Байкальская рифтовая зона
Байкал входит в особенную зону внимания нашего журнала. В рубрике «На берегах Байкальских» читатель найдёт множество статей о том, что происходит на берегах славного моря. А в этом материале мы немного затронем тему сейсмичности этой зоны и посмотрим на то, как, по мнению ученых, сформировался Байкальский разлом.
Озеро Байкал существует именно потому, что существует Байкальский разлом, который формировался многие тысячелетия существования Земли. Зона Байкальского разлома не статична — Земля живёт своей жизнью, в этой части земной коры идут активные процессы, порой настолько сильные, что заметно влияют на жизнь людей этого региона.
Сразу предупредим читателя, что тема геологии сложная, специфическая и имеет не одну версию развития событий. Поэтому дотошные исследователи могут обратится к публикациям Сибирского отделения Академии наук Института земной коры, работам А. М. Петрищевского и А. И. Середкиной, а также сайту irkipedia.ru.
Часть Земли
Озеро Байкал находится в средней части Байкальской рифтовой зоны (БРЗ), которая начала формироваться еще в начале олигоцена — около 40 млн лет назад. Впадина Байкала, корни которой уходят в верхнюю мантию на глубину 50–60 км, является центральным звеном рифтовой зоны.
В Байкальской рифтовой зоне обнаружены особенности гравитационного и магнитного полей и аномально высокий разогрев недр под Байкалом. Байкальская рифтовая зона является крупнейшей в России и второй по величине на планете. Рифтовые структуры простираются на 2500 км от северо-западной Монголии до южной Якутии.
По геологическим и геофизическим данным установлено, что Байкальская рифтовая зона, протяженностью более 2000 км, относится к внутриконтинентальным зонам растяжения земной коры и расположена на сочленении двух контрастных по температурным и механическим свойствам литосферных мегаблоков: Сибирской платформы и Центрально-Азиатского подвижного пояса. Рифтовая система составлена из сложной последовательности впадин (15 отдельных впадин), разделенных поднятиями (межвпадинными перемычками) и ограниченных крупными тектоническими разломами, параллельными рифту, секущих рифт и свидетельствующих о сложнейшей истории растяжения рифта. Сибирская платформа является крупным и достаточно стабильным мегаблоком со слабой сейсмической активностью. Центрально-Азиатскому подвижному поясу свойственна рассеянная сейсмичность, свидетельствующая о мозаичном сочленении отдельных микроплит и блоков, располагающихся между тремя литосферными плитами — Индостанской, Евразийской и Амурской. Байкальская система рифтовых разломов и впадин характеризуется концентрированной сейсмичностью, тяготеющей к байкальским впадинам.
Современная кинематика рифтовых движений
В результате многолетних высокоточных измерений были выделены три главных направления тренда смещений литосферных масс относительно стабильной Сибирской платформы:
- север-северо-восточное (на западе полигона);
- северо-восточное и широтное (в центральной части), свидетельствующие о сближении Индостанской и Евразийской плит в новейшее время;
- юго-восточное (азимут 135°), в котором смещается Амурская плита со скоростью от 1,5 до 6,9 мм/год.
Малые скорости смещений отмечены для пунктов, расположенных вблизи Байкальской впадины, по мере удаления от осевой части рифта и приближения к Улан-Батору измеренные горизонтальные скорости нарастают, но направление движения сохраняется.
Разломная тектоника
Все крупнейшие региональные разломы Байкальской рифтовой зоны отличаются ярко проявленной кайнозойской активиазацией, считаются долгоживущими и заложены по древним разломным зонам. Кайнозойская активизация региональных разломных зон способствовала развитию Байкальской рифтовой системы.
В Байкальской рифтовой системе в структурном плане принципиальное значение придается следующим разломам:
- Главному Саянскому,
- Тункинскому, Приморскому,
- Баргузинскому,
- Кичерскому,
- Верхне-Муйскому,
- Кодарскому,
- Токкинскому.
Большинство из выделенных разломов — структуры глубинного заложения. Степень влияния генеральных разломов в рифтогенезе определяется двумя обстоятельствами: возрастом их заложения и масштабом развития разломов в течение значительного интервала геологического времени — от докембрия до кайнозоя включительно. Названия разломов из списка, что представлены на схеме ниже, выделены на ней жирным.
