1
УДК 550.348
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ 03.02.2016 г. НА СРЕДНЕМ БАЙКАЛЕ:
ОЧАГОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ И МАКРОСЕЙСМИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
© 2022 г. Я.Б. Радзиминович1, 2 *, А.И. Филиппова3, Н.А. Гилёва1, В.И. Мельникова1, 2
1 Байкальский филиал Федерального исследовательского центра
«Единая геофизическая служба РАН» (БФ ФИЦ ЕГС РАН), г. Иркутск, Россия
2 Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск, Россия
3 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова
РАН, г. Москва; г. Троицк, Россия
* e-mail: ian@crust.irk.ru
Поступила в редакцию 26.02.2022 г.; после доработки28.03.2022 г.
Принята к публикации 30.03.2022 г.
Аннотация. В статье детально рассматриваются очаговые параметры, сейсмотектоническая
позиция и макросейсмические эффекты землетрясения, произошедшего 03.02.2016 г. на
Среднем Байкале. Землетрясение одно из сравнительно немногих инструментально
зарегистрированных сейсмических событий северной части Южно-Байкальской впадины,
произошедших в ранее слабосейсмичной области. В результате совместной инверсии
амплитудных спектров поверхностных волн и знаков первых вступлений P-волн рассчитаны
основные очаговые параметры землетрясения: скалярный сейсмический момент
(M0 = 1.60·1016 Нм), моментная магнитуда (Mw = 4.8), глубина очага (h = 22 км) и
фокальный механизм, представляющий собой практически чистый сброс. Решение
механизма очага отвечает общей геодинамической ситуации в районе Среднего Байкала.
Землетрясение вызвало ощутимые сотрясения на большой площади, при этом
макросейсмические эффекты, оцениваемые в IV балла по шкале MSK-64, наблюдались на
расстояниях до 360 км. Макросейсмические данные были собраны посредством почтовой
рассылки опросных листов в администрации населенных пунктов, а также с использованием
онлайн-анкетирования населения Южного Прибайкалья. Полученные результаты
представляют интерес при осуществлении работ по уточнению сейсмической опасности
территории Южного Прибайкалья.
Ключевые слова: Средний Байкал, землетрясение, очаговые параметры, макросейсмические
данные.
DOI: https://doi.org/10.21455/GPB2022.2-8
Цитирование: Радзиминович Я.Б., Филиппова А.И., Гилёва Н.А., Мельникова В.И.
Землетрясение 03.02.2016 г. на Среднем Байкале: Очаговые параметры и макросейсмические
проявления // Геофизические процессы и биосфера. 2022. Т. 21, 2. С. 143161.
https://doi.org/10.21455/GPB2022.2-8
Введение
Впадина оз. Байкал традиционно рассматривается как центральное звено Байкальской
рифтовой зоны (БРЗ) [Логачев, 2003]; ее развитие за счет процессов растяжения
продолжается в настоящее время и сопровождается в целом высокой сейсмической
активностью. Особый интерес вызывает район Среднего Байкала, в структурном отношении
2
представляющий собой северную часть Южно-Байкальской впадины [Логачев, 2000] и
считающийся одним из древнейших элементов БРЗ [Логачев, 2003]. Исходя из этого, в
пределах Среднего Байкала можно было бы ожидать и наиболее высокий уровень
сейсмической активности, однако на фоне довольно многочисленных слабых землетрясений
число сильных и умеренных событий здесь невелико (рис. 1, а, б).
Одним из относительно недавних умеренных землетрясений, ощущавшихся, тем не
менее, на значительной площади, является событие 03.02.2016 г. (Mw = 4.8). По названию
ближайшего населенного пункта с. Гремячинск землетрясение получило название
Гремячинское. Это одно из немногих землетрясений с эпицентром, расположенным между о.
Ольхон и восточным берегом оз. Байкал (см. рис. 1), что делает его значимым для
рассматриваемой территории событием и определяет целесообразность его детального
изучения.
