Важное значение для идентификации сейсмогенерирующих структур и оценки их сейсмического потенциала имеет картирование не абстрактных "точечных" эпицентров, а очагов землетрясений разных магнитуд в соответствии с их размерами и ориентацией в пространстве. Эти параметры определяются по целому ряду факторов - по распределению афтершоков, по расположению разрывов на земной поверхности, по конфигурации максимальных изосейст, по расчетному механизму сейсмических очагов, по данным геодезических измерений, анализу местной тектоники и др.
В соответствии с предложенной автором легендой [Уломов, 1974], очаги землетрясений с М>6,8 изображаются в "натуральную" величину в масштабе создаваемой карты - в форме эллипсов с большой L и малой W осями, размеры которых вычисляются по формулам:
logL = 0,6M - 2,5;
logW = 0,15M + 0,42.
Очаги землетрясений с М=6.7 и менее представляются в виде окружностей
условного диаметра L`, вычисляемого по формуле:
logL`= 0,24M - 0,16.
Такие карты очаговой сейсмичности впервые
были составлены для территории Средней Азии [Уломов, 1974].
|
Территория Узбекистана занимает центральную часть Средней Азии и расположена в области перехода от горных сооружений Тянь-Шаня к Туранской платформе. Эта переходная область характеризуется неоднородными проявлениями сейсмичности, обусловленной сложным геодинамическим взаимодействием литосферных плит. Приведенные ниже карты отражают сейсмогеодинамические особенности рассматриваемой территории. Структура сейсмичности отчетливо коррелирует с глубинным и геологическим строением региона, с разломной тектоникой. На этих, как и на всех других картах, составляемых автором с начала 60-х годов прошлого столетия и характеризующих региональную сейсмичность, очаги землетрясений изображается не в виде абстрактных точек и кружочков, нередко вводящих в заблуждение непрофессиональных сейсмологов, а в форме, отражающей ранги сейсмических событий, размеры и ориентацию реальных очагов землетрясений в пространстве. Такое изображение очаговой сейсмичности позволяет адекватно трассировать сейсмогенерирующие разломные структуры земной коры и всей литосферы и выполнять сопоставления с иерархически построенной разломно-блоковой тектоникой того или иного региона, с теми или иными прогностическими признаками готовящихся землетрясений и т.п. |
|
Наиболее чётко очагами землетрясений разного ранга (разных магнитуд) выявляются Памиро-Гиндукушская и Южно-Тянь-Шаньская зоны. Памиро-Гиндукушской зоне, расположенной большей частью га территории Афганистана, на границе Индийской и Евроазиатской литосферных плит, свойственны сейсмические очаги с глубиной залегания до 300 км от земной поверхности . На остальной территории Центральной Азии очаги землетрясений залегают преимущественно на глубинах 10-20 км. Одна из самых активных в сейсмическом отношении Южно-Тянь-Шаньская зона имеет почти прямолинейную форму и простирается далеко на восток, захватывая территорию западного Китая. На юге Узбекистана она резко меняет своё ориентацию и протягивается в северо-западном направлении через Туранскую плиту, возможно, вплоть до Мангышлака. Здесь, в центральной части Туранской плиты, на западном продолжении Южно-Тянь-Шаньской зоны, в Бухарской области Узбекистана, произошли самые крупные из известных на этой платформенной территории Газлийские землетрясения с магнитудами М=7.0 и 7.3 в 1976 г. и с М=7.2 - в 1984 г.. Ниже будет дана более детальная характеристика сейсмогеодинамики этого региона.
|
|
|
|
|
Благодаря разработанному автором методу редукции неоген-четвертичных движений земной коры в 1972-1974 гг. были опубликованы первые карты, характеризующие большие горизонтальные и, в том числе, вращательные перемещения всей толщи земной коры Памира, Тянь-Шаня и восточной части Туранской платформы, включая Центральный Кызылкум, где тогда автором ожидалась сейсмическая активизация (1, 2). О подготовке крупного землетрясения в этом районе впервые было объявлено в 1966 г. в статье (3), в 1972 г. – в коллективной монографии (4), а затем и в книге автора, опубликованной в 1974 г. (2). Долгосрочный сейсмический прогноз оправдался спустя 10 лет после первого предупреждения и через два года - после последнего. В 1976-1984 гг. в Центральных Кызылкумах произошли крупнейшие для платформенной территории Газлийские землетрясения с магнитудами М=7.0, 7.2 и 7.3. Для большинства геологов и сейсмологов они были неожиданными, поскольку пустыня Кызылкум, расположенная в центральной части Туранской плиты, в целом характеризовалась чрезвычайно слабой сейсмичностью, хотя и здесь, в междуречье Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи, уже были известны такие землетрясения, как Чиилийское (1929 г.) с М=6.4±0.3, Тамды-Булакское (1932 г.) с М=6.2±0.3 и два Кызылкумских землетрясения (1968 г.) с М=5.1±0.2 каждое.
