научная статья по теме ОЦЕНКА ЦУНАМИОПАСНОСТИ ПОБЕРЕЖЬЯ ОХОТСКОГО МОРЯ ОТ РЕГИОНАЛЬНЫХ И УДАЛЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ОЦЕНКА ЦУНАМИОПАСНОСТИ ПОБЕРЕЖЬЯ ОХОТСКОГО МОРЯ ОТ РЕГИОНАЛЬНЫХ И УДАЛЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ»

ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2015, № 4, с. 59-72

УДК 550.345

ОЦЕНКА ЦУНАМИОПАСНОСТИ ПОБЕРЕЖЬЯ ОХОТСКОГО МОРЯ ОТ РЕГИОНАЛЬНЫХ И УДАЛЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ

© 2015 г. В. К. Гусяков1, 2, Л. Б. Чубаров2, С.А. Бейзель2

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Академика М.А. Лаврентьева, 6, e-mail: gvk@sscc.ru 2Институт вычислительных технологий СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Академика М.А. Лаврентьева, 6, e-mail: chubarov@ict.nsc.ru Поступила в редакцию 15.07.2014 г.

Цунамиопасность побережья Охотского моря требует тщательного анализа ввиду планируемого включения этой акватории в число зон ответственности Службы предупреждения о цунами, действующей на Дальневосточном побережье РФ. Не имея в своих пределах сейсмогенных зон, способных порождать опасные цунами, Охотское море тем не менее открыто для проникновения волн цунами, порождаемых источниками в других цунамигенных зонах Курило-Камчатского региона, а также всего Тихого океана. Проблема цунамиопасности побережья Охотского моря рассматривается в работе на основе материалов анализа исторических наблюдений и результатов численного моделирования распространения цунами от модельных очагов близких и удаленных землетрясений. Показано, что среди региональных землетрясений реальную угрозу цунами создают только очаги подводных землетрясений с магнитудой 8.5 и выше, расположенные в Курило-Камчатской сейсмо-генной зоне. Среди удаленных цунамигенных зон Тихого океана наиболее опасны очаги мега-зем-летрясений класса М9 из южно-американской зоны и из зоны Папуа-Новая Гвинея, способные вызвать колебания с размахом до 5 м по всему побережью Охотского моря.

DOI: 10.7868/S0203030615040045

ВВЕДЕНИЕ

Одним из заданий Федеральной целевой программы "Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в РФ до 2015 года" предусмотрено включение Охотоморского побережья в зону ответственности Службы предупреждения о цунами, действующей на Дальневосточном побережье РФ с 1958 года. Реализация связанных с ним мероприятий требует оценки цунамиопасности этого побережья как на основе имеющихся исторических данных, так и на материалах численного моделирования. Не имея в своих пределах сейсмогенных зон, способных порождать опасные цунами, Охотское море тем не менее открыто для проникновения волн цунами, порождаемых источниками в Курило-Камчатской сейсмогенной зоне, а также в других, удаленных сейсмогенных зонах Тихого океана. Проблема цунамиопасности побережья Охотского моря рассматривается в статье на основе материалов анализа исторических наблюдений и результатов численного моделирования распространения цунами от модельных очагов близких и удаленных цунамигенных землетрясений. Поскольку анализ содержания базы данных

[Integrated..., 2014] показывает, что за исторический период (с 1737 года) в Дальневосточном регионе свыше 95% всех случаев опасных цунами было вызвано подводными землетрясениями, рассмотрение здесь ограничивается случаем сейсмогенных цунами. Возможный вклад цунами другого происхождения (вулканогенных, обвальных) также кратко обсуждается ниже.

Охотское море является одним из окраинных морей Тихоокеанского бассейна и отделяется от Тихого океана на юге островом Хоккайдо, на востоке цепочкой Курильских островов и полуостровом Камчатка. Татарский пролив соединяет Японское и Охотское моря через пролив Невельского, Амурский лиман и Сахалинский залив на севере, а проливом Лаперуза Охотское море соединяется с Японским морем на юге, однако в силу узости и мелководности этих проливов водообмен с Японским морем незначителен [Гидрометеорология., 1998]. С Тихим океаном Охотское море соединено многочисленными Курильскими проливами, которые являются более широкими (их суммарная ширина составляет около 500 км) и глубоководными (глубины до 2000 м), что обеспечивает интенсивный водообмен, а также создает

Рис. 1. Обзорная карта рельефа дна Охотского моря. Сплошные белые линии показывают границы плит (РА — Тихоокеанская плита, КА — Северо-американская плита, ОК — Охотская плита, АМ — Амурская плита, Еи — Евразийская плита).

возможность для достаточно свободного проникновения течений и волн цунами из Тихого океана в Охотоморский бассейн.

В тектоническом отношении море расположено на Охотской субплите, являющейся частью Евразийской плиты. Кора под большей частью Охотского моря континентального типа. Основными морфологическими элементами в рельефе дна Охотского моря являются шельф (глубины 0—200 м) и материковый склон (глубины 200—2000 м), на котором выделяются отдельные возвышенности и впадины, основной из которых является расположенная в его южной части Курильская глубоководная котловина, имеющая глубины более 2500 м (рис. 1).

