ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2013, том 450, № 4, с. 465-469
= ГЕОФИЗИКА
УДК 550.343.4+550.348.61(470.1/.6)
НОВЫЙ ЭТАП ПОЗНАНИЯ СЕЙСМИЧНОСТИ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ЕЕ ОБРАМЛЕНИЯ
© 2013 г. А. А. Никонов
Представлено академиком Ю.Г. Леоновым 02.09.2012 г. Поступило 10.09.2012 г.
БО1: 10.7868/80869565213160184
Восточно-Европейская платформа (ВЕП) обладает относительно низким уровнем сейсмичности и поэтому многие десятилетия не входила в число регионов приоритетного внимания сейсмологов. Ситуация начала меняться лишь в конце ХХ века в связи с развитием атомной энергетики и особенно с введением новых норм безопасности после аварии на Чернобыльской АЭС. До недавнего времени основные знания о сейсмичности этого обширного региона сводились к письменным сведениям по сейсмическим событиям исторического периода [1, 2]. Регулярные и во все возрастающем объеме инструментальные данные стали появляться с начала текущего столетия. До того оценки параметров сейсмичности, сейсмического потенциала и карты сейсмического районирования основывались на каталогах за последние сотни лет или на косвенных расчетных методах. (Речь идет исключительно о землетрясениях с очагами в пределах самой платформы.)
Несколько десятилетий назад стало обнаруживаться несовершенство каталогов событий исторического и раннеинструментального периодов, практически до 1961 г. Число таких событий превосходит число сейсмических событий инструментального периода. События инструментального периода в регионе охватывают максимум 80 лет. По ряду причин (революции, войны, периоды разрухи, слабая заселенность, затрудненная связь и др.) во многих, поздно освоенных и до сих пор очень слабо обжитых районах ВЕП, вплоть до последних десятилетий не только слабые, но и умеренные по силе сейсмические события или не фиксировались вообще, или фиксировались с пропусками. В связи с экпоненциальным ростом количества техногенных взрывов во многих районах каталоги инструментального периода оказываются "загрязненными" событиями не натуральной природы [3].
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской Академии наук, Москва
Из-за редкости даже слабых событий в регионе построение надежных графиков повторяемости даже для крупных областей сильно затруднено. О хвостовых частях графиков, которые могли бы обоснованно устанавливать сильные и сильнейшие события, в таких случаях говорить вообще не приходится. Иными словами, проблема получения достоверного и представительного каталога стояла и частично стоит в регионе как одна из главных. Необходимость иного, на современной основе, подхода к выявлению, идентификации и параметризации событий прошлого и успехи на этом пути европейских специалистов побудили и в России предпринять усилия по модернизации каталогов событий исторического периода, правда, в основном на уровне личных инициатив. Одним из первоочередных императивов стала верификация первичных данных и дискриминация среди них относящихся к сотрясениям нетектонической природы (оползневым, морозобойным, импактным и т.п.) [4, 5].
Автор представленного сообщения в течение четверти века, используя критерии европейской школы изучения землетрясений прошлого, последовательно, событие за событием, район за районом, собирал первичные, в основном макро-сейсмические материалы по землетрясениям ВЕП и, критически их рассматривая, осуществлял заново оценку генезиса и значений основных параметров каждого, доводя исследование до параметрической строки с указанием пределов возможных отклонений от среднего. В рамках работы по созданию новой Карты сейсмического районирования 0СР-2012 удалось завершить составление существенно обновленной версии каталога для ВЕП и ее ближайшего окружения. Результаты этого исследования в виде общего на первой стадии рассмотрения и составляют предмет настоящей публикации.
Каталог включает местные землетрясения тектонической природы начиная с Х1У—ХУ1 вв. в отдельных подрегионах и с начала XIX в. — массово (кроме некоторых регионов севера ВЕП, откуда
466
НИКОНОВ
Таблица 1. Распределение числа фиксированных сейсмических событий по субрегионам
Субрегион Количество событий % от общего количества событий на ВЕП Плотность событий (количе-ство/км2)
Фенноскандия 333 50 2.6
Урал 88 13 0.7
Предуралье 76 11.5 3.7
Прибалтика 45 7 0.85
Приазовье 40 6 2
Юго-запад 27 4 0.4
Вятский р-н 25 4 0.5
Центральный р-н 0 0 0
сведения просто не поступали до конца XX в.). Усовершенствование каталога кратко можно выразить в следующих позициях: каталог избавлен от событий нетектонической природы; повышена надежность определения параметров каталогизированных событий; в несколько раз увеличено число учтенных событий; значительно расширен (в прошлое) охваченный каталогом временной интервал и соответственно поднят порог учтенных землетрясений и Мтах.