Сейсмичность Среднего Байкала
Средняя котловина оз. Байкал, протягивающаяся от дельты р. Селенга до п-ва Святой
Нос (см. рис. 1), хорошо выражена морфологически и характеризуется высоким
сейсмическим потенциалом, достигающим Mmax = 7.5 [Уломов, 2013]. Между тем число
сильных и умеренных землетрясений, произошедших в рассматриваемом районе за период
19012020 гг., сравнительно невелико. Крупнейшими событиями указанного периода
являются Байкальское (26.11.1903 г., MLH = 6.7) [Вознесенский, 1905; Новый…, 1977] и
Среднебайкальское (29.08.1959 г., MLH = 6.8) [Солоненко, Тресков, 1960; Рустанович, 1961;
Новый…, 1977] землетрясения (табл. 1). Оба события сопровождались мощными
афтершоковыми сериями, ощущались на очень большой площади и были достаточно
детально обследованы в макросейсмическом отношении, что впоследствии позволило
использовать данные о них в качестве основы для оценки сейсмической опасности юга
Восточной Сибири. В течение периода инструментальных сейсмологических наблюдений (с
1960 г. по настоящее время) столь сильных событий в рассматриваемом районе отмечено не
было, при этом максимальная магнитуда зарегистрированных толчков составляла лишь
М = 5.5 (землетрясения 06.10.1960 г., 28.10.1961 г. и 09.12.2020 г.) (см. табл. 1).
Эпицентры землетрясений распределены в пределах Среднего Байкала неравномерно.
Наиболее активным считается район дельты р. Селенга, к которому приурочены очаги
недавнего Кударинского землетрясения 09.12.2020 г. (Mw = 5.5) [Тубанов и др., 2021;
Radziminovich et al., 2022], а также события 25.06.1961 г. (MLH = 5.2) [Новый…, 1977]. К
северо-востоку от дельты р. Селенга, в акватории озера, отмечается скопление эпицентров,
включающее сильнейшее Среднебайкальское землетрясение 29.08.1959 г. (MLH = 6.8), а
также несколько других довольно сильных сейсмических событий 01.07.1941 г. (MLH = 5.8),
25.11.1952 г. (MLH = 5.0), 10.02.1963 г. (MLH = 5.0) [Новый…, 1977], 10.03.1985 г. (MS = 4.8)
[Голенецкий, 1988].
Согласно современным оценкам [Новый…, 1977], несколько обособленно, вблизи
юго-восточного борта впадины оз. Байкал, располагался очаг Байкальского землетрясения
26.11.1903 г. (MLH = 6.7). Следует отметить, что погрешности определения координат
эпицентра этого события достигают 0.5° [Новый…, 1977], что заставляет относиться к
точности его локализации с осторожностью.
Непосредственно в акватории озера, между дельтой р. Селенга и п-вом Святой Нос,
эпицентры умеренных и сравнительно сильных землетрясений рассеяны и не образуют
заметных скоплений (см. рис. 1, б). Несколько иная картина наблюдается на карте плотности
эпицентров, учитывающей землетрясения с М 2 (здесь и далее магнитуда без указания ее
типа рассчитана из энергетического класса КР по соотношению из работы [Раутиан, 1960])
за период 19692018 гг. (см. рис. 1, а). Относительно высокая плотность эпицентров
отмечается на локальных участках в акватории между о. Ольхон и восточным побережьем
оз. Байкал. Наибольшее значение этого параметра, связанное с Максимихинским
3
землетрясением 20.05.2008 г. (Mw = 5.3) и его длительной афтершоковой
последовательностью [Мельникова и др., 2013; Гилёва и др., 2014], фиксируется на северо-
востоке Среднего Байкала.
