ОКЕАНОЛОГИЯ, 2014, том 54, № 3, с. 406-418
МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.21
ОСАДКИ ТОХОКУ ЦУНАМИ 11 МАРТА 2011 г. НА ЮЖНЫХ КУРИЛАХ:
СОСТАВ И БИОФОССИЛИИ
© 2014 г. Н. Г. Разжигаева1, Л. А. Ганзей1, Т. А. Гребенникова1, Е. Д. Иванова1, М. С. Лящевская1, А. А. Харламов2, В. М. Кайстренко3
Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток e-mail: nadyar@tig.dvo.ru 2Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: harl51@mail.ru 3Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, Южно-Сахалинск e-mail: victor@imgg.ru Поступила в редакцию 20.12.2012 г., после доработки 05.11.2013 г.
Изучение осадков Тохоку цунами проводилось на о-вах Кунашир, Шикотан, Зеленый, Юрий, Тан-фильева. Получены данные по осадкам, отобранным как сразу после события со льда, так и через полгода и через полтора года, одновременно с замерами высоты заплеска и описанием зон затопления. Покровы песков и илов обнаружены только в закрытых бухтах, имевших ледяной покров. Волны цунами взломали лед, что вызвало даже при небольших величинах заплеска эрозию дна на мелководье и разрушение торфяников на низменных участках побережья. Изучен гранулометрический состав осадков, бентосные фораминиферы, диатомеи, спорово-пыльцевые комплексы. Ассоциации фораминифер в отложениях цунами отражают особенности бентосной микрофауны, обитающей в прибрежной зоне. Среди морских диатомей преобладают сублиторальные бентосные формы, встречаются сублиторальные планктонные, неритические и океанические виды. Палиноспектры включают пыльцу и споры локальной островной растительности, аллохтонную пыльцу, перенесенную волной цунами и ветром с сопредельных территорий и переотложенные таксоны из верхнего-лоценовых отложений, эродированных цунами. Проведено повторное обследование на предмет сохранности осадков цунами.
DOI: 10.7868/S0030157414020208
ВВЕДЕНИЕ
Изучение особенностей осадконакопления во время прохождения современных крупных цунами имеет большое значение для разработки критериев выделения цунамигенных фаций в геологических разрезах при оценке возможного масштаба и частоты проявления этих событий в прошлом. Последним крупным цунами в Тихом океане было Тохоку цунами 11 марта 2011 г., произошедшее в результате сильного землетрясения (М 9.0), эпицентр которого располагался у восточного побережья о. Хонсю. Цунами имело трансокеанический характер, основная энергия волн была направлена в сторону северо-востока о. Хонсю и Тихого океана [26]. Курильские острова оказались в краевой части распространения цунами. Замеры заплеска, сделанные очевидцами на Южных Курилах сразу после прохождения цунами, показали величины от 0.5 до 3 м, максимум был отмечен в б. Крабовой, о. Шикотан [5]. Обследование проявления Тохоку цунами на Южных Курилах, проведенное через полгода после землетрясения, показало, что на побережье изученных островов заплеск был не более 3—4 м,
максимальные заплески (около 5 м) были замерены на северо-востоке о. Зеленый и о. Шикотан в районе м. Край Света [23]. Хотя волны, достигшие Южных Курил, были небольшие, изучение седи-ментологического эффекта такого события представляет большой интерес для палеореконструкций и межрегиональных корреляций мегацунами.
Целью работы является анализ факторов, контролирующих особенности осадконакопления при прохождении цунами на участках побережья, имеющих разное строение и ориентацию по отношению к фронту цунами при разных величинах заплеска, а также анализ сохранности осадков. Проявление Тохоку цунами изучалось в тех же бухтах, где проводились работы по изучению осадков Шикотанского цунами 1994 г. [9], палео-цунами [10, 12] и осадков экстремальных штормов 2006—2007 гг. [2]. Изучение осадков Тохоку цунами начато в Японии [13, 15, 18, 19, 25].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В августе—сентябре 2011 г. было проведено обследование последствий цунами на побережье
о-вов Кунашир, Шикотан, Зеленый, Юрий, Тан-фильева (рис. 1). Были описаны следы цунами, линия, маркирующая максимальный заплеск, следы эрозии и распределение осадков, измерялись высота и дальность заплесков с помощью нивелирования. Изучение воздействия цунами на береговую зону и отбор осадков проводились по трансектам от линии уреза океана вглубь суши. Изучались также осадки, отобранные сразу после цунами со льда. В августе—сентябре 2012 г. было проведено повторное обследование, что позволило оценить сохранность материала и найти новые следы этого цунами в бухтах, которые ранее не обследовались.
Гранулометрический анализ песков выполнен на ситах с шагом у, алевропелитовые илы изучались на седиментографе "Апа1узеИе 22". Микропалеонтологические исследования включали фо-раминиферовый, диатомовый и спорово-пыль-цевой анализы. Фораминиферы изучались в осадках, отобранных сразу после цунами с поверхности взломанных и перенесенных волной льдин, диатомеи — в осадках со льдин и в осадках, отобранных через полгода после цунами. Споры и пыльца — из осадков, отобранных через полгода после цунами.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Обследование проявления Тохоку цунами на Южных Курилах, проведенное через полгода после землетрясения, показало, что на большинстве берегов следы заплеска и максимального проникновения волн хорошо идентифицируются. Осо-
бенно хорошо следы и осадки цунами выражены на побережье о. Шикотан. Линия заплеска цунами обычно маркируется полосой морского мусора, деревяшек, травы, морских водорослей и зо-стерой (рис. 2з, 2и). Иногда встречаются крупные бревна, бочки, раковины моллюсков, остатки панцирей крабов, губки. Направление волны во время цунами показывают хорошо сохранившиеся прошлогодние жесткие листья колосняка: как правило, трава лежит по ходу прямого потока и направлена в сторону суши; в местах, где происходил сток воды обратным потоком, трава развернута в сторону моря.
