Зоны ВОЗ и сейсмичность территории Республики Северная Ос

ЗОНЫ ВОЗ И СЕЙСМИЧНОСТЬ ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ
СЕВЕРНАЯ ОСЕТИЯ-АЛАНИЯ
Е.А. Рогожин (1), И.П.Габсатарова (2), Э.В.Погода (3).
1–ИФЗ РАН –eurog@ifz.ru, 2–ГС РАН–ira@gsras.ru, 3–СОФ ГС РАН–pogoda@globalalania.ru
Представлена схема зон возникновения очагов землетрясений для территории
Республики Северная Осетия-Алания. Описано проявление сейсмичности в зонах ВОЗ
в исторические и современные периоды наблюдений.
The scheme of the occurrence source earthquake zones for territory of Republic
Northern Osetia-Alania is presented. Seismicity in this zones for historical and modern periods of observation is described.
Исследование и оценка сейсмического потенциала Кавказа, по результатам применения внерегионального сейсмотектонического метода оценки сейсмической опасности, предложенного Г.И.Рейснером [1,2], показали, что Северный Кавказ представляет собой область весьма высокой сейсмической опасности. Территория Республики
Северная Осети-Алания (РСО-А) в этом отношении не является исключением. На её
территории выделяется несколько зон возникновения очагов землетрясений (ВОЗ) с
разным уровнем сейсмического потенциала (Ммакс). Одна часть зон ВОЗ имеет общекавказское простирание – Нальчикская, Мизурская, Владикавказская (западная ветвь),
Главного и Бокового хребтов, другая в пределах рассматриваемой территории имеет
субширотное простирание – Моздокская, Терская, Сунженская, Владикавказская (восточная ветвь) и Кармадонская. Последние представляют наибольшую опасность для
урбанизированных территорий Республики (табл. 1, рис. 1). Максимальная магнитуда
ожидаемых землетрясений (сейсмический потенциал, Ммакс) и кинематическая характеристика разломных зон, к которым они приурочены, а также ожидаемая глубина очага показаны табл. 1.
Табл. 1. Зоны ВОЗ на территории РСО-А, их магнитудный уровень Ммакс, предполагаемые глубины
ожидаемых землетрясений и кинематические характеристики.
№
на карте
1
1
2
2а
3
4
4а
5
5а
6
7
8
9
10
Зона ВОЗ
Моздокская восточн.
Моздокская западн.
Терская северная
Терская южная
Сунженская северная
Сунженская южная (западная ветвь)
Сунженская южная (восточная ветвь)
Владикавказская (западная ветвь)
Владикавказская (восточная ветвь)
Нальчикская
Мизурская
Главного хребта
Бокового хребта
Кармадонская
Ммакс
5.0
4.0
4.5
4.5
6.1
6.5
6.1
6.5
7.1
5.5
6.2
6.2
6.3
6.5
Н,
км
10
5
5
5
15
15
15
15
20
10
15
15
15
15
Кинематические
характеристики
взброс
сдвиг
взброс
взброс
взброс
сдвиг
взброс
взброс
взброс
сдвиг
сдвиг
взброс
взброс
взброс
В целом наблюдается увеличение значений Ммакс в зонах ВОЗ в направлении с
севера на юг, от Предкавказского прогиба к подвижной системе Большого Кавказа
(рис.1). Если для первой провинции сейсмический потенциал составляет 5.0-6.1, то для
второй – 6.3-7.1.
Методика выделения зон ВОЗ. Выделение зон ВОЗ осуществлено на основании
интерпретации данных дистанционных зондирований. Проводилось дешифрирование
спектрозональных, трехканальных космоизображений Landsat–4/5 (разрешение 30 м) и
Landsat–7 (разрешение 15 м). Дешифрирование космофотоснимков осуществлялось как
в цветном спектрозональном варианте, так и в черно-белом. Для анализа многозональных сканерных снимков использовались различные варианты синтеза изображений.
Кроме того, выявление линеаментов производилось и раздельно по каналам. Для выявления линеаментов применен совместный дедуктивно-индуктивный подход: дешифрировались обобщённые структуры на базе сильно генерализованных изображений с последующим увеличением масштаба для детализации и наоборот, выявлялись локальные
особенности тектонических и экзогенных структур с последующим уменьшением масштаба и обобщением. При этом использован метод ступенчатой генерализации с квантованием на уровнях 1:25000; 1:50000; 1:100000; 1:200000; 1:300000; 1:400000;
1:500000. В диапазоне масштабов 1:25000 – 1:1 500000 использована космофотокарта
на базе снимков Landsat-7, а в диапазоне 1:500000–1:2 млн. – космофотокарта, созданная на базе снимков Landsat–4/5.
