Ладожское озеро


Восточно-Ладожское землетрясение 30 ноября 1921 года

Автор: А. Никонов
Источник: www.kirjazh.ru

Восточная (российская) часть Фенноскандинавского щита относится к областям со слабой сейсмичностью [Панасенко, 1969; 1980; Nikonov, 1991; Никонов, 1992]. За инструментальный период на большей части территории Карелии, исключая ее самую северную, прилежащую к Кандалакшскому заливу часть, здесь не зафиксировано ни одного землетрясения с магнитудой М?3;3. Исходя из этого, составители Карты сейсмического районирования ОСР-97 отнесли большую часть Карелии и всю Ленинградскую область к территориям с возможными землетрясениями не выше 5 баллов за период не только 500, но даже 5000 лет (Сейсмическое…, 2000), т. е. к территориям практически асейсмичным. Фактически территория долгое время оставалась за пределами внимания сейсмологов, что нельзя считать оправданным, тем более в свете новых исследований.

На юго-востоке наиболее известны сейсмические проявления в бассейне Ладожского озера в виде подземного (подводного) гула, иногда сопровождавшегося и легкими колебаниями, фиксированными на островах Валаам и Высуанный в 1911–1927 гг. [Ассиновская, Никонов, 1998а]. Эти события чисто локального свойства лишь изредка достигали силы ощутимх сотрясений и для оценок сейсмичности и сейсмического потенциала малоинформативны. Между тем, на Ладоге в 20 веке имело место и значительное сейсмическое событие.

Землетрясение 30 ноября 1921 года в российских каталогах никогда не фигурировало, хотя оно включено в сводку X. Ренквиста [Renquist, 1931] и в скандинавские каталоги [например, Bath, 1956; Ahjos, Uski, 1992]. Первоначальные сведения о нем поступили только от местного жителя с территории, в то время принадлежавшей Финляндии [Kurki, 1922], и в дальнейшем не пополнялись. Ввиду их малоизвестности и труднодоступности (опубликованы на финском языке) приводим ниже полный перевод.

«В прошлом году 30 ноября вечером в 11 часов автор статьи проснулся от сильного сотрясения в деревне Тулема волости Салми. Было замечено, что все двери одновременно рвануло, окна задребезжали, все тяжелые вещи, в том числе и сам дом, заметно покачнулись. Другие жители волости Салми также наблюдали сотрясение к западу, вплоть до дер. Киркиёки. Это случилось в среду вечером. В следующую пятницу узнал от одного человека из деревни Мансила, который живет на государственной границе, в 28 км от деревни Тулема, что их дома считанные минуты так сильно трясло, что двери распахнулись и окна задребезжали. Выйдя с фонарем во двор, упомянутые люди заметили разорвавшую землю трещину, в которую они смогли протолкнуть довольно толстое метровое полено в вертикальном положении. Время случившегося сотрясения было то же, что и того, которое наблюдалось в 40 км западнее. Были отмечены следующие погодные условия: 24 октября шел снег, который растаял 1 ноября; 5 ноября выпал снег, толщина снежного покрова 5 см, растаял 18 ноября. Следующие две недели держались морозы; проникшая глубоко в землю влага промерзла, что вызвало сотрясение и растрескивание. Более мелкие трещины толщиной 2-3 см часто встречаются в Тулема» [Kurki, 1922, стр. 145; перевод М.И.Петровой].

Автор сведений связывает землетрясение с морозами, то есть относит его к морозобойным в нашей терминологии [Никонов, 1995, 1996]. Однако такое истолкование события не может быть принято в данном случае по ряду причин. Во-первых, морозобойные сотрясения, как правило, бывают чисто локальными, захватывая обычно один дом, улицу или квартал, но никак не целый населенный пункт, а тем более не несколько таковых, на удалении десятков километров. Во-вторых, они возникают при резком наступлении очень сильных морозов после оттепели, то есть после быстрого влагонасыщения грунта. В рассматриваемом же случае выпавший 5 ноября снег (всего 5 см!) растаял 18 ноября, морозы держались до 2 декабря, а землетрясение произошло 30 ноября, то есть через 12 дней после наступления (не известно, резкого ли) морозов. Малый объем влаги и большой временной разрыв между наступлением морозов и сейсмическим событием не позволяют ставить их в связь. Наконец, расстояние между пунктами с 5-6-балльными сотрясениями в 25-30 км исключает возможность отнесения события к морозобойным.

