Введение
В Ташкенте и других регионах Узбекистана вечером, во вторник 21 марта 2023 года произошло сильное землетрясение.
Республиканский центр Сейсмопрогностического мониторинга МЧС сообщает: 21.03.2023 года, по Ташкентскому времени в 21:47 (21.03.2023 года, 16:47 по Гринвичу) в Афганистане (Памиро – Гиндукушский регион) произошло землетрясение.
Координаты землетрясения: 36,41о N; 70,98o E. Магнитуда М=6,6. Очаг землетрясений расположен на глубина 220 км.
Расстояние от эпицентра до Ташкента 561 км в юго-восточном направлении.
Сила подземных толчков на территории Узбекистана
Сурхандарьинская область: 5-6 балла, 342 км.
Ферганская область: 5 балла, 447 км.
Сырдарьинская область: 5 балла, 493 км.
Джизакская область: 5 балла, 496 км.
Андижанская область: 5 балла, 500 км.
Самаркандская область: 5 балла, 504 км.
Наманганская область: 5 балла, 514 км.
Кашкадарьинская область: 5 балла, 532 км.
Ташкент: 5 балла, 561 км.
Навоийская область: 5 балла, 639 км.
Бухарская область: 5 балла, 684 км.
Хорезмская область: 4-5 балла, 1060 км.
Республика Каракалпакстан: 4 балла, 1184 км.
Где произошло землетрясение и его генезис
Землетрясение, упругие волны которого потрясли город Ташкент, относится к сильным (М 6.6), глубокофокусным (глубина очага 220 км) и находится в районе Гиндукушских гор, где часто происходят глубокие землетрясения. Сам регион принадлежит к обшироной, очень неспокойной с точки зрения повышенной сейсмичности, Гималае – Тибетской горной стране. Своим зарождением это грандиозная горная страна обязана коллизии (столкновению) Индийской и Евразийской геотектонических плит. К рассмотрению сейсмотектоники Гималае – Тибетской горной страны мы и переходим.
Сейсмотектоника Гималае – Тибетской горной страны
Сейсмичность Гималаев и Тибета обусловлена преимущественно континентальным столкновением Индийской плиты (India Plate) и Евразийской плиты (Eurasia Plate). Плиты сближаются с относительной скоростью 40-50 мм/год. Поддвигание Индии на север под Евразию вызывает многочисленные землетрясения и делает этот район одним из самых сейсмически опасных регионов на Земле. Поверхностное выражение границы плиты проявляется:
– на западе предгорьями Сулейманского хребта (Sulaiman Range), простирающегося с севера на юг;
– на востоке Индо-Бирманской дугой (Indo-Burmese Arc);
– Гималайским фронтом (Himalaya Front), расположенном на севере Индии и простирающимся с востока на запад .
Граница Индийско-Евразийской плиты (India-Eurasia plate boundary) представляет собой диффузную границу (diffuse boundary).
Диффузная граница плит – это слабовыраженная граница литосферных плит, представляющая скорее постепенно затухающую широкую полосу, чем линию. Кинематика Диффузной границы плит иногда дискуссионна; кроме того, по простиранию она может и меняться.
Граница Индийско-Евразийской плиты в районе близ севера Индии лежит в пределах шовной зоны (сутуры) Инд-Цангпо (Indus-Tsangpo limits), также называемого Ярлунг-Зангбо (Yarlung-Zangbo) на севере и Главного Фронтального Надвига (Main Frontal Thrust) на юге.
Сутура (лат. sutura — шов) — глубинная корневая структура на месте замыкания бассейна океанического типа.
Шовная зона (сутура) Инд-Цангпо расположена примерно в 200 км к северу от Гималайского фронта (Himalaya Front) и определяется обнаженной цепью офиолитов вдоль ее южной окраины.
Узкий (<200 км) Гималайский фронт включает многочисленные параллельные структуры, простирающиеся с востока на запад. В этом регионе самые высокие показатели сейсмичности и самые крупные землетрясения в районе Гималаев, вызванные в основном движением по надвиговым разломам.
