Вулканология и сейсмология, 2020, № 4, стр. 57-78

ВВЕДЕНИЕ

В 2019 г. нами были выполнены исследования следов сильных землетрясений в северо-восточной Болгарии, на одном из древнейших архитектурных памятников Европы – Дуранкулак. Район отличается высокой тектонической активностью, проявления которой в виде сильных землетрясений, цунами, разнообразных молодых тектонических деформаций, приразломных газовыделений и др. обнаруживают себя в пределах всех основных морфоструктур [Boncev et al., 1982; Карта …, 1994; Dimitrov, Genov, 2004; Рогожин и др., 2009; Dimitrov, Vassilev, 2016; и др.]. К последним относятся крупнейшие тектонические единицы, прямо выраженные в рельефе глубиной эрозионного вреза и степенью деформированности осадочного чехла (рис. 1). Границы между морфоструктурами изучены недостаточно и во многом дискуссионные [Dabovski et al., 2002; Zagorchev, 2009].

Рис. 1.

Положение памятника Дуранкулак. Подписаны крупнейшие морфоструктуры.

Северная часть Болгарии располагается на Мизийской плите. В рассматриваемом районе она представлена низким, слабохолмистым плато, сложенным плейстоценовыми лёссами и неогеновыми известняками. Исходная позднемиоценовая поверхность выравнивания, маркирующая новейшие тектонические деформации [Zagorchev, 1992], в пределах плато незначительно приподнята и перекошена в сторону Балкан на 200–300 м. На востоке плато срезано берегом Черного моря. Здесь расположен высокий абразионный уступ с многочисленными оползнями, переходящий в пологий черноморский шельф.

Мизийская плита выполнена относительно слабо деформированным мезо-кайнозойским чехлом и складчатым палеозойским фундаментом. Она представляет собой самый западный фрагмент Скифской молодой платформы, отделенный от нее складчатым сооружением Добруджи и зажатый между горными сооружениями Карпат и Балкан. Чехол и фундамент Мизийской плиты нарушены редкими разломами, которые смещают неоген-плейстоценовые слои и формируют системы небольших нефтегазоносных грабенов [Tari et al., 1997]. С сейсмологической точки зрения Мизийская плита обычно фигурирует как низко активный островок стабильности. Тем не менее, на протяжении последних 150 лет здесь происходили сильные землетрясения с М ≥ 7.0, I_о ≥ 9 баллов. Имеются сведения и о некоторых землетрясениях средневековья и античности, однако знания о положении очагов для этих событий остаются очень неопределенными. По этой причине нами были инициированы специальные исследования, расширяющие рамки известной сейсмической истории.

АРХЕОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС “ДУРАНКУЛАКСКОЕ ОЗЕРО” – ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

В 1974 г. по инициативе известного болгарского профессора-историка Генриеты Тодоровой была организована и проведена международная полевая экспедиция для обнаружения доисторических археологических памятников в Северо-Восточной Болгарии. На Большом острове в озере Дуранкулак на поверхности земли исследователи обнаружили большое количество доисторических, фракийских, эллинистических и средневековых артефактов (рис. 2, 3).

Рис. 2.

Топографический план Большого острова в Дуранкулацком озере и обнаруженных археологических памятников.

Рис. 3.

Аэрофотография селищного кургана на Большом острове в Дуранкулакском озере.

В следующем, 1975 г., Генриета Тодорова провела контрольное стратиграфическое бурение на острове и установила толщину и археологическую характеристику культурного слоя. Это также был первый год раскопок, которые проводились и позже в течение почти полувека. Бурение показало, что толщина культурного слоя – 4.5 м. Весь слой был разделен исследователями на восемь разновозрастных археологических уровней. Эти материалы определили местность как городище, населяемое человеком с небольшими перерывами от начала каменно-медного века (конец VI тысячелетия до н. э.) до конца средневекового Первого Болгарского царства (начало XI в. н. э.) с его падением под византийское владычество, когда жизнь на Большом острове обрывается и уже никогда больше не возобновляется. В общей сложности это более шести тысячелетий.

Это открытие вызвало проведение археологических раскопок на всей площади острова в 1976 г. С 1979 г. Т. Димов был назначен заместителем научного руководителя исследовательской группы [Тодорова и др., 1989]. Для исследования верхнего архитектурного горизонта средневекового поселения эпохи Первого Болгарского царства в 1976–1978 гг. медиевист Кирил Ботов из тогдашнего Средневекового исторического музея в городе Толбухине (нынешний Добрич) был назначен в качестве заместителя научного руководителя. С 1979 г. научным руководителем группы был назначен Т. Димов, потому что исследование средневекового поселения на Большом острове было завершено, и предстояли раскопки селищного кургана на доисторических уровнях. Средневековая, когда-то обитаемая территория была обнаружена на острове в 1978 г. на западном берегу озера. Поэтому в состав группы были приглашены специалисты по средневековой археологии – К. Генчева-Меламед, А. Меламед и другие коллеги [Меламед, Димов, 1989].

