Аветисов Г.П. (ВНИИОкеангеология)

 

Вклад сейсмологических исследований в изучение геологии и промышленное освоение Арктики.

Сейсмологические наблюдения являются неотъемлемой и одной из важнейших составляющих комплекса геолого-геофизических исследований в любом регионе Земли. Сейсмологический метод является единственным, если можно так сказать, дистанционным геофизическим методом с практически неограниченной дальностью действия, обеспечивающей возможность исследования труднодоступных областей, что особенно актуально для Арктического региона. Очевидны научный и прикладной аспекты применения сейсмологических данных. Даже одно только установление факта существования или отсутствия повышенной сейсмичности заметно влияет как на наши представления о современном геолого-тектоническом положении региона, так и на оценку возможностей и целесообразности его промышленного освоения.

На основании наиболее полной к настоящему времени сейсмологической информации, полученной за время всего периода инструментальных зарубежных и отечественных наблюдений над землетрясениями Арктики, включая и экспедиционные исследования НИИГА-ВНИИОкеангеология на Земле Франца-Иосифа, Северной Земле, Новосибирских островах, в  дельте Лены, Норильском районе, а также с использованием широкого круга других геолого-геофизических материалов проанализированы гипоцентрия арктических землетрясений и их фокальные механизмы, уточнены и выявлены новые связи сейсмичности с тектоникой и неотектоникой, намечены геодинамические модели сейсмоактивных зон Арктики и Субарктики [1]. Вся использованная  сейсмологическая информация почерпнута из разработанного и реализованного в рамках исследований ВНИИОкеангеология компьютерного Банка Арктических сейсмологических данных [2]. Проведенное исследование позволило сделать следующие выводы.

          - в Арктическом регионе существуют оба типа сейсмоактивных зон: межплитные и внутриплитные (рис.);

         - межплитная сейсмичность представлена Срединно-Арктическим поясом землетрясений, трассирующим спрединговую границу Евразийской и Северо-Американской литосферных плит и протягивающимся от Исландии через Норвежско-Гренландский бассейн, Евразийский суббассейн и шельф моря Лаптевых до Северо-Востока Евразии;

           - указанная межплитная граница, в целом развиваясь по единому сценарию, состоит, тем не менее, из серии сочленяющихся сегментов, эволюция каждого из которых имеет свои специфические особенности. Ведущая роль в образовании этих особенностей принадлежит различиям доспрединговой структуры литосферы. Показано, что на основе этого признака в принципе можно выделить три типа границы, каждому из которых в Срединно-Арктическом поясе находятся соответствующие аналоги: однородная и изотропная литосфера без доминирующих тектонических элементов, в пределах которой ориентировка возможной плоскости разрыва будет в основном определяться законами механики и зависеть от ориентировки приложенных сил (хребты Гаккеля и Мона); среда с доспрединговой ослабленной зоной, в пределах которой образующаяся линия раскола разворачивается от теоретического положения в сторону ослабленной зоны, причем тем в большей степени, чем больше угол между направлением приложенных сил и линией ослабленной зоны (хребет Книповича) и среда с жестким монолитным блоком, который утыкающийся в него под прямым или близким к нему углом раскол огибает по разлому или серии эшелонированных разломов (зоны разломов Тьорнес, Ян-Майенская, Шпицбергенская);

 - существующее представление о непрерывности на Лаптевоморском шельфе границы Евразийской и Северо-Американской плит можно признать справедливым лишь на уровне первого приближения, т.е., если считать участком границы весь шельф. Это достаточно для понимания общей кинематики плитно-тектонических движений, но не удовлетворяет требованиям региональных исследований. Необходимо признать, что имеются два "слепых" отрезка этой границы, один из которых в восточной половине шельфа является завершением океанической части границы, протягивающейся из Евразийского суббассейна, а второй - континентальной, идущей из Восточной Якутии;

- формирование здесь единой границы Евразийской и Северо-Американской плит контролируется двумя встречными движениями ее разорванных фрагментов: на юг через область мезозоид в восточной части шельфа и на северо-запад вдоль разломных ограничений Лено-Таймырской зоны пограничных поднятий. В настоящее время можно высказать лишь общие соображения о характере и месте возможного соединения разорванных фрагментов в случае продолжения действия рифтогенных растягивающих сил. Очевидно, что ожидаемое положение единой границы опять же во многом будет определяться положением существующих в регионе ослабленных зон. Наиболее реальным представляется образование здесь микроплиты и тройных сочленений на севере в районе континентального склона и на юге в районе губы Буор-Хая.