Примеры сильных землетрясений
Примеры сильных землетрясений в этом густонаселенном регионе, вызванных обратным сдвигом (reverse slip movement), включают землетрясения в Бихаре (Bihar) с магнитудой 8,1 в 1934 году, Кангра (Kangra) в 1905 году с магнитудой 7,5 и Кашмирское землетрясение (Kashmir earthquakes) с магнитудой 7,6 в 2005 году. Последние два привели к самому большому количеству погибших в результате землетрясений в Гималаях, которые когда-либо наблюдались. В результате этих природных катастроф погибло более 100 000 человек и миллионы остались без крова. Крупнейшее инструментально зарегистрированное землетрясение в Гималаях произошло 15 августа 1950 года в Ассаме (Assam), восточная Индия. Это правостороннее, сдвиговое (right-lateral, strike-slip) землетрясение магнитудой 8.6 ощущалось на обширной территории Центральной Азии, причинив значительный ущерб деревням в эпицентральной области. Рассмотрим сейсмичность отдельных регионов.
Тибетское плато
Тибетское плато (Tibetan Plateau) расположено к северу от Гималаев, простираясь примерно на 1000 км с севера на юг и на 2500 км с востока на запад, и представляет собой геологически и тектонически сложное с несколькими сутурами длиной в сотни километров, простирающимися в основном с востока на запад.
Тибетское плато изрезано рядом крупных (более 1000 км) простирающихся с востока на запад левосторонних, сдвиговых разломов (left-lateral, strike-slip faults), включая длинные Куньлунь (Kunlun), Хайюань (Haiyuan) и Алтын Таг (Altyn Tagh). Правосторонние, сдвиговые разломы (Right-lateral, strike-slip faults), сравнимые по размерам с левосторонними разломами (left-lateral faults) в этом районе включают Каракорум (Karakorum) и Сагайн (Sagaing). Вторичные сбросы (Secondary north-south trending normal faults), простирающиеся с севера на юг, также прорезают Тибетское нагорье. Надвиги (Thrust faults) встречаются к северу и югу от Тибетского плато. В совокупности эти разломы сопровождаются уменьшением мощности земной коры (crustal shortening), связанным с продолжающимся столкновением (ongoing collision) Индийской и Евразийской плит, при этом надвиги (thrust faults) приспосабливаются (accommodating) к сжатию с севера на юг (north south compression), а нормальные и сдвиговые (normal and strike-slip) приспосабливаются к растяжению с востока на запад.
Западная окраина Тибетского плато
Вдоль западной окраины Тибетского плато, в окрестностях юго-восточного Афганистана и западного Пакистана, Индийская плита смещается наклонно (translates obliquely) относительно Евразийской плиты, образуя сложный складчато-надвиговый пояс (fold-and-thrust belt), известный как Сулейманский хребет (Sulaiman Range). Разломы (Faulting) в этом регионе включают сдвиговые (strike-slip), взбросо-сдвиговые (reverse-slip) и косо-сдвиговые (oblique-slip) движения и часто приводят к неглубоким разрушительным землетрясениям. Активный левосторонний Чаманский сдвиговый разлом (left-lateral, strike-slip Chaman fault) является самым быстродвижущимся разломом в регионе. В 1505 году часть разлома Чаман (Chaman fault) недалеко от Кабула, Афганистан, прорвалась, вызвав широкомасштабные разрушения. В том же регионе в результате недавнего землетрясения магнитудой 7.6 в Кветте (Quetta) 30 мая 1935 года, которое произошло на Сулейманском хребте (Sulaiman Range )в Пакистане, погибло от 30 000 до 60 000 человек.
Памиро-Гиндукушский горный массив
На северо-западной стороне Тибетского плато, под горами Памиро-Гиндукуш (Pamir-Hindu Kush Mountains) на севере Афганистана, землетрясения происходят на глубине до 200 км в результате субдукции остатков литосферы (remnant lithospheric subduction). Изогнутая дуга глубоких землетрясений, обнаруженная в районе Памиро – Гиндукуша региона, указывает на присутствие на глубине литосферного тела (lithospheric body), которое, как считается, является остатками погружающейся плиты (subducting slab).
A. Структурная карта Гиндукуша, Памира, Каракорума, западного Тибета с расположением глубокофокусной сейсмической зоной Гиндукуша: NP (Nanga Parbat) – Нанга Парбат; MKT (Main Karakoram thrust) – Главный Каракорумский надвиг (thrust); ISZ (Indus suture zone) – Индская шовная зона (сутура); MMT (Main mantle thrust) – Главный мантийный надвиг (thrust); ZSZ (Zanskar shear zone) – Занскарская зона смятия; MCT – главный центральный надвиг; MBT (Main boundary thrust) – Главный граничный надвиг; I (Islamabad) – Исламабад; S (Skardu) – Скарду; K и МА – гнейсовые купола Конгур (Kongur) и Музтаг-Ата (Muztagh Ata) между правым Каракорумским разломом и левым Алтын-Тагом. Разлом в дальней западной оконечности Тибета.