Несомненно, имеющиеся сведения далеко неполны и недостаточны. Фактически они относятся только к трем небольшим пунктам, но отсутствуют из таких относительно крупных населенных пунктов, как Салми, Питкяранта, Видлица. Два последних располагаются на расстоянии ~25 км от сильно потрясенной области; и можно заключить, что сотрясения в них были не более 4-5 баллов, так как иначе они (особенно Питкяранта) должны были бы попасть в сообщения. Отсутствие сведений из волостного центра Салми, располагающегося заведомо внутри значительно потрясенной области, приходится объяснять случайностью (как, впрочем, случайностью оказалась и вообще фиксация в прессе события по инициативе местного жителя).

Попытка автора обнаружить дополнительные данные в местных русских газетах оказалась безуспешной, ибо они большей частью стали выходить лишь с 1922г. Никаких сведений о землетрясении не дала газета «Карельская коммуна» (Петрозаводск) за ноябрь и половину декабря 1921г., их не оказалось и в газете «Трудовая жизнь» (Петрозаводск) в сохранившихся (в Петрозаводской главной библиотеке и Российской государственной библиотеке) номерах за 1, 11, 16 декабря. Впрочем, в более ранних и в более поздних номерах вообще отсутствуют сведения о природе и погоде. Обращение к журналу "Известия общества изучения Олонецкой губернии" (Петрозаводск) № 1-2 за 1924 год также не дало результатов. Поэтому мы вынуждены опираться только на вышеприведенный текст.

Два конкретных факта представляются особенно важными в приведенном сообщении местных жителей на тогдашней территории Финляндии. Первое – это расположение пунктов с сильными сотрясениями на северо-западе и юго-востоке, что делает наиболее вероятной именно такую вытянутость эпицентральной области и позволяет, исходя из геометрии, поместить эпицентр в середину между пунктами с одинаковыми 5-6-балльными сотрясениями. Нельзя не отметить, что при этом вытянутость полученной полосы сотрясений и предполагаемое положение эпицентра полностью согласуются с рельефом и крупным Восточно-Ладожским разломом позднепротерозойского возраста, протрассированным по геологическим данным [Тихомиров, Яновский, 1970] и, вероятно, омоложенным.

Второй примечательный факт состоит в фиксировании возникновения в связи с землетрясением расщелины в земле шириной не менее 10см вверху, а также более мелких трещин шириной по 2-3 см. Теперь известно, что рыхлые отложения здесь имеют мощность многие десятки метров. Значит, речь идет о разрыве рыхлых пород четвертичного возраста. Простирания расщелины и трещин остаются неизвестными, но, исходя из ориентировки элементов рельефа в дер. Мансила, наиболее вероятно их простирание с северо-запада на юго-восток, то есть такое же, как и выведенное простирание эпицентральной зоны и известное простирание глубинного разлома в данном месте.

Таким образом, мы имеем основания говорить о тектоническом землетрясении на северо-восточном берету Ладоги с вытянутостью эпицентральной области вдоль берега с северо-запада на юго-восток в соответствии с известной здесь глубинной зоной разлома. Расстояние между пунктами с 5-6-балльными сотрясениями по длинной оси эпицентральной зоны в 25 км позволяет принимать в эпицентре сотрясения в 6 баллов или несколько больше. Протяженность зоны 6-балльных сотрясений может быть оценена в 18-22км, а 5-балльной – не менее 40км в направлении с северо-запада на юго-восток. Речь, несомненно, идет о коровом землетрясении, скорее верхнекоровом, если исходить из вытянутости эпицентральной зоны.

Показательно расположение эпицентральной области землетрясения в морфоструктуре территории или в соотношении с собственно тектонической структурой. Она располагается в контактной зоне северо-восточного ограничения Ладожского грабена близ границы Западно-Карельской и Салминской морфоструктурных ступеней [Ладожское..., 1978] и простирается так же, как эта контактная зона к северо-западу.