Что касается эпицентральной области Среднебайкальского землетрясения
29.08.1959 г. и других близких по местоположению сильных событий 19401960-х годов, то
плотность эпицентров в этом локальном районе в течение последних 50 лет характеризуется
значениями ниже среднего. Довольно обширное пространство, прилегающее к юго-
восточному берегу оз. Байкал, можно рассматривать как своего рода «белое пятно» в
эпицентральном поле: плотность эпицентров здесь или минимальна, или этот параметр имеет
нулевое значение. Примечательно, что эпицентр рассматриваемого в настоящей статье
Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г. расположен на окраине «белого пятна», в районе,
где до этого фиксировались лишь единичные события.
Основные инструментальные параметры землетрясения 03.02.2016 г.
Эпицентр Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г. (18 ч 27 мин UTC; КР = 12.7;
Mw = 4.8) (табл. 2) локализован в акватории центральной части оз. Байкал в 26 км к запад–
северо-западу от с. Гремячинск. За предыдущие 5 лет в данном районе Среднего Байкала
регистрировались лишь землетрясения с КР < 9.0 (M < 2.8). Гремячинское землетрясение
сопровождалось слабыми одиночными форшоками (2 события) и немногочисленными
афтершоками (9 событий) c КР < 8.5 (M < 2.5) (рис. 2, врезка), зарегистрированными в
течение периода длительностью не более 20 дней.
Локализация Гремячинского землетрясения была выполнена по данным 37
региональных сейсмических станций (см. рис. 2) Байкальского, Бурятского, Якутского и
Алтае-Саянского филиалов ФИЦ ЕГС РАН, станций Института земной коры СО РАН, а
также данным одной станции Монголии и одной станции Китая. Ближайшей к эпицентру
(∆ = 34 км) оказалась станция «Котокель» (KELR), 11 станций находились на расстояниях до
200 км; на максимальном удалении (1187 км) располагалась станция «Чульман» (CLNS).
Благодаря сравнительно большому числу близко расположенных станций глубина очага
определяется довольно уверенно h = 22(±2) км.
Решения эпицентра главного толчка согласно агентствам, представившим ошибки
определения (см. табл. 2), хорошо согласуются между собой: разброс для остальных пяти
агентств не превышает 6.5 км, при этом наименьшие ошибки локализации получены
агентством BAGSR (см. рис. 2, врезка). Исключение составляет лишь агентство GCMT.
Механизм очага
Очаговые параметры Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г. скалярный
сейсмический момент, моментная магнитуда, глубина очага и фокальный механизм
рассчитывались по амплитудным спектрам поверхностных волн, зарегистрированных на
телесейсмических расстояниях (рис. 3, а), с использованием дополнительной информации о
знаках первых вступлений P-волн на станциях региональной сейсмической сети (см. рис. 2).
Выбранный для анализа метод подробно описан в работах [Букчин, 1989; Lasserre et al., 2001;
Filippova et al., 2022] и ранее неоднократно успешно применялся нами для изучения слабых
и умеренных сейсмических событий, произошедших в разных регионах Земли [Seredkina,
Melnikova, 2018; Seredkina et al., 2020], в том числе в Байкальской рифтовой зоне [Середкина,
Мельникова, 2014].
Записи поверхностных волн рассматриваемого землетрясения обрабатывались методом
спектрально-временного анализа [Левшин и др., 1986] в диапазоне периодов колебаний 30
55 c, в котором фундаментальная мода волн Рэлея и Лява выделялась наиболее надежно.
Анализировались только сейсмограммы с высоким отношением сигнал/шум и нормальной
поляризацией поверхностных волн. Таким образом, всего было обработаны записи 16
4
широкополосных сейсмических станций сетей IRIS и GLISN, расположенных в разных
азимутах от эпицентра исследуемого события на эпицентральных расстояниях 25775469 км
(см. рис. 3, а).
Качество полученных оценок очаговых параметров оценивалось с помощью функции
нормированной невязки (ε) [Lasserre et al., 2001]. Строение земной коры под удаленными
сейсмическими станциями и в окрестности очага исследуемого сейсмического события
задавалось моделью 3SMAC [Nataf, Ricard, 1996]. Для описания строения верхней мантии и
расчета затухания поверхностных волн использовалась сферически симметричная модель
PREM [Dziewonski, Anderson, 1981].