B. Карта Гиндукуша, Памира, Каракорума и западных Гималаев с указанием сейсмичности, охватывающей период 1964–1992 гг., и контуры глубин от 100 до 250 км сейсмических зон Гиндукуша.
Поперечные разрезы через район Гиндукуша указывают на почти вертикальную погружающуюся плиту с северным падением, тогда как поперечные разрезы через близлежащий регион Памира, расположенный на востоке, указывают на гораздо менее глубокую наклонную погружающуюся на юг плиту. Некоторые модели предполагают наличие двух зон субдукции:
– Индийская плита погружается под регион Гиндукуш;
– Евразийская плита погружается под регион Памира.
Однако другие модели предполагают, что только одна из двух плит погружается и что плита искривилась и местами перевернулась.
Разносторонняя субдукции под Памиром и Гиндукушем в районе западных Гималаев. (а) 3D-модель пространственной конфигурации Памиро-Гиндукуша. Левосторонний разлом (красная линия) разделяет противоположно направленное движение двух плит. (б) В районе Гиндукуша Индийская плита погружается под Евразийскую плиту. (c) В районе Памира Евразийская плита погружается под Индийскую плиту.
Памир. Главный Памирский Надвиг.
Неглубокие коровые землетрясения (Shallow crustal earthquakes) также происходят в этом районе вблизи Главного Памирского надвига (Main Pamir Thrust) и других активных четвертичных разломов. Главный Памирский надвиг к северу от Памирских гор представляет собой активную структуру сокращения (an active shortening structure). Северная часть Главного Памирского надвига продуцирует множество неглубоких землетрясений, тогда как его западная и восточная границы демонстрируют сочетание надвиговых и сдвиговых механизмов. 18 февраля 1911 года в горах Центрального Памира произошло Сарезское землетрясение (Sarez earthquake) магнитудой 7,4, в результате которого погибло множество людей и образовался оползень, который перекрыл реку Мургаб.
Сокращённые названия на схеме:
Тянь-Шань
Тянь-Шань представляет собой сейсмически активный внутриконтинентальный горный пояс, который простирается на 2500 км в направлении ВСВ-ЗСЗ к северу от Таримской плато. Этот пояс определяется многочисленными надвиговыми разломами простиранием с востока на запад, создающими межгорные впадины (compressional basin), окружённые горными хребтами. Региональные напряжения, обусловленные столкновением Индийской и Евразийской плит, порождают разломы в этом регионе. В начале 20-го века в пределах Тянь-Шаня произошло три крупных землетрясения (> M7,6), в том числе землетрясение Атуши (Atushi ) 1902 года, в результате которого погибло около 5000 человек. С запада хребты Тянь-Шаня прорезаны 700-километровой, СЗ-ЮВ простирания, Талассо-Ферганской активной правосторонней, сдвиговой системой разломов. Хотя за последние 250 лет в системе не было сильных землетрясений, палеосейсмические исследования показывают, что она может вызывать землетрясения магнитудой 7,0+, и считается, что она представляет значительную опасность.
В северной части самого Тибетского плато в значительной степени преобладают движения по трем крупным левосторонним сдвиговым системам разломов: Алтын Таг (Altyn Tagh, ATF), Куньлунь (Kunlun, KLF) и Хайюань (Haiyuan). Разлом Алтын-Таг является самым длинным из этих сдвиговых разломов, и считается, что он охватывает значительную часть конвергенции плит (plate convergence). Однако в этой системе не было значительных исторических землетрясений, хотя палеосейсмические исследования дают свидетельства доисторических событий M7,0–8,0. Надвиги (Thrust faults) связаны с Алтын Тагом на его восточном и западном окончаниях. Разлом Куньлунь, расположенный к югу от Алтын Таг, является сейсмически активным, вызывая сильные землетрясения, такие как землетрясение Маньи (Manyi) 8 ноября 1997 г., М7,6, и землетрясение Кококсили (Kokoxili), 14 ноября 2001 г., М7,8. Разлом Хайюань на крайнем северо-востоке вызвал землетрясение магнитудой 7,8 16 декабря 1920 г., в результате которого погибло около 200 000 человек, и землетрясение магнитудой 7,6 22 мая 1927 г., в результате которого погибло 40 912 человек.
