До советской власти жили по берегам Имандры и рек окрестных лопари. Пасли оленей, ловили рыбу. А однажды... рыба ловиться перестала. Старик-лопарь взял невод и сел в карбас... Дело было к ночи. Не успел он еще отъехать от берега, как по всему озеру пошли большие волны... потом вдруг в воздухе шум сделался... озеро стало тихое-тихое, и сейчас же густо навалилась рыба, омет полон стал. В полночь разбудил лопарей гром на соседней сопке-вараке. Пошли смотреть, что там приключилось. Видят: варака раскололась на две части, посреди дорога образовалась. Это леший проложил себе путь через гору. Ну, конечно, лопари не сомневались — все это проделки нечистой силы: водяного, лешего. (Народный эпос русских лопарей)
Автор: Светлана Борисовна Николаева, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Геологического института Кольского научного центра РАН. Круг научных интересов связан с изучением геологии четвертичного периода, неотектоники, палеосейсмологии.
Правда это было или нет, а только действительно в бассейне озера Имандра в центре Кольского п-ова существует такая сопка-варака, расколотая на две части необычным и удивительным ущельем. Лопарское (саамское) предание я тогда не знала, а обнаружила ущелье не случайно. Для проектирования очередного блока Кольской АЭС мы проводили оценку сейсмической опасности территории в долгосрочном аспекте — за последние 10 тыс. лет. С вводом сейсмической станции «Апатиты» в 1956 г. на полуострове начали регулярно регистрировать современные сейсмические события, по большей части слабые. А вот единственным источником получения информации о сильнейших землетрясениях прошлого оставались палеосейсмодеформации — следы древних землетрясений, сохранившиеся в кристаллических породах и рыхлых отложениях. Шел 1990 год.
В то время палеосейсмогео-логические исследования еще не получили широкого развития на северо-западе России. Сама мысль о возможных разрушительных землетрясениях, происходивших в недавнем геологическом прошлом на такой спокойной в сейсмическом отношении территории, казалась в то время многим почти фантастической, хотя уже были на этот счет и некоторые указания, и единичные исследования [1 — 3].
Ущелье в озерном краю
При дешифрировании аэрофотоснимков района Имандровской впадины, вблизи Кольской АЭС было обнаружено ущелье, раскалывающее возвышенность высотой 252.7 м и протяженностью около 0.5 км. Его глубина достигала 27—30 м, а ширина изменялась от 20— 40 м в центральной части до 2 — 3 м у концов. К юго-западу ущелье переходило в трещину зияния в кристаллических породах (шириной 2—4 м и глубиной до 2.5 м). К северо-востоку дислокация проявлялась линейными понижениями в рельефе, цепочками озер и свежими уступами высотой до 2 м. Зона новейшего разрывного нарушения общей протяженностью 5 км простиралась в северовосточном направлении по азимуту 5—25°.
Геологическое строение района озер Пиренга, Бабинская Имандра и Чунозеро, где развито ущелье, довольно однообразно. Повсеместно распространены древнейшие кристаллические комплексы пород, образовавшихся более 2—2.5 млрд лет назад. Маломощный чехол рыхлых отложений, связанный в основном с деятельностью материковых оледенений, сложен мореной, водно-ледниковыми, коллювиальными и болотными образованиями. Рельеф местности представлен возвышенностями высотой 140—200 м с округлыми вершинами гольцового характера и ступенчатыми склонами, нередко перекрытыми мореной. Лишь отдельные сопки поднимаются до 300—400 м. Долины и уступы, связанные с тектоническими элементами, следуют в северо-западном и субширотном направлениях.
Схема распространения палеосейсмодеформаций в районе озер Бабинская Имандра, Чунозеро, Пиренга. 1 — палеосейсмодеформации в скальных породах; 2 — местоположение ущелья; 3 — предполагаемая очаговая область древних землетрясений; 4 — Кольская АЭС.
Строение сейсмотектонического ущелья. 1 — гнейсо-гра-ниты, 2 — элементы залегания пород, 3 — уступы, 4 — глыбы, 5 — валуны.
Узкое, огражденное с двух сторон отвесными скальными обрывами ущелье отчетливо выделяется среди окружающего спокойного ландшафта. Крутые «свежие» стенки, иногда с обратным углом наклона, многочисленные обвалы, развитые у подножия склонов и заполняющие днище котловины, нагромождение огромных глыб создают впечатление скального хаоса. Здесь такое ущелье уникально. Ведь это не сейсмоактивный горный район типа Памира или Тянь-Шаня, а центр Кольского п-ова — озерный район на слабо расчлененной, почти равнинной местности!
