Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2022, T. 504, № 2, стр. 163-167

Многие вулканические постройки в ходе своей эволюции были разрушены катастрофическими оползневыми процессами. Эти явления установлены не только на суше, но и на островах Мирового океана. Разрушения могут протекать очень быстро и вызывать катастрофические цунами. Приведем только два примера из недавней истории. Остров Риттер в море Бисмарка [11] и Анак Кракатау в Зондском проливе [13 ] были разрушены оползнями в 1888 и 2018 г. соответственно и вызвали цунами высотой до 20 м на расстоянии до 600 км. На северо-востоке Атлантического океана масштабные оползни разного возраста установлены на островах Санту-Антан, Фогу, Сан-Висенти (Острова Зеленого Мыса), Пальма, Иерро, Тенерифе (Канарские острова), Пику, Гомера (Азорские острова) и ряда других. На некоторых из них (Санту-Антан, Фогу и др.) в оползневых цирках возникали новые вулканические аппараты. Разрушения вулканических построек представляют собой опасное явление и выявление объектов, на которых, потенциально, могут произойти оползневые процессы, представляется важным.

К одному из них можно отнести остров Ян-Майен, расположенный в 600 км к северу от Исландии на 70°50′–71°10′ с.ш. [5, 6, 8, 9]. Он вытянут в северо-восточном направлении, имеет протяженность около 54 км при ширине от 2.5 до 15.8 км и общую площадь в 380 км².

Остров Ян-Майен имеет уникальную геодинамическую позицию. Он расположен (рис. 1) на границе микроконтинента и активной части одноименного трансформного разлома. Микроконтинент выражен в рельефе дна плосковершинным хребтом Ян-Майен субмеридионального простирания протяженностью порядка 200 км и шириной до 30 км. Глубины его поверхности уменьшаются с юга на север от 1400–1500 до 100 м. На севере восточного склона хребта, крутизна которого составляет около 5° (местами может возрастать до 20°), расположен масштабный оползень. Его стенка отрыва протягивается на 60 км и имеет высоту до 350 м. Общий объем тела оползня составляет 60 км³ (см. рис. 1).

Рис. 1.

Положение о. Ян-Майен. Оттененный рельеф в трехмерном изображении. Вид с севера-востока. Линии: штриховая – рифт, красная – активная часть трансформного разлома, желтая – стенка отрыва оползня. На врезке: вулкан Беренберг. Вид с северо-запада. Овалы – места извержений и годы. Топооснова – Google Earth Pro.

Южная часть острова Ян-Майен представляет собой трещинную вулканическую зону северо-восточного простирания с многочисленными вулканическими конусами, потоками и куполами трахибазальтов и трахитов с возрастами менее 700 000 лет и моложе. Они отчетливо выражены в рельефе. Их высота достигает 700 м. В северной части о. Ян-Майен расположен активный стратовулкан Беренберг высотой 2277 м. Он сложен щелочными оливиновыми базальтами и начал формироваться в позднем плейстоцене. Вулкан расположен на южном склоне трога активной части трансформного разлома Ян-Майен с глубиной свыше 2000 м, образуя в плане “мыс” треугольной формы протяженностью порядка 13 км (см. рис. 1). Таким образом, общая высота постройки Беренберг превышает 4000 м.

На его вершине существует кратер с диаметром порядка 1500 м, открытый в западном направлении. По его морфологии можно предположить, что он был сформирован оползневым процессом. Склоны вулкана осложнены барранкосами. Извержения на острове Ян-Майен, включая северные и северо-восточные периферические части вулкана Беренберг, известны в 1650, 1732, 1818, 1851, 1970 и 1985 г. (см. рис. 1).

В 180 км западнее хребта Ян-Майен протягивается субмеридиональный рифт срединно-океанического хребта Колбенсей. Вместе с тем, судя по аномальному магнитному полю ΔТа [7], имеющему выраженный осевой линейный максимум и рою преимущественно мелкофокусных сейсмических событий (рис. 2), – активная часть расположена в 60–70 км к западу от него. Это указывает на возможный процесс современной трансформации геометрии рифтовой системы, направленный на компенсацию правого смещения спрединговой системы в восточном направлении около широты 70°45′ с.ш. и спрямление рифтовых сегментов. Севернее ось спрединга располагается восточнее хребта Колбенсей в пределах хребта Мона северо-северо-восточного простирания. Скорость растяжения в обоих хребтах оценивается в 15–17 мм/год [5]. Длина активной части трансформного разлома Ян-Майен, связывающей оба центра, составляет около 200 км.

