Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2022, T. 506, № 2, стр. 248-251

Подводные оползни Охотского моря

Б. В. Баранов 1*, академик РАН Л. И. Лобковский 1, К. А. Дозорова 1, Д. Д. Рукавишникова 1

1 Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: bbaranov@ocean.ru

Поступила в редакцию 02.06.2022
После доработки 27.06.2022
Принята к публикации 06.07.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

Впервые представлена схема распределения подводных оползней Охотского моря, основанная на обобщении имеющихся данных, которая позволяет судить о том, какие обстановки среды и триггерные механизмы обуславливают их возникновение. Во всех изученных случаях оползни возникали в обстановках открытого континентального склона и подводных каньонов. Наиболее очевидными триггерными механизмами, провоцирующими генерацию оползней на восточном склоне о. Сахалин, являются сейсмичность и газовые сипы, а на северном склоне Курильской котловины и в тылу Курильской дуги основным триггерным механизмом является сейсмичность.

Ключевые слова: подводные оползни, сейсмичность, газовые сипы, Охотское море

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая работа представляет собой обобщение и анализ результатов исследований оползневых процессов на склонах Охотского моря, в том числе выполненных с участием авторов в последнее время [14, 11, 12, 15]. Данное исследование представляет интерес не только с научной, но и прикладной точки зрения, поскольку наличие подводных оползней в Охотском море следует учитывать при оценке экономического и экологического риска при добыче нефти и газа.

Изучению причин возникновения подводных оползней на морском дне, выяснению их связи с другими геологическими процессами и оценке возможности генерации оползнями волн цунами в настоящее время уделяется пристальное внимание. В Мировом океане оползни были обнаружены повсеместно, в том числе и в окраинных морях западной части Тихого океана. Охотское море расположено в северо-западной части Тихого океана, является внутренним морем Российской Федерации и наличие здесь подводных оползней отмечалось ранее [8], но планомерного их изучения до недавнего времени не проводилось.

В статье использованы материалы, полученные в морских экспедициях в рамках российско-германского проекта KOMЭКС (Курило-Oхотский Mорской ЭКСперимент, 1998–2004 гг.) и корейско-российско-японского проекта ГГСС (ГазоГидраты Сахалинского Склона, 2007–2015 гг.). В экспедициях проводилась батиметрическая съемка однолучевым и многолучевым эхолотами, сейсмические исследования в одноканальной и многоканальной модификациях, съемка гидролокатором бокового обзора и придонным профилографом [9, 1315].

РЕЗУЛЬТАТЫ

В Охотском море подводные оползни были обнаружены на восточном склоне о. Сахалин, на северном склоне Курильской котловины и в тыловой части Курильской островной дуги (рис. 1).

Рис. 1.

Батиметрическая карта Охотского моря (грид GEBCO), на которой показано местоположение подводных оползней. 1 – оползни частично или полностью закартированные [1, 4, 12, 15]; 2 – перемещенные осадки в котловине Дерюгина и область подводных оползней на северном склоне Курильской котловины; 3 – оползневые блоки или оползневые отложения, выделенные по единичным профилям [4]; 4 – оползневые отложения в тылу Курильской дуги [5]; 5 – положение сейсмоакустических разрезов; 6 – полигон съемки. Цифрами обозначены оползневые обстановки: 1 – открытого континентального склона, 2 – подводных каньонов. На верхней врезке слева приведено распределение газовых сипов на восточном склоне о. Сахалин по [7], на нижней – эпицентров мелкофокусных землетрясений [6]; на правой врезке показаны эпицентры землетрясений Курильской дуги для всех глубин с магнитудой больше 5 [6].

На восточном склоне о. Сахалин подводные оползни распространены неравномерно. Наибольшее их количество было выявлено в южной части склона, там, где он опускается в Курильскую котловину и является наиболее крутым (в среднем до 8°) и высоким (до 3000 м). Здесь были обнаружены как крупные оползни площадью более 100 км2, так и отдельные оползневые тела с поперечными размерами до 2 км. Возраст оползней оценивается как среднеплейстоцен-голоценовый [4].

