Сильные землетрясения могут являться одной из важнейших причин катастрофических перестроек рельефа, гидрографической сети, ландшафта в целом. Однако до недавнего времени этот фактор не учитывался при палеогеографических реконструкциях. С другой стороны, возможность редких, но достаточно сильных землетрясений не учитывается и при планировании современной жизнедеятельности. Решение этих проблем на основе применения методов морфотектонического анализа входит в тематику лаборатории геоморфологии Института географии РАН, сотрудники которой вернулись из очередной экспедиции на территории восточной части Фенноскандии. Проведенные работы после получения результатов инструментального датирования дополнят создаваемую базу палеоземлетрясений Восточной Фенноскандии, над которой много лет работают ученые Института географии РАН, Геологического института Кольского научного центра РАН, Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН.
«Ныне спокойный в тектоническом отношении регион, ранее, как установлено исследованиями в нашей стране и на территории всех скандинавских стран, был ареной сильнейших землетрясений, – говорит заведующий лабораторией геоморфологии Института географии РАН Сергей Шварев. – Как показали эти исследования, большая часть сейсмических событий связана с послеледниковым изостатическим подъемом территории как реакции на быстрое таяние ледника и снятие ледниковой нагрузки на земную кору. Однако обнаружены и следы сильной сейсмичности, свидетельствующие о землетрясениях как в более позднее время, вплоть до исторического, так и доледниковых. Все это свидетельствует о гораздо более сложных механизмах взаимодействия геологических и географических факторов в развитии этой территории».
Основной целью экспедиции 2021 года стал поиск следов древней сейсмичности этого региона, запечатленной в рельефе и рыхлых отложениях. На основе точной пространственной фиксации и систематизации сейсмогенных деформаций рельефа, проявляющихся в самом разном масштабе – от микротрещин до грандиозных ущелий и скальных уступов протяженностью в несколько километров и глубиной в десятки метров, – устанавливается положение древних очагов землетрясений. А отбор образцов рыхлых отложений, нормальное залегание которых было нарушено в ходе землетрясения (смещенных по разрывам, перемешанных в результате встряхивания и разжижения, извергнутых по трещинам и пр.), или захороненных обвальными или оползневыми массами позволяет оценить время катастрофического события и, в некоторых случаях, нескольких повторяющихся событий.
«В наши задачи входило маршрутное обследование сейсмогенных форм рельефа, анализ деформаций рыхлых отложений в обнажениях и шурфах с отбором образцов, отбор образцов захороненных палеопочв, съемка с беспилотника для составления детальных карт и цифровых моделей рельефа и детальный анализ трещиноватости скальных пород, признаков новейшей активности разломных зон и реконструкция тектонических напряжений, – говорит Сергей Шварев. – Для выполнения тектонофизических исследований, сопровождающих морфотектонический анализ, в работе экспедиции принимал участие научный сотрудник Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН Иван Бондарь».
Работы были сосредоточены на нескольких участках Мурманской области и республики Карелия: южное обрамление Хибинского массива к югу от г. Апатиты, массив Лувеньгских тундр к востоку от г. Кандалакша, массив Западно-Карельской взвышенности к западу от г. Медвежьегорск и юго-западное обрамление Онежского озера к югу от г. Петрозаводск.
В Мурманской области работы были посвящены преимущественно проведению дистанционной съемки двух участков ранее выявленных сейсморазрывов, один из которых расположен на вершине горного массива в 10 км от г. Апатиты (рис.1). Сочетание перспективной (рис.1а) и плановой (рис.1б) дистанционной съемки способствовало выявлению ключевых участков наземных исследований (рис.1в, д). В результате полевых работ получены данные о кинематике разрыва и выяснено, что он сформировался в доледниковое время, а в голоцене активизировался не менее 2-х раз (по количеству последовательных генераций обвальных масс). Точные хронологические данные будут получены после проведения радиоуглеродного анализа образцов торфа, захороненного в результате обвалов.
Рис. 1: а) перспективная дистанционная съемка участка с развитием сейсмогенных разрывов на вершине горного массива (вблизи г. Апатиты); б) плановая дистанционная съемка для построения детальной геоморфологической карты и цифровой модели рельефа; в) ключевой участок наземных исследований: сейсморов шириной 3 м и глубиной 4-5 м; г) запуск БПЛА MavicPro; д) проведение тектонофизических исследований на обновленной в результате сотрясений стенке сейсморва
В республике Карелия участки работ были сосредоточены вдоль одного из крупнейших сейсмолинеаментов – потенциальной сейсмогенерирующей структуры, системы разломов северо-западного простирания, протягивающихся от истока р.Свирь вдоль западного побережья Онежского озера до Западно-Карельской возвышенности (г. Воттоваара, 417 м) и далее до границы с Финляндией. Основной задачей было сопоставление времени активизации различных сегментов этой структуры. В трех очаговых зонах (г. Воттоваара, оз. Пизанец и Шокшинская гряда) проведен поиск сейсмообвалов и отбор захороненной палеопочвы и растительных остатков (Рис.2 а, г,д)). В ряде случаев удалось обнаружить прямые свидетельства тектонического происхождения обвалов в виде «перьев отрыва», свидетельствующих о внутреннем напряжении массива перед дроблением и последующим смещением обвальных масс. Обнаружение таких образцов раскрывает перспективы для применения инструментального датирования скальных образцов в дополнение к оценке возраста рыхлых неорганических осадков и органогенных накоплений, что существенно увеличивает возможности установления возраста палеоземлетрясений.
Рис. 2: а) сейсмообвал в районе оз Пизанец; б, в) «перья отрыва» на обвальных блоках; г, д) захороненные растительные остатки под коллювиальными глыбами
Проведенные работы после получения результатов инструментального датирования дополнят создаваемую базу палеоземлетрясений Восточной Фенноскандии, над которой много лет работают сотрудники Института географии РАН, Геологического института Кольского научного центра РАН, Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН.