Важной особенностью Охотского моря является наличие ледового покрова в течение большей части года (в среднем 6—9 месяцев). Здесь встречаются как неподвижные льды (припай), так и плавучие, представляющие собой основную фор-

му льдов Охотского моря. В январе и феврале льды покрывают всю северную и среднюю часть акватории, занимая до 75% поверхности моря. Толщина нарастающих в течение зимы льдов достигает 0.8—1.0 м [Гидрометеорология..., 1998]. Сильные штормы, приливные течения взламывают ледяной покров во многих районах моря, образуя торосы и большие разводья. В обычные годы южная граница сравнительно устойчивого ледяного покрова проходит от пролива Лаперуза до мыса Лопатка на южной оконечности Камчатки. Хотя крайняя южная часть моря обычно не замерзает, в нее выносятся с севера значительные массы льда, которые северо-западными ветрами прижимаются к Курильским островам и забивают некоторые проливы.

Представленные в статье результаты ограничены, в основном, рассмотрением сейсмогенных цунами, которые, как показывает анализ исторических дан-

ных, дают основной вклад в цунамиопасность исследуемого региона. В силу морфологических особенностей существенной части охотоморского побережья значительную опасность для него могут представлять также обвальные цунами, возникающие при подводных и береговых оползнях и обвалах [Важенин, 2005; Важенин, Лебединцев, 2006].

Отдельную проблему для охотоморского побережья представляют также вулканогенные цунами, порождаемые взрывами и обрушениями кальдер подводных и островных вулканов [Важенин, 2006]. Такие обрушения могут как возникать вследствие сейсмического воздействия, связанного с общим сейсмотектоническим процессом рассматриваемой здесь зоны, так и порождаться непосредственно вулканическим извержением, причем необязательно происходящим на конкретном вулкане.

В историческое время отмечены три случая возбуждения вулканогенных цунами в Охотском море. В атласе [Тихий океан, 1974] имеется указание на такое цунами, возникшее в 1918 г. в средней части Курильской гряды. Сильное цунами было вызвано вулканическим взрывом 8 января 1933 г., который уничтожил верхнюю половину центрального конуса вулкана Севергина на острове Харимкотан [Важенин, 2006]. Волны на ближайших островах достигали высоты до 9 м [Соловьев, 1978], при этом наблюдались три волны, вынесшие на берег большие глыбы льда. В результате извержения вулкана Сарычева на острове Матуа 13 ноября 1946 г. возникли "гигантские волны" на северозападном берегу острова [Соловьев, 1978]. Фактическая высота их остается неизвестной, так как в то время полевых обследований следов цунами не проводилось.

По сравнению с типичными сейсмогенными цунами, волны, порождаемые вулканическими взрывами, обрушениями кальдер, а также береговыми оползнями и обвалами, имеют совершено другую диаграмму направленности и закон убывания высоты волны с расстоянием. Как правило, они опасны только в ближайших окрестностях очаговой области. Служба предупреждения цунами в ее настоящем виде не имеет средств оперативного прогноза таких цунами, однако возможность их возникновения должна учитываться при планировании защитных мероприятий для конкретных населенных пунктов.

СВЕДЕНИЯ ОБ ИСТОРИЧЕСКИХ ЦУНАМИ В ОХОТСКОМ МОРЕ

Данные о проявлениях в Охотском море весьма скудны, однако следует заметить, что их систематического поиска по первоисточникам до сих пор не проводилось. По-видимому, самым первым упоми-

нанием о проявлении цунами в Охотском море следует считать сообщения С.П. Крашенинникова [1994] о катастрофическом Камчатском землетрясении 10 октября 1737 г., с которого начинается сейсмический каталог всего Дальнего Востока. Очаг землетрясения располагался у восточного побережья Камчатки, примерно в той же области, которая спустя 215 лет была активирована очагом Камчатского землетрясения 1952 г. Сведения С.П. Крашенинникова о цунами 1737 г. в основном относятся к тихоокеанскому побережью Северных Курил и Камчатки, где на острове Парамушир наблюдались максимальные высоты заливания, достигавшие 64 м (30 саженей). В районе Авачин-ского залива были замечены волны высотой до 30 м. На западной стороне Камчатки цунами было, конечно, существенно слабее. В 25 км южнее Большерецка волны свободно перекатывались в озеро, соединенное протокой с р. Большой. Возможная высота волн здесь находилась в пределах от 2 до 5 м.

Данных о проявлениях в Охотском море Камчатского землетрясения 4 ноября 1952 г., моментная магнитуда которого сейчас оценивается величиной 9.0, несколько больше, но и они являются далеко не полными. На западной стороне мыса Лопатка высота волн достигала 5 м, при этом на океанском побережье мыса наблюдались волны высотой 10 м. В пос. Озерное — от 3 до 5 м, в пос. Колпаково — 0.5 м [Исторические сведения..., 1998].

На западном побережье мыса Васильева (о. Па-рамушир) наблюдались волны высотой до 4.5 м (с океанической стороны при этом — до 6.6 м), в пос. Шелехово на северном побережье острова — от 3 до 6 м, на острове Алаид высота волн достигала 1.5 м, на Сахалине (Корсаков) — 1 м, в Магадане — 2 м [Соловьев, 1978]. Согласно сведениям, приведенным в работе [Саваренский и др., 1958], последнее наблюдение относится к максимальной амплитуде волны, записанной мареографом в Магадане, и оно является очень важным, как с точки зрения

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