CC BY
3DOI: 10.24412/cl-34446-2023 -4-195-198
АКТИВНЫЕ РАЗРЫВООБРАЗУЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ И ВОЗМОЖНОСТИ МОНИТОРИНГА ПОБЕРЕЖИЙ ОЗ. БАЙКАЛ ПО ДАННЫМ БЕСПИЛОТНОЙ АЭРОФОТОСЪЕМКИ СВЕРХВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
О. В. Лунина1, А. А. Гладков1'2, И. А. Денисенко1, А. В. Бочалгин1'3
1 Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск 2Центр развития дополнительного образования детей, г. Иркутск 3Иркутский государственный университет, г. Иркутск lounina@ctust. irk.ru
Разрывные нарушения представляют собой особый и исключительно важный компонент абиотической части экосистемы оз. Байкал. На поверхность земли и дна водоема по ним поднимаются термальные воды и природные газы, во многом определяющие распространение и жизнедеятельность растительного и животного мира. Разломы обусовливают развитие опасных эндогенных и экзогенных процессов, изучение и мониторинг которых важен для решения широкого круга фундаментальных и прикладных задач.
В формировании прямолинейного берега оз. Байкал первостепенную роль играют активные разломы, представленные в рельефе сбросовыми рвами и уступами, которые относят к сейсмогенным разрывам - поверхностным проявлениям разрыво-образования в сейсмическом очаге. На суше наиболее четко они проявляются в тыловых частях конусов выноса и на склонах хребтов, обрамляющих северо-западное побережье озера. Положение нарушений, а также некоторые характеризующие их иллюстрации вдоль побережий оз. Байкал можно увидеть на авторском геопортале ActiveTectonics: http://activetectonics.ru/, воспользовавшись меню, организованным в виде «дерева данных» справа, и кликом компьютерной мышки на объект.
Объектами наших исследований на основе беспилотной аэрофотосъемки (БПЛА) и последующего дешифрирования материалов были конусы выноса, перекрывающие зоны динамического влияния (ЗДВ) активных разломов - Приморского, Зун-дукского, Кочериковского и Северобайкальского. В результате на ортофотопланах и цифровых моделях местности (ЦММ), полученных фотограмметрическим методом, были выявлены ранее неизвестные линейные деформации с амплитудой смещения от первых сантиметров. Обнаруженные разрывы имеют различный генезис, но по нашим представлениям, основанным на детальном анализе рельефа и имеющихся материалах, первопричиной возникновения деформаций является наличие разломов. Ниже
IX. Активные процессы и комплексный мониторинг ...
приводится краткая характеристика изученных разрывных нарушений в пределах нескольких конусов выноса рр. Рита, Шартлай, Ото-Хушун и Голоустная.
На мысе Рытом, представляющем собой конус выноса р. Риты в ЗДВ Кочериков-ского разлома, деформации представлены системой разрывов общей длиной 2,9 км и шириной до 135 м. Линейные нарушения можно наблюдать на ортофотоплане и на фрагменте ЦМР, размещенных на веб-страницах: http: // activetectonics. ru/content/ AFS-Tiles/Ortho/Rvtiv2019/leaflet.html и http://activetectonics.ru/content/AFS-
Tiles/DEM/Rytiy2019DEM7leaflet.html, соответственно. Зона с перерывами простирается на север и северо-восток в 30-150 м от берега оз. Байкал. Имеющиеся материалы и взаимоотношения речных русел со сбросовыми уступами показали, что ее образование связано с сейсмическими сотрясениями от землетрясения 13.08.1962 с M = 5,2. Это событие могло запустить процесс гравитационного оседания краевой части дельты в ~1,5 км от Кочериковского разлома [1].
Конус выноса р. Шартлай образует одноименный мыс, где система разрывов картируется в его тыловой части, указывая на недавнюю активность Северобайкальского разлома. Деформации хорошо прослеживаются на ортофотоплане и ЦМР, представленных на веб-страницах: http://activetectonics.ru/content/AFS-Tiles/0rtho/Shartlay2020/leaf-let.html и http://activetectonics.ru/content/AFS-Tiles/DEM/Shartlay2020DEM/leaflet.html, соответственно. Кроме того, наглядно панораму с разрывами можно посмотреть в разделе упомянутого выше геопортала «Панорамная съемка». Ранее часть этих нарушений была интерпретирована как результат древнего землетрясения [4], другая не могла быть видима в силу разрешающих способностей аэрофотоснимков прошлого века. Измерения и анализ амплитуд смещений вдоль простирания палеосейсмогенных разрывов по 62 гипсометрическим профилям позволил предположить, что отсортированные нарушения сформировались за два палеоземлетрясения, одно из которых произошло около 2,2 тыс. л. н. [5; 6]
В конусе выноса ручья на мысе Ото-Хушун поверхностные нарушения обнаружены в узле пересечения двух разломов - северо-восточного Зундукского и северозападного безымянного. Там происходит максимальная концентрация тектонических напряжений, вызывающих микросмещения и последующий рост разрывов. Отсутствие данных о разрывообразующих землетрясениях в голоцене на данном участке позволили предположить, что наблюдаемые деформации связаны с длительно развивающимся крипом, причиной которого могут быть периодически возникающие вибрации от слабых и умеренных землетрясений в Байкальском рифте [2]. Возможно, наличие подобных разрывов вызвало когда-то частичное обрушение фронтальной части конуса выноса, что фиксируется по абрису береговой линии.