Вместе с тем, даже несмотря на весьма успешный долгосрочный сейсмический прогноз Газлийских землетрясений, публикации автора о роли горизонтальных и вращательных перемещений в сейсмогеодинамике земной коры вызвали протест именитых геологов. Такую позицию в те годы, например, занял широко известный знаток геологии Тянь-Шаня и Туранской плиты профессор Б.А.Петрушевский, который не без гнева писал в своей статье (5): "…в отношении этой территории произошло не просто существенное нарушение равновесия между геологическим и геофизическим началом подхода к изучению землетрясений, с перемещением центра тяжести в геофизические работы. Дело усугубилось тем, что и тектоническую обусловленность сейсмичности Кызылкумов в последние годы все шире стали излагать геофизики, в первую очередь В.И.Уломов. Это именно он начал предлагать модные - с точки зрения приверженцев гипотезы "тектоники плит" - представления о связи кызылкумских землетрясений со сложными перемещениями крупных блоков земной коры и их надвиганиями или пододвиганиями на или под соседние блоки, включая сооружения Памира и Гиндукуша. …Следует сослаться и на его обобщающее в этом отношении, касающееся всей Средней Азии сочинение, в котором широко описаны и более сложные движения - вращательные, якобы характерные для данного сектора Азии".
Здесь "сочинением" названа упомянутая выше монография автора (2), ставшая в 1974 г. (задолго до Газлийских землетрясений) основой его докторской диссертации.
Время же подтвердило правоту расчетов и построений, описанных в (1, 2) и в других публикациях автора. Так, исследования современных тектонических движений в Тянь-Шане с помощью GPS–измерений, выполненные недавно немецкими и американскими специалистами совместно с их российскими, казахскими и киргизскими коллегами (6), привели практически к той же картине горизонтальных перемещений земной поверхности (включая и вращения геоблоков), какая и была воссоздана автором этих строк более тридцати лет тому назад. В публикациях тех лет и в последующих выступлениях в научной печати со всей очевидностью было показано, что поле упругих напряжений и деформаций является важной характеристикой сейсмогеодинамики и обусловленной ею региональной сейсмичности Средней Азии. Была подтверждена тесная корреляция векторных полей горизонтальных перемещений со структурой сейсмичности и гравитационного поля, объяснена нелинейная конфигурация графиков повторяемости землетрясений и ее связь с прочностными и динамическими свойствами пород земной коры и всей литосферы (1, 2). Было показано, что трансформация графиков со временем и их "выпрямление" свидетельствует о завершении сейсмогеодинамического цикла и значительном повышении вероятности возникновения очередного крупного землетрясения.
Для сравнения результатов исследований новейшей
геодинамики Средней Азии, полученных автором ранее методом редукции, с недавними
GPS-измерениями современных горизонтальных перемещений земной
поверхности в этом же регионе, здесь приведены соответствующие карты.
Верхняя карта, опубликованная свыше 30 лет тому назад в (1, 2), иллюстрирует векторное поле и средние скорости горизонтальных перемещений всей толщи земной коры Средней Азии за неоген-четвертичное время. Здесь: 1 - оси глубинных сейсмогенных зон (I - Северо-Тянь-Шаньская, II - Нарынская, III - Таласо-Ферганская, IV - Южно-Тянь-Шаньская, V - Памиро-Гиндукушская); 2 - оси второстепенных разломных зон; 3 - векторы горизонтальных перемещений толщи земной коры; 4 - условные границы орогена с Туранской плитой (А), Казахстанским щитом (Б) и Таримской плитой (В); 5 - изолинии и значения скорости горизонтальных движений земной коры (мм/год, шкала в правом нижнем углу карты).
Как видно, векторное поле неоднородно по строению. В целом оно характеризуется отрицательной дивергенцией, указывающей на уменьшение объема земной коры по мере приближения к платформенным территориям.
Центральному Тянь-Шаню, особенно его части, расположенной к западу от Таласо-Ферганского разлома, свойственна интенсивная положительная ротация в направлении против часовой стрелки.