В северной и центральной частях склона о. Сахалин было обнаружено два подводных оползня. Первый расположен в северной части и является самой крупной из оползневых структур Охотского моря; его объем равен 660 км3 [15], площадь перемещенных осадков во впадине Дерюгина составляет 20 000 км2 (рис. 1, 2 а). Обрушение склона с образованием оползней, вероятно, происходило здесь неоднократно. Оценки возраста по скоростям осадконакопления в перекрывающей оползень толще дают значения 20 тыс. лет для верхней части склона [12], и верхи плейстоцена (менее 350 тыс. лет) для впадины Дерюгина [15].

Рис. 2.

(а) Фрагмент профиля многоканальной сейсмической съемки с наличием в разрезе впадины Дерюгина перемещенных/оползневых отложений (ПО); (б) сейсмический разрез с заполнением замкнутой депрессии оползневыми отложениями, центральный сегмент восточного склона о. Сахалин. Вертикальная шкала – удвоенное время пробега волны в секундах; (в) теневая батиметрическая карта участка северного склона Курильской котловины, на которой видны многочисленные стенки отрыва подводных оползней. На врезке показаны батиметрический профиль (прямая линия на карте), пересекающий два оползня и 3-мерная модель одного из оползней. Положение профилей и карты см. на рис. 1.

Второй оползень площадью 42 км2 и объемом около 4 км3 расположен в центральной части склона на дне замкнутой депрессии, возникшей за счет проседания осадков по системе активных разломов северо-восточного и субмеридионального простирания. Оползень образовался за счет обрушения стенки депрессии (рис. 2 б), которое, по всей видимости, произошло относительно недавно (предположительно несколько сот лет назад) [3].

Вдоль западного отрезка северного склона Курильской котловины при батиметрической съемке многолучевым эхолотом на расстоянии около 150 км были закартированы многочисленные оползневые структуры (рис. 2 в). Разрушение склона начинается здесь с глубины 1500 м и наиболее ярко проявляется ниже изобаты 2500 м на более крутом участке склона. Высота стенок отрыва и боковых стенок достигает 70–90 м, общая площадь склона, подвергшаяся разрушению, составляет не менее 1500 км2.

Изучение процесса седиментации в восточной части северного склона Курильской котловины по сейсмическим данным показало, что в осадочном разрезе позднего олигоцена–среднего миоцена присутствуют перемещенные отложения. В нижней части склона гравитационные процессы превалируют и на более позднем этапе эволюции склона в плейстоцене–голоцене, приводя к формированию оползневых отложений у его подножья [11].

В тыловой части Курильской островной дуги (южный склон Курильской котловины) при геофизических исследованиях был выявлен ряд оползневых тел (рис. 1). Большинство из них приурочено к каньонам, рассекающим склон Курильской островной дуги в ее тыловой части [5].

ВЫВОДЫ

В работе впервые представлена схема распределения подводных оползней Охотского моря, основанная на обобщении имеющихся данных, в том числе полученных с участием авторов в последнее время. Было установлено, что подводные оползни достаточно широко распространены на склонах Охотского моря и приурочены к обстановкам среды, которые являются благоприятными для образования этих структур [10]. Эти обстановки включают в себя открытый континентальный склон и подводные каньоны (рис. 1), т.е. структуры, где происходит активная аккумуляция осадков, а высота и крутизна склона, как во впадине Дерюгина и Курильской котловине, имеют наибольшие значения.

Расположение подводных оползней указывает на значительную роль в их возникновении как минимум двух триггерных механизмов – сейсмичности и высачивания газа из осадочной толщи. На восточном склоне о. Сахалин оползни возникали в зоне сейсмической активности и приурочены к областям газовых сипов (рис. 1, левые врезки), т.е. здесь обрушение склона происходит в обстановках открытого континентального склона и подводных каньонов при участии двух триггерных механизмов.

На северном склоне Курильской котловины и в тылу Курильской дуги газовых сипов обнаружено не было, но сейсмичность здесь является высокой и обусловлена как мелкофокусными землетрясениями, возникающими в тылу дуги, так и более глубокими событиями в зоне субдукции (рис. 1, правая врезка). Таким образом, в этих районах присутствуют обстановка открытого континентального склона для северного склона котловины и обстановка подводных каньонов для тыловой части дуги и сейсмичность является наиболее вероятным триггерным механизмом.

