Землетрясения не одиноки

Мы живём на территории Байкальской рифтовой зоны, её центральным ядром является Байкальская впадина. И, как бы мы ни хотели избежать землетрясений, нам это не удастся. Мы должны быть готовы к тому, что сейсмическая активность – наш постоянный спутник. Как рассказала старший научный сотрудник лаборатории комплексной геофизики ИЗК СО РАН Наталья Радзиминович, так напугавшее нас последнее землетрясение 8 июня произошло именно в акватории озера Байкал. И такая активность нормальна. Под водами озера скрыты две тектонические впадины – Северная и Южно-Байкальская. А Южно-Байкальская впадина, в свою очередь, состоит из двух котловин – Южной и Центральной. Они разделены Селенгино-Бугульдейской перемычкой, образованной наносами дельты реки Селенги и тектоническим выступом. «Здесь достаточно много сильных землетрясений и по историческим данным, и зарегистрированных инструментально, – говорит Наталья Радзиминович. – Уточню, что сильными считаются землетрясения с магнитудой больше 6».

Если вы встречаете в тексте фразу: «Магнитуда землетрясения столько-то баллов по шкале Рихтера», – это некорректное утверждение, напомнила учёный. Магнитуда землетрясения и его интенсивность – это разные вещи. Магнитуда – это характеристика очага землетрясения. Она показывает относительную силу землетрясения. У землетрясения может быть только одна магнитуда, и у последнего, случившегося 8 июня, магнитуда составила 5,2. То есть оно не относится к сильным. А интенсивность – это то, как мы ощущаем землетрясение на разных расстояниях, в разных пунктах от очага. И она измеряется по 12-балльной шкале. Например, у Хубсугульского землетрясения магнитуда составила 6,8. А вот интенсивность в очаге была 7-8 баллов. С расстоянием интенсивность затухает, и в Иркутске, на расстоянии 290 км, мы уже ощущали это землетрясение на 5 баллов. Если говорить о землетрясении, произошедшем 8 июня, в эпицентре была достаточно высокая интенсивность, в близлежащих пунктах, например в Голоустном, расчётная интенсивность составила 7 баллов. А вот уже в Иркутске, поскольку волны, распространяясь, затухают, мы ощущали его на 5 баллов. Таким образом, и Хубсугульское, и землетрясения, случившееся 8 июня 2022 года, Иркутск почувствовал на 5 баллов.

«Сам очаг землетрясения был расположен на склоне Посольской банки, это выступ, образующий поднятие, и именно на этом поднятии появился очаг, – рассказывает Наталья Радзиминович. – Как видно по карте, построенной в нашем институте покойным Кириллом Георгиевичем Леви, озеро разбито разломами. С движениями по этим разломам и связаны землетрясения. Все землетрясения происходят по разломам в земной коре. В Байкальской рифтовой зоне большинство землетрясений происходят на глубине от 10 до 25 километров. Это к вопросу о том, как трудно спрогнозировать землетрясения. Мы не можем на таких глубинах проводить измерения напрямую».

Сильные землетрясения часто сопровождаются повторными толчками – афтершоками. 8 июня также были повторные толчки, но достаточно слабые. Первый заметный афтершок был через 7 минут после землетрясения. 13 июня было зарегистрировано землетрясение с энергетическим классом 10,3 рядом, в очаговой зоне землетрясения, произошедшего 8 июня. 18 июня был ещё один афтершок, который в Иркутске почувствовали на 2-3 балла. Слабых было намного больше.

Вся зона Южного Байкала неравномерно подвержена сейсмической активности. Если посмотреть на карту, то мы поймём, что землетрясение, случившееся 8 июня, было не одиночным, оно произошло там, где сейсмичность уже была зафиксирована ранее. «Событие случилось в полосе эпицентров, эта полоса сформирована достаточно давно и реализуется движением по разломам северо-восточного простирания. Грубо говоря, вдоль береговой линии. Это землетрясение соответствовало тем разломам, которые есть в этом районе, и было не уникальным для него», – говорит Наталья Радзиминович.

Всё дело в том, что Южный Байкал характеризуется растяжением земной коры в направлении «северо-запад – юго-восток», то есть поперёк простирания озера. Когда кора растягивается, блоки опускаются. Землетрясение 8 июня произошло под действием этого механизма. И оно не первое. 25 февраля 1999 года на Южном Байкале случилось событие с магнитудой 6.0, то есть было сильнее нынешнего. Тогда учёные заметили, что с 10 февраля 1999 года в районе будущего толчка начался рой землетрясений. Рой – это группа землетрясений, компактных во времени и пространстве. Из этого роя нельзя выделить самый сильный толчок. Далее несколько дней вообще не было землетрясений, а незадолго до главного толчка произошли форшоки (землетрясения, предшествующие основному толчку). И только потом случилось сильное землетрясение, сопровождавшееся афтершоками.