Рис.1. Зоны ВОЗ РСО-А (составил Е.А.Рогожин)
Протяженные системы линеаментов идентифицировались с известными разломами, и эти разломы были квалифицированы в качестве активных на современном этапе. По названию разломов или крупных населенных пунктов формулировалось название зон ВОЗ. Морфо-кинематика активных разломов служит основанием для
квалифицирования кинематики сейсмогенных смещений в зонах ВОЗ. Глубина гипоцентров ожидаемых землетрясений рассчитывалась из глубины заложения разломов по
геофизическим данным и из магнитуды ожидаемых событий.
Сейсмический потенциал (Ммакс) для выделяемых зон ВОЗ оценивался по результатам применения внерегионального сейсмотектонического метода для Кавказа в
целом [3].
Сейсмичность РСО-А и ее приуроченность к зонам ВОЗ
Исследование сейсмичности проведено по материалам каталога Северного Кавказа, созданного в ГС РАН по данным целого ряда источников [4–10] и ежегодно пополняемого результатами непрерывных наблюдений сетей ГС РАН в этом регионе.
Представительность магнитудных уровней землетрясений в каталоге в районе РСО-А
оценена по графикам повторяемости землетрясений и составила в историческое время
вплоть до 1946 г. М=5–4.5, в период 1946–1961 гг. – М=4, в период с 1962 по 1984 г. –
М=3.5, в период 1985–2003 гг.(после открытия здесь станции «Цей») – М=2.5. Ситуация
с чувствительностью сети начала изменяться с 2001 г. с созданием в центре региона новой современной сети сейсмических станций в Республике Северная Осетия–Алания на
базе Северо-Осетинской ОМСП ГС РАН, а в последствии Северо-Осетинского филиала
ГС РАН (С-ОФ ГС РАН). В 2004 г. на территории Республики работало 6 сейсмических
станций, оснащенных цифровым оборудованием и, в основном короткопериодными
сейсмометрами СМ3-КВ, а к концу 2005 г. число станций достигло 12-ти. В организованном информационно-обрабатывающем центре во Владикавказе начали создавать
«Предварительный каталог землетрясений территории РСО-А». Представительным
магнитудным уровнем в каталоге становится М=1.5. Развитие наблюдений и регистрация слабых событий в этой зоне стимулировало более детальное, относительно [11] исследование зон ВОЗ в этом районе.
На карте сейсмичности за 1250–2003 гг. (до ввода в эксплуатацию сейсмической
сети С-ОФ ГС РАН) среди рассеянных по всей карте эпицентров, выделяются скопления землетрясений, некоторые из них приуроченны к зонам ВОЗ, другие, заполняют
пространство между зонами (рис. 2), а самые значительные землетрясения с М5 однозначно приурочены к зонам ВОЗ или узловым зонам их сочленения.
Рис.2. Наложение эпицентров землетрясений каталога Северного Кавказа за период
1250–2003 г. на схему ВОЗ.
Пока не нашла отражения в зонах ВОЗ цепочка эпицентров, протягивающаяся от
Алагира до Садона и чуть южнее. Ранее на нее обращал внимание Э.А.Чартарян [12]
указывая на то, что хотя в целом для всей рассматриваемой территории отмечается
совпадение зон скоплений сильных и слабых землетрясений, линия г. Алагир –
с. Н. Зарамаг (южнее Садона), отчетливо выделяющаяся по относительно сильным землетрясениям, на распределении слабых очагов не отмечается. В октябре 2004 г. локальной сетью здесь зарегистрирован рой слабых землетрясений с М3, которые выстроились цепочкой вдоль вышеназванного направления (рис. 3). Второй рой слабых
землетрясений был зарегистрирован в блоке между Владикавказской (5) и Кармадонской (10) зонами.