Восточная окраина Тибетского плато
Обозначения на схематической карте основных тектонических границ и разломов Тибетского плато. Жирные черные линии обозначают основные разломы и локальные зоны сдвига (меганадвиги или сдвиги) с наибольшими конечными смещениями, которые могут простираться в литосферную мантию. Тонкими красными линиями обозначены надвиги земной коры. Красные и фиолетовые кружки – эоценовые и плио-четвертичные магматические центры, соответственно, в центральном Тибете, числа рядом – возраст. Оттенками от оранжевого до бледно-желтого обозначены возраст основных эпох платообразования за счет Азиатской коры. Светло-розовый оттенок к югу от шва Зангбо и к западу от плато Шан указывает на утолщение Индийской коры.
Надвиговый пояс (thrust belt) Лунмэнь-Шань (Longmen Shan) вдоль восточной окраины Тибетского плато является важной структурной особенностью и образует переходную зону между сложно деформированным складчатым поясом Сунпан-Гарзэ (Songpan-Garze Fold Belt) и относительно недеформированным Сычуаньским бассейном (Sichuan Basin). 12 мая 2008 г. обратное смещение в надвиговом поясе вызвало землетрясение в Вэньчуане (Wenchuan) магнитудой 7,9, в результате которого погибло более 87 000 человек и был нанесен ущерб за счет оползней и разрушений на миллиарды долларов США. Оползни перекрыли несколько рек и озер.
К юго-востоку от Тибетского плато расположены правосторонняя сдвиговая система Ред-Ривер (right-lateral, strike-slip Red River) и левосторонняя сдвиговая система разломов Сяншуйхэ-Сяоцзян (left-lateral, strike-slip Xiangshuihe-Xiaojiang fault systems). Разлом Ред-Ривер испытал крупномасштабный левосторонний пластичный сдвиг (large scale, left-lateral ductile shear) в течение третичного периода, прежде чем он изменился до современной скорости правостороннего сдвига (right-lateral slip), составляющей примерно 5 мм/год. Этот разлом вызвал несколько землетрясений магнитудой более 6,0, включая землетрясение магнитудой 7,5 4 января 1970 года в Тунхае (Tonghai), в результате которого погибло более 10 000 человек. С начала 20-го века система разломов Сяншуйхэ-Сяоцзян (Xiangshuihe-Xiaojiang Fault system) вызвала несколько землетрясений с магнитудой 7,0+, включая землетрясение Лухуо (Luhuo) с магнитудой 7,5, которое произошло 22 апреля 1973 года. Некоторые исследования показывают, что из-за высокой скорости скольжения по этому разлому , будущие сильные землетрясения весьма вероятны на 65-километровом участке между Даофу (Daofu) и Цяньнином (Qianning) и на 135-километровом участке, который проходит через Кандин (Kangding).
Индо – Бирманская дуга
Неглубокие землетрясения в пределах Индо-Бирманской дуги (Indo-Burmese Arc) преимущественно происходят при сочетании сдвиговых (strike-slip) и взбросовых (reverse faults) разломов, включая разломы Сагайн (Sagaing), Кабау (Kabaw) и Дауки (Dauki). В период с 1930 по 1956 год около правого бокового разлома Сагаинг (right-lateral Sagaing Fault) произошло шесть землетрясений магнитудой 7,0+, что привело к серьезным разрушениям в Мьянме (Myanmar), включая образование оползней, разжижение и гибель 610 человек. Также известно, что в этом регионе происходят глубокие землетрясения (200 км), которые, как считается, происходят из-за субдукции падающей на восток Индийской плиты, хотя обсуждается, активна ли субдукция в настоящее время. В доинструментальный период 12 июня 1897 г. произошло сильное Шиллонгское (Shillong) землетрясение, вызвавшее массовые разрушения.
