Рассматриваются вариации Si, Na, Li, активности 234U и отношения активностей 234U/238U в термальных и холодных подземных водах, а также охлажденных гидротермах из активных разломов ЮВ прибрежной территории Среднего Байкала. Для Максимихинского полигона, приводятся данные гидрогеохимического мониторинга 2013–2015 гг. с интерпретацией в терминах химической гидрогеодинамики: температуры, глубины резервуара подземных вод и открытия–закрытия микротрещин для циркулирующих вод. При сопоставлении рядов гидрогеохимического мониторинга с серией землетрясений К=10.5–12.7 Горячинской сейсмической активизации Среднего Байкала выявляется повышенная чувствительность откликов на землетрясения станции охлажденных гидротерм из зоны перехода нижнего гидрогеодинамического этажа по сравнению с откликами трещинных холодных вод верхнего этажа. Максимихинский резервуар подземных вод рассматривается в качестве представительного резервуара, расположенного по латерали Южно-Байкальской впадины, в Ямбуйской зоне транстенсии. Косейсмическая гидрогеодинамика Максимихинского резервуара 2013–2015 гг. относится к временному интервалу, предшествующему знаковому Голоустному землетрясению в Южно-Байкальской впадине 05 сентября 2015 г. в сейсмогеодинамическом цикле 2008–2020 гг., которое соответствовало условиям максимального сжатия коры Култукского резервуара, локализованного в магистральной структуре Байкальской рифтовой системы.
Приводятся результаты обзорных исследований микроэлементов и отношения активностей 234U/238U (ОА4/8) в подземных и поверхностных водах Листвянского, Бугульдейского и Ольхон-Приольхонского полигонов комплексного мониторинга, организованного с 2020 г. На Листвянском полигоне получен широкий интервал значений ОА4/8 от 1.67 до 2.5 в зоне Обручевского разлома в районе пос. Б. Коты, на Бугульдейском и Ольхон-Приольхонском полигонах – интервал значений ОА4/8 от 1.25 до 2.70 в зоне Приморского разлома. Эти значения характеризуют общий деформационный режим в крупных активных разломах центральной части Байкальской рифтовой зоны. Вода р. Бугульдейка отличается по микроэлементному составу и значениям ОА4/8 от воды ее притока Куртун в связи с расположением бассейнов этих рек в породах обнаженного фундамента Сибирской платформы и ее осадочного чехла, включающего эвапоритовые карбонатные отложения. На о-ве Ольхон определена подземная вода, отличающаяся по элементному составу от глубинной байкальской воды.
С применением разработанной геоинформационной системы “Prediction“ проведен анализ, доступных из СМИ сведений о двух произошедших разрушительных землетрясениях в Турции, произошедших 06.02.2023 г. Анализировались сейсмогеологические условия режимов подготовки и проявления сейсмогенных деформаций грунтов в эпицентральных областях двух Турецких землетрясений, эпицентры которых возникли в юго-западном сегменте Восточно-Анатолийского разлома. Обсуждаются возможности распознавания признаков подготовки данных землетрясений средствами среднесрочного прогноза, разработанными для Байкальской рифтовой зоны, которые важны для оценок сейсмической опасности и сейсмического риска. На основании анализа последствий масштабного разрушения жилой и промышленной инфраструктуры Турции рассмотрены причины огромного ущерба экономике страны нанесенного землетрясениями, которые во многом обусловлены неблагоприятными сейсмотектоническими условиями и проблемами урбанизации, возникшими вследствие недостаточного соблюдения необходимых требований и норм сейсмостойкого строительства.
Sergey A. Bornyakov, Guo Yanshuang, Ivan A. Panteleev, Zhuo Yan-Qun, Anna A. Dobrynina, Vladimir A. Sankov, Denis V. Salko, Artev N. Shagun, Anastasiya A. Karimova
This study is focused on analog modeling of the stick-slip process along an existing large fault in an elastic-viscoplastic model subjected to loading at a constant strain rate. Based on our model results and data from (Ma et al., 2012, 2014), we distinguish stable, meta-stable, and meta-instable stages of the stick-slip process (the latter includes the early and late sub-stages). Our experiments show that the fault is periodically reactivated by segmentation. We analysed this mechanism from one fault reactivation to another, and identified regressive and progressive trends of segmentation. The regressive segmentation takes place during the stable and meta-stable stages of the stick-slip process. Under regressive segmentation the number of active segments and their lengths are reduced. The progressive segmentation is initiated at the early meta-instable sub-stage of the stick-slip process. Its activity is desplayed by an increase in the number of active segments to a certain critical density, while their pattern becomes more chaotic. In the late sub-stage, number of segments decreases as they rapidly grow and join with each other to form larger active segments, up to full reactivation of the entire fault.
For comparison with the model results, we interpret rock deformation monitoring records before the Bystroe earthquake. Our analysis confirms specific features of the anomalous rock deformation that are similar to the strain features observed along the model fault during the meta-instable stage. There are evidence to suggest that meta-instability of a fault is a potential candidate to short-term precursor of earthquakes.