На большинстве участков побережья волны цунами перекрывали штормовой вал и заходили вглубь суши на незначительное расстояние [23]. Максимальная дальность проникновения волн цунами зафиксирована в устьях рек. На Шикотане с тихоокеанской стороны в устьях рек волны цунами распространились до 200 м (б. Песчаная), со стороны Южно-Курильского пролива более, чем на 230 м (б. Крабовая и Отрадная). На о. Ку-нашир в р. Серебрянка волны цунами заходили до 630 м. На малых островах на юге Малой Курильской гряды дальность проникновения цунами была менее 70 м, в устьях рек достигала 100 м.
Цунами практически не сопровождалось эрозией и на побережье открытых бухт, как правило, не оставило осадков. Иная ситуация наблюдается в закрытых бухтах, где обнаружены протяженные покровы осадков.
Остров Кунашир. На о. Кунашир цунами почти не оставило осадков, маломощный слой песка, который был на льдинах, вынесенных на берег
Рис. 2. Следы Тохоку цунами на Южных Курилах.
(а, б, в) — льдины, взломанные волной цунами, покрытые осадками, б. Крабовая (фото С.Е. Карпенко), б. Отрадная (фото И. Томасона), о. Шикотан; устье р. Серебрянка, о. Кунашир (фото И.А. Неведомской), (г) — зона максимального заплеска цунами на тихоокеанской стороне Серноводского перешейка, о. Кунашир (фото В.Н. Зуева); (д) — льдины, вынесенные цунами в б. Зоркая, о. Танфильева (фото С.Н. Квиташа); (е) — зона эрозии, б. Крабовая, о. Шикотан; (ж) — галька, оставленная цунами, б. Безымянная, о. Шикотан; (з, и) — пучки зостеры с илом, б. Крабовая и Отрадная, о. Шикотан; (к) — покров цунамигенных алевропелитовых осадков, б. Малая Церковная, о. Шикотан; (л) — гравий и галька, оставленные цунами, б. Рудня, о. Зеленый; (м) — цунамигенный песок, б. Зоркая, о. Танфильева.
(рис. 2в, 2г), обнаружить через полгода не удалось. Осадки, отобранные со льдин в приустьевой части р. Серебрянка (б. Южно-Курильская), представлены черным и серым сильно заиленным мелкозернистым песком с многочисленными остатками зо-стеры и водорослей. Гранулометрические кривые распределения одномодальные, модами являются фракции 0.1—0.125 мм, 0.125—0.16 мм. Материал хорошо сортирован. Кривые распределения
очень похожи на пески пляжа и осушки, которые являлись основными источниками материала (рис. 3).
Осадки характеризуются высоким содержанием бентосных фораминифер, встречено 28 видов. Фораминиферы представлены, в основном, известковыми формами, отмечается хорошая сохранность раковин. Наиболее многочисленны представители родов СпЬгое1рЫйшт и Быссе11а.
о
И
о й о м
к л
£
% 40
о. Кунашир Южно-Курильская
л
15 20
* 1
\
к , ,
п
1 (\
о. Шикотан б. Малая Церковная 0 вершина
о. Шикотан ^б. Малая Церковная, правый борт
о. Шикотан б. Снежная
о. Зеленый % б. Рудня 50
14
гт-
10 15 20
V.
100 200 300 400 500 600 м
Рис. 3. Гранулометрические кривые распределения цунамигенных песков и других прибрежно-морских фаций, нижний ряд — гипсометрический профиль от уреза вглубь суши с точками отбора проб (залитые треугольники — осадки цунами). Осадки: 1 — Тохоку цунами, 2 — пляж, 3 — осушка, 4 — шторма 2006—2007 гг.
Фракции, мм: 1 <0.05; 2 - 0.05-0.063; 3 - 0.063-0.08; 4 - 0.08-0.1; 5 - 0.1-0.125; 6 - 0.125-0.16; 7 - 0.16-0.2; 8 - 0.2-0.25; 9 - 0.25-0.315; 10 - 0.315-0.4; 11 -0.4-0.5; 12 - 0.5-0.63; 13 - 0.63-0.8; 14 - 0.8-1; 15 - 1-1.25; 16 - 1.25-1.6; 17 - 1.6-2; 18 - 2-3; 19 - 3-4; 20 - 4-5; 21 > 5.
О
ё *
ё X
о %
к
та
?
ы о
3
*
я Е
X
та §
100 м
о чо
Доминантами и субдоминантами являются Cri-broelphidium subarcticum, Cr. etigoense, Cr. excava-tum, Cr. asterineum, Buccella granulata, B. inusitata, B. hannai arctica, B. hannai oris. Все эти виды встречаются на литорали тихоокеанской стороны о. Кунашир [1], перенос материала шел как с широких песчаных пляжей, так и с бенча Южно-Курильской бухты.
В ходе повторного обследования на побережье зал. Измена около устья руч. Хлебникова обнаружен небольшой по площади покров белого крупнозернистого хорошо сортированного песка (мощность до 20 см), залегающий на сухой траве за пределами штормового вала. Возможно, осадки имеют цунамигенное происхождение. Пески по структурным характеристикам близки к осадкам пляжа, мода 0.5—0.63 мм. Высота заплеска была около 0.6 м, дальность — 36 м.
Остров Шикотан. С тихоокеанской стороны острова в большинс
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.