научная статья по теме БЕРИНГИЯ: CЕЙСМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОТЕКТОНИКИ Геофизика

Текст научной статьи на тему «БЕРИНГИЯ: CЕЙСМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОТЕКТОНИКИ»

ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2015, № 4, с. 58-67

УДК 550.3

БЕРИНГИЯ: CЕЙСМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ

ВОПРОСЫ ГЕОТЕКТОНИКИ © 2015 г. Е. И. Гордеев1, Т. К. Пинегина1, А. В. Ландер2, А. И. Кожурин1

1 Институт вулканологии и сейсмологии РАН, г. Петропавловск-Камчатский 2Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, г. Москва E-mail:gordeev@kscnet.ru, pinegtk@yandex.ru, land@mitp.ru, anivko@yandex.ru Поступила в редакцию 30.07.2013 г.

В статье представлен краткий обзор существующих на сегодня взглядов на геодинамику Берингии, рассмотрено пространственное распределение сейсмичности в Камчатско-Алеутско-Аляскинском регионе, проявления цунами, известные на данный момент активные разломы на обрамлении Командорской котловины, положение коллизионного контакта в зоне сочленения Камчатской и Алеутской дуг, вероятность катастрофического землетрясения на западном окончании Алеутской дуги, сейсмо- и цунамигенерирующий потенциал Берингии.

DOI: 10.7868/S0002333715030035

ВВЕДЕНИЕ

Беринговоморский регион уникален по своему тектоническому положению. С юга он ограничен Алеутскими островами, с востока — побережьем Аляски, с запада и севера — Камчаткой, Корякией и Чукоткой. Регион уже много лет является объектом как российских, так и американских исследований, но по причинам географической удаленности и непродолжительности инструментальных геофизических и геодезических наблюдений изучен он все еще недостаточно. Практически неизвестен сейсмический и цунамигенный потенциал региона, остается ряд нерешенных вопросов, связанных с характером сочленения Курило-Камчатской и Алеутской дуг на его южной границе, режимом деформирования его западного и северного континентальных обрамлений. По современным представлениям, основную территорию региона занимает Берингийской плита, или плита Берингия, располагающаяся на стыке Тихоокеанской, Северо-Американской и Евразийской литосферных плит, однако до настоящего времени нет ясности не только с положением ее границ, но и с самим ее наличием. В данном обзоре представлены основные имеющиеся на сегодня сейсмологические и тектонические взгляды на Берингию и рассмотрены главные вопросы, решение которых представляется крайне важным как в научном плане, так и для оценки сейсмо- и цунамиопасности во всем регионе.

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЙСМИЧНОСТИ В РЕГИОНЕ

Беринговоморский регион окружен сейсмическими поясами по всему периметру (рис. 1). На севере, западе и юге землетрясения происходят как на суше, так и в прибрежных акваториях; во-

сточное, аляскинское, побережье почти асей-смично. Обычно считается, что Берингово море полностью располагается на жесткой литосфер-ной плите Берингии [Ландер и др., 1994; Cross, Freymueller, 2008; Mackey et al., 1997] и сейсмичность связана с движениями на ее границах. Однако за последние 20 лет в центральной части Берингова моря были зафиксированы два землетрясения с магнитудами 6.5—6.7 (с короткими сериями афтер-шоков). Район этих землетрясений удален от всех сейсмологических сетей, и наблюдения здесь могут быть неполными. Поэтому остается неясным, являются ли эти землетрясения частью еще одного сейсмического пояса, разделяющего Берингию, либо изолированными внутриплитными событиями. Эпицентры землетрясений, расположенные в центральной части Командорской котловины, относятся к раннему периоду наблюдений, соответствуют небольшим магнитудам и, по-видимому, попадают в этот район вследствие ошибок наблюдений.

Землетрясения западной окраины Берингова моря образуют Корякский сейсмический пояс, протягивающийся от области сочленения Кури-ло-Камчатской и Алеутской дуг на север и смыкающийся там с сейсмическими поясами Чукотки и Аляски. Эпицентры большинства землетрясений южной части Корякского пояса располагаются на восточном камчатском шельфе, однако несколько относительно сильных событий, в том числе, возможно, и крупнейшее Озерновское землетрясение 1969 г. с М = 7.8 произошли у подножья его континентального склона. Севернее основная активность Корякского пояса сосредоточена на суше, в центральных районах Корякского нагорья. Однако отдельные землетрясения известны здесь и в акватории вблизи корякского побережья.

160°_180°_-160°_-140°

70°

60°

70°

60°

50°

Рис. 1. Землетрясения Беринговоморского региона, зарегистрированные за период 1962-2010 гг. [Каталог...; Землетрясения в СССР; Alaska Earthquake Information Center; USGS National Earthquake Information Centre; Bulletin.; Global CMT catalog].