Точно так же управление раскопками продолжалось и в последующие годы. В зависимости от потребностей полевых работ были приглашены специалисты по различным дисциплинам истории, археологии и других смежных наук, в том числе А.Г. Бонев, А. Орачев, С. Торбатов, И. Вайсов, С. Сахно, Я. Бояджиев, М. Аврамова, П. Георгиев, В. Драганов, В. Радева, Р. Раденков, Г. Ганецовский, К. Димитров [Todorova et al., 2016]; Д. Чепмен, Б. Гайдарска, Р. Прайс, Г. Нобис, Н. Спасов, Х. Беккер и др. Периодически принимали участие в раскопках или в качестве консультантов Ж. Иванов, Х. Пимпирев, Р. Баллард, Дуайт Коулман, Й. Йорданов и их коллеги [Йорданов, Димитров, 2002]. Мы также благодарны Е. Божиловой, М. Филиповой, Ц. Поповой, И. Панайотову, С. Димитрову, Н. Скакун и другим коллегам разных специальностей и различных профессиональных интересов [Скакун, 2003; Скакун и др., 2016].

В течение 36 рабочих сезонов была проведена обширная исследовательская работа, которая дала впечатляющие результаты. В целом, необходимо подчеркнуть следующее: была обнаружена самая древняя (первая) фаза эволюции культуры Хаманджия, которая была названа “Блатница” – старое название сегодняшней деревни Дуранкулак; были исследованы три фазы развития позднеэнеолитической культуры Варны; на Большом острове была обнаружена самая старая каменная архитектура в континентальной Европе; было исследовано большое раннее фракийское селище с конца бронзового века и первой половины раннего железного века – культуры Кослоджени и Бабадага I (ХIII–ХII в. до н. э.) – со времени Троянской войны. Здесь можно упомянуть фракийского царя Реза с его белыми как снег лошадьми, перед стенами Илиона, участвовавшего в войне на стороне троянцев из Гомеровской “Илиады”; на всей територии Большого острова было обнаружено и исследовано старое болгарское селище со времен царей Бориса I, Симеона I Великого и царя Петра; были исследованы большой доисторический, небольшой античный и также древнеболгарский некрополи и некоторые другие небольшие объекты.

Раскопки на комплексе “Дуранкулакское озеро” показали, что было совершено открытие, в котором, благодаря счастливому стечению многих обстоятельств, объединена информация не только о самой древней истории Западного Причерноморья и Нижнего Дуная, но и об эволюции Северо-Восточных Балкан и Юго-Восточной Европы в конце нового каменного века, весь энеолитический период, бронзовый и ранний железный век, начало классической фракийской античности, эллинистические времена и древнеболгарские археологические памятники со времен Первого Болгарского царства. В общем, археологическая характеристика этого открытия может быть охарактеризована нижеследующим образом:

Неолитическое селище Дуранкулак – фаза “Блатница” культуры Хаманджия – вторая половина VI-го тысячелетия до нашей эры. Были исследованы три землянки на западном берегу озера Дуранкулак. Их обитатели принадлежали к самим древним жителям Добруджи, занимавшимся земледелием и животноводством. Это самое старое поселение в регионе, в котором началось развитие экономики в древности (рис. 4) [Димов, 1982, 1988, 1992а, б; Бояджиев и др., 1993]. Характер археологических находок позволил впервые типологически выделить первую фазу развития культуры Хаманджия, давно востребованную специалистами по доисторическому периоду. Согласно традиции, сложившейся в археологической практике, Т. Димов назвал ее “Блатница”. Это старое название современной деревни Дуранкулак после 1942 г.

Рис. 4.

Топографический план позднеэолитического селища Дуранкулак-Блатница на западном берегу озера. 1 – oтверстия от толстых вертикальных деревянных столбов внутри большой землянки № 2; 2 – границы контуров землянки и внутренних вкопанных в них объектов; 3 – остатки пепла в найденных очагах в землянках; 4 – опаленное до красного цвета глиняное напольное покрытие очага в землянке № 2; 5 – внешние границы открытых вкопанных в лессе землянок в поселке Дуранкулак-Блатница; 6 – маркировка плановой квадратной сети объекта – квадраты 5 × 5 м; 7 – каменные структуры в катакомбах и других могильниках в пределах населенного пункта; 8 – наклоненные деревянные столбы и стержни, несущие конструкцию крыши землянки № 1.

Доисторический некрополь – функционировал непрерывно в течение почти полутора тысячелетий. Найденные в нем 1204 могилы каменного и медного века делают его крупнейшим доисторическим явлением такого рода в мире. Было получено много новых данных о появлении металлургии меди, о коммерческих контактах человеческих общин, населяющих Западное Причерноморье с общинами на современных территориях Украины, Молдавии, Среднего Дуная и в других более отдаленных земель, а также о погребальных практиках и культовых представлениях доисторического человека. В могилах были найдены богатые погребальные дары: глиняная посуда, каменные, кремневые, костяные и медные орудия, украшения из золота, меди, малахита, халцедона и некоторые другие [Димов и др., 1984; Тодорова, 1984а; Аврамова, 1986; Вейсов, 1987, 1992; Тодорова, Димов, 1989; Тодорова и др., 2002; Костов, Димов, 2003; Костов и др., 2004].