Непосредственно к западу от пос. Салми трассируется крупный разлом, отделяющий рифейские осадочные образования от Салминского массива гранитов-рапакиви. Возраст разлома считается позднерифейским, а амплитуда погружения юго-западного крыла относительно северо-восточного не менее 300-600м, судя по буровым скважинам на его юго-восточном продолжении по восточному ограничению Пашского грабена [Тихомиров, Яновский, 1970]. Интересно, что пос. Мансила и Погранкондуши располагаются непосредственно у бровки морфологически весьма отчетливого уступа северо-западного простирания высотой не менее 15-25м и крутизной 30° и более.

Считается, что это проксимальный склон крупной конечной морены, ограничивающей Ладожский ледниковый язык последнего оледенения, т. е. экзогенное образование [Ладожское..., 1978]. Вместе с тем, исключительная морфологическая выраженность и выдержанность линейных форм северо-западного простирания и особенно обращенного к Ладоге склона позволяют предполагать их связь с молодой тектоникой, а именно, с оживлением древнего разлома по северо-восточному ограничению Ладожской котловины. Применительно к межледниковому времени (порядка 150–70тыс.лет назад) это косвенно подтверждается резким увеличением здесь мощности четвертичных отложений от нескольких десятков метров до 150–180 м по разрезу с северо-востока к юго-западу, в том числе резким погружением тела межледниковых (и межстадиальных?) отложений от залегания на современной поверхности в Ууксинской котловине до глубины 80-160м в береговой зоне вблизи пос. Салми.

Тут уместно привести сообщение научного сотрудника Института геологии Карельского научного центра РАН Г.Ц.Лака [Лак, 1971; а также персональное сообщение в 1982 г.]. На северо-восточном берегу Ладожского озера в 3,5 км к юго-востоку от Питкяранты у мыса Ристиниеми он обнаружил простирающуюся в северо-западном направлении зону дробления, представленную глыбами диабаза, по всей видимости возникшими до последнего оледенения на этом участке, поскольку они обработаны льдом и водой. На одном из участков протяжения зоны на склоне к озеру обнаружена свежая трещина шириной до 3-х м, которая, однако, не пересекает гряду северо-восточного простирания, сложенную сверху свежими обломками и осколками диабазов без следов обработки водой и льдом. Данный участок находится в 40км к северо-западу (т. е. по простиранию Восточно-Ладожской зоны разломов) от эпицентра землетрясения 1921г.

Морфологически и стратиграфически, таким образом, намечается омоложение древней зоны разломов северо-западного простирания на границе Ладожского грабена в позднечетвертичное время. На карте новейшей тектоники Карелии в этой зоне недаром показано (предположительно) несколько молодых разломов соответствующего простирания [Лукашов, 1976; Атлас …, 1989]. Появление именно в этой зоне, в полном соответствии с ее положением и протяжением землетрясения 1921 г. с таким же протяжением эпицентральной зоны (и очага) уже не может представляться случайным.

Важно также найти правильное объяснение возникновению трещин, замеченных на поверхности в пос. Мансила. Судя по сложению местности мощным чехлом рыхлых отложений (моренных и флювиогляциальных), речь должна идти о вторичных разрывах гравитационного характера. Помимо указанных выше соображений против их морозобойного генезиса укажем здесь еще на один важный признак. Дело в том, что пос. Мансила располагается наверху крутосклонной, обращенной к озеру ступени (моренной гряды, маргинального оза), где дренаж поверхностных вод идет беспрепятственно, а горизонт подземных вод залегает глубоко от поверхности. В этих условиях наиболее вероятным становится объяснение трещин (скорее всего, параллельно уступу северо-западного простирания) за счет оседания (расседания) поверхностных, слагающих уступ рыхлых отложений при сотрясениях, в данном случае интенсивностью порядка 6 баллов. Это не исключает (скорее предполагает) возникновение сбросовых (в сторону озерной котловины) подвижек по ожившему на глубине Салминскому разлому.

Так или иначе, но структурная приуроченность эпицентральной зоны (очага) ведет к представлению о сейсмотектонической обусловленности рассматриваемого сейсмического события. Более того, исходя из геолого-геоморфологической ситуации, резонно предполагать, что механизм землетрясения связан со сбросовой подвижкой, а именно, с опусканием юго-западного крыла относительно северо-восточного.

