А.Камара [14], трассирует  ослабленную  зону  вдоль  древнего трансформного разлома. Именно суммарное действие двух факторов могло привести к возникновению столь сильного землетрясения [13].

     В возбуждении повышенной сейсмичности западной части залива и  восточного  побережья  Баффиновой  Земли ведущая роль скорее всего принадлежит второму и третьему  факторам,  действие  которых  наложено на резко выраженную топографию горных цепей и область стыка континентальной и океанической коры. По гравиметрическим данным регион не находится в состоянии изостатического равновесия. Расчеты показывают, что любой из двух указанных источников  может  создать напряжения,  достаточные для того,  чтобы запустить землетрясение [19].

     Значительно более низкий уровень сейсмической активности на Гренландском побережье Баффинова залива обусловлен, скорее всего, сохранением  здесь  ледникового  покрова и отсутствием тем самым, изостатического подъема литосферы.

      Канадская Арктическая   окраина. Достаточно  рассеянное распределение эпицентров землетрясений с отдельными локальными сгущениями, отсутствие протяженных сейсмоактивных зон, соединяющихся с каким-либо глобальным сейсмическим поясом, неупорядоченность поля напряжений по решениям фокальных механизмов позволяют сделать вывод о том,  что скорее всего и в этом регионе Арктики повышенная сейсмичность обусловлена реактивизацией имеющихся ослабленных зон под действием тех же  источников избыточных напряжений, что установлены и для других арктических областей за пределами  Срединно-Арктического пояса. Океаническая  кора  Канадского бассейна прогнута под необычно мощной (4-6 до 9 км) осадочной толщей [19], и это может вызывать напряжения в прилегающей континентальной окраине,  которая механически связана с океанической корой. Гипоцентры имеют глубины, не превышающие первые километры, и расположены по-видимому исключительно в пределах осадочного чехла.  Чередование участков повышенной и пониженной сейсмичности вероятнее всего зависит от локальных колебаний мощности чехла и наличия или отсутствия ослабленных зон. Напряженное состояние Канадской  окраины,  обусловленное  влиянием мощных осадочных толщ, приводит к тому,  что здесь требуются меньшие добавочные усилия, чем в других пассивных окраинах, для нарушения сплошности литосферы и возникновения землетрясений.  В более внутренних  регионах  существеннее воздействие ледниковой разгрузки. Влияние дифференцированных вертикальных движений  на  уровень сейсмичности  подтверждается хорошей корреляцией зон сгущений эпицентров с участками повышенных  градиентов  изостатических аномалий.  Кроме того, напряженная литосфера Канадской окраины, как и других периферийных арктических областей, находится под  постоянным  воздействием горизонтального напряжения сжатия,  передающегося из  активной  зоны  Срединно-Арктического хребта.

      Таким образом, обобщение и анализ всех имевшихся ранее и новейших материалов по распределению эпицентров землетрясений и  их  фокальным механизмам позволяют признать:

     главным фактором, определяющим современную геодинамическую обстановку  Арктики,  является наличие здесь дивергентной границы Северо-Американской и Евразиатской  литосферных плит, трассируемой Срединно-Арктическим поясом землетрясений;

     в пределах  океанической  части  на  участках  подводных хребтов действуют близкое к горизонтальному напряжение растяжения, субортогональное оси хребта,  и субвертикальное напряжение сжатия,  определяющие режим нормальных сбросов.  В разломных зонах,  смещающих оси фрагментов хребтов по  латерали, существует сдвиговый  режим с ориентировкой напряжений и подвижек, соответствующей модели трансформного разлома;

     в пределах шельфа моря Лаптевых установлен разрыв единой границы плит, разобщенные концы которой расположены в восточной и западной частях шельфа.  При условии сохранения процессов растяжения можно ожидать формирования в пределах Лаптевоморского шельфа либо микроплиты, либо зоны трансформного разлома типа Шпицбергенской;

     на континентальном продолжении сейсмического пояса в Северной Якутии существует в настоящее время  устойчивый  режим горизонтального сжатия, что свидетельствует о переходе границы через полюс раскрытия;

     повышенная сейсмичность областей  за  пределами  Срединно-Арктического  пояса землетрясений является наложенной или, как названо нами ранее,  "пассивной" и определяется суммарным воздействием  трех  основных факторов:  частичной разрядкой в пределах внутриплитных ослабленных зон напряжений, генерируемых  в области рифтогенеза,  нагрузкой на литосферу аномально мощной в ряде районов осадочной толщи и изостатическими  движениями,  обусловленными  разгрузкой  от древнего оледенения. Такова же природа повышенной сейсмичности  Баффинова  залива, который по магнитометрическим данным относится к району палеоспрединга.

