ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2004, № 12, с. 10-30
УДК 550.34.06.013.24+551.24
СЕЙСМОГЕННЫЕ ЗОНЫ ВОСТОЧНОЙ АНАТОЛИИ И РИФТА МЕРТВОГО МОРЯ; ВОЗМОЖНЫЕ МЕСТА ОЧЕРЕДНЫХ КРУПНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
© 2004 г. Л. М. Балакина, А. Г. Москвина
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва Поступила в редакцию 27.01.2004 г.
Проанализированы опубликованные данные о крупных исторических землетрясениях, происшедших с начала нашей эры в разных очагах сейсмогенных зон Восточно-Анатолийского разлома и северной части системы разрывов рифтовой зоны Мертвого моря. Оценена скорость тектонических движений Утект по разрывам в названных зонах, исходя из зарегистрированных временных интервалов между крупными землетрясениями в одном и том же очаге. Полученное значение Утект = 0.52 см/год фактически совпадает с опубликованными в сейсмогеологической литературе оценками Утект по геологическим данным. Произведена интерпретация местоположения и размеров постоянно действующих на данном геологическом этапе крупных сейсмических очагов в зонах Восточно-Анатолийского разлома и северной части системы разрывов рифтовой зоны Мертвого моря. Оценены периоды повторения Т максимальных возможных землетрясений в очагах разных размеров в зонах и рассчитаны временные последовательности таких толчков в предшествующие столетия для каждого очага. Предложен прогноз наиболее вероятных мест возникновения разрушительных землетрясений в зонах в XXI веке, в том числе в ближайшие годы.
ВВЕДЕНИЕ
В работах [Балакина, Москвина, 2002а; 20026; 2003 а] были представлены результаты исследования закономерностей возникновения разномасштабных землетрясений в Северо-Анатолийской сейсмогенной зоне (САСЗ), обусловленной одноименным крупным активным разломом и смежными с ним структурами. Заключения о закономерностях генерации землетрясений в САСЗ были основаны на анализе обширного экспериментального материала, включившего результаты изучения механизмов очагов, пространственно-временного проявления разномасштабных землетрясений, в том числе исторических, характеристик форшо-ков и афтершоков, а также опубликованных мак-росейсмических материалов и данных о геологическом строении зоны.
Было установлено, что САСЗ можно рассматривать как систему разномасштабных геологически фиксированных сейсмических очагов, которые действуют в соответствии с направленностью тектонических движений на современном этапе геологического развития зоны. Параметры очагов землетрясений - ориентация, глубина заложения разрыва, тип подвижки, а также ориентация осей напряжений - полностью соответствуют аналогичным параметрам породивших их геологических разрывов и направленности тектонических движений. Они остаются неизменными во времени, отражая длительно развивающийся процесс формирования геологических структур. Земле-
трясения выступают как динамический акт этого процесса.
Фиксированные размеры очагов в зоне определяют максимальные значения магнитуд возможных в них землетрясений. Оценены размеры очагов в разных участках САСЗ и соответствующие им максимальные магнитуды землетрясений. Преобладающие длины Ь крупных очагов на протяжении всей зоны составляют ~40-60 км. Эти очаги генерируют в САСЗ основную часть разрушительных землетрясений (М ~ 7 ± 0.2) с интенсивностью до 9-10 баллов. В краевых частях зоны длины Ь некоторых очагов достигают 100-150 км, которым соответствуют максимальные землетрясения с М до ~8 ± 0.2. Периоды Т повторения максимальных землетрясений в фиксированных очагах определяются размерами последних и скоростью тектонических движений Утект.
Скорость тектонических движений в зонах разломов оценивалась по сопоставлению времен возникновения в одних и тех же очагах крупных исторических землетрясений, известных в сейсмогеологической литературе. Для Северо-Ана-толийского разлома получено значение Утект = = 0.67 см/год, хорошо согласующееся с оценками по геологическим данным (~0.5-0.8 см/год) [Балакина, Москвина, 2002а]. Расчет периодов повторения Т максимальных землетрясений в разномасштабных геологически фиксированных очагах основывался на использовании эмпирического соотношения между величиной средней подвиж-
ки и и длиной очага (разрыва) Ь: и = а х 10 5Ь (см) [Балакина, 1989в; 1991; 1992; 1993; Балакина, Москвина, 2002а]. Максимальное землетрясение в геологически фиксированном очаге возникает тогда, когда в нем в ходе тектонических движений накопится необходимой величины подвижка и(Ь). Так, в САСЗ при скорости тектонических движений Утект = 0.67 см/год частота повторения в одном и том же очаге землетрясений с М ~ 7 - Т ~ 300 лет; периоды повторения максимальных землетрясений в самых крупных очагах в краевых частях зоны - от ~600 до ~900 лет [Балакина, Москвина, 2002а].