В результате для Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г. были получены
следующие значения очаговых параметров: скалярный сейсмический момент
M0 = 1.60·1016 Нм, моментная магнитуда Mw = 4.8, глубина гипоцентра h = 22 км (см.
рис. 3, в), а также фокальный механизм, показывающий, что в очаге рассматриваемого
сейсмического события реализовались сдвиго-сбросовые смещения по плоскостям СВ
ЮЗ-простирания (см. рис. 3, б). Функция нормированной невязки для полученных
результатов составляет 0.323, что свидетельствует об их надежности [Filippova et al.,
2022]. Определенные нами значения очаговых параметров исследуемого землетрясения
хорошо согласуются с данными, опубликованными для него в GCMT-каталоге
(M0 = 1.76·1016 Нм, Mw = 4.8, h = 22.3 км). Фокальные механизмы, вычисленные
различными методами, также практически идентичны. Количественно это подтверждается
малым значением угла (Ф = 15), характеризующего отличие одного механизма от другого
в 3D-пространстве [Kagan, 2007]. Минимальное значение Ф (0) соответствует абсолютно
одинаковым механизмам.
Тектоническая позиция
В структурном отношении центральная котловина оз. Байкал представляет собой
северную часть Южно-Байкальской впадины [Логачев, 2000, 2003]. Историческим ядром
впадины Байкала, равно как и Байкальской рифтовой зоны в целом, считается район дельты
р. Селенга, от которого рифтовый процесс постепенно распространялся к юго-западу и
северо-востоку [Логачев, 2001, 2003]. Развитие впадины оз. Байкал как межплитной границы
продолжается в настоящее время, при этом деформационное поле Среднего Байкала по
геолого-геофизическим данным характеризуется практически чистым растяжением
[Шерман, Днепровский, 1989; Delvaux et al., 1997; Мельникова, Радзиминович, 2007]. Не
противоречат этому факту и данные сейсмической томографии, основанные на характере
дисперсии скоростей поверхностных волн. Общая направленность перемещения
литосферных плит рассматриваемой части рифта в юго-восточном направлении) по этим
данным связана с внедрением пластичного материала астеносферы под подошву коры в
ослабленных зонах на границах между Сибирской платформой и Амурской плитой
[Кожевников и др., 2014; Середкина, 2021]. Согласно результатам GPS-измерений,
Забайкальский блок, примыкающий к юго-восточному борту оз. Байкал, смещается к юго-
востоку по отношению к Сибирской платформе со средней скоростью 3 мм∙год1 [Лухнев и
др., 2013].
Расширение впадины Байкала сопровождается деструкцией литосферы и высокой
сейсмической активностью. К сожалению, информация о разломной тектонике Среднего
Байкала весьма ограничена, поскольку большинство активных структур расположено в
пределах акватории озера и их непосредственное изучение, прежде всего детальное
картирование, крайне затруднено. Существующие на данный момент схемы активных
разломов во многом основаны на данных сейсмоакустического профилирования [Hutchinson
et al., 1992; Леви и др., 1995; Levi et al., 1997]; впоследствии они были обобщены и
представлены в цифровой форме О.В. Луниной [Lunina, 2016].
5
Большинство структур Среднего Байкала интерпретируются как сбросы, что
подтверждается сейсмологическими данными о фокальных механизмах сильных и
умеренных землетрясений [Солоненко и др., 1993; Мельникова, Радзиминович, 2007;
Радзиминович и др., 2008; Мельникова и др., 2013; Гилёва и др., 2014, 2017; Середкина,
Мельникова, 2014; Филиппова, Гилёва, 2021; и др.] (рис. 4), в очагах которых чаще всего
наблюдаются наклонные плоскости разрывов СВ–ЮЗ простирания (см. врезки а и б на
рис. 4). Не является исключением и Гремячинское событие, в очаге которого реализовались
типично рифтовые смещения м. рис. 3, б). Очевидно, что пространственная
приуроченность очага Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г. к одному из разломов,
выделяемых на схеме в работе [Lunina, 2016], может свидетельствовать о его активности на
современном этапе развития.