В целом ориентировка цепочек эпицентров отдельных землетрясений и роев в
меридиональном направлении представляется в центральном секторе Большого Кавказа структурно оправданной. Здесь проходит система разломов Транскавказского поперечного поднятия, имеющих близмеридиональное простирание. Вулканические центры
Эльбруса и Казбека приурочены к нарушениям этого структурного направления. Есть и
более мелкие транскавказские разломы. К одному из таких нарушений, по-видимому, и
приурочена цепочка эпицентров слабых событий, протягивающаяся от Алагира до Садона и несколько южнее.
Рис. 3. Наложение эпицентров землетрясений 2004 г. на схему ВОЗ
Проследим наиболее заметные проявления исторической и современной сейсмичности, с 2000 по 2007 гг., в приуроченности их к выделенным зонам ВОЗ.
Моздокская зона
Эта зона, субширотно простирающаяся на участке исследования, является частью –Гудермесско – Моздокского диагонального глубинного разлома, протягивающегося далее на восток вплоть до «Дагестанского клина» [13].
В восточной части зоны известны ощутимые землетрясения, сильнейшее из них,
получило название Терское –I, произошло в 1688 г. (1 г.) и имело магнитуду М=5.3
(0.7) и Io=7 по данным [4]. В 1847 и 1848 гг. в этой очаговой зоне произошли два 5-ти
и 6–7 балльные землетрясения. В западной части Моздокской зоны сильнейшее из известных произошло 24 марта 1956 г., имело магнитуду М=4 и интенсивность в эпицентре силой Io=6 баллов.
Современным довольно заметным сейсмическим событием здесь был рой землетрясений, начавшийся 23.12.2001 г. из 25 землетрясений, имеющей в своем составе три
землетрясения 11-го класса: 23.12.2001 г. в 12h41m с КР=10.9, 23.12.2001 г. в 15h12m с
КP=10.7 и 25.12.2001 г. в 06h03m с КP=10.9 [14]. Два из них были ощутимыми до I=4–
5 баллов. В январе 2002 г. рой продолжился, было зарегистрировано более
20 землетрясений с КР=6.8–9.6, в основном, в первую половину месяца. Далее, в течение года здесь же зарегистрировано еще 13 толчков с КР=6.1–9.2. Это – один из многочисленных роев в центральной части Северного Кавказа за последние 10 лет. Реализация роя во времени имела неоднородный характер, выделялись две группы со
значительным числом землетрясений: 23–25 декабря 2001 г. и 10–13 января 2002 г.
В дальнейшем (2003–2007 гг.), зона испытывала затишье, лишь 25 декабря 2004 г. на
западном фланге зоны произошло ощутимое землетрясение до 3–4 баллов с М=3.5 возле г. Прохладный.
Терская зона
Эта зона связана с протяженным «Срединным» глубинным разломом.
В южной зоне cильнейшим из известных является 8-ми балльное Терское -II, которое произошло в 1912 г. и имело М=5.7. По [4] это землетрясение имеет заглубленный очаг h=50 км, по [15] hмакр.=70 км, оно ощущалось до расстояния 700 км, как на юг,
так и на север. В северной части зоны известны только слабые землетрясения с М3.
Относительное затишье испытывает эта зона ВОЗ на рассматриваемой территории в
2000–2007 гг., здесь регистрируются лишь одиночные слабые землетрясения с М2.5.
На восточном фланге этой зоны на территории Чеченской Республики фиксируется зона мантийных очагов, которая, возможно оказывает влияние на «коровую» сейсмичность Моздокской, Терской и Сунженской зон. Геотектоническую природу возникновения очагов с мантийными глубинами в этом районе изучал Г.И.Рейснер [16].
Благодаря исследованиям А.А. Годзиковской [16, 17], стало известно, что перед сильнейшим «Черногорским» землетрясением 28.07.1976 г. (=43.17N, =45.6E, М=6.4)
был зарегистрирован ряд толчков с очагами в верхней мантии (11.06.1976 г. c КР=10.2,
11.07. c КР=9.8 и 17.06. c КР=10.8), которые произошли в пределах координат =43.16–
43.9N и =45.4–45.5E и имели глубины h=80–120 км.
Сценарий проявления сейсмичности в 2002 г. в трех названных зонах ВОЗ может служить подтверждением этой взаимосвязи. В конце января в Терско-Сунженской
антиклинальной зоне произошли землетрясения (30 января в 04h01m с КР=11.1 и в
06h43m с КР=9.6) с глубинами очагов в верхней мантии (h=137 и 140 км соответственно). Им предварялась серия толчков с очагами земной коре с КР=7.4–9.2, произошедших 4–12 января несколько западнее, в Моздокской зоне ВОЗ. К концу марта активизация коровых землетрясений переместилась к юго-востоку, где в виде слабых толчков
(с КР=7.5–9.5) продолжалась вплоть до конца года, как бы обойдя с юга эпицентр «мантийного» очага.