- по всей совокупности сейсмологических данных и, в частности, на основании сравнения уровней сейсмической активности отдельных сегментов спрединговой границы плит в Арктике, можно заключить, что постулат об "абсолютной" жесткости плит приемлем лишь на глобальном уровне аппроксимации. Значительная часть генерируемых в результате спрединга напряжений релаксируется внутри плит. Наиболее типичным примером этому является район хребта Книповича;

- бесспорными зонами внутриплитной сейсмичности являются Фенноскандия, континентальные окраины Евразийского суббассейна и Норвежско-Гренландского бассейна, район Канадского Арктического архипелага и его обрамления, Северная Аляска и Северо-Восточная Евразия. Фоновым, региональным фактором, генерирующим внутриплитную сейсмичность и влияющим на ее уровень и глубинность, является разрядка напряжений, создаваемых на границах плит. Сейсмогенное действие этого фактора в первую очередь проявляется в древних ослабленных зонах литосферы и усиливается влиянием других процессов, ведущим из которых являются дифференцированные вертикальные тектонические движения. Роль гляциоизостатических движений и нагрузки аномально мощных осадочных толщ в настоящее время второстепенна.

С учетом уровня активности сейсмические зоны Арктики могут быть ранжированы следующим образом:  Срединно-Арктический пояс землетрясений, включая весь шельф моря Лаптевых, Западная и Северная Аляска (в первую очередь хребет Брукса), Баффинов залив, где известны и нередки землетрясения с магнитудой 6 и выше; Лофотенская котловина Норвежского моря, Шпицберген, Северо-Восточная Гренландия, поперечные желоба континентального склона Евразии, море Бофорта, горы Маккензи (Северная Канада), где нередки землетрясения с магнитудой 5 и выше; Северные Швеция и Норвегия, западная часть Кольского полуострова, участки локальных сгущений эпицентров в пределах Канадского Арктического архипелага (например, северо-восточнее о.Мелвилл или на северо-восточном побережье Баффиновой Земли), где установлены землетрясения с магнитудой до 5. Пристальное внимание должно быть уделено явно сейсмически активному, но слабо в этом отношении изученному, Чукотскому полуострову.

Признавая ранжирование по уровню сейсмической активности, следует  учитывать, что   решающую роль при определении первоочередности постановки исследований по оценке сейсмической опасности того или иного региона должны играть перспективы его промышленного освоения. Это определяет другую расстановку указанных выше регионов. Наиболее актуальными становятся оценки сейсмической опасности морей Норвежского и Бофорта, в пределах которых уже ведется разработка нефтяных и газовых месторождений, Баренцева моря, имеющего целый ряд газовых месторождений и перспективных на нефть и газ структур. По совокупности причин, включающей в себя и хорошие перспективы на горючие полезные ископаемые, и интенсивное промышленное освоение побережий, и высокий уровень сейсмической активности, весьма актуальным представляется проведение сейсмического районирования акватории моря Лаптевых и его обрамления. В то же время, в обозримом будущем в основном чисто познавательный интерес будет иметь оценка сейсмической опасности в пределах глубоководных частей арктических акваторий.

Список литературы

1.Аветисов Г.П. Сейсмоактивные зоны Арктики. СПб, ВНИИОкеангеология, 1996. 186 с.

2.Аветисов Г.П., Винник А.А. Банк арктических сейсмологических данных (методическое руководство). СПб, ВНИИОкеангеология, 1996. 41 с.

Вернуться на главную страничку