Приводятся результаты мониторинга концентрации термофильного элемента Si в пресных субтермальных и холодных подземных водах Култукского полигона с температурным диапазоном на выходе от значений температуры, близких к 0 °С, до 20 °С. Выявляется последовательное зональное возрастание концентрации Si в резервуаре подземных вод полигона с центром на ст. 40. В подземных водах этой станции по кремниевому (халцедоновому) геотермометру получается минимальная температура 25 °С 17 сентября 2014 г. (перед землетрясениями 2014–2015 гг.) и максимальная температура 60 °С 23 января 2021 г. (через 11 дней после сильнейшего Хубсугульского землетрясения, Мw=6.8). Предполагается, что подземные воды поступали из области резервуара с повышенной температурой во время сильной Култукской сейсмической активизации (27 августа 2008 г. – 04 января 2011 г.) и сменялись подземными водами с меньшей температурой во время слабой Толбазихинской активизации (24 июня 2011 г. – 11 октября 2012 г.) при достижении температурного минимума к 2014 г. Затем поступление подземных вод с повышенной температурой вновь возрождалось при подготовке и реализации Байкало-Хубсугульской сейсмической активизации, обозначившейся сильными землетрясениями 2020–2022 гг.
Приводятся результаты мониторинга термофильного микроэлемента Li и связанных с ним макрокомпонентов Cl и S в подземных водах ст. 27 Култукского полигона. Устанавливается зависимость их вариаций от землетрясений и афтершоков Байкало-Хубсугульской активизации 2020–2022 гг. По Na/Li геотермометрии, отношению активностей 234U/238U и активности 234U обозначаются источники подземных вод в резервуаре с температурой до 100 °С и более при растяжении коры и источники с температурой до 8 °С при ее сжатии. В ходе развития полного сейсмогеодинамического цикла сжатия и растяжения коры расшифровываются фазы стабилизации, а также фазы возрастания и снижения температуры подземных вод.
Летом 2017–2018 гг. проведены ландшафтно-геохимические и социально-географические исследования в дельте р. Селенги (юго-восточное побережье оз. Байкал). В структуре землепользования здесь преобладают сенокосы и пастбища. Район исследо-вания является важным для развития мясного и молочного хозяйства Бурятии; здесь вы-ращиваются в основном зерновые, зерно-бобовые, холодоустойчивые силосные культуры, картофель и другие овощи. В дельте р. Селенги сформировались различные типы почв аллювиального отдела (Fluvisols), дерново-подбуры (Folic Podburs), серые (метаморфические) (Gray Metamorphic) и дерново-серые (Folic Gray) почвы. Плодородные почвы высокой поймы с черноземами (Chernozems) и темногумусовыми (Phaeozems) почвами используются под пашню. Сельскохозяйственные земли террас с серыми (Gray) и дерново-серыми (Folic Gray) почвами используются под пастбища. Почвы низкой поймы переувлажненных лугов включают в сельскохозяйственный оборот. Установлено, что почвы большей части сельскохозяйственных угодий характеризуются удовлетворитель-ным агрономическим состоянием. Верхние горизонты серых (Gray) почв лесов и черноземов (Chernozems) степей в естественном состоянии отличаются высокими концентрациями гумуса. В постоянно используемых почвах в сельском хозяйстве его содержание снижается, в залежных землях — восстанавливается. Реакция среды (рН водн) почв в основном нейтральная. Установлено, что почвы дельты р. Селенги преимущественно имеют легкий гранулометрический состав. Выявлено, что cерые почвы при сведении леса и их использовании под пашню быстро деградируют и теряют плодородие. Хорошую устойчивость к сельскохозяйственному использованию проявляют почвы степей. Почвы залежей и пашен на участках, ранее занятых лесом, малоплодородные, нуждаются во внесении азотных и калийных удобрений. Почвы, недавно введенные в сельскохозяйственное использование, нуждаются во внесении фосфорных и калийных удобрений. Черноземы и серые почвы естественных ландшафтов, а также агроземы (Anthrosols) участков, ранее занятых степью, находятся в хорошем и удовлетворительном агрономическом состоянии. В районе с. Кабанск установлены высокие концентрации некоторых тяжелых металлов в аллювиальных почвах, превышающие ПДК. Выявлено повышенное содержание нефтепродуктов, фосфатов, фторидов и тяжелых металлов в водах р. Селенги. Прибрежные воды оз. Байкал в устье р. Селенги пока отвечают санитарно-гигиеническим требованиям. Аллювиальные почвы дельты р. Селенги выступают геохимическим барьером на пути миграции загрязняющих веществ в оз. Байкал.
В западной части Южно-Байкальской впадины пространственно-временное распределение эпицентров землетрясений характеризуется квазипериодическими сейсмическими активизациями. Наиболее сильные землетрясения произошли в 1999 г. (Южно-Байкальское, Мw = 6.0), 2008 г. (Култукское, Мw = 6.3) и 2020 г. (Кударинское, Мw = 5.4). С 2013 г. нами проводился мониторинг отношения активностей 234U/238U (ОА4/8) в подземных водах как показателя раскрытия/закрытия трещин, способствующего/препятствующего циркуляции воды в активных разломах впадины. По результатам мониторинга мы определили понятие полного сейсмогеодинамического цикла как смены сжатия растяжением коры, происходившего в течение 12 лет с последовательным возрастанием уровней сейсмической опасности.