Главный Саянский разлом
Считается основной и самой крупной разрывной структурой юго-западной ветви БРЗ. Разлом служит границей между блоковыми поднятиями Восточного Саяна и Шарыжалгайским выступом цоколя Сибирской платформы. Прослеженная длина разлома приближается к 1000 км; ширина разломной зоны колеблется от нескольких сотен метров до 7–8 км, а в западной части — до 50–60 км.
Тункинский разлом
В кайнозое этот разлом развивался под воздействием рифтового поля напряжений, что определило значительную амплитуду вертикальных движений по нему.
Однако и для этого разлома заметно влияние регионального сжимающего напряжения, выразившееся в развитии сдвиговых и взбросо-сдвиговых деформаций. В целом Тункинский разлом классифицируется как сдвиго-сбросововая структура.
Суммарная вертикальная амплитуда Тункинского разлома по анализу геоморфологических и других признаков составляет 300–400 м, из которых около 100 м приходится на южные склоны Тункинских гольцов. Величина горизонтальной составляющей имеет амплитуду смещения от нескольких сотен метров до километра.
Амплитуда не одинакова вдоль всего разлома и максимальна в его широтных отрезках, в мондинской и особенно в тункинской частях. Восточное окончание Тункинского разлома имеет минимальные вертикальную и сдвиговую компоненты смещения.
Приморский и Морской разломы
Ограничивают Южную и Среднюю Байкальские котловины с северо-запада, в структурном отношении входят в систему разломов Обручевского сброса.
По материалам глубинных сейсмических зондирований, сброс рассекает литосферу со значительным смещением по ее подошве. Общая амплитуда уступа достигает 1500–1650 м, а максимальная глубина Байкала — 1630 м. В зоне сброса выявлены зияющие трещины растяжения, рвы и микрограбены северо-восточного и широтного простирания, указывающие на активное раскрытие разлома в плейстоценголоцене.
Приморский разлом
Отчетливо проявляется в виде уступа рельефа вдоль западного побережья Байкала, а при геологическом картировании фиксируется мощной (300–800 м) зоной дробления. Длина разлома около 200 км. Максимальная высота уступа в рельефе достигает 600 м. Разлом определяется как взброс, азимут падения сместителя разлома около 140°, угол 65–70°. В кайнозойский период разлом развивался как правосторонний сбросо-сдвиг.
Морской разлом
Разлом начмнается от устья р. Бугульдейки и под острым углом меняет направление и продолжается вдоль акватории до северо-восточного окончания Ольхонского горста. По всему протяжению разлом имеет четко выраженный сбросовосдвиговый характер подвижек с преобладающей амплитудой вертикальных движений (до 9 км с начала рифтинга).
Баргузинский разлом
Его длина около 200 км, состоит из четырех кулисообразных отдельных ветвей. Мощность зоны разлома колеблется от нескольких десятков до сотен метров. Кайнозойская активизация Баргузинского разлома хорошо выражена в рельефе в виде ступенчатых (с перепадом высот до 200 м) уступов. Современная активность разлома подтверждается тяготением к нему эпицентров слабых землетрясений. По анализу всего комплекса диаграмм трещиноватости —Баргузинский глубинный разлом для кайнозойского этапа развития классифицируется как правосторонний сдвиго-сброс.
Стадии развития рифта
Исследования состава и строения осадочного наполнения Байкальской рифтовой зоны позволяют выделить две стадии её развития.
«Медленный рифтинг»
Охватывает большую часть эволюции БРЗ в период не менее 40–50 млн лет. Период характеризуется невысокой степенью растяжения и разрушения литосферы, незначительным воздыманием плечей рифта, при этом опускание впадин по скорости и амплитуде превосходило воздымание плечей в несколько раз.
«Быстрый рифтинг»
Начало этой стадии развития предполагается на границе миоцена и плиоцена — 3 млн лет назад. Усилились растягивающие напряжения и ускорения тектонических движений, которые продолжается и поныне. Некомпенсируемое погружение Байкальской впадины привело к образованию самого глубокого в мире водного резервуара пресной воды, сменившего озерные водоемы малых и средних глубин предшествующей эпохи.