Сунженская зона
Эта зона ВОЗ связана с Пшекиш-Тырныаузской зоной глубинных разломов. Северная ветвь этой зоны оконтуривает с северо-запада территорию РСО-А, проходя,
практически, по ее границе и смыкается с Нальчикской зоной ВОЗ. В этой части неизвестно землетрясений с М4.5 (рис.2). Она, также как и две выше описанные зоны, довольно протяженна на восток. За всю историю здесь не известно землетрясений
с М4.5. Однако в восточной части исследуемой территории вблизи нее известны два 7ми балльных (1874 г. с М=4.5 и 1971 г. с М=4.1) и четыре 6-ти балльных (1861 г.,
1872 г.1958 г., 1970 г.) и десять 5-ти балльных землетрясений
В 2002 г. на территории Ингушской Республики вблизи границ с РСО-А в этой
зоне выделяется очаг, активность в котором не ослабевала в течение года. В этом «Ин-
гушском» рое за январь – ноябрь было зарегистрировано более 20-ти землетрясений
М3.2. Примерно в этом же месте, в 10 км к северу от северной ветви Сунженской ВОЗ
в 2005 г. вновь происходит серия землетрясений, сильнейшее из которых произошло
7 января и имело М= 4.1. За основным толчком последовало более 100 афтершоков с
М=0.5–3.5
В 2006 г. замечен факт «всплывания» очагов землетрясений и проявления сейсмичности почти одновременно в Терской и Сунженской зонах: 12 октября в Терской
зоне ВОЗ происходит сильное «мантийное» землетрясение с М=4.5, а 14, 20, 21 и 26 октября – в Сунженской ВОЗ происходят очаги в верхней чести земной коры с М=1.8–3.5,
причем землетрясения 21 октября с М=3.9 и два 26 октября с М=2.9 сместились по этой
зоне в сторону Грозного и ощущались в нем с силой 4, 2–3 и 3 балла соответственно.
В 2007 г. эта зона испытывает затишье.
Владикавказская зона
По оценке потенциальной опасности, выражающейся в Мmax [1, 2, 11] она
наиболее опасна. Однако среди ощутимых землетрясений в восточной части известно
только одно 5-ти балльное –8 ноября 1881 г. с М=4.7 (рис.2), а в западной части 8-ми
балльное Северо-Осетинское 1923 г. с М=4.8 и 6-ти балльное 1879 г. с М=4.6. В последние годы, большая часть слабых событий происходит на ее западном фланге. В
2003–2004 гг.(рис.3) западнее Владикавказа происходили землетрясения не превышающие М=3.5, в 2007 г. еще более слабые землетрясения регистрируются западнее Алагира. Зона испытывает явное затишье на протяжении значительного периода времени.
Нальчикская зона
В пределах исследуемой территории эта зона отличается умеренной сейсмичностью и отсутствием ощутимых землетрясений. Максимальная магнитуда из всего зарегистрированного здесь ряда землетрясений не превышает М=3.7. В последние годы
здесь регистрируется рассеянная слабая сейсмичность.
Мизурская зона
Проявление сейсмической активности подобно Нальчикской зоне. Однако
здесь на пересечении с Кармадонской зоной известно 7-ми балльное землетрясение 3
июля 1902 г.с М=4.7. В современный период наибольшая активность слабой сейсмичности (М2.5) зарегистрирована в 2004 г. и в 2007г. примерно в 20 км области вокруг
г. Мизура.
Кармадонская зона
В историческом плане в этой зоне неоднократно проявлялись 7–ми (1915 г.) и 6–
ти (1932 г.) и 5–ти (1903 г.) землетрясения. В последние годы, лишь в октябре 2004 г.
вблизи п. Лац (и одноименной станции) зарегистрирован рой слабых землетрясений.
Выводы
 Проведенное исследование показывает, что как историческая, так и современная
сейсмичность территории РСО-А, концентрируется вблизи или в пределах выделенных зон ВОЗ, особенно это заметно на самых сильных землетрясениях.