Сравнение количества событий исторического периода в базовом каталоге [2] с таковым в усовершенствованной версии вполне показательно (рис. 1). Если в первом применительно к региону использованы десятки параметризованных событий, то в обновленном каталоге фигурирует 568 таковых, в том числе 247 за период после 1960 г. и 321 событие за весь более ранний период наблюдений. Для шести основных регионов ВЕП число землетрясений в указанных каталогах составляет 26 и 281, что означает пополнение базы на порядок. И это при том, что каталог 1977 г. освобожден нами, после тщательной проработки первичных сведений, от землетрясений нетектонической природы, на ВЕП достаточно распространенных.
Пространственное сопоставление распределения эпицентров (и, естественно, очагов) землетрясений разной силы, фиксируемых разными способами, для периодов исторического и инструментального обнаруживает полное согласование [6]. Это подтверждается и фиксацией в последнее десятилетие нескольких вполне ощутимых землетрясений на тех участках ВЕП, которые и раньше выявлены как сейсмические. Такие события произошли в Воронежском кристаллическом массиве, на Кольском п-ове, Урале и Преду-ралье, в Северном Приазовье и, поскольку они записаны инструментально на нескольких сейсмических станциях, определения их параметров
вполне надежны. Это означает не только пространственную стационарность сейсмического процесса, но и его унаследованность, а значит, познание на новом уровне и возможность на более уверенной основе прогностических оценок.
Существенное пополнение и уточнение каталога инструментальных землетрясений и модернизация (фактически переработка) каталога исторических землетрясений касаются всех основных параметров, отраженных в параметрических строках большинства индивидуальных событий. Опосредованным показателем сейсмической активности ВЕП могут на данном этапе служить составленные впервые карты плотности эпицентров по субрегионам (табл. 1, рис. 2). Разумеется, имеет значение и фактор неравномерной изученности; он особенно существен применительно ко всему северо-востоку ВЕП и Северному Уралу с их редким населением и короткой письменной историей. Но вот что касается центра ВЕП, в основном Поволжья, то никакими побочными причинами объяснить полное отсутствие здесь эпицентров ощутимых тектонических землетрясений невозможно. Этот факт служит свидетельством их действительного отсутствия, т.е. практически асейсмичности центрального субрегиона Европейской России. Этот результат специального исследования по выявлению и отбраковке событий нетектонической природы принципиально важен, поскольку на Карте ОСР-97 (на всех ее четырех составляющих!) именно Поволжье выделялось неправдоподобными зигзагообразными полосами [7].
Существенно и уточнение верхнего предела маг-нитуд землетрясений. Фиксированные предельные магнитуды в ряде субрегионов ВЕП и ее непосредственного обрамления оказываются выше, чем определялись прежде. Это не удивительно ввиду охвата более длительного интервала времени, до сотен и нескольких тысяч лет, в том числе благодаря использованию в нескольких субрегионах архео-сейсмического и палеосейсмогеологического методов реконструкции древних землетрясений. Сыграло роль и определение параметров с большей надежностью, и дополнение каталога ранее пропускавшимися событиями. В 10 из 12 субрегионов Мтах и число событий исторического периода (всего 321) выше, чем событий инструментального (всего 97 событий). Это естественно, поскольку последний в 2—10 раз короче предыдущего. В нескольких субрегионах, например, в Уральском (7) и в Вятском (3) значения Мтах возросли на 1—1.5 единицы, в Карельском (2) — на 2, а в Приазовском (9) — даже на 3 единицы магнитуды. На Фенноскандинавском щите Мтах поднялся до 6.5, в Уральском регионе до 6, в Юго-восточной Балтике до 5, а в Приазовье до 7.0 на севере и 7.5 на юге. Уменьшение же в двух субрегионах — Кольском (1) и Приуральском (6) — не превысило 0.4 единицы. К сейсмичным, прав-
о
и £ К К
•с
£
О 200 400 км
■ I I
Эпицентры исторические и инструментальные поданным "Нового каталога..." + 1977 года под ред. Н.В. Кондорской иН.В. Шебалина
Рис. 1. Распределение эпицентров ВЕП по каталогам 1977 и 2011 гг. (цифры -зоны (300 км).
- номера субрегионов); 1 — субрегион, 2 — граница России, 3 — граница буферной
сл
468
НИКОНОВ
Рис. 2. Сопоставление карт эпицентров землетрясений по каталогу 2011 г. за исторический период (А.А. Никонов) (а) и за инструментальный период (Н.С. Медведева, А.А. Никонов) (б) с указанием количества событий в каждом субрегионе.
да, с не вполне уверенными оценками сейсмического потенциала, теперь надо относить отдельные части Прикаспийской впадины, а также юго-восточную периферию Фенноскандинавского (Балтийского) щита. Сходная картина получена и в отношении интенсивности /тах.
Сейсмичность ВЕП оказалась рассеянной неравномерно. Она обнаруживает неслучайное распределение, условно — кластеризацию, что отчетливо видно на составленной согласно новому варианту каталога карте эпицентров (рис. 1). По распределению гипоцентров выделяются интервалы преобладающих глубин и в целом сейсмоактивный слой. Максимальные глубины очагов доходят до 38 км на северо-западе, на Балтийском щите и до 35 км на востоке, на Урале. В дру
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.