На сегодняшний день исследователи выделяют не три (Южную, Среднюю и Северную), а только две одноранговые впадины: Южно-Байкальскую и Северо-Байкальскую Они, разделены диагональной перемычкой состоящей из острова Ольхон — подводного Академический хребета — Ушканьего архипелага.
Северо-Байкальская впадина отличается от Южно-Байкальской ровным плоским дном, заметно меньшей плотностью тектонических разломов, меньшей глубиной: 920 метров против 1637 в Центральной и 1416 м в Южной котловинах озера.
Сейсмологические наблюдения
Описанная выше тектоническая жизнь Байкала имеет такие неприятные последствия для людей, как землетрясения. Землетрясения на Байкале происходят часто, сейсмографы регистрируют от 3 до 8 тысяч сейсмических событий в течение года,когда очаги землетрясений находятся на глубинах 12–22 километров. В среднем в Прибайкалье каждые 1–2 года случается землетрясение с интенсивностью в эпицентре 7 баллов, каждые 5–10 лет — 8 баллов, 50–100 лет — 9 баллов.
Территория Прибайкалья наряду с другими высокосейсмичными областями Средней Азии, Тибета, Западно-Тихоокеанская окраины) входит в единый Центрально-Азиатский сейсмический пояс.
Сильнейшие землетрясения в Прибайкалье неоднократно происходили в прошлом. Отметим некоторые из них.
Большое Южно-Байкальское землетрясение 27 июня (16 июня ст. ст.) 1742 года
Координаты эпицентра: в районе Южного Байкала
Магнитуда: 7,7 (ориентировочно)
Интенсивность сотрясений в эпицентре: ~10 баллов (ориентировочно)
В «Каталоге землетрясений Российской Империи» содержится следующее описание этого землетрясения: «Сего 1742 года, по воле Всемогущего Бога, июня 16-го дня в городе Иркутске, в первом и третьем часах дня было земли великое трясение, от которого в соборной церкви каменной с одной главы крест сломило, да при той соборной церкви с каменной колокольни главу сломило и учинило тому каменному зданию, на котором была колокольня, великие повреждения против середины; да в приходской Спасской церкви крест сломило, и из главы много кирпичей попадало, а в трапезнице учинило великую трещину. Звон колокольный во время землетрясения был сам собою. В доме же, где живет вице-губернатор, все печи повредило и слетели трубы. В здании Иркутской провинциальной канцелярии каменные стены повредило, и как над дверьми, так и над окнами вывалились кирпичи. А у обывательских домов все трубы рассыпались, а печи тоже все повредило».
Знаменитое Цаганское землетрясение 12 января 1862 года (31 декабря 1861 г. ст. ст.)
Координаты эпицентра: 52,3 с.ш., 106,7 в.д.
Магнитуда: 7,5
Интенсивность сотрясений в эпицентре: 10 баллов
Его мощь была настолько сильна, что лед на Байкале взломало, образовался цунами, волна которого преодолела береговой вал высотой более 3 метров и прошла вглубь Цаганской степи на 2 километра. Землетрясение ощущалось на площади около 2 млн км2, повреждения зданий наблюдались на удалении до 600 км от эпицентра. Участок Цаганской степи площадью около 230 км2 вместе с расположенными на нем пятью бурятскими улусами опустился и в дельте р. Селенги образовался новый залив Байкала — Провал. Опускание суши происходило постепенно, в течение суток, что позволило избежать значительных жертв. Три человека погибли, 1300 человек остались без крова, домашнего имущества и скота. Постепенно затухающие сотрясения почвы продолжались больше года.
Мондинское землетрясение 5 апреля 1950 года
Координаты эпицентра: 51,77 с.ш., 101,00 в.д.
Магнитуда: 7,0
Интенсивность сотрясений в эпицентре: 9 баллов
Во время землетрясения возникли крупные трещины общей протяженностью до 2,5 км и шириной 1–2 м, вертикальное смещение составило 0,3–0,8 м. Отмечались очень сильные вертикальные удары. Рухнули печи в домах, были сломаны вертикальные столбы на высоте 1–1,5 метра. Стоять на ногах при землетрясении было невозможно.