Фракийское селище с XIII–XII вв. до нашей эры – поздняя бронза и ранний железный век культуры Koslodzheni и Babadag I. До сих пор это единственный полностью исследованный объект такого рода на Балканском полуострове, существующий со времен Троянской войны [Тодорова, Димов, 1985; Тодорова, 1984б; Тодорова и др., 2016].

Святилище Фракийской Великой богини-матери Кибелы (конец IV–I в. до н. э.). Оно было построено в карстовой пещере на Большом острове в начале эллинистического периода. Во время раскопок были найдены обетная плита богини и другие артефакты этого периода: две греческие чернолаковые чаши-кантаросы, амфорная тара и ручки с печатями [Йорданова, Димов, 2003; Буров и др., 2016; Джорданова, Димов, 2003].

Древний некрополь на западном берегу озера Дуранкулак (III в. до н. э.–IV в. н. э.). Открыто 41 погребальное сооружение с разной типологией, архитектурой и культурной принадлежностью. Среди них особый интерес представляют объекты катакомбного типа, что является обычной практикой похорон северо-восточного скифо-сарматского племенного сообщества, а также и могилы римского времени [Димов, 2000, 2016]. Широкая датировка некрополя и различных сооружений была результатом мобильного присутствия племен в этой части тогдашнего мира.

Протоболгарское селище IX–X в. н. э. Селище было исследовано по всей его территории. Оно представляет собой верхний горизонт строительства селищного кургана на Большом острове. Обнаружено было более 240 круглых, похожих на юрту жилищ. Часть построек в настоящее время укреплены, сохранены и выставлены на открытом воздухе [Тодорова и др., 1989].

Протоболгарский некрополь на западном берегу озера (вторая половина IX–начало XI в. н. э.). Он принадлежит жителям селища на Большом острове и находится на западном берегу озера. Были исследованы 282 могилы, а на острове (около христианской церкви в центральной части селища и в южном его склоне) – остальные 27. Мертвые были положены в прямоугольных камерах из известняковых плит. Существуют также редкие языческие реликты – ямы с нестабильной ориентацией и некоторые различия в кладке мертвых в них [Тодорова и др., 1989].

Селищный курган на Большом острове в Дуранкулаке – постоянно обитаемый во время каменно-медной эпохи (все V тысячелетие до н. э.) и в более позднее время. Семь строительных уровеней кургана показывают одну из самых высокоразвитых культур в доисторическом мире, достигшей своего апогея в эволюции Варненском некрополе. Этот курган до сих пор является единственным полностью раскопаным многослойным археологическим памятником энеолитической эпохи на западном побережье Черного моря [Тодорова, 1984а]. На этом месте были обнаружены остатки древнейшей каменной архитектуры в континентальной Европе во всех археологических горизонтах (рис. 5).

Рис. 5.

Самая древняя каменная архитектура в Континентальной Европе, обнаруженная на Большом острове – культуры Хаманджия IV и Варна.

Три года спустя на западном берегу озера Дуранкулак было обнаружено селище позднего неолита из выкопанных в желтом лёссе землянок. Археологические материалы позволили выделить, используя методы археологии, долгожданную фазу культуры Хаманджия, старейшую из известных в Западном Причерноморье и на Нижнем Дунае. К югу от этого селища в 1979 г. были найдены первые праисторические курганы. Начались раскопки в крупнейшем праисторическом некрополе в мире, который непрерывно функционировал от начала позднего неолита (первая фаза “Блатница” культуры Хаманджия) до конца энеолита (последняя, третья фаза культуры Варненского некрополя) и в других поздних находках и сооружениях. Оформившийся таким образом комплекс “Дуранкулакское озеро” теперь имеет значение как хронологический и культурный источник в Добруджанском районе, в Западном Причерномории и в области Нижнего Дуная. Исследователи справедливо назвали его “Добруджанская Троя”.

АРХЕОСЕЙСМОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Разрывы в стене

Этот тип разрывов – сколов в древних стенах – не связан напрямую с сейсмотектоническими разломами. Подобные нарушения возникают при сильных сейсмических колебаниях, действующих параллельно простиранию стены. Упомянутый скол был встречен нами в одной из субмеридиональных стен в Дуранкулаке (рис. 6). Сколовая плоскость имеет азимут простирания 30°. Северный отрезок стены до разрыва имеет простирание 160°, южный – 170°. Таким образом, имел место еще и разворот отрезков стен относительно друг друга вокруг вертикальной оси по часовой стрелке. Возведена эта стена была на границе эпох камня и меди и относится к культуре Варна III на Большом острове в Дуранкулакском озере (абсолютный возраст – 4 450–4 100 до н. э.). Таким образом, разрыв строительной конструкции имел место после указанного времени.

Рис. 6.