Наибольшее число сильных землетрясений региона происходит в Алеутской дуге, являющейся одной из самых сейсмически активных структур Земли. В ней зарегистрированы цунамигенные землетрясения с M> 9. События дуги можно пространственно разделить на две группы. К первой относятся землетрясения, происходящие на суб-дукционной, переходящей западнее в трансформную, границе Тихоокеанской плиты. Именно здесь происходят сильнейшие события, эпицентры которых расположены в Тихом океане, но их протяженные очаги могут частично располагаться на глубинах ~50 км под акваториями Берингова моря. Ко второй группе относятся задуговые землетрясения с мелкофокусными гипоцентрами в Беринговом море. Эта сейсмичность, по-видимому, связана с трансформным перемещением блоков дуги вдоль ее простирания [Lallemant, Oldow, 2000; Cross, Freymueller, 2008] и имеет преимущественно сдвиговый характер. Здесь зафиксированы магни-туды до 7.5. В ту же группу задуговых землетрясений формально попадает несколько крупных событий первой половины 20-го века с низкой точностью определения гипоцентров и с М < 7.9 [Gutenberg, Richter, 1949]. Не исключено, что эти события в реальности произошли в зоне субдукции.

Особый характер имеет небольшая группа землетрясений в районе сочленения Алеутской дуги с Камчаткой. Эти события связаны с торцовым столкновением с последней крайнего западного сегмента дуги — узкого Командорского блока [Гордеев и др., 2004; Geist, Scholl, 1994; Gordeev et al., 2006; Mackey et al., 2010]. Сейсмичность района полуострова Камчатский имеет определенные отличия от каждой из двух примыкающих сейсмофо-кальных зон и не может быть отнесена ни к одной из них. В районе полуострова Камчатский регистрируются в основном мелкофокусные землетрясения в слое глубиной до 50 км. В Камчатском проливе землетрясения концентрируются вдоль трансформных разломов Беринга, Пикежа и Стеллера [Селиверстов, 2009]. Западнее, при переходе к шельфу полуострова Камчатский, эта закономерность нарушается, и эпицентры землетрясений занимают всю фронтальную часть Командорского блока между ограничивающими его разломами, а также южную часть полуострова. Среди механизмов землетрясений района полуострова Камчатский преобладают взбросы с субгоризонтальной осью сжатия, ориентированной СЗ—ЮВ [Global CMT catalog].

Рис. 2. Границы литосферных плит: ТО — Тихоокеанской, СА — Североамериканской, ЕВ — Евразийской. Сплошные черные линии — установленные границы, пунктирные линии — предположительные. Положение микроплиты Берингии показано серой заливкой.

ЛИТОСФЕРНАЯ ПЛИТА БЕРИНГИЯ

До настоящего времени существование плиты Берингии является предметом дискуссий [Ландер и др., 1994; Кожурин, 2012; Geist, Scholl, 1994]. Основная проблема заключается в том, что плита не имеет отчетливо выраженных в геологической структуре границ с Северо-Американской и Евразийской плитами. В связи с этим, многие исследователи продолжают включать Берингию в состав Североамериканской плиты (рис. 2). В работе [Scholl, 2007; Redfield et al., 2007] предполагается, что Берингия состоит из большого числа независимых блоков, участвующих в общем "потоке", движущемся за счет экструзивного выжимания масс Аляски и Берингии на запад или юго-запад. Хотя существование таких блоков не доказано, их перемещения относительно Северо-Американ-ской плиты могут грубо описываться единым вектором вращения, который в первом приближении можно считать вектором вращения Берингии.

Параметры движения Берингии остаются дискуссионными. Их оценки в основном опираются на два типа данных: механизмы землетрясений и геодезические измерения (GPS) [Гордеев и др., 2001; Gordeev et al., 2001], часто противоречащие друг другу.

С общим вращением Берингии можно увязать механизмы землетрясений только на ее северной континентальной границе. На южной, алеутской, границе векторы относительных перемещений определяются быстрыми движениями Тихоокеанской плиты и их направления практически мало меняются при выборе той или иной модели

медленного вращения Берингии. Иначе говоря, механизмы алеутских землетрясений в пределах своей точности не несут значимой информации о движении Берингии. Основные выводы о параметрах ее вращения следуют из закономерного изменения механизмов вдоль ее северо-западной границы: от сжатия на юге Корякии, к сдвигам на Чукотке и растяжению на северо-западе Аляски (рис. 3). Такое расположение механизмов соответствует положению полюса вращения Берингии относительно Северной Америки северо-западнее их границы. Более определенное положение полюса можно получить, если предположить, что Берин-гия "скользит" вдоль восточного сегмента Алеутской дуги, не вызывая смещения расположенной там зоны субдукции (рис. 3). При этом следует отметить, что положение границы Берингии на Аляске остается крайне неопределенным: в том виде, как показано на рис. 3, она проходит поперек крупнейших активных сдвигов Аляски (например, поперек разлома Денали).

Геодезические измерения в регионе затруднены тем, что практически все районы Берингии, расположенные выше уровня моря, относятся к граничным тектонически нестабильным областям рассеянной сейсмичности. Поэтому локальные геодезические измерения могут быть весьма чувствительны к движениям небольших блоков, не совпадающим с общим движением плиты. Тем не менее, геодезические данные, полученные на северо-западе Аляски [Cross, Freymueller, 2008], подтверждают южное направление движения этой части Берингии. Однако при определении положения полюса вращения Берингии относительно Северной Америки эти авторы использовали также алеутские GPS-измерения, возможно

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»