Первым, кто включил событие в число землетрясений и каталогизировал его, был М.Бот [Bath, 1956], и оно теперь фигурирует в каталогах (не российских!). Исходя из приведенных сведений, мы попытались заново оценить его параметры. Эпицентр землетрясения помещен в геометрический центр области наибольших (6-балльных) сотрясений, эпицентральная интенсивность I0=6,0±0,5 определена исходя из удаленности (20км) пунктов с фиксированными 5-6-балльными сотрясениями, гипоцентр принят располагающимся в верхней части коры, как это характерно для подавляющего большинства землетрясений Балтийского щита и как вытекает из приуроченности землетрясения к тектонической зоне.

Магнитуда землетрясения согласно каталогам [Bath, 1956; Ahjos, Uski, 1992] определена величиной в пределах М=2,9±0,5, что, впрочем, не сопровождается пояснениями и изложением способа определения. Автор попытался определить магнитуду двумя способами. Для определения таких параметров землетрясения как глубина и магнитуда данных недостаточно. Но попытку их оценить все же сделать можно. Мы исходили из интенсивности в эпицентре I0=6 баллов или несколько более (возможно, I0=6,5), во-первых, и длины длинной и короткой осей шестибалльной изосейсты l6max=25км. и l6min=6км, т. е. l6средн=9км. По номограмме в [Новый каталог..., 1977] при n=3,5?4 и указанной глубине (гипоцентр) получаем значения М=4, 2±0,3 и М=4,5±0,3. По уточненной номограмме Н.В.Шебалина [1992, не опубликовано] через средний радиус 6-балльной изосейсты получаем М=4,0±0,2 и 4,3±0,2. Поэтому осторожная оценка значения магнитуды будет М=4,0±0,5, но более вероятным представляется значение 4, 5?3;М?3;4, 0. Воспользовались гистограммой Н.В. Шебалина (усовершенствованной в 1992 г.), дающей соотношение I, r и М для r6, магнитуду получаем М=4,7±0,2. При использовании региональной формулы для восточной части Балтийского щита I=1,36M–2,7 lg(Oh2+D2)+3,6 [Ассиновская, Никонов, 1998б], принимая полученные размеры 6-балльной изосейсты и оценку глубины 10км, получаем М=4,5 с возможными отклонениями ±0,3. Эта величина и принята как наиболее вероятная при имеющемся (недостаточном) уровне исходных знаний (табл.).

Таблица. Сравнение параметров землетрясения 30 ноября 1921 г. на восточном берегу Ладожского озера

Дата

Время

Координаты, °N; °E

Глубина очага, км

Интенсивность, I0.

Магнитуда, м

Источник

1921/11/30

21=00

61,5; 31,9

18

5

3

Bath, 1956

1921/11/30

61,15; 32,0 ±0,2

(8) 4-12

6±0,5

4,0±0,5
(4,2±0,3)

Настоящая работа

В дополнение приведем еще одно сообщение. По рассказам рыбаков после землетрясения в 1924 году на Ладоге обнаружилось увеличение глубин на 50м [Лак, 1971; рассказ автор слышал, несомненно, значительно раньше]. Речь идет о юго-западном береге острова Валаам вблизи метеостанции, где известен очень крутой подводный склон. Теперь глубины там составляют 128–153 метра. Между прочим, именно здесь автор настоящей работы обнаружил на крутом надводном уступе в диабазах значительные сейсмонарушения в виде трещин и отседания блоков [Ассиновская, Никонов, 1998а]. Упоминание рыбаками землетрясения (спустя не менее 20 лет) трудно истолковать иначе как память об ощутимом (на Валааме) землетрясении, т. е. сотрясения в тот раз должны были ощущаться с интенсивностью не менее 3-х, а возможно, и до 4-х баллов.

Нам известно в те годы лишь одно землетрясение на Ладожском озере, а именно 30 ноября 1921 года. Если увеличение глубин в 1924 году только обнаружилось, то произойти оно могло именно в связи с землетрясением трехлетней давности, т. е. через два рыболовных сезона. В таком случае это сильное, около 6 баллов в эпицентре на восточном берегу Ладожского озера землетрясение ощутимо сказалось на расстоянии 50–60 км от него к западу и могло породить крупный подводный оползень (?) на крутом подводном склоне, ориентированном перпендикулярно к ходу сейсмической волны (с ЮВ). Приняв сотрясения у острова Валаам даже в 3 балла, получим для указанного эпицентрального расстояния и коэффициента затухания n=3,5–4 глубину очага h=10±3 км и М=4,3±0,3, что близко к определенным автором выше значениям, полученным без учета приведенных сведений (только по наземным макросейсмическим наблюдениям), h=8 (4–12) км и М=4,0±0,5 (4,2±0,3).