Боковая каменная стена жилища, построенная на границе каменной и медной эпох. Строительная конструкция относится к культуре Варна III на Большом острове в Дуранкулакском озере (4450–4100 до н. э.). Эта стена субмеридионального простирания претерпела разрыв – скол из-за сильных сейсмических подвижек, действовавших субпараллельно простиранию древней стены.

Выдвижение наружу угла здания

При сильных сейсмических колебаниях перпендикулярные стены одного и того же помещения колеблются в различных направлениях. Поэтому углы зданий являются самыми уязвимыми частями строительной конструкции. Угловые части зданий могут отделиться от смежных длинных стен и выдвинуться наружу (в единственном возможном для них направлении). Если землетрясение не очень сильное, а его длительность – короткая, выдвинутый угол может и сохраниться. При сильных и длительных землетрясениях углы зданий разрушаются одними из первых.

Один такой деформированный – выдвинутый наружу стык каменных стен времени позднего энеолита (4450–4100 г. до н. э.) – был изучен нами в СВ углу одного из помещений в археологическом памятнике Дуранкулак (рис. 7). Простирание восточной стены 170°, северной – 80°. Угол выдвинулся на СВ по азимуту 40°. Смещение на восток северного участка восточной стены составило 10–15 см. При этом вся стена имеет наклон на восток под углом до 75°. Смещение на север восточного участка северной стены – до 10 см. Эта стена также немного наклонена на север.

Рис. 7.

Северно-восточный угол каменных стен времени позднего энеолита (4450–4100 г. до н. э.). Выдвижение наружу угла здания. Схематическая зарисовка деформации, план.

Эта постройка была обнаружена одним из авторов этой статьи – Т. Димовым в 1978 г. Им была обнаружена в этой части здания сохранившаяся неповрежденная глиняная замазка полов жилища толщиной в 40 см. Этот факт говорит о последующем ремонте помещения после имевшейся деформации угла здания.

Интересно отметить, что при выдвижении некоторые угловые камни, налегавшие друг на друга, сцепились и, при сейсмогенном движении, развернулись: либо по часовой стрелке (в северной стене), либо против часовой (в восточной, как это показано на рис. 8).

Рис. 8.

Деформация волочения при выдвижении угла помещения наружу. Зацепившиеся друг за друга камни повернулись: один – по часовой стрелке, другой – против.

Наклон и выдвижение стен во время второго землетрясения. Двойные стены – контрфорсы, разошедшиеся во время второго землетрясения

Систематический наклон и выдвижения стен одной ориентировки в одном направлении являются важным доказательством сейсмогенной природы деформации. В Дуранкулаке многие субмеридиональные стены (их остатки) наклонены к востоку. Так, например, нижняя часть одной их таких стен с простиранием 175° наклонилась к востоку под углом до 70° (рис. 9), а также выдвинулась в том же направлении до 25 см. Необходимо отметить, что к западу от этой стены на расстоянии первых десятков сантиметров (до 50 см) находится еще одна – параллельная ей стена. Кажется странным ее строительство, так как проход между двумя стенами слишком узок для прохода человека или складирования чего-либо. По всей видимости, западная стена была когда-то стеной-контрфорсом, возведенной для предотвращения обрушения наклоненной восточной стены на запад. Стена-крепида была построена после первого сейсмического события. Во время второго сейсмического события, произошедшего через сотню лет после первого (каменная кладка в обеих стенах одного и того же возраста), во время сильных колебаний восточная стена наклонилась теперь на восток, а стена-контрфорс “отошла” от первичной стены на запад.

Рис. 9.

Наклон и выдвижение длинной стены субмеридионального простирания к востоку в нижней своей части (показан толстой горизонтальной белой стрелкой). Важно отметить стену-контрфорс к западу от наклонной стены. Вертикальные белые стрелки показывают зияние между стенами. Длина трековой палки 1.10 м. Вид на Ю–ЮЗ.

Датировка восточной стены здесь более древняя. Эта стена была построена в эпоху среднего энеолита (4650–4450 г. до н. э.). Датировка сделанана на базе обнаруженного сопутствующего стены материала, стратиграфия и типология которого надежно представлены. Таком образом, датировка первого землетрясения, поразившего Дуранкулак, находится в интервале: средний–поздний энеолит (4650–4100 г. до н. э.).

Подобные деформации были выявлены и описаны нами в стенах бронзолитейной фабрики Худжайрат аль-Гузлан в долине вади Араба (Иордания) и греческом поселении Полянка на Керченском полуострове – в Южном Приазовье [Korjenkov, Schmidt, 2009; Масленников и др., 2017].

Обрушение центральной части стены во время второго землетрясения

Если сейсмические колебания имеют достаточную длительность, то стены могут не только наклониться, но и обрушиться. Понятно, что и наклон, и обрушение стен будут наблюдаться в одну и ту же сторону. Так, например, стена субмеридионального простирания (азимут 170°) в постройке № 5 в селище на Большом острове обрушилась в восточном направлении (рис. 10). Остаточная высота стены в археологическом раскопе 50 см, ее ширина 85 см, однако камни, слагавшие стену, найдены на расстоянии 180 см от ее восточного фаса.

