Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 493, № 1, стр. 63-67

Территория Дагестана является одной из наиболее активных в сейсмическом отношении областей Кавказа. Так, только в одном из районов Приморского Дагестана – г. Дербенте, за XX-е столетие ощущалось 10 землетрясений с интенсивностью 5–6 баллов и одно 7-балльное в 1913 г. [1].

При детальном картировании сейсмической опасности всегда возникают вопросы о положении сейсмогенерирующих структур, их сейсмическом потенциале и повторяемости сильных землетрясений. Используя только сейсмологические каталоги на эти вопросы далеко не всегда можно найти правильные ответы. Это связано с неполнотой каталогов для доинструментального периода сейсмической истории и большим периодом повторяемости сильных землетрясений, достигающим сотен и тысяч лет. Такие пробелы можно восполнить с использованием методов палео- и археосейсмологии. Изучение сейсмогенных деформаций по независимым источникам информации – в рельефе и молодых отложениях, археологических и исторических памятниках – дает возможность продления сейсмической “летописи” на сотни и тысячи лет и точной локализации очагов сильных землетрясений. Такой комплексный подход активно развивается в мире, а в последние годы успешно зарекомендовал себя в Крыму ([2] и др.).

Наиболее бесспорный и информативный случай представляет выход очага сильного исторического землетрясения на поверхность с разрывом и смещением древних строительных конструкций ([4–6] и др.). По величине и направлению смещения строительных элементов (например, городских стен или акведуков) можно определить кинематику подвижке в очаге и рассчитать параметры исторического сейсмического события. Время события определяется по возрасту археологических артефактов и данным определения абсолютного возраста.

В 2018 г. нами проведены палео- и археосейсмологические исследования в районе древнего города Дербент. В настоящее время здесь можно наблюдать остатки разновозрастных сооружений, основа которых была возведена в конце 560-х гг. в правление самого могущественного иранского шаха из династии Сасанидов Хосрова I Ануширвана (531–579) [3].

В районе г. Дербент нами была выявлена зона сейсмогенерирующего разлома, вытянутая вдоль подножия Джалганского хребта (рис. 1). Она представляет собой сегмент региональной тектонической границы между горным сооружением Большого Кавказа и Прикаспийской низменностью. Дербентский сегмент представлен выразительным литолого-тектоническим уступом высотой до 100 м, на всем протяжении которого прослежен разрез позднемиоценовых карбонатных отложений, смятых в приразломную антиклинальную складку, подорванную системой листрических взбросо-надвигов по которым произошло разлинзование и трехкратное совмещение в разрезе слоя прочных известняков (рис. 2). Внутренняя структура разломной зоны конформна рельефу поверхности уступа. В подножии уступа выходит пологий надвиг, с глубиной принимающий более крутое падение (до 20°) в западном направлении. В позднеголоценовых пролювиально-склоновых осадках деформация рассеяна в виде широкой (до 50 м) зоны флексурно-складчатых деформаций. Можно полагать, что в позднем голоцене интенсивное сжатие во фронтальной части надвига приобретало импульсный характер, о чем свидетельствуют горизонты погребенных палеопочв. Резкие правосторонние изгибы долин временных водотоков вдоль подножия уступа на отрезках СЗ-ориентировки свидетельствуют о правосдвиговой компоненте смещений.

Рис. 1.

Вверху – план сохранившихся участков средневековой крепостной стены г. Дербент с положением Дербентского активного разлома и местом детального изучения смещённой стены (квадрат). Внизу – общая карта района г. Дербент с положением прослеженных Дербентского (Д) и Приморского (П) активных разломов. Линия А–Б – положение разреза на рис. 2.

Рис. 2.

Схематический геологический разрез Дербентской разломной зоны по линии А–Б (положение см. на рис. 1). Красные линии – разрывы. 1 – массивные, толстослоистые известняки-ракушечники (поздний миоцен, верхний сармат); 2 – тонкое переслаивание глин, алевролитов, известняков и песчаников (поздний миоцен, средний сармат); 3 – тонкое переслаивание известняков, песчаников и алевролитов (поздний миоцен, средний сармат); 4 – глины; 5 – лёссовидные супеси с линзами и прослоями грубообломочного пролювия (поздний голоцен); 6 – коллювиально-оползневые образования.

Последняя подвижка по разрыву СЗ ориентировки привела к смещению северной городской стены Дербента. В позднемиоценовых породах разрыв прослеживается в сухой долине в 170 м к СЗ от стены. В результате этой подвижки была разорвана и смещена в горизонтальном направлении стена, сложенная характерной Сасанидской кладкой (конец 560 гг.) (рис. 3). Судя по южному фасу стены горизонтальное смещение составило 1.4 м (правый сдвиг) (рис. 4а), однако если судить по смещению облицовочных каменных блоков северного фаса, величина подвижки – 0.9 м (рис. 4б). Разорванная стена по обе стороны от разлома расселась и наклонилась к ЮВ под углом до 74°. Для того, чтобы удержать эту сильно наклонившуюся стену в позднесредневековое время была возведена стена-контрфорс (рис. 4а).

Рис. 3.

Южный фас северной оборонительной стены города Дербента, разорванной сейсмотектоническим разрывом. 1 – Сасанидская кладка, VI в.; 2 – Сельджукская кладка, XI–XII вв.; 3 – кладка позднего средневековья, XVI–XVIII вв. или нач. XIX в., 4 – современная реставрационная кладка. “+” выдвинутое к югу крыло разлома, “–” сместившееся к северу крыло разлома. Вид на север.

Рис. 4.

Смещение северной оборонительной стены Дербента по сейсмотектоническому разрыву. а – вид на СЗ – на южный фас северной оборонительной стены Дербента, разорванной по разлому на 1.4 м. б – смещение стены на 0.9 м. Виден сильный наклон восточной части стены к востоку, а также раскрытие в Сасанидской каменной кладке. Вид на ЮВ.

Над зоной разрыва на руинах Сасанидской кладки была построена новая стена в Сельджукское время (XI–XII вв.). Землетрясение, сместившее стену, произошло до строительства новой стены. Возможно, что оно произошло на рубеже арабского (VIII–X вв.) и сельджукского периодов (мы не наблюдали следов ремонта арабского времени). Возможно, что мы нашли выход одного из сейсмических очагов на поверхность, имевших место в Х в. Имеются исторические свидетельства, интерпретируемые как показания о двух землетрясениях X в.: 918 г. с М = 6.1 (I₀ = 8 баллов), при котором произошло “…опускание берега с крепостной стеной Дербента”, и 957 г. с М = = 5.5 (I₀ = 7 баллов), когда “…воды Каспия были отодвинуты на 300 локтей” [1]. Возможно также, что мы имеем дело с очагом неизвестного землетрясения XI или XII вв., письменные сведения о котором отсутствуют.

На основе проведенных исследований можно сделать вывод о том, что непосредственно в Дербенте и его окрестностях найден сейсмический очаг (эпицентральная зона) сильного средневекового землетрясения. Магнитуда этого события составила М ≈ 7 и, следовательно, сейсмическая интенсивность колебаний Io ≥ IX баллов. Возраст сейсмического события вероятнее всего – Х в., хотя может быть и моложе – XI–XII вв. Его предстоит еще уточнить.