Вместе с тем, нельзя исключить, что отдельное, по другим источникам, неизвестное землетрясение имело место в 1924 году (летом) в окрестностях острова Валаам. В таком случае его магнитуда должна быть меньше, но на оценки параметров события 30.XI.1921 это никак не влияет.

Следовательно, надо признать установленной, даже только по историческим данным, возможность возникновения в котловине Ладожского озера (Ладожском грабене новейшего времени) тектонических землетрясений с М=4,2±0,3, интенсивностью I0=6 баллов. Не исключается возможность и более сильных землетрясений здесь за более продолжительные отрезки времени (порядка сотен лет). Это должно побудить к более разносторонним и целенаправленным исследованиям сейсмичности района (особенно инструментальными и палеосейсмогеологическими методами и последующему пересмотру представлений о сейсмической безопасности района.

Автор признателен М.И.Петровой за перевод сведений о землетрясении с финского языка, Л.Д.Флейфель за техническую помощь.


Литература:

Ассиновская Б.А., Никонов А.А. Загадочные явления на Ладожском озере // Природа. 1998а. № 5. С. 49-53.
Ассиновская Б.А., Никонов, А.А. Ощутимые землетрясения ХХ в. в восточной части Балтийского щита // Проблемы геодинамики, сейсмичности и минерагении подвижных поясов и платформенных областей литосферы. Матер. Междунар. конфер. Екатеринбург: Институт геофизики УрО РАН, 1998б. С. 14-15.
Атлас Карельской АССР. М., 1989.
Ладожское озеро. Под ред. Г.С. Бискэ. Петрозаводск, 1978. 203 с.
Лак Г.Ц. Рельеф земли нашей // Север (журнал). 1971. № 7. С. 114-116.
Лукашев А.Д. Новейшая тектоника Карелии. Тр. Ин-та геологии Карел. фил. АН СССР. Вып. 31. Л.: Наука, 1976. 108 с.
Никонов А.А. Макросейсмическая характеристика землетрясений XX века в восточной части Балтийского щита // Белорусский сейсмол. бюлл. Вып.2. Минск: ОНТИ. 1992. С. 96–144.
НиконовА.А. Нетектонические землетрясения Восточно-Европейской платформы // Природа. 1995. №. 10. С. 26-38.
Никонов А.А. Проблема выделения нетектонических землетрясений на Восточно-Европейской платформе в оценке сейсмической опасности // Недра Поволжья и Прикаспия. 1996. Спец. вып. 13. С. 42-49
Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР. М.: Наука, 1977. 536 с.
Панасенко Г.Д. Сейсмические особенности северо-востока Балтийского щита. Л.: Наука. 1969. 184с.
Панасенко Г.Д. Сейсмичность восточной части Балтийского щита // Сейсмичность и современные движения земной коры восточной части Балтийского щита. Апатиты. 1980. С. 7–24.
Сейсмическое районирование территории Российской федерации. Карта на 4-х листах. М-б 1:8 млн. Гл. ред. В.Н. Страхов, В.И. Уломов. М. 2000.
Тихомиров С.Н., Яновский А.С. Новые данные о докембрии Юго-Восточного Приладожья // Докл. АН СССР. 1970. Т. 194. № 3. С. 660-663.
Ahjos T., Uski, M. Earthquakes in Northern Europe in 1375 –1989 // Tectonophysics. 207. 1992. P.1-23.
Bath M. An earthquake catalogue for Fennoscandia for the years 1891-1950 // Sveriges. Geol. Unders., arsbok 50. 1956. 52 pp
Кurki M.V. Pakkasen aihenttama maanaristus Salmissa // Terra. 1922. №2. P. 145.
Nikonov A.A. Felt effects for earthquakes of the 20th century in the Eastern Baltic shield / Institute of seismology, University of Helsinki. Report S-27. Helsinki, 1991. 30 p.
Rеnguist H. Finlands jordskalv // Fennia, 1931. V. 54. №1. P. 1-113.
Nikonov A.A. The East-Ladoga earthquake of November 30, 1921