Конус выноса р. Голоустной самый крупный из изученных на северо-западном побережье оз. Байкал. Дельтовую равнину реки пересекает Приморский разлом, ЗДВ которой проявляется в многочисленных коленообразных изгибах русел. По представлениям С. А. Макарова, конус подвергся опусканию и затоплению, причиной которых был сейсмический фактор [3]. Явных сейсмогенных нарушений в дельте р. Голоуст-ной не обнаружено, но в ее северо-восточной части нами откартированы области морозного пучения грунта, имеющие в плане вытянутую форму в преимущественно СЗ, СВ и субширотном направлениях. По оси некоторых криогенных структур сформировались трещины шириной от 1 до 40 см. Обнаруженные деформации отнесены к линейным буграм пучения, поверхности которых нередко разорваны. Их образование изначально могло быть предопределено тектоникой, так как вытянутость форм рельефа и полигонов не отличаются закономерным для криогенных процессов упорядоченным очертанием. Большинство выявленных структур находится в пределах зоны речных линеаментов СВ простирания, соответствующей Приморскому разлому. Протяженные субширотные разрывы могут также наследовать древнюю систему тектонических нарушений, направление которых совпадает с широтным разломом, показанным на геологической карте государственной геологической съемки 1:200 000 масштаба в коренных породах у северного примыкания дельты к склонам Приморского хребта.
Развитие и доступность применения БПЛА для исследования земной поверхности позволили на примере конусов выноса горных рек северо-западного побережья оз. Байкал показать возможность идентификации малоамплитудных разрывных деформаций (от первых сантиметров), связанных с сейсмогенными, гравитационными, криповыми и криогенными процессами, происходящими в ЗДВ активных разломов. Возможности их мониторинга апробированы на примере современных разрывов, обнаруженных в дельте р. Риты. Сравнение ЦММ, полученных по результатам аэрофотосъемок 2020 и 2021 гг., выявили опускание ее периферийной части за 11 месяцев и 19 дней в среднем на 5-10 см, а непосредственно в разрывах на субмеридиональном сегменте просадки достигли 33 см. Даже в местах интенсивного переноса осадков в 2021 г. на северо-восточном сегменте не происходит абсолютного выравнивания местности, что свидетельствует об активности процесса. Подобные сравнения являются перспективным инструментом для целей мониторинга, но необходимы коррек-ционные процедуры разновременных ЦММ и ортофотопланов.
Изученные на западном побережье оз. Байкал деформации заслуживают дальнейших мониторинговых исследований для выявления закономерностей и скоростей смещений земной поверхности, природы возникновения и времени захоронения разрывов, особенностей накопления и направления переноса осадков. Это позволит прогнозировать развитие побережий оз. Байкал в далеком будущем.
IX. Активные процессы и комплексный мониторинг
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-2700064, https://rscf.ru/project/22-27-00064/.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Лунина О. В., Гладков А. А. Феномен разрывообразования в дельтовых отложениях мыса Рытый на северо-западном побережье оз. Байкал // Геология и геофизика. 2022. Т. 62, № 2. C. 149-162.
2. Лунина О. В., Гладков А. А., Денисенко И. А. Признаки крипа в зоне влияния Зундукского разлома на северо-западном побережье озера Байкал // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2021. Т. 35. С. 57-70.
3. Макаров С. А. История формирования аллювия долины реки Голоустная (Юго-западное Прибайкалье) в голоцене // География и природные ресурсы. 2011. № 2. С. 69-75.
4. Палеосейсмодислокации и палеоземлетрясения в пределах Байкало-Ленского заповедника (зона Северобайкальского разлома) / А. В. Чипизубов, А. И. Мельников, А. В. Столповский, В. С. Баскаков // Труды Государственного природного заповедника «Байкало-Ленский». Иркутск : РИО НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2003. № 3. C. 6-18.
5. Paleoseismicity of the Pribaikalie / A. V. Chipizubov, O. P. Smekalin, R. M. Semenov, V. S. Imaev // Seismic Instruments. 2010. Vol. 46, N 2. P. 136-151.
6. Using in situ-produced 10Be to constrain the age of the latest surface-rupturing earthquake along the Middle Kedrovaya fault (Baikal rift) / O. V. Lunina, D. Li, Y. Lyu, Y. Wang, M. Li, Yu Gao, A. S. Gladkov, I. A. Denisenko, A. A. Gladkov, K. Wang, S. Zhang, D. D. Perevoznikov // Quaternary Geochronology. 2020. Vol. 55. P. 101036.