Макросейсмические данные
Сведения об ощутимых эффектах Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г. были
собраны главным образом с использованием почтовой рассылки опросных листов в
администрации населенных пунктов, а также посредством онлайн-опроса с помощью анкеты,
размещенной на сайте БФ ФИЦ ЕГС РАН [Радзиминович и др., 2014]. Почтовая рассылка
позволила собрать сведения из 39 населенных пунктов; онлайн-опрос охватил 28 пунктов.
Часть материалов была собрана сотрудниками сейсмических станций региональной сети.
Полученные в итоге макросейсмические данные позволили оценить интенсивность
сотрясений в баллах шкалы MSK-64 в 72 населенных пунктах Иркутской обл. и Республики
Бурятия.
Наиболее сильные макросейсмические эффекты, соответствующие V баллам,
наблюдались в пгт. Хужир, с. Заречье, с. Сухая, пос. Новый Энхэлук и с. Еланцы,
практически полностью застроенных деревянными домами (табл. 3, рис. 5). Реакция
большинства людей сводилась к пробуждению и испугу, некоторые испытывали панику и
выходили на улицу. В помещениях отмечено дребезжание посуды, раскачивание висячих
предметов, колебание жидкости в посуде, дрожание и раскачивание мебели том числе
тяжелой), смещение и падение мелких незакрепленных предметов. Очевидцы землетрясения
сообщают об общем сотрясении домов; в пгт. Хужир (о. Ольхон) отмечены случаи осыпания
чешуек побелки и возникновения тонких трещин в штукатурке. Эффекты землетрясения
интенсивностью V баллов зафиксированы в пунктах на обоих берегах оз. Байкал в диапазоне
эпицентральных расстояний от 41 до 80 км (см. табл. 3, рис. 5).
Схожие или немногим менее сильные макросейсмические эффекты, оцениваемые в
IVV баллов, наблюдались на расстояниях от 42 до 121 км в населенных пунктах,
расположенных главным образом к югу от эпицентральной зоны. Землетрясение вызвало
пробуждение спящих; в помещениях наблюдалось дрожание мебели, легкое раскачивание
висячих предметов, дребезжание посуды, хлопанье незапертых створок и дверей, в редких
случаях смещение незакрепленных предметов. Отмечено общее сотрясение зданий, а также
образование тонких трещин в штукатурке.
Сотрясения интенсивностью IV балла распространились на расстояния от 26 до
360 км. К западу от эпицентра, в пределах Иркутской агломерации и в пунктах, лежащих в
долине р. Ангары, землетрясение уверенно ощущалось на удалении до 230270 км (см.
рис. 5). В Иркутске землетрясение ощущалось повсеместно на территории города вне
зависимости от этажности зданий; многие жители были напуганы, однако не покидали
помещения и оставались на своих местах. Землетрясение характеризуется очевидцами по-
разному от плавных волнообразных колебаний до сильного короткого удара. К наиболее
часто упоминаемым макросейсмическим эффектам можно отнести дребезжание посуды и
стекол, раскачивание висячих предметов, дрожание и скрип мебели, колебание бытовых
предметов, а также скрип и треск конструктивных элементов зданий. В единичных случаях
сообщается о смещении с места незакрепленных предметов. Аналогичные
6
макросейсмические эффекты наблюдались в пригородах г. Иркутск, а также в городах
Ангарск, Шелехов и Усолье-Сибирское.
В южных румбах от эпицентра IV-балльные сотрясения ощущались на расстоянии до
150 км как в сельской местности, так и в городской среде. Макросейсмические эффекты в
г. Улан-Удэ в основном проявлялись в дребезжании посуды и стекол, дрожании и скрипе
мебели, раскачивании висячих предметов, а также в общем колебании зданий. Такие же
эффекты отмечены в сельских населенных пунктах, где распространена главным образом
малоэтажная деревянная застройка.