Рис. 10.

Стена субмеридионального простирания обрушилась в восточном направлении (показано толстой горизонтальной стрелкой). Зияние между первоначальной стеной и “отошедшей” стеной-контрфорсом показано вертикальными белыми стрелками. Археологический материал датирует стены временем среднего и началом позднего энеолита. Датировки указаны выше в тексте. Даты прокаллибрированные. Вид на юг.

Здесь также с западной стороны от первоначальной стены наблюдается стена-контрфорс. Ее азимут простирания 170°, высота до 100 см, ширина 80 см. Стена-крепида была возведена для предотвращения обрушения восточной стены на запад. Во время первого сейсмического события первичная стена, по-видимому, получила сильный наклон к западу. Однако во время второго сейсмического события первичная стена обрушилась на восток, а стена-контрфорс “отошла” на запад на расстояние в 10–50 см. Обе описываемые стены при землетрясении “расселились” и имеют сигмоидальную в плане форму своих фасов.

Расположение упавших камней в виде сложившихся костяшек домино

При работе в эпицентральных зонах сильных землетрясений иногда удается увидеть интересный пример сейсмогенной деформации: расположение камней кладки в виде сложившихся костяшек домино. Этот тип деформации наблюдался нами в руинах бедуинской деревни Хальса в пустыне Негев (Израиль) и в медеплавильной фабрике Худжайрат аль-Гузлан близ современного города Акаба (Иордания) [Корженков, Мазор, 2013; Korjenkov, Schmidt, 2009]. Подобные деформации возникают при сильном ударе стены, упавшей на грунт целиком. От сильного удара уже на земле происходит дезинтеграция каменных блоков и расположение их друг на друге в виде сложившихся костяшек домино. Так небольшая тонкая стена субмеридионального простирания (азимут – 175°) упала в восточном направлении и разрушилась при ударе о грунт. Камни, слагающие стену, расположились в виде сложившихся костяшек домино (рис. 11).

Рис. 11.

Упавшая целиком на восток западная стена постройки субширотного простирания. Каменные плиты упали в виде “библиотеки” или в виде сложившихся костяшек домино в стене субширотного простирания. Середина и начало позднего энеолита (4650–4400 г. до н. э.).

Острые и тупые углы в стенах (в плане)

Очевидно, что за исключением каких-то особых случаев строители, как современные, так и древние, стараются строить помещения строго прямоугольной формы. Поэтому выявление в комнатах острых или тупых углов (в плане) свидетельствует, по-видимому, о деформации строительной конструкции. Трапециевидная форма в плане стен изначально прямоугольного сооружения (в простейшем случае – одной комнаты) может быть следствием сейсмических деформаций. Трапециевидная форма появится вследствие: либо систематических однонаправленных разворотов параллельных стен, либо при перемещении грунта, увеличивающемся в одном направлении, часто – по направлению к плоскости сейсмогенерирующего разлома [Karakhanian et al., 2008; Корженков и др., 2019а, б].

В случае с восточной частью одного из помещений (рис. 12), по-видимому, имеет место первый случай, т.к. аналогичный поворот разорванных стен против часовой стрелки в другом помещении уже наблюдался нами к западу от описываемой точки наблюдения. ЮВ угол помещения составляет 80°, а СВ – 100°. Эта постройка в прямоугольном-трапециевидном плане относится ко времени Первого Болгарского царства (IX в. н. э.). Таким образом землетрясение, преведшее к подобной деформации, имело место позже. Сейсмические колебания также распространялись вдоль оси С-СЗ–Ю-ЮВ.

Рис. 12.

Трапециевидная в плане деформация помещения в южном квартале Дуранкулака. Вид на юг.

Сигмоидный в плане изгиб стен

При работе на археологических памятниках Керченского полуострова Крыма античного возраста нам неоднократно пришлось сталкиваться с трапециевидными в плане стенами. Трудно себе представить, что древние зодчие строили столь неаккуратно. После анализа этого типа деформации мы пришли к заключению, что такое искривление возможно при сильном сейсмическом воздействии, направленном субпараллельно простиранию стены [Корженков и др., 2016, 2019а, б; Масленников и др., 2017; Овсюченко и др., 2019а]. Аналогичный тип деформации встречен нами в археологическом памятнике Дуранкулак. Здесь стена с простиранием 160°–175° имеет сигмоидную в плане деформацию (рис. 13).

Рис. 13.

Остатки стены построек со времени Первого Болгарского царства на Южном склоне острова. Они находятся к западу от святилища Великой богоматери Кибелы. Святилище находится в карстовой пещере на этом месте. Потолок в пещере провалился еще в древности. В середине фотографии к западу от стены видны природные скальные основы Острова, на которых виден сидящий человек. Видна сигмоидная деформация в плане стены субмеридионального простирания в южном квартале Дуранкулака (показана черной штриховой линией). Длина рулетки – 0.5 м. Вид на юг.

СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКОГО ПАМЯТНИКА ДУРАНКУЛАК

Район археологического памятника Дуранкулак в целом сложен позднеплейстоценовыми лёссами, которые появляются в разрезе клифа к северу от г. Шабла, т.е. примерно в 15 км к югу от памятника Дуранкулак. Однако, в районе памятника, в обрывистых берегах озера Дуранкулашко-Блато (болото) обнажены прибрежно-морские известняки-ракушечники и мергели сарматского яруса миоцена, а лёссы оказались почти полностью уничтожены площадной денудацией. Городище Дуранкулак расположено в западной части озера на Большом острове, соединенном с сушей узкой насыпью.

Озеро Дуранкулашко-Блато – пресноводное, заполняет древнюю речную долину с мелкими рукавами-притоками и отделено от моря песчаной косой. В восточной, причерноморской, части озера его берега в целом пологи и заболочены. В западном направлении плавно нарастает высота прибрежного уступа, а заболачивание наблюдается в рукавах-притоках древней речной долины.

На фоне плавных очертаний побережья, типичных для эрозионно-озерных форм рельефа, в северо-западной части озера выделяется необычный участок берега, спрямленный в субмеридиональном направлении (рис. 14). Здесь появляются обрывистые берега, острова и узкие мысы, сложенные миоценовыми известняками без лёссового покрова с отвесными скальными клифами высотой до 3 м. Можно предположить, что, на фоне общего опускания тут трассируется полоса молодых тектонических деформаций с небольшими подрастающими валами. Лёссовый покров на валах оказался размыт, а на поверхность выведены деформированные неогеновые известняки.

Рис. 14.

Схема расположения городища Дуранкулак на основе космоснимка (http://ecn.t0.tiles.virtualearth.net/tiles/a). Белые линии – горизонтали рельефа в метрах. Между большими стрелками – полоса молодых тектонических деформаций.

Разрез неогеновых слоев можно наблюдать к Ю–ЮЗ от Большого острова с городищем (рис. 15). Они представлены белыми, мелоподобными, органогенно-обломочными и кирпично-красными, сильно ожелезненными известняками. В белых известняках наблюдаются редкие, тонкие прослои зеленоватых глин и рыхлых, светло-серых мергелей. Слои образуют антиклинальную структуру. Складка асимметрична – СЗ крыло круче и нарушено системой разрывов, которые ограничивают узкий приподнятый блок известняков, резко контактирующий с грубообломочными накоплениями. Последние представлены щебнем и глыбами известняков без следов окатанности и сортировки с суглинистым заполнителем, т.е. имеют все признаки коллювия. Накопления образуют отдельные слои и линзы (видимых – 3). По всей видимости, отложение грубообломочных накоплений происходило резко, в результате перемещения с новообразованного уступа с обнаженными известняками. Возраст одного из смещений маркируется керамикой, захороненной в грубообломочном коллювии. Наблюдаемое смещение свидетельствует о том, что разлом проявлял активность в позднеголоценовое время в виде резких смещений. Следует отметить, что разрез требует более тщательного изучения.

Рис. 15.

Разрез неогеновых слоев к Ю–ЮЗ от городища Дуранкулак (положение см. на рис. 11). 1 – белые органогенно-обломочные известняки с редкими, тонкими прослоями зеленоватых глин и рыхлых, светло-серых мергелей; 2 – кирпично-красные, сильно ожелезненные известняки; 3 – грубообломочные коллювиальные накопления. Красные линии – тектонические разрывы.

В приосевой части складки наблюдается ветвистая разломная зона, с глубиной приобретающая субвертикальное падение, а в приповерхностной части разреза представленная несколькими расходящимися в стороны сместителями. Краевые разрывы представлены надвигами, по которым (в западной части) наблюдается сдваивание разреза известняков. В центральной части структуры разрывы приобретают субвертикальное падение, в целом образуя “структуру цветка”. Зона разлома выражена положительной формой рельефа, конформной цветкообразной структуре, характерной для транспрессионного режима смещений (горизонтальный сдвиг со сжатием).

Грубообломочные накопления слагают и более пологое, ЮВ крыло складки. Здесь наблюдается несколько горизонтов, последовательно налегающих друг на друга с выполаживанием контактов вверх по разрезу. Более молодые, грубообломочные горизонты последовательно смещаются по направлению падения крыла складки. В совокупности с увеличением угла падения вниз по разрезу, это указывает на последовательное, прерывистое подрастание складки, что приводило к активизациям сноса грубообломочного материала в опущенное крыло.

В рельефе эта антиклинальная структура образует вал на поверхности узкого скального мыса. Южнее, в днище заболоченного рукава-притока на простирании складки наблюдается осушенный вал высотой не более 1 м, отсекающий от приустьевого участка небольшое остаточное (или зачаточное) озеро (рис. 16). Мелкое озеро расположено и к востоку от вала. Севернее мыса осушенный, заросший камышом, участок наблюдается в районе Большого острова. На нем был насыпан вал, соединивший Большой остров с берегом. Осушенный вал прослеживается и севернее, в устье заболоченного рукава-притока в СЗ углу озера. Здесь вал также отгораживает заболоченный участок днища с остаточным (или зачаточным) небольшим озером.