Привлекают внимание своим необычным обликом следы дробления на скальных склонах ущелья. На их поверхности встречаются трещины, уходящие в глубь массива, скальные блоки разной формы и размеров. Каменные столбы и «перья» размерами (8—10)х(3—5)х(2 — 3) м, отделившись от основного уступа, сохранили близкое к вертикальному или наклонное положение. Тыловые трещины отрыва шириной от 10 см до 3.5 м, отчленяющие блоки от скального массива, иногда расширяются кверху.
"Тропа лешего" через гору.
Следы раздробления склона и расщепления скал с образованием крупноглыбовых обвалов. Вид на северо-западный борт ущелья-трещины.
Как возник скальный хаос
Наши наблюдения показали, что эти каменные столбы отличаются от подобных форм, образованных селективной денудацией. На их гранях и ребрах отсутствуют признаки достаточно глубокого физического выветривания. Они не могли сформироваться и в результате расклинивающего действия делювия на склонах, поскольку его на этих участках нет. Да и трещины отрыва обычно открытые, зияющие. Здесь же расщепление скал и отседание блоков произошло настолько быстро, что трещины отрыва не успели заполниться осыпным материалом (как это бывает при медленном гравитационном процессе). Скорее всего, причиной образования отдельных блоков и их перемещения был сейсмический толчок (возможно, с вертикальной составляющей). Подобные столбы отседания, развитые на приозерном склоне Приморского хребта в пределах Краснояровской сейсмогенной структуры в архейских гнейсах Прибайкалья, связывают с 9—10-балльными землетрясениями [4], а похожие формы, распространенные в архейских гранитах по бортам Ладожского грабена, — с 8—9- и 9-балльными [5].
Северо-восточное окончание ущелья-трещины. На заднем плане видны отроги Чуна-тундры.
Скальные блоки (столбы и «перья») в гнейсо-гранитах, отчленившиеся по трещинам во время сильного древнего землетрясения от основного тела массива.
Каменные столбы, отделившись от уступа, сохранили близкое к вертикальному положение.
Не менее примечательное явление, обнаруженное при обследовании ущелья, — выколы (подколы) в бортах в виде ниш с выдвинутыми или выпавшими блоками. Одна из таких ниш расположена в северо-восточном борту ущелья на высоте 2 м. Она представляет собой пустую полость глубиной 0.49 м в виде неправильного прямоугольника со сторонами 0.38х 0.55х 0.48х 0.63 м, ограниченного субвертикальными и субгоризонтальными стенками. Сходный по конфигурации и размерам с самой нишей, блок перемещен от нее на расстоянии 2.1 м. Выпадение и перемещение блоков пород из ниши не могло произойти в результате гравитации, так как нижняя площадка горизонтальна. Объяснить такие явления можно только дополнительным толчком — сильным боковым сейсмическим импульсом [6].
Вдоль бортов ущелья наблюдаются многочисленные обвалы обрушения и сбросообвалы скальных пород. Они отличаются от коллювиальных осыпей большими размерами глыб, несортированными обломками, приуроченностью к стенкам срыва в бортах ущелья. В обвалах нередко встречаются заклиненные сверху остроугольные глыбы, а некоторые обломки «прибиты» и «прижаты» к противоположному борту ущелья, что может свидетельствовать о силе и скорости обрушения бортов. Еще одна характерная черта обвалов — одинаковая степень выветрелости и зарастания лишайником глыб из разных вывалов, что предполагает их одновременное образование. Трудно себе представить, что на протяжении около полукилометра в один момент произошло обрушение склонов, вызванное только процессами гравитации. Скорее всего, здесь не обошлось без сейсмо-гравитационных процессов. Обрушение скальных пород с образованием обвальных масс происходит только вблизи сейсмогенерирующих разломов и сопровождающих их зон дробления при землетрясениях с интенсивностью > 5—6 баллов [7].
В местности, примыкающей к разрывному нарушению, на поверхности сопки и прилегающих к ней пологих склонах также видны многочисленные следы дробления кристаллических пород. По таким зияющим трещинам, иногда неровным, свежим, произошли отрыв (раздвиг) и смещение блоков, а также близгоризонтальное выдвижение на расстояние 20—40 см от основного массива небольших блочков. Ширина трещин составляет от 10 до 65 см, а глубина достигает 1.5—2 м. В литературе эти явления связывают с процессами морозного выветривания — разрушением горных пород в результате периодического замерзания попадающей в трещины воды [8]. Однако на некоторых близгоризонтальных участках отдельные глыбы составляются в единое целое. Получается, что они взброшены вверх. Это также свидетельствует в пользу их сейсмического происхождения. К тому же случаи выброса глыб (обломков скальных пород) в воздух и вбок при сильных землетрясениях вблизи их эпицентров — явления вполне реальные. Они наблюдались, например, в эпицентральной области Рачинского землетрясения (М = 7.1, I = 9) в горах Кавказа и при других сильных современных землетрясениях [9].