Физически на сейсмограммах, материале, который учёные записывают на сейсмостанциях, землетрясения роевые и форшоковые ничем не отличимы от просто фоновых. И до того, пока активизация не закончилась, учёные не могут отличить, идут ли это форшоки и нам стоит ждать сильного толчка или мы имеем дело с фоновой сейсмичностью, которая не завершится крупным землетрясением. «Для того, чтобы сделать какой-то прогноз, нужно набирать статистику, нужно время для сбора данных, – говорит Наталья Радзиминович. – Потому никто в мире не может сказать, чем закончится данная активизация».

«Глубина уточняется»

Для Иркутской области 2020-2021 годы были отмечены не только ковидом, но и серией ощутимых землетрясений – в сентябре, декабре 2020 года и январе 2021-го. И вот после перерыва ощутимо тряхнуло 8 июня 2022 года. Если для нас это потрясение, то для учёных – ничего особенного. «Если рассматривать всю Байкальскую рифтовую систему, то сейсмичность за последние годы не особо увеличилась, это норма, – утверждает учёный секретарь ИЗК СО РАН Анна Добрынина. – Просто сейчас землетрясения «откочевали» на наш край рифтовой системы. До этого были землетрясения на северо-восточном фланге рифта. Но мы их не ощущали в отличие от жителей северо-востока. Сейчас у них стало поспокойнее, а толчки стали беспокоить нас. Напомню, беспокойнее у нас стало с 21 сентября 2020 года, когда произошло Быстринское землетрясение. Чем было интересно это землетрясение? Люди ощущали гул. Мы запросили данные инфразвуковой станции, проанализировали звуковые волны, которые пришли от землетрясения. Выяснили, что звуки издавало горное обрамление Тункинской впадины, хребет Хамар-Дабан».

Следующим было Кударинское землетрясение в дельте реки Селенги 9-10 декабря 2020 года. Примерно там же, где в 1862 году после катастрофического землетрясения образовался залив Провал. Во время этого землетрясения институт уже запустил пункт комплексного мониторинга «Бугульдейка». После землетрясения было зарегистрировано порядка 70 афтершоков. «Как показала сейсмограмма, это было вполне обычное землетрясение, но у него было зарегистрировано несколько подочагов, или субочагов, – говорит Анна Добрынина. – Одно землетрясение состояло из нескольких подвижек».

А вот в январе 2021 года произошло знаменитое Хубсугульское землетрясение. Число афтершоков составило несколько тысяч. И уже после достаточно большого перерыва – землетрясение 8 июня 2022 года, которое произошло на Южном Байкале и в Иркутске ощущалось на пять баллов.

«Что интересно в этом землетрясении? Хотя его энергия была меньше, чем у Кударинского, оно по длительности сотрясений было больше, – рассказывает Анна Добрынина. – Коллеги из Улан-Удэ звонили и говорили, что амплитуда на сейсмической станции в Улан-Удэ у этого землетрясения была в три с лишним раза больше, чем у Кударинского. Землетрясение было ещё и высокочастотным. Частоты излучения до 20 герц, что для наших региональных землетрясений нетипично. Обычное для нашей территории землетрясение имеет частоты излучения, которые лежат в диапазоне от 0,5 до 5 герц. 0,5 или максимум – 6 герц. 8 июня землетрясение было высокочастотным. Хотя максимум у него лежит на 6 герцах, но у него есть пики с излучением до 20 герц. Для наших землетрясений это нетипично».

Учёные предполагают, что, возможно, это было так называемое «поверхностное землетрясение». «Длительность сотрясений и то, как мы его ощущали и как его ощущали в Улан-Удэ, говорят в пользу того, что это было поверхностное событие, – говорит Анна Добрынина. – То есть на глубине нескольких километров, а не как обычно – на глубине 10–20 км. Но это нужно ещё смотреть. Сейчас собираются данные со всех сейсмических станций региона. Дело в том, что не со всех станций в Байкальский филиал приходят данные в режиме реального времени. Как только данные будут собраны, будет произведена релокализация и установят глубины».