Разномасштабность сейсмических очагов обусловливает неизбежную неравномерность во времени сейсмического режима в зонах. Рассчитанная на основе выделенных геологически фиксированных сейсмических очагов в [Балакина, Москвина, 2002а] схема развития сейсмичности в САСЗ иллюстрирует такую ярко выраженную неравномерность сейсмического режима - чередование периодов высокой активности и менее активных. Крупные землетрясения в зоне имели тенденцию группироваться в короткие отрезки времени, разделенные периодами относительного сейсмического затишья. Периоды, когда высокая сейсмо-генная активизация охватывала преимущественно центральную часть САСЗ, чередовались с периодами, когда сильные землетрясения тяготели к краевым ее частям. Параметры расчетного сейсмического режима в САСЗ, несмотря на упрощенную схему расчета, не противоречат опубликованным в сейсмологической литературе эмпирическим заключениям о проявлении сейсмичности в САСЗ и хорошо согласуются с временами возникновения конкретных исторических землетрясений предшествующих столетий. Для зоны оценено наиболее вероятное местоположение потенциальных очагов, в которых могут произойти очередные разрушительные землетрясения.
Ранее аналогичные четко выраженные закономерности возникновения разномасштабных землетрясений были установлены при детальном изучении Курило-Камчатской сейсмогенной зоны [Балакина, 1989а; 19896; 1989в; 1991; 1992; 1995; 2000]. Местоположение и характеристики выделенных [Балакина, 1991; 1992] в зоне потенциальных очагов были подтверждены параметрами происшедших впоследствии землетрясений: Шикотанского 1994 г. (М ~ 8.2) и Кроноцкого 1997 г. (М ~ 7.9-8.0). Закономерности сейсмогене-за подтверждены также результатами исследования зон разрывов Северо-восточной части Ирана [Балакина и др., 1995; 2000], северного и южного склонов Большого Кавказа [Балакина, 1993; Балакина, Москвина, 1997; 2000].
Выявленные закономерности возникновения разномасштабных землетрясений в исследован-
ных нами сейсмогенных зонах разного типа подтверждают основные положения парадигмы геологических условий генерации землетрясений И.Е. Губина [1949; 1960; 1984; 1996]. Они отражают генетическую зависимость сейсмических параметров от геологических и имеют универсальный характер [Балакина, Москвина, 20036].
Данная статья продолжает наши исследования закономерностей возникновения разномасштабных землетрясений в конкретных зонах в зависимости от их геологического строения и характера тектонических движений. В статье представлены результаты соответствующих исследований для сейсмогенных зон, связанных с активным Восточно-Анатолийским разрывом (East Anatolian fault -EAF) и системой активных разрывов рифтовой зоны Мертвого моря (Dead Sea Fault System -DSFS). В последних сейсмогеологических публикациях (см. следующий раздел статьи) принимается, что названные зоны тектонически взаимосвязаны. Ведущий тип тектонических движений в них - левый сдвиг. Для зоны DSFS в данной статье рассматривался ее северный участок от ~33°N до сочленения с зоной EAF. В крупном тектоническом плане геологические процессы в зонах EAF и DSFS, возможно, взаимосвязаны с процессами в САСЗ.
Основой для исследования служили опубликованные разными авторами материалы по проявлению крупных исторических землетрясений в предшествующие столетия в разных местах зон EAF и DSFS, также сведения о геологических характеристиках зон.
1. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОНЫ EAF И СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ЗОНЫ DSFS
Геологическое строение зоны EAF, по-видимому, еще недостаточно хорошо известно. В разных публикациях местоположение разрывов и их классификации различаются. Так, на сейсмотектонической карте Турции в [Ketin, 1968] зона EAF отсутствует; в качестве основных протяженных разрывов в Восточной Анатолии на ней изображены надвиги системы Битлис. Надвиги имеют субширотное простирание в районе X ~ 40-42°Е; восточнее они продолжаются в систему Загрос, а западнее X ~ 40°Е протягиваются в Az ~ 40-45° на расстояние ~250 км до X ~ 37°Е. В этом месте на карте в [Ketin, 1968] изображены два расходящихся относительно коротких разрыва - сброса. К северо-востоку от г. Бинголь изображен недифференцированный по типу разрыв в азимуте Az ~ 45° длиной ~60 км, стыкующийся с основной трассой Северо-Анатолийского разлома (NAF) в районе г. Карлыова. Еще один недифференцированный разрыв в азимуте NE-SW длиной ~50 км изображен в районе X ~ 39°Е между городами Малатья и Элязыг. Далее к юго-западу на упомянутой карте
изображены серии субпараллельных сбросов и грабенов, протягивающихся в Az ~ 20-30° от района г. Мараш (ф ~ 37°N, X ~ 37°E) до Средиземного моря. Система сбросов окаймляет со всех сторон залив Искендерон. Подобная же система сбросов и грабенов в окрестностях залива Искендерон изображена на карте в [Özelgi, 1978].
Отсутствие EAF на карте в [Ketin, 1968] указывает, по-видимому, на трудность выделения и идентификации сдвиговых разрывов, при отсутствии сведений об остаточных сейсмодислокациях, зафиксированных при крупных землетрясениях. Например, прояснению геологического строения зоны Северо-Анатолийского разлома в значительной степени способствовала последовательность крупнейших землетрясений XX века, очаги которых охватили всю протяженность NAF от бассейна Эрзинджан до Мраморного моря. Именно проявившиеся при них сейсмодислокации выявили основной разлом в зоне и пок
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.