Таким образом, все вышеперечисленные признаки свидетельствуют о том, что данное ущелье представляет собой палеосейсмодеформацию и возникло в результате сильного землетрясения.
В тектоническом отношении это сброс, юговосточное крыло которого опущено. Видимая вертикальная амплитуда смещения составляет 6 м. Сила землетрясений, создавших такую структуру, пусть даже не в один этап, должна быть значительной, а вторичные нарушения могли происходить при 9—10-балльном землетрясении. Параметры обвалов, смещение блоков пород, образование выколов, трещин, а также сравнение с существующими на сегодняшний день макросейсмичес-кими шкалами подтверждают наши выводы [10]. Аналогичные формы рельефа (ущелья трещинного типа, расщелины) образовались в результате землетрясений с интенсивностью 9—10 баллов в районе Иволгиных грабенов Забайкалья и на северо-западе Кавказа [4, 11].
Когда же произошло землетрясение?
А случилось такое событие уже после валдайского оледенения, около 10 тыс. лет назад. Отсутствие на дне окатанного ледникового материала, а также следов ледниковой и водно-ледниковой деятельности на бортах ущелья подтверждают его послеледниковое образование. Детальные наблюдения за направлением смещения блоковых отбросов, обвалов и вывалов убеждают в реальности нескольких разновозрастных сильных сейсмических импульсов. Один из них относится к раннему голоцену, но точно пока не датирован. Возраст другого определяется по нескольким радиоуглеродным датировкам торфяных слоев в ближайших к ущелью пунктах. С высокой вероятностью он составляет 2550±150 календарных лет, т.е. землетрясение возникло в позднем голоцене [12].
Тут как раз уместно вспомнить о лопарском предании про «тропу лешего» [13]. Необычные и, видимо, редкие сейсмические события не могли не произвести на местное население глубокого впечатления и не сохраниться в народной памяти. Это и раскол сопки-вараки, и шум, предшествующий землетрясению. Запись сделана в июне 1912 г. со слов лопаря Василия Бархатова [13], а событие, по всей видимости, относится к XIX в. Впервые забытое лопарское предание идентифицировал как отражение сейсмического события и предварительно датировал А.А.Никонов [14].
Землетрясения здесь случались...
Это не единственная «тропа лешего» в тихом озерном районе. Не такие уникальные, но не менее впечатляющие элементы ландшафта, выраженные в рельефе рвами, грабенообразными просадками, расщелинами, которые несут признаки сейсмогенного образования, были выявлены как в непосредственной близости от ущелья, так и к юго-западу от него [15]. Пространственное расположение локальных разрывов указывает на эпицентр древнего землетрясения, находившийся, вероятнее всего, в районе озер Экостровская и Бабинская Имандра. Широкое развитие активных блоковых смещений на низких террасах в центральной части котловины оз. Бабинская Имандра в послеледниковое время косвенно подтверждает вероятность сильных сейсмических событий именно здесь [16].
В северной части горного массива Чуна-тундры, расположенного к северу от обследованного нами участка, известный натуралист О.И.Семе-нов-Тянь-Шанский отметил необычный облик еще одного — Воронова — ущелья: «...с колоссальными обломками скал, загромождающими дно, которые делают его труднопроходимым» [17. С.30]. К югу от него, между гор Эббер-джорр и Райнен-джорр (Межевая гора), расположена плоская седловина, которая, по сообщению Г.Д.Рихтера, «на востоке обрывается почти отвесной стеной в глубокое ущелье Лемм-Щель, разделяющее восточные части этих двух вершин. Дно ущелья, лежащее на высоте 350 м над уровнем Имандры, сплошь завалено огромными угловатыми глыбами гранито-гнейсов, образующими у выхода из ущелья мощную, в десяток метров, преграду. Это полузакрытое ущелье по своим формам очень напоминает многие хибинские ущелья и, по-видимому, представляет собой тектоническую трещину, несколько расширенную деятельностью морозного выветривания благодаря летающим здесь ежегодно снежникам» [18. С.47]. Необычные природные объекты в ту пору ни Рихтер, ни Семенов-Тянь-Шанский не связывали с сейсмическими событиями. Значительно позднее, в 1967 г., Н.И.Николаев первым высказал предположение о происхождении ряда ущелий в Хибинских горах в результате сильных (интенсивностью до 10 баллов) землетрясений [1].