 Проявление слабой сейсмичности в последние годы, когда в этом районе была
создана современная сеть сейсмического мониторинга СОФ ГС РАН, указывает
на миграцию в пространстве слабых очагов, особенно вдоль Кармадонской, западной Владикавказской и Сунженской зон, окружая с юга, запада и востока
наиболее опасную Владикавказскую зону ВОЗ.
 Кроме того, характер реализации очагов во времени может указывать на взаимосвязь проявления очагов с глубинами в верхней мантии и землетрясений с очагами в земной коре.
Литература
1.
Рейснер Г.И., Иогансон Л.И. Комплексная типизация земной коры как основа
для решения фундаментальных и прикладных задач. Статья 1 и 2, Бюлл.МОИП, 1997
отд.геол., т.72, – вып.3, – стр.5–13
2.
Рогожин Е.А., Собисевич Л.Е., Нечаев Ю.В. и др. Геодинамика, сейсмотектоника
и вулканизм Северного Кавказа / Под ред. акад. Н.П. Лаверова. М., 2001. 338 с.
3.
Шолпо В.Н., Рейснер Г.И., Рогожин Е.А. Идеи академика Г.А. Гамбурцева в
сейсмотектонике.// Физика Земли, 2004, № 5, с. 68-79.
4.
Шебалин Н.В. «Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с
древнейших времен до 1975 г.». Москва. Наука, 1977. – 167 с.
5.
Ежемесячный предварительный бюллетень землетрясений Дагестана по данным
Дагестанского филиала ГС РАН Махачкала–Обнинск, Фонды ГС РАН, – 2002–2008.
Электронный вариант ftp.gsras.ru/Regional_catalog/2002/Dagestan.
6.
Ежемесячный предварительный бюллетень землетрясений РСО_А по данным
Северо-Осетинского филиала ГС РАН Владикавказ-Обнинск, Фонды ГС РАН, – 2002–
2008.Электронный вариант ftp.gsras.ru/Regional_catalog/2002/Dagestan.
7.
Сейсмологический бюллетень Украины за 1993–2005 год. – Симферополь: ИГ
НАНУ, КЭС ОСОПЗ, – 1996–2004.
8.
Габсатарова И.П., Амиров С.Р. (отв. сост.), Селиванова Е.А., Девяткина Л.В.,
Иванова Л.Е., Мусалаева З.А., Гамидова А.М., Сагателова Е.Ю., Абдуллаева А.Р. Северный Кавказ. Каталог землетрясений // Землетрясения Северной Евразии. – 2000–
2007.
9.
Никонов А.А. Каталог ощутимых землетрясений Ставропольского края. – М.:
ОИФЗ РАН,1995. – С. 7–16.
10.
Сейсмологический бюллетень (ежедекадный) / Отв. ред. О.Е. Старовойт. – Обнинск: ГС РАН, 1999–2008.
11.
Рогожин Е.А. Современная геодинамика и потенциальные очаги землетрясений
Кавказского региона // Современные математические и геологические модели природной среды. – М.: ОИФЗ РАН, 2002. – С. 244–254.
12.
Чартарян Э.А.. Сейсмичность и хронология землетрясений юга СевероОсетинской АССР. // Сейсмологический бюллетень Кавказа, 1979 г. Тбилиси. Ин.-т
геоф. – 1982. – С.227–245.
13.
Смирнова М.Н., Бражник В.М., Чуприн В.В., Дадашев С.Г. Геодинамика и
нефтегазоносность Грозненской купольно-кольцевой структуры (по геологогеофизическим данным). // Поиски и освоение месторождений термальных вод Дагестана. – Махачкала, –Ин-т проблем геотермии Даг Фан СССР, – 1984, – вып.1. – С. 30–
39.
14.
Габсатарова И.П. Северный Кавказ // Землетрясения Северной Евразии в
2001 году. – Обнинск: ГС РАН, – 2007. – С. 105–119.
15.
Ананьин И.И. Сейсмичность Северного Кавказа. – М: Наука, – 1977. – с. 148.
16.
Годзиковская А. А., Рейснер Г.И. Эндогенная позиция глубоких землетрясений Кавказа // Тектоника. – 1989. – № 3. – С. 15–25.
17.
Годзиковская А.А. Глубокие землетрясения Кавказа в районе ТерскоСунженского прогиба // Изв. АН СССР. Физика Земли, 1988. – № 7. С. – 102–106.