Рассмотрев геотектоническую ситуацию в районе Памиро – Гиндукуша, которая и вызвала землетрясение в Афганистане (M 6.5 – 40 km SSE of Jurm, Afghanistan), сесмические волны от которого около 10-ти часов вечера 21 марта 2023 года встряхнули Ташкент и напугали его жителей, празднующих весенний праздник Навруз, познакомимся поближе с самим природным явлением (землетрясением).
Землетрясение M 6.5 – 40 km SSE of Jurm, Afghanistan
Местоположение, глубина очага и время: 36.523°N 70.979°E; 187.6 km depth; 2023-03-21 16:47:23 (UTC).
Механизм в очаге землетрясения
На рисунке показана ориентация главных осей напряжений растяжения (Т) и сжатия (Р), под действием которых и произошла подвижка в очаге землетрясения, то есть вероятная плоскость разлома. А так же показаны в скобках три количественные характеристики подвижки, вызвавшей землетрясение:
(strike,dip,slip): (43, 66, 82)
(strike,dip,slip): (243, 25, 108)
Плоскость разлома
В очаге землетрясения имеем две возможные плоскости разрывов. Очевидно, что одна из них является проекцией истинной плоскости разлома, по которой произошла подвижка. Вторая плоскость – вспомогательная. Выбор наиболее вероятной плоскости разлома из двух нодальных – отдельная задача.
Каждая плоскость характеризуется простиранием, углом падения, а так же направлением смещения по разлому:
– простирание (STK от англ. strike) может варьировать от 0о до 360о;
– падение (dip) от 0о (горизонтальная плоскость) до 90о (вертикальная).
– направление смещения по разлому определяется через угол (RAKE) между простиранием и вектором подвижки (slip). Пределы его изменения: от 0 до +/- 180 . Плюс указывает на поднятие висячего крыла разрыва, минус – на его опускание.
Смещение может происходить:
1. По простиранию разломной плоскости (сдвиг). Значение RAKE близко к 0о или 180о (т.е. направление смещения параллельно простиранию плоскости)
2. По падению разломной плоскости (сброс, взброс). Значение RAKE близко к к 90о .
Почему произошло землетрясение
Землетрясение с очагом на глубине порядка 200 километров (187.6 км) относится к седнеглубинным, но уже мантийным. Основной “мотор” для инициации землетрясения – это движение Индийской плиты в северном направлении и, как результат, погружение края плиты в мантию Земли. Конкретно под Гиндукушем так и происходит – Индийская плита погружается под Евразийскую плиту в северном направлении.
Разносторонняя субдукции под Памиром и Гиндукушем в районе западных Гималаев. (а) 3D-модель пространственной конфигурации Памиро-Гиндукуша. Левосторонний разлом (красная линия) разделяет противоположно направленное движение двух плит. (б) В районе Гиндукуша Индийская плита погружается под Евразийскую плиту. (c) В районе Памира Евразийская плита погружается под Индийскую плиту.
Как результат этого погружения (субдукции), более холодное литосферное вещество оказывается в более горячей среде верхней мантии. Относительно более холодная плита может просто “лопаться”, наподобии того, как трескается шифер, брошенный в костёт. Как ни просто это объяснение происхождения землетрясения на этой глубине, оно недалеко от истины. Та тоже может быть. Есть и другие механизмы, объсняющие возникновение глубоких землетрясений, но конкретно для разбираемой ситуации, это объяснение наиболее близко к истине. Хотя об “истине” происходящего на таких глубинах говорить не приходится, можно только предполагать.
Следует добавить, что ряд геофизических исследований, проведённых в районе Гиндукуша, свидетельствует об очень пологом, субгоризонтальном пододвигании литосферерной плиты под верхнележащую плиту, что даёт лишний плюс версии шифера, брошенного в костёр.
Заключение
Землетрясение, кроме лёгкого испуга жителей, не принесло ущерба строениям в городе Ташкенте. Это связано со значительной удалённостью от города Ташкента очага землетрясения. Но само землетрясение, как природный феномен, вызывает интерес. Ведь это свидетельство того, что Земля “живёт”, а Индийская плита продолжает “напирать” на Евразийскую пльту, и пододвигаться под неё, что само по себе является чудом природы.
Источники
– Республиканский центр Сейсмопрогностического мониторинга МЧС РУз
– M 6.5 – 40 km SSE of Jurm, Afghanistan
– Double-sided subduction with contrasting polarities beneath the Pamir-Hindu Kush
– Механизм очага землетрясения
К началу страницы