Рис. 16.

Осушенный вал в днище заболоченного рукава-притока на простирании антиклинальной складки. Вид на запад.

Можно полагать, что здесь протягивается узкая зона молодого подрастания, выраженная как в рельефе, так и в залегании неоген–четвертичных слоев. Здесь же, на Большом острове, соединенном современной насыпью с сушей, расположены раскопки древнего городища Дуранкулак. Остров представляет собой один из таких тектонических валов и сложен деформированными известняками миоцена. Длина спрямленного участка западного берега озера – 2.8 км.

Чрезвычайно интересным оказывается пристальное рассмотрение топонима Дуранкулак в трактовке Т. Трифонова [2003]. Топоним – относительно древний, происходит от слова Tour (Taurus, Lat.), Taurian, – вымерший предок одомашненной коровы. Произношение второй части названия – kolak или кулак – зависит от диалекта. Слово довольно древнее и сохранилось от староболгарского, по-русски так и означает “кулак”, хотя в современном болгарском языке употребляется слово “юмрук”. При рассмотрении во всей полноте, значение топонима Дуранкулак заключается в том, что некогда крупный, агрессивный бык (тур) ударил землю копытом и образовал озеро, в середине которого, в копыте, образовался небольшой остров [Трифонов, 2003]. Такая трактовка может быть отголоском катастрофических событий, связанных с образованием, или резким изменением облика озера. О том, что такие события здесь происходили, с высокой вероятностью свидетельствуют приведенные выше результаты палеосейсмогеологических наблюдений.

СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ В ЗЕМНОЙ КОРЕ ОЧАГОВ ВЫЯВЛЕННЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Для локализации очагов древних землетрясений необходима сейсмотектоническая основа. В последние десятилетия регион характеризуется невысоким уровнем сейсмичности. Однако, в самом начале XX в. разные районы Болгарии, включая и северо-восток, потрясла серия сильных землетрясений с I = 9 баллов. Имеющиеся сводные каталоги землетрясений показывают сильные разночтения в локализации эпицентров и определении магнитуды землетрясений, очевидно, характеризующие погрешность соответствующих параметров. Похоже, что большую неопределенность имеют и данные о положении сейсмогенерирующих зон.

Хорошо известно, что за последние примерно 150 лет документированной сейсмической истории здесь происходили сильные землетрясения с М ≥ 7.0, I ≥ 9 баллов. Сильнейшее из них случилось в 1901 г., а его очаг привязан на шельф Черного моря [Рангелов, Господинов, 1994]. Поэтому регион всегда был объектом пристального внимания с точки зрения оценки сейсмической опасности. Крупнейшие обобщения были выполнены в рамках Балканского сейсмологического проекта ЮНЕСКО [Catalogue …, 1974; Boncev et al., 1982 и др.] и проекта SHARE “Seismic Hazard Harmonization in Europe” [Solakov et al., 2009; Grünthal et al., 2010; Woessner et al., 2015 и др.].

Детальные исследования активных разломов проведены геофизическими методами на шельфе Черного моря [Dimitrov, Genov, 2004]. Была создана сейсмотектоническая модель болгарского сектора Черного моря [Dimitrov et al., 2005]. В 5–6 км к ЮВ от мыса Шабла находится зона Калиакренского глубинного разлома. Она состоит из снопа субпаралельных разломов субмеридионального (С–СВ) простирания. С ней увязывается очаг сильного землетрясения 1901 г. с М = 7.2, однако эпицентр события лоцирован в 13 км к востоку от побережья (рис. 17).

Рис. 17.

Сейсмогенерирующие зоны СВ Болгарии по разным данным с эпицентрами землетрясений по данным каталогов [Grünthal, Wahlström, 2012; Stucchi et al., 2012]. 1–3 – активные разломы Черноморского шельфа по данным [Dimitrov et al., 2005] (M_max: 1 – 6.0–6.5; 2 – 6.6–7.0; 3 – 7.05–7.15); 4 – границы сейсмогенерирующих зон по данным [Boncev et al., 1982] с указанием M_max (SK – Шабла-Калиакренская; GO – Горнооряховская); 5 – активные разломы по данным обобщения карт активной тектоники, выполненного [Solakov et al., 2009]; 6 – потенциально и предположительно активные разломы по данным [Matova et al., 1996; Kotzev et al., 2006; Solakov et al., 2009].

Таким образом, Мизийская плита, в границах которой расположен рассматриваемый район, крайне неоднородна. Рассматриваемая структура – молодая платформа, которая сформировалась в нынешнем виде на новейшем этапе развития. Плита расположена в центральной части Карпато-Балканской орогенной системы, между горными сооружениями Карпат и Балкан. По современным данным инструментальной сейсмологии континентальная плита – слабоактивный регион, в котором происходят редкие, слабые землетрясения. Однако, наши археосейсмологические исследования привели к выявлению и определению некоторых параметров древных сильных землетрясений региона, очаги которых располагались вдоль активных разломов в акватории моря. [Ranguelov et al., 2008; Ranguelov, Nikolov, 2009].