К востоку и северо-востоку от эпицентральной зоны сотрясения интенсивностью
IV балла распространились на расстояние лишь около 70 км, далее ощутимые колебания
быстро затухали и в населенных пунктах, лежащих в 110130 км к востоку, землетрясение
уже не было замечено. Наиболее удаленным пунктом, в котором наблюдались
макросейсмические эффекты Гремячинского землетрясения, является г. Братск (II балла),
расположенный в 530 км к северо-западу от эпицентра.
Гремячинское землетрясение 03.02.2016 г. вызвало значительный общественный
резонанс, что подтверждается результатами анализа интернет-траффика сайта Байкальского
филиала ФИЦ ЕГС РАН (рис. 6). Отметим, что поскольку сайт БФ ФИЦ ЕГС РАН физически
размещен на сервере в Москве, ежедневная статистика посещений на рис. 6 и далее в тексте
статьи приводится по московскому времени (разница между Москвой и Иркутском
составляет 5 ч). В течение января 2016 г. число посещений сайта не превышало 380 в день
при среднем значении 294. Резкий рост количества посещений (до 5373) отмечен в
последние часы 03.02.2016 г.; в течение следующих суток (04.02.2016 г.) число посещений
составило 7996 м. рис. 6). До конца февраля количество ежедневных визитов на интернет-
сайт оставалось на более высоком по сравнению с январем уровне, при среднем значении
около 470 в день. Это может свидетельствовать о возросшем после землетрясения уровне
тревожности жителей Прибайкалья по отношению к сейсмическим проявлениям, а также о
повышенном внимании к текущей сейсмологической информации.
Использование онлайн-анкеты в случае Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г.
показало довольно высокую эффективность. Общее количество поступивших от
респондентов откликов составляет 499, из них 476 сообщений содержат информацию по
меньшей мере об одном макросейсмическом эффекте и пригодны для обработки. В свою
очередь, из этого количества абсолютное большинство откликов (92 %) приходится на
крупные города Иркутской обл. и Республики Бурятия – Иркутск (332 сообщения), Улан-Удэ
(35), Ангарск (34), Шелехов (30), Усолье-Сибирское (7).
Землетрясение произошло глубокой ночью по местному времени 02 ч 27 мин
04.02.2016 г.) и вызвало пробуждение многих жителей Южного Прибайкалья. Первые
сообщения поступили через 4 мин после толчка; в течение 85 мин было получено 217
(43.5 %) откликов (рис. 7). Затем, в силу ночного времени, активность респондентов
существенно снизилась и на протяжении приблизительно трех часов были заполнены лишь
единичные онлайн-анкеты. Поступление данных возобновилось около 7 ч утра по местному
времени 04.02.2016 г. и сохраняло относительно высокие темпы до 12 ч 40 мин, после чего
постепенно замедлилось и почти полностью прекратилось к концу первых суток после
землетрясения.
Зависимость количества откликов от времени, прошедшего с момента возникновения
землетрясения, хорошо описывается логарифмическим уравнением, рассчитанным методом
наименьших квадратов:
N = 77.8(±0.9)ln(T) 137.2(±4.4), (1)
где N количество окликов; T время в минутах с момента землетрясения; величина
достоверности аппроксимации R2 = 0.95; коэффициент корреляции R = 0.97; в скобках
указаны стандартные ошибки определения коэффициентов уравнения.