Подводные оползни могут приводить к разрушению сооружений на морском дне и, как показало моделирование [1], генерировать локальные волны цунами с высотой наката до 10–12 м. В связи с этим дальнейшее изучение оползневых процессов, включая выделение участков, на которых могут возникать подводные оползни, а также моделирование процесса их формирования, имеет большое значение для обеспечения безопасности инфраструктуры добычи нефти и газа в этом районе.

Список литературы

  1. Баранов Б.В., Лобковский Л.И., Куликов Е.А. и др. Оползни на восточном склоне о. Сахалин как источник возможных цунами // ДАН. 2013. Т. 449. № 3. С. 334–337. https://doi.org/10.7868/S0869565213090181

  2. Баранов Б.В., Дозорова К.А., Рукавишникова Д.Д. Опасные геологические процессы на восточном склоне острова Сахалин // Океанология. 2015. Т. 55. № 6. С. 1001–1004. https://doi.org/10.7868/S0030157415060027

  3. Баранов Б.В., Дозорова К.А., Рукавишникова Д.Д. Активная тектоника и образование оползневых тел на восточном склоне о. Сахалин // Вестник МГТУ. 2016. Т. 19. № 1/1. С. 61–69.

  4. Баранов Б.В., Прокудин В.Г., Джин Я.-К., Дозорова К.А., Рукавишникова Д.Д. Подводные оползни на западном склоне Курильской котловины Охотского моря // Океанология. 2018. Т. 58. № 3. С. 452–462.

  5. Бондаренко В.И., Рашидов В.А. О возможности цунами оползневого происхождения в районе Курильской островной дуги // Активные разломы и их значение для оценки сейсмической опасности: современное состояние проблемы. Материалы XIX научно-практической конференции с международным участием, посвященной памяти ученого геолога-геофизика Ю.К. Щукина (7–10 октября 2014 года). Воронеж: Издательско-полиграфический центр “Научная книга”, 2014. С. 62–65.

  6. Каталог Геологической службы США (United States Geological Survey), https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/

  7. Саломатин А.С., Юсупов В.И. Акустические исследования газовых “факелов” Охотского моря // Океанология. 2011. Т. 51. № 5. С. 911–919.

  8. Сваричевский А.С., Белоус О.В. Экзогенный рельеф дна Охотского моря / В сб.: Проблемы морфотектоники Западно-Тихоокеанской переходной зоны. Владивосток: ТОИ ДВО РАН. Дальнаука, 2001. С. 69–81.

  9. Cruise Report SO178–KOMEX. Mass exchange processes and balances in the Okhotsk Sea. GEOMAR Report // Edited by Dullo W.–Chr. et al. Kiel: GEOMAR, 2004. 125 p.

  10. Hampton M.A., Lee H.J., Locat J. Submarine Landslides // Reviews of Geophysics. 1996. V. 34. № 1. P. 33–59.

  11. Karp B.Ya., Karnaukh V.N., Baranov B.V., Dozorova K.A. Seismic stratigraphy and sedimentary processes on the Kurile Basin northern slope (Okhotsk Sea) // Marine Geology. 2006. V. 228. P. 1–14. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2006.02.001

  12. Kim Y.-G., Lee S.-M., Jin Y.K., et al. Near-seafloor gas hydrate occurrence in shallow water at the northeastern continental slope of Sakhalin Island, Sea of Okhotsk: implications for slope failure by gas hydrate dissociation due to ocean warming // Marine and Petroleum Geology. 2013. V. 45. P. 198–207.

  13. Operation Report of Sakhalin Slope Gas Hydrate Project 2007, R/V Akademik M. A. Lavrentyev Cruise 43 // Edited by H. Shoji, Y. K. Jin and Obzhirov A. Kitami: Kitami Institute of Technology, 2008. 39 p.

  14. Operation Report of Sakhalin Slope Gas Hydrate Project II, 2015, R/V Akademik M. A. Lavrentyev Cruise 70 // Edited by Minami H. et al. Kitami: Kitami Institute of Technology, 2016. 119 p.

  15. Wong H.K., Lüdmann T., Baranov B.V., et al. Bottom current-controlled sedimentation and mass wasting in the north-western Sea of Okhotsk // Marine Geology. 2003. V. 201. P. 287–305. https://doi.org/10.1016/S0025-3227(03)00221-4

Дополнительные материалы отсутствуют.