Следует подчеркнуть, что Газлийские землетрясения 1976-1984 гг. произошли на юго-западном продолжении эллипсовидной области повышенных скоростей горизонтальных вращательных перемещений в восточной части Туранской плиты, выявленной автором за несколько лет до этих сейсмических событий и связываемой им с распространенными здесь рифтоподобными трещинами горизонтального растяжения земной коры (1-4). О горизонтальных растягивающих напряжениях, наряду с наблюдающимся процессом трещинообразования в Центральных Кызылкумах, свидетельствовали и механизмы очагов двух Кызылкумских землетрясений с М=5.1±0.2, произошедших в 1968 г. практически в пределах этой рифтоподобной структуры. Очаги каждого из них характеризовались сбросами и отчетливо выраженными горизонтальными растягивающими и почти вертикальными сжимающими составляющими сброшенных тектонических напряжений.
Ниже на этом же рисунке, по данным GPS-измерений (из кандидатской диссертации А.В.Зубовича, 2001), приведены карты векторного поля скоростей современных горизонтальных перемещений земной поверхности на территории Кыргызской Республики и южной части Республики Казахстан. (К сожалению, только "своя" территория этих республик была подвержена GPS-измерениям).
Длина стрелок соответствует среднегодовой скорости перемещений (масштаб в правом нижнем углу карт). Размеры кружков на конце стрелок – доверительные области с 95%-ной вероятностью, Т-Ф – Таласо-Ферганский разлом. Укрупненный фрагмент этой карты (внизу) отчетливо демонстрирует левостороннее вращение земной поверхности северо-восточнее Ферганской впадины (звездочка - центр вращения, по А.В.Зубовичу).
Результаты GPS-измерений, подтвердившие данные о палеогеодинамике, полученные нами ранее, еще раз со всей убедительностью указали на значимость горизонтальной и, в том числе вращательной, составляющих геодинамических движений в развитии земной коры и всей литосферы Средней Азии и, по-видимому, многих других регионов. С помощью глобальной спутниковой геодезии стало возможным не только получать высококачественную информацию о современной геодинамике, но и оперативно следить за всеми ее пространственно-временными изменениями, что особенно важно для целей адекватного сейсмического районирования и долгосрочного прогноза сильных землетрясений. Что касается Туранской плиты, то и здесь узбекскими сейсмологами, при участии автора этих строк, начато размещение GPS-пунктов. И, прежде всего, в районе и вокруг эпицентральной области Газлийских землетрясений.
В заключение следует заметить, что вполне возможно, что природа Газлийских землетрясений, как и упомянутой выше рифтоподобной структуры протяженных на сотню километров трещин растяжения в Центральных Кызылкумах, обусловлена такими же сдвиговыми (и, по-видимому, вращательными) движениями, какие создали когда-то гигантские трещины отрыва и сформировали нынешнюю Байкальскую рифтовую зону.
Что касается моих представлений о геодинамическом взаимодействии Памира и Тянь-Шаня, то еще раньше на мою публикацию 1973 года ссылался известный американский геолог профессор Robert Wallace (ниже - копии обложки и одной из страниц подаренного мне автором издания Геологической Службы Америки - Earthquake Information Bulletin USGS):
Литература.
1. Уломов В.И. Динамика земной коры Средней Азии и методика изучения ее горизонтальных движений. Информационное сообщение Академии Наук Узбекистана. 1973. № 81. Ташкент: ФАН. 20 с.
2. Уломов В.И. Динамика земной коры Средней Азии и прогноз землетрясений. Ташкент: ФАН. 1974. 218 с.
3. Каржаув Т.К., Уломов В.И. Проявления современной тектоники и сейсмичность Кызылкумов // Узбекский геологический журнал. 1966. №3. С. 69-75.
4. Уломов В.И. Глубинная структура земной коры сейсмоактивной территории Западного Узбекистана // Глава 1. Сейсмичность Западного Узбекистана. Ташкент: ФАН. 1972. С. 6–18.
5. Петрушевский Б.А. Некоторые уроки Кызылкумских землетрясений. Бюлл. Московск. общества испытателей природы», №1, 1977.
6. Abdrakhmatov K.Ye, Aldazhanov S.A., Hamburger M.W., Herring T.A., Kalabaev K.B., Makarov V.I., Molnar P., Panasyuk S.V., Prilepin M.T., Reilinger R.E., Sadybakasov I.S., Souter B.J., Trapeznikov Yu.A., Tsurkov V.Ye., Zubovich A.V. Relatively construction of the Tien Shan inferred from GPS measurements of present day crustal deformation rates. Nature, Vol 384, December, 1996.450-457.
Уломов В.И. О роли горизонтальных тектонических движений в сейсмогеодинамике и прогнозе сейсмической опасности // Физика Земли. 2004. № 9. С.14-30.