7
Кривая, отражающая количество поступивших откликов в зависимости от времени с
момента землетрясения, имеет ясно видимый изгиб, обусловленный снижением активности
очевидцев в ночное время (см. рис. 7), и по форме заметно отличается от аппроксимирующей
кривой. Тем не менее коэффициент корреляции уравнения (1) имеет очень высокое значение,
сопоставимое с коэффициентами в аналогичных уравнениях, рассчитанных по данным о
Хойтогольском-II (29.03.2019 г., Mw = 4.8) [Радзиминович и др., 2020] и Кударинском
(09.12.2020 г., Mw = 5.5) [Radziminovich et al., 2022] землетрясениях. Эти два сейсмических
события произошли в более благоприятное для наблюдений утреннее местное время,
вследствие чего в процессе поступления данных в течение первых часов практически не
было перерывов. Следовательно, можно предположить, что активность респондентов,
выраженная в количестве откликов в единицу времени, в данном случае хорошо описывается
логарифмическим законом и мало зависит от того, в какое время дневное или ночное
возникло землетрясение.
Обсуждение результатов
Согласно карте плотности эпицентров за 50-летний период (1969–2018 гг.) (см. рис. 1,
а), эпицентр Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г. расположен в акватории озера на
окраине зоны низкой сейсмической активности, прилегающей к юго-восточному побережью
оз. Байкал. В этой же зоне, но несколько ближе к восточному борту впадины озера,
располагался очаг Байкальского землетрясения 26.11.1903 г. (MLH = 6.7) [Новый…, 1977], а
также эпицентр события 09.08.1972 г. (MLH = 5.2) [Голенецкий, 1976; Новый…, 1977].
Возможно, что в этом локальном районе Среднего Байкала накопленные напряжения
реализуются в основном в виде отдельных более или менее сильных событий при
относительном дефиците слабых толчков.
Гремячинское землетрясение 03.02.2016 г. позволило отчасти восполнить дефицит
сейсмологических данных о сильных сейсмических событиях в рассматриваемом районе. Его
очаг предположительно связан с локальным разломом северо-восточного простирания,
выделяемым на схеме в работе [Lunina, 2016] (см. рис. 1, б).
Оценка кинематики активных разломов Среднего Байкала сопряжена со
значительными сложностями, обусловленными невозможностью прямого изучения
тектонических структур в акватории озера. В связи с этим решения механизмов очагов
являются практически единственным способом установить кинематический тип
субаквальных разломов; кроме того, сейсмологические данные играют значительную роль в
оценке общей геодинамической ситуации Среднего Байкала.
Известно, что ведущая роль близгоризонтального СЗ–ЮВ рифтового растяжения в
процессе сейсмотектонического деформирования земной коры рассматриваемого района
подтверждается решениями механизмов очагов как слабых, так и сильнейших землетрясений
[Мишарина, Солоненко, 1972; Солоненко и др., 1993; Гилёва и др., 2014, 2017; Филиппова,
Гилёва, 2021]. Очевидно, что сбросовый механизм очага Гремячинского землетрясения
хорошо вписывается в современные представления о геодинамике Среднего Байкала.
Следовательно, мы можем интерпретировать структуры, скрытые водной толщей оз.
Байкал, как активные сбросы, формирующиеся и развивающиеся в условиях растяжения, что
согласуется также с GPS-данными [Лухнев и др., 2013]. В то же время в районе северо-
восточного замыкания Южно-Байкальской впадины, в особенности вблизи ее восточного
борта, в механизмах очагов появляется заметная сдвиговая компонента. Такими решениями
характеризуются Максимихинское землетрясение 20.05.2008 г. [Гилёва и др., 2014] и в
меньшей степени событие 06.04.2015 г. [Филиппова, Гилёва, 2021].
Оценка глубины очага Гремячинского землетрясения (h = 22 км), полученная при
рутинной обработке данных в агентстве BAGSR, полностью совпадает с таковой,
рассчитанной по амплитудным спектрам поверхностных волн, что свидетельствует о
надежности решения. Полученное значение глубины гипоцентра хорошо соотносится с
8
оценками, сделанными ранее для некоторых других сильных и умеренных землетрясений
Среднего Байкала. Например, гипоцентры большей части афтершоков Среднебайкальского
землетрясения 29.08.1959 г. располагались в диапазоне глубин 17–22 км, при этом глубина
основного толчка определена равной 18 км [Голенецкий, 1961]. Глубина гипоцентра
Ольхонского землетрясения 28.07.2002 г. оценивается в 20 км [Радзиминович и др., 2008].