     В заключении считаем своим долгом высказать мнение о том, что существующая ныне сеть телеметрических  отечественных  и зарубежных станций,  в какой-то степени достаточная для проведения общего мониторинга за сейсмическим  режимом  Арктического  региона в целом и накопления статистических данных по уже известным его  особенностям,  совершенно не  удовлетворительна  для осуществления стоящего на повестке дня перехода на качественно  новый  уровень  исследований,  а именно детального изучения наиболее интересных и важных с позиций научного и прикладного аспектов узловых фрагментов сейсмоактивных зон.  В связи с этим,  на наш взгляд, на повестку дня становится задача создания программы  относительно  кратковременных,  но широкомасштабных специализированных экспедиционных наблюдений в отдельных областях с использованием портативных наземных и донных станций.  Очевидна также необходимость концентрации усилий всех заинтересованных в  исследовании Арктики организаций и государств.

Список литературы

 1. Аветисов Г.П., Голубков В.С.  Тектоно-сейсмическое районирование Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана и сопредельных акваторий // Геология и полезные ископаемые севера Сибирской платформы. Л., 1971. С. 68-72.

 2. Аветисов Г.П. Сейсмическое районирование территории архипелага Земля Франца-Иосифа // Геофизические методы разведки  в Арктике. Л., 1971. Вып.6. С.128-134.

 3. Аветисов  Г.П.  Сейсмичность  моря  Лаптевых и ее связь с  сейсмичностью Евразийского бассейна // Тектоника Арктики. Л., 1975. Вып.1. С.31-36.

 4. Аветисов Г.П. Гипоцентрия и фокальные механизмы землетрясений дельты Лены и ее обрамления // Вулканология и сейсмология. 1991. № 6. С.59-69.

 5. Ассиновская Б.А.  Сейсмическое  районирование  Баренцевоморского шельфа. Автореф. дисс. ... канд.  физ.-мат. наук.    -  М., 1990.

 6. Грамберг  И.С.,  Деменицкая Р.М.,  Секретов С.Б.  Система  рифтогенных грабенов шельфа моря Лаптевых как недостающе   го звена  рифтового пояса хребта Гаккеля - Момского рифта  Докл. АН СССР. 1990. Т.311. № 3. С.689-694.

7. Массовое определение механизмов землетрясений на ЭВМ    / Ж. Я. Аптекман , Т. С. Желанкина , В. И. Кейлис-Борок  и др. // Теория и анализ сейсмологических наблюдений. Вычислительная сейсмология.  М.,  1979. Bып.12. C.45-58.

8. Basham P.W., Forsyth D.A., Wetmiller R.J. The seismicity of Northern Canaga //Can. J. Earth Sci., 1977. V.14. P. 1646-1667.

9. Bungum H., Mitchell B.J.,  Kristoffersen Y.  Concentrated earthquake zones in  Svalbard // Tectonophysics.  1982. 82. P.175-188.

10. Chan W.W., Mitchell B.J. Intraplate earthquakes in Northern Svalbard // Tectonophysics, 1985. 114. P.181-191.

11. Husebye E., Gjoystdal H., Bungum H., Eldholm O. The seismicity of the Norvegian and Greenland seas and adjacent  continental shelf areas // Tectonophysics, 1975. 26. P.55-70.

12. Keen C.E., Barrett D.L.,Manchester K.S. Geophysical studies in Baffin Bay and some tectonic implications // Can. J. Earth Sci., 1972. 9. P.239-256.

13. Kroeger G.C. Synthesis and analysis  of  teleseismic  body wave seismograms  /Ph. D. thesis/-Palo Alto. Stanford University, 1987.

14. Qamar A. Seismicity of the Baffin Bay region // Bull. Seism. Am. Soc. 1974. 64. P.87-98.

15. Reid I., Falconer R.K.H.  A seismicity study  in northern Baffin Bay //Can. J. Earth Sci. 1982. V.19. P.1518-1531.

16. Skordas E., Meyer K., Olsson R., Kulhanek O.  Causality between  interplate  (North Atlantic) and intraplate (Fennoscandia) seismicities // Tectonophysics. 1991. 185. P. 295-307.

17. Sykes L.R., Sbar M.L. Intraplate earthquakes, lithospheric stresses and  the  driving mechanism  of plate tectonics // Nature. 1973. 245. P. 298-302.

18. Talvani M., Eldholm O. Evolution of the Norvegian-Greenland Sea // Geol. Soc. Am. Bull. 1977. V.88. P. 969-999.

19. The Arctic ocean region. The geology  of  North  America. 1990. V.L. 644 p.

20. Wilson J.T.  A new class  of faults  and their bearing on continental drift // Nature. 1965. 207. P. 343-347.

 

Вернуться на главную страничку