Специалисты Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН (Лавёровский центр, Архангельск), Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (Москва) и Кольского филиала Единой геофизической службы РАН (Апатиты) обработали архивные данные и вычислили местонахождения очагов землетрясений, произошедших в Арктике с начала сейсмических наблюдений – с 1904 года – по 1919 год.
Отправной точкой инструментальных наблюдений за землетрясениями в Арктике стало открытие сейсмической станции в норвежском Бергене в 1904 году. Через два года станции, способные следить за обстановкой в высоких широтах, открылись в Васияуре (Швеция) и в Пулково (Россия), а в 1909 году в Рейкьявике (Исландия). Первые попытки обобщить данные о сейсмичности Арктики европейские учёные предприняли ещё в 1920-е годы. Однако исследователи тогда были ограничены информационно и технически.
Параметры очагов землетрясений в сейсмических каталогах первой половины ХХ века, как правило, основывались на данных бюллетеней ограниченного количества работавших в тот период сейсмических станций.
– Для определения параметров землетрясений, таких как координаты, глубина, магнитуда, важно, если не сказать критично, количество исходных сейсмических данных станций, которые зарегистрировали это землетрясение, –объясняет ведущий научный сотрудник Лавёровского центра и Института физики Земли Алексей Морозов.
Сделать большой шаг в уточнении ретроспективных сейсмических данных учёным помогла «цифра». Появившиеся в последние годы специальные научные программы и гранты способствовали оцифровке большого объёма сейсмограмм и бюллетеней различными исследовательскими учреждениями всего мира. Благодаря этому наши учёные оценили параметры арктических землетрясений прошлого на основании максимально возможного количества доступных данных и получили более достоверную картину.
В рамках проекта сейсмологи использовали каталоги проектов Historical Seismogram Filming Project, поддержанный ЮНЕСКО, EuroSeismos, базу данных ISC-GEM Международного сейсмологического Центра в Великобритании, архивные данные Единой геофизической службы РАН и ряд других источников.
Для точного определения эпицентров землетрясений также необходимо знать скоростную модель Земли, скорости распространения сейсмических волн в недрах планеты. Сейсмологи первой половины XX века в своих расчётах использовали устаревшие представления о скоростях распространения сейсмических волн и устаревшие алгоритмы расчёта параметров очагов. В XXI веке ситуация в корне поменялась, технические возможности расширились. Использование максимального количества данных, современных скоростных моделей и алгоритмов расчёта помогли уточнить параметры землетрясений и установить новые координаты эпицентров.
Кроме того выяснилось, что не все сильные землетрясения в Арктике, зарегистрированные в начале XX века, были отражены в современных каталогах. Некоторые из них вносят существенный вклад в оценку потенциальной сейсмической опасности территории. Как отмечает Алексей Морозов, данные о «забытых» землетрясениях были обнаружены в статьях европейских авторов 1920-х – 1930-х годов. Полученная информация помогла уточнить параметры землетрясений.
Одним из ярких примеров такого уточнения можно назвать землетрясение в 1912 году с магнитудой 5, эпицентр которого согласно большинству каталогов находился в районе архипелага Северная Земля. Однако расчёты российских сейсмологов показали, что эпицентр был на хребте Гаккеля – в главной сейсмоактивной зоне Арктики.
Уточнённые данные актуальны для оценки сейсмической опасности в Арктике. Любые землетрясения, произошедшие в прошлом, имеют значение для оценки сейсмических рисков и прогноза дальнейшей обстановки.
– Строительство промышленных объектов, жилых домов и других зданий и сооружений осуществляется в соответствии с картами Общего сейсмического районирования, – комментирует ведущий научный сотрудник лаборатории сейсмологии Лавёровского центра Наталья Ваганова. – Эти карты актуальны для всей без исключения территории России, они показывают вероятностную оценку сейсмической опасности, то есть возможность землетрясений, их цикличность, величину и возможный эффект. Карты строятся на основании длительных наблюдений. И чем продолжительнее период, который они охватывают, тем потенциально эффективнее эти карты. Если, например, 100 или 200 лет назад в какой-то точке произошло землетрясение, то есть вероятность, что оно может повториться.
Научная статья с результатами проекта вышла в журнале Seismic Instruments (входит в базу данных научного цитирования Web of Science)..
Карта уточнённых эпицентров землетрясений в Арктике за период с 1904 по 1920 гг.