Ещё одна особенность Южного Байкала – это мощный осадочный слой. «Южнобайкальская впадина заполнена осадочным слоем, – рассказывает Наталья Радзиминович. – Это семь километров осадочного слоя. Это не настолько жёсткие, монолитные осадочные породы, из которых состоит земная кора, как, например, в горах Восточного Саяна. Осадочный слой не настолько прочен, чтобы большинство землетрясений генерировались именно в нём. В среднем у нас землетрясения происходят глубже. Осадки не могут выдерживать такое напряжение, которое испытывает земная кора на Южном Байкале. Это именно особенность Южнобайкальской впадины. В других впадинах – Тункинской, Баргузинской, Муйской – нет такого мощного осадочного слоя. Почему нельзя быстро определить глубину очага? Это не такая простая задача, как кажется. Это так называемый класс обратных задач, которые не имеют единственного решения. Определению глубины очагов в нашем районе препятствуют два фактора. Первое – редкая сеть станций. Для того, чтобы глубина была определена хорошо, точно, нужна большая сеть станций. Есть надежда, что глубина будет определена довольно точно, потому что сейчас Южный Байкал окружён станциями. Второе – для того, чтобы определить глубину очага, нам нужно знать скоростную модель среды в этом месте. С этим тоже не всё так однозначно».

– Глубина очага играет большую роль для последствий землетрясения, – добавил директор ИЗК СО РАН Дмитрий Гладкочуб. – Например, Спитакское землетрясение было в центре города на глубине примерно 2 километра. Соответственно, было катастрофическое воздействие. Точное определение глубины нужно для того, чтобы представлять, какую сейсмическую опасность можно ожидать в том или ином регионе. Так как территория около Байкала малонаселённая и высотной застройки там нет, соответственно, никаких серьёзных разрушений зафиксировано не было. Наши коллеги проводили обследование в посёлке Бугульдейка. По опросам местных жителей о состоянии строений ничего страшного установлено не было. По их словам, был только гул – не характерный, достаточно продолжительный. И сотрясения порядка двух минут. Сейчас глубина очага землетрясения устанавливается, как только будут получены точные данные, это событие должно обязательно учитываться при актуализации карты сейсмического районирования и решении вопроса о том, какие сооружения и с какими характеристиками можно строить. Это очень важный параметр, который нужно учитывать для дальнейших работ.

«Сжатие и растяжение»

Землетрясения происходят не случайно, и это следствие глобальных геологических процессов. «Всем известно, что причиной землетрясений являются деформации земной коры, – говорит заместитель директора ИЗК СО РАН Владимир Саньков. – И деформации эти связаны с какими-то тектоническими явлениями. У нас это формирование Байкальской рифтовой системы. В настоящий момент мы можем изучать деформации с помощью различных современных методов. В частности, методом спутниковой геодезии мы можем показать, с какой скоростью и в каком направлении движутся блоки земной коры, рассчитать деформации и в конечном итоге перейти к какому-то возможному прогнозу».

«Вся огромная область Монголии, Китая характеризуется довольно быстрыми движениями, – рассказывает учёный. – Движение в юго-западной части в среднем составляет 4–6 миллиметров в год. Здесь происходят примыкание, приближение этих блоков с юга к Северной Евразии. А в Байкальском рифте происходит растяжение за счёт того, что так называемая Амурская плита (Забайкалье и часть Монголии) отодвигается от Северной Евразии в юго-восточном направлении. В центральной части Монголии происходят сдвиговые движения. Эти скорости оценены. Амурская плита движется примерно со скоростью 3-4 миллиметра в год относительно Северной Евразии. В Монголии сдвиговые явления – 3–5 миллиметров в год.

Теперь перейдём к нашим просторам, к Южному Байкалу. Время измерений – с 1994 года по 2000-й. Байкальский геодинамический полигон представлен примерно 50 пунктами, из которых на части идут измерения постоянно – в Иркутске, Улан-Удэ и в некоторых других пунктах. По Южному Прибайкалью относительно Северной Евразии тот же самый тренд. Идёт юго-восточное смещение блока Забайкалья и широтное смещение Хамар-Дабанского блока относительно блока Сибирской платформы. Таким образом, во всей этой линии – Байкальская, Тункинская, Хубсугульская впадины – осуществляется движение в широтном, или юго-восточном, направлении, что обеспечивает растяжение на Байкале, Хубсугуле и сдвиговые явления в Тунке. Мы видим, что все произошедшие землетрясения – по крайней мере, Хубсугульское и Быстринское – были там, где соседствуют область сжатия и область растяжения. Мы можем говорить о том, что имеется тенденция приуроченности землетрясений к таким районам. И в последующем можем искать уже более краткосрочные предвестники землетрясений в тех районах, где есть такое же соотношение областей сжатия и растяжения».