Косвенные указания на сейсмические события содержатся не только в народном эпосе лопарей, но и в географических названиях Русской Лапландии. Слово «лувве» («луввед») по-саамски означает «встряхнуть», а в названиях «Лувенгские тундры, река Лувеньга, Лувенгские озера запечатлены грозные явления природы — землетрясения» [19]. Не только в окрестностях Лувенгских озер, но и на побережьях Баренцева и Белого морей, в районах Кольского фиорда, на Хибинском горном массиве стали появляться сведения о палеосейсмодеформациях, свидетельствующих о сильных сейсмических событиях, которые происходили там несколько тысяч лет назад [14, 20, 21].
Выразительные рвы в кристаллических породах, грандиозные скальные обвалы, каменные руины, своеобразные ущелья и расщелины, возникшие в результате древних землетрясений, представляют собой не только объекты научного изучения и наблюдения за современными опасными процессами, но и ландшафтные феномены, природные геологические и геоморфологические памятники, привлекательные для многочисленных туристов.
Сейсмотектоническая трещина в гнейсо-гранитах на северовосточном окончании ущелья.
Литература:
1. Николаев Н.И. Неотектоника и сейсмичность Восточно-Европейской платформы // Изв. АН СССР.
Сер. геогр. 1967. №2. С.13 — 27.
2. Lagerback R. Late Quaternary faulting and paleoseismicity in northern Fennoscandia, with particular reference to the Lansjarv area, northern Sweden // Geologiska Foreningens i Stockholm Forhandingar. 1990. V. 112. №4. P.333—354.
3. Никонов АА. Голоценовые и современные движения земной коры. М., 1977.
4. Хромовских В.С. Сейсмогеология Южного Прибайкалья. М., 1965.
5. Никонов АА. Сейсмогравитационные склоновые нарушения в Северном Приладожье // Сортавальский краеведческий сборник. Вып.2. Материалы II Международной научно-практической краеведческой конференции. Петрозаводск, 2008. С.7—25.
6. Никонов АА. Терминология и классификация сейсмогенных нарушений рельефа // Геоморфология. 1995. №1. С.4—10.
7. Живая тектоника, вулканы и сейсмичность Станового нагорья. М., 1966.
8. Мельников В.П., Спесивцев В.И. Криогенные образования в литосфере Земли. Новосибирск, 2000.
9. Никонов АА. Явление выброса грунтов и предметов при сильных землетрясениях // Вопросы инженерной сейсмологии. Вып.34. М., 1993. С.115—123.
10. Шебалин Н.В., Аптикаев Ф.Ф. Развитие шкал типа MSK // Вычислительная сейсмология. Вып.34. М., 2003. С.210—253.
11. Хромовских В.С., Солоненко В.П. Палеосейсмогеология Большого Кавказа. М., 1978.
12. Николаева С.Б., Никонов АА, Шварев С.В. Детальные палеосейсмогеологические исследования
на ключевом участке в бортовой зоне впадины оз.Имандра (Европейское заполярье) — новые подходы и результаты // М-лы международной конференции «Геоморфология и четвертичная палеогеография полярных регионов», 9—17 сентября 2012 г. СПб., 2012 (в печати).
13. Народный эпос русских лопарей: Материалы / Собр. В.Ю.Визе // Изв. Арханг. общества изучения Русского Севера. 1917. №1. С.15—24.
14. Никонов АА. Мирный атом совокупился с нечистой силой // Знание — сила. 2004. №11. С.56—63.
15. Николаева С.Б. Палеосейсмические проявления в северо-восточной части Балтийского щита и их геолого-тектоническая позиция // Геоморфология. 2001. №4. С.66—74.
16. Шварев С.В. Послеледниковые тектонические движения и формирование террас озера Имандра (Кольский полуостров) // Геоморфология. 2003. №4. С.97—104.
17. Семенов-Тян-Шанский О.И. Лапландский заповедник. Мурманск, 1975. С.30.
18. Рихтер ГД. Физико-географический очерк озера Имандры и его бассейна. Вып.5. Л., 1934. С.47.
19. Минкин АА. Топонимы Мурмана. Мурманск, 1976.
20. Николаева С.Б. Следы разрушительных землетрясений в окрестностях города Мурманска
(по историческим и палеосейсмогеологическим данным) // Вулканология и сейсмология. 2008. №3. С.52—61.
21. Шевченко Н.В., Кузнецов Д.Е., Ермолов АА. Сейсмотектонические проявления в рельефе берегов Белого моря // Вестник Моск. ун-та. Сер.5. География. 2007. №3. С.44—48.
Источник: Ежемесячный естественнонаучный журнал РАН "ПРИРОДА" №7 2012