Муйское землетрясение 27 июня 1957 года
Координаты эпицентра: 56,2 с.ш., 116,4 в.д.
Магнитуда: 7,6
Интенсивность сотрясений в эпицентре: 10 баллов
Муйское землетрясение признано единственным в бывшем СССР событием класса «мировых сейсмических катастроф». Землетрясение ощущалось на площади около 2 млн км2. Эффекты, соответствующие 8 баллам, имели место на удалениях до 150 км, 6–7 баллам — на расстоянии до 500 км (Чита, Бодайбо), площадь же 5-балльных сотрясений составила 600 тыс. км2. Только отсутствие развитой инфраструктуры в регионе в те годы не привело к большим людским и материальным потерям.
Гоби-Алтайское землетрясение 4 декабря 1957 года
Координаты эпицентра: 45,1 с.ш., 99,4 в.д.
Магнитуда: 8,1
Интенсивность сотрясений в эпицентре: 11 баллов
Землетрясение ощущалось на территории Монголии, северных провинций Китая и СССР (Бурятия, Иркутская и Читинская области), на площади около 5 млн км2. Разрушения и серьезные повреждения построек наблюдались на площади порядка 300 тыс.км2, на расстоянии до 300-325 км от эпицентра. При этом распределение интенсивности сотрясений в эпицентральной зоне было крайне неравномерным. В некоторых районах, соседствующих с областями 11-балльных сотрясений, интенсивность землетрясения не превышала 5–6 баллов.
Среднебайкальское землетрясение 29 августа 1959 года
Координаты эпицентра: 52,68 с.ш., 106,98 в.д.
Магнитуда: 6,8 баллов.
Интенсивность сотрясений в эпицентре: 9 баллов
Эпицентр находился в акватории Байкала, а охваченная им территория — селения Малый и Большой Дулан, Энхалук, Сухая и Оймур, расположенные на восточном берегу Байкала. В грунте образовались трещины, произошли грязевые извержения, полностью разрушились печи, повреждения получили бревенчатые срубы. В Улан-Удэ, находящемся на расстоянии 95 км от эпицентра, отмечались повреждения отдельных каменных зданий.
Кичерские землетрясения 21 марта 1999 года
Эпицентр — на расстоянии 25 км к юго-востоку от ж/д станции Кичера.
Магнитуда: 6,0 и 5,6
Интенсивность сотрясений в эпицентре: 8 баллов
Сильные землетрясения подземные толчки произошли друг за другом через одну минуту, произошли близ северной оконечности оз. Байкал в районе межвпадинной перемычки, разделяющей Кичерскую депрессию (дельтовая равнина рек Кичера
и Верхняя Ангара) и Верхнеангарскую впадину
Из-за сильнейших сотрясений почвы в первые же секунды вышли из строя линии электро и теплоснабжения. Жители в большинстве своём покинули помещения, но в связи с тем, что дома жителей были построены с учётом сейсмической зоны, больших разрушений не произошло. В районе п. Верхняя Заимка отмечены такие явления, как появление трещин в мерзлой земле, снижение уровня воды в Верхней Ангаре, обвалы и осыпи на горных склонах.
Култукское землетрясение 27 августа 2008 года
Эпицентр находился в акватории южного Байкала, в 70 км от Иркутска.
Магнитуда около 9.35
Интенсивность сотрясений 7–8 баллов
Одно из последних сильнейших землетрясений, произошло в Приангарье. Максимальные сейсмические сотрясения отмечались в Слюдянке, Байкальске и Култуке. На территории Иркутска ощущались на уровне 6 баллов.
Энергии Култукского землетрясения хватило, чтобы привести к многочисленным повреждениям отопительных систем во многих зданиях Слюдянки, Утулика, Култука. Особенно пострадали печи в деревянных домах частного жилого сектора. Значительный урон был нанесен капитальным строениям с высокой степенью износа.
Жизнь в сейсмической зоне, где остро ощущается пульс жизни Земли, не позволяет живущим здесь людям легкомысленно относится к окружающему их пространству. Всегда приходится помнить, что Земля — живой организм, а люди — часть единой экосистемы.