Рис. 2.

Сейсмичность района о. Ян-Майен по данным [12], рельеф дна по данным IBCAO v.3 [4] и положение основных структурных элементов САХ – осей рифта (черные линии) и трансформных разломов (красные линии) по данным рельефа.

С 1900 г. в районе о. Ян-Майен зарегистрировано несколько десятков землетрясений с М > 5 [8, 9]. 30 августа 2012 г. и 9 ноября 2018 г. произошли события с М 6.7 и 6.8 соответственно (рис. 2).

Распределение сейсмических событий вдоль разлома Ян-Майен показывает, что на западе и востоке около окончаний его активной части наблюдается повышенная концентрация слабых мелкофокусных событий, реализация которых не дает накапливаться слишком сильным напряжениям. В середине активной части мелкофокусные события отсутствуют, но зарегистрированы землетрясения глубинного класса с гипоцентрами на глубинах от 13 до 40 км и магнитудой до 7. Такие же события прослеживаются непосредственно под о. Ян-Майен, и сейсмический процесс с этими параметрами может стать триггером оползневых процессов в вулканической постройке и обрушить его часть. Особо отметим смещение слабой глубокофокусной активности в южной части хребта Мона на запад. Это указывает на то, что процесс смены геометрии основных структурных элементов САХ продолжается в настоящее время и проходит в ослабленном участке литосферы, возможно содержащем магматические камеры.

Параметром, указывающим на неустойчивое состояние литосферы и наличие потенциала для вертикальных смещений блоков коры и верхней мантии, является изостазия [1]. Еще более информативным для определения наиболее опасных по сейсмичности и вертикальным тектоническим движениям зон является горизонтальный градиент этой редукции гравитационного поля [2]. На рис. 3 приведен горизонтальный градиент изостазии, рассчитанный по данным [3].

Рис. 3.

Горизонтальный градиент изостазии. В расчетах использовались данные [3], положение основных структурных элементов САХ – осей рифта (черные линии) и трансформных разломов (красные линии) построены по данным рельефа [4].

Он указывает на зоны с максимальной дифференциацией вертикальных движений блоков литосферы, на границе которых возможны наиболее высокоамплитудные тектонические движения и срывы, сопровождающиеся сейсмическими событиями. Максимальная амплитуда градиента выявлена около восточного окончания активной части трансформного разлома Ян-Майен в непосредственной близости к вулканической постройке. В настоящий момент разрядка напряжений сопровождается большим числом слабых мелкофокусных событий (см. рис. 2). Но восточная часть также содержит значительное число глубокофокусных событий средней магнитуды, что указывает на протекание активного тектонического процесса на всех структурных этажах. Поскольку, как было указано выше, данный процесс определяется перестройкой геометрии САХ, возникновение сильных событий, способных запустить катастрофические изменения рельефа, весьма вероятно. Эти изменения могут в первую очередь коснуться областей, где накоплены большие массы вулканического материала с большими углами наклонов поверхностей рельефа (рис. 4).

Рис. 4.

Углы наклона склонов рельефа дна, рассчитанные по данным [4], и положение основных структурных элементов САХ – осей рифта (черные линии) и трансформных разломов (красные линии) построены по данным рельефа [4]. Матрица углов сглажена в окне 5 × 5 км.

Наиболее крутые склоны располагаются около северной части вулканической постройки и восточного окончания активной части разлома. Последняя область вряд ли может стать очагом обширного обрушения, но вулканическая постройка с большими объемами вулканокластического материала является объектом, потенциально опасным и способным при обрушении сформировать волну цунами.

Геодинамическая обстановка, кратко описанная выше, сейсмическая и вулканическая активность и особенности рельефа позволяют отнести стратовулкан Беренберг к потенциально опасному вулканическому сооружению, северо-восточные склоны которого могут разрушиться с возникновением оползня с вероятным возникновением цунами и последующим извержением. Представляется, что этот район следует отнести к потенциально опасным для побережья северо-западной Европы, архипелага Шпицберген и о. Гренландия. Отметим, что от о. Ян-Майен до российской экономической зоны в Баренцевом море расстояние составляет менее 1500 км. Известно, что волны цунами могут сохранять амплитуду, даже если источник цунамигенного события расположен на противоположном берегу Тихого океана.