Сейсмический потенциал плиты оценивается как M_max = 6.4 [Grünthal et al., 2010]. Привлекает внимание потенциально активная зона Интрамизийского разлома, пересекающая всю плиту в СЗ направлении. Вдоль неe был выделен потенциальный сейсмический очаг с M_max = 7.5 [Grünthal et al., 2010]. Геолого-геофизические исследования показали, что в районе побережья Черного моря Интрамизийский разлом в настоящее время демонстрирует в основном криповые смещения [Рогожин и др., 2009]. Судя по яркой выраженности в разрезе и на поверхности, он пересекается системой более активных в настоящее время разломов субмеридионального простирания.

Кроме того, весь рассматриваемый район попадает в сферу воздействия сейсмической зоны Вранча на территории Румынии (210–230 км к северо-западу от памятника Дуранкулак), а также в сфере Горнооряховского сейсмического очага (примерно 150 км).

Южнее расположена выразительная система активных разломов вдоль южного обрамления Центрального Балкана. Она представлена комбинацией разломных структур, некоторые из которых наследуют поверхности доорогенных надвигов [Shanov et al., 2007]. Современная сейсмическая активность здесь слабая, а голоценовые смещения по разломам практически не изучены. Предполагается, что подвижки могут осуществлятся вдоль листрических разломов, что приводит к тектоническим перекосам слоев осадков, заполняющих примыкающие молодые впадины. Такая система субпараллельных сбросо-сдвигов образовалась на поверхности при сильных Чирпанских землетрясениях 1928 г. с М = 6.8 и М = 7.1 [Vanneste et al., 2006]. Сейсмический потенциал активных разломов южного обрамления Центрального Балкана оценивается как M_max = 6.6–7.0 [Solakov et al., 2009].

Таким образом, рассматриваемый район расположен в высокоактивной сейсмической зоне. Здесь возможны как возникновение местных сильных землетрясений, так и эффекты от удаленных очагов.

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Повсеместное распространение стен-контрфорсов пристроенных с востока к первичным субмеридиональным стенам говорит о первом значительном землетрясении на Дуранкулаке, произошедшем, по всей видимости в среднем–позднем энеолите (4650–4100 г. до н. э.). Во время этого сейсмического события субмеридиональные стены наклонились на запад, для чего древним жителям пришлось возводить стены-контрфорсы для предотвращения обрушения первичных стен.

Однако, в верхних раскопах археологического памятника видно, что следующая, более поздняя, сейсмическая деформация привела к наклону и обрушению остатков первичных стен на восток и расхождению на первые десятки сантиметров первичных стен и стен-контрфорсов друг от друга. После этого поселение было заброшено. По всей видимости, второе землетрясение было более сильное, чем первое, после которого еще можно было провести восстановительные работы. Местная сейсмическая интенсивность первого землетрясения, по всей видимости, была не менее I_l ≥ VIII баллов, а второго I_l ≥ IX баллов по шкале МСК-64.

Так как каменная кладка обоих стен – первичных и крепид – одного возраста, временной интервал между сейсмическими событиями небольшой – сотня–другая лет. Тем не менее, эпицентры обоих землетрясений находились в различных направлениях от Дуранкулака. Сейсмические колебания – волны сжатия, удары шли с запада при первом землетрясении, при втором землетрясении направление прихода разрушительных сейсмических подвижек было с востока.

Высвобождение значительного количества сейсмической энергии за столь короткое время (около 100–200 лет) в одном регионе не должно удивлять исследователя. В мировой сейсмологии есть подобные случаи. Так, например, всего за 26 лет в Северном Тянь-Шане с 1885 по 1911 гг. произошли четыре сильнейших сейсмических события: два с М ≥ 7 и два с М ≥ 8 [Корженков, 2006].

Очаг первого сейсмического события, по всей видимости, связан с сейсмогенерирующей зоной в континентальной Болгарии, расположенной к западу от исследованного археологического памятника (см. рис. 17), или активным разломом, ответственный за возникновение сильного землетрясения 1444 г. Очаг второго сейсмического события находился неподалеку – в прибрежной части Черного моря; за его возникновение, по всей видимости, ответственна Шабла-Калиакренская сейсмогенерирующая зона.

Сильные сейсмические деформации были выявлены нами также в постройках на южном склоне острова в помещениях, относящихся по времени к Первому Болгарскому царству (IX век н. э.). Во время этого сейсмического события в прямоугольных постройках появились дисторсии (в плане) стен, их сигмоидальность, а также разрывы и повороты стен. Местная сейсмическая интенсивность при этом землетрясении, по всей видимости, была не менее I_l ≥ VIII баллов. Очаг третьего сейсмического события, скорее всего, находился неподалеку – в прибрежной части Черного моря; за его возникновение, по всей видимости, ответственна Шабла-Калиакренская сейсмогенерирующая зона.

Дальнейшие исследования на других археологических памятниках СВ Болгарии позволят более точно определить число сильных землетрясений в голоцене, а также точнее определить их возраст.