Кроме того, с помощью развернутой на Среднем Байкале локальной сети сейсмических
станций выявлена концентрация гипоцентров землетрясений в сейсмоактивном слое на
глубине 1522 км [Суворов, Тубанов, 2008]. Согласно современным данным, мощность
земной коры в рассматриваемом районе составляет от 3537 км [Suvorov et al., 2002] до
~40 км [Ten Brink, Taylor, 2002]. Принимая во внимание эти оценки, отметим, что процесс
активной деструкции литосферы в северной части Южно-Байкальской впадины,
сопровождающийся высокой сейсмичностью, сосредоточен в средней коре.
Анализ макросейсмических данных о Гремячинском землетрясении 03.02.2016 г.
позволил еще раз подчеркнуть достоинства и определить недостатки различных методов их
сбора. Современный метод онлайн-анкетирования продемонстрировал безусловное
преимущество в аспекте скорости получения данных и их количества по сравнению с
традиционными способами сбора макросейсмики. Недостатками метода являются
сравнительно небольшое количество населенных пунктов, охваченных онлайн-опросом, и
явно выраженный дисбаланс в объеме данных, собираемых в городских и в сельских
пунктах.
Кроме того, онлайн-опрос практически не позволяет получить сведения из тех
пунктов, в которых землетрясение не ощущалось, поскольку при использовании этого
метода инициатива предоставления информации полностью принадлежит очевидцам
землетрясения. Если событие в данном пункте наблюдения не ощущалось, у очевидцев нет
повода обращаться к онлайн-анкете и предоставлять какую-либо информацию. В этой связи
использование традиционного метода почтовой рассылки опросных листов позволяет более
уверенно определить зону ощутимости землетрясения за счет адресного запроса в
администрации населенных пунктов и получения однозначных, в том числе отрицательных
ответов о факте ощутимости. Очевидно, что в ближайшем будущем макросейсмические
обследования в Восточной Сибири имеет смысл проводить с использованием комбинации
традиционных и новых методов.
Макросейсмическое поле Гремячинского землетрясения характеризуется заметной
неравномерностью. Сотрясения интенсивностью IV балла и выше уверенно ощущались в
северо-западных, западных и южных румбах на больших расстояниях от эпицентра, в то
время как в восточном и северо-восточном направлениях ощутимые колебания довольно
быстро затухали. Схожие черты, хотя и с некоторыми отличиями, имело макросейсмическое
поле Усть-Селенгинского (10.10.2001 г., mb = 4.8) [Радзиминович и др., 2007] и Ольхонского
(28.07.2002 г., mb = 4.9) [Радзиминович и др., 2008] землетрясений. Еще более ярко эффект
быстрого затухания макросейсмической интенсивности в северо-восточном направлении
был выражен при землетрясении 09.08.1972 г. (MLH = 5.2) [Голенецкий, 1976]. Можно
предположить, что подобная конфигурация макросейсмического поля связана с
тектоническим строением территории Прибайкалья и является характерной чертой
землетрясений Среднего Байкала.
Затухание интенсивности сотрясений с расстоянием в случае Гремячинского
землетрясения плохо соответствует используемому в Прибайкалье варианту уравнения
макросейсмического поля [Shebalin, 1972]:
,lg 22 chbMI
(2)
где I интенсивность сотрясений; M магнитуда землетрясения; Δ эпицентральное
расстояние; h глубина очага; b, v и c коэффициенты равные соответственно 1.5, 4.0 и 4.0
9
для территории Прибайкалья [Новый…, 1977] и 1.5, 3.5 и 3.0 для земного шара в целом
[Shebalin, 1972].
Поскольку макросейсмическое уравнение (2) предполагает использование магнитуды
MLH или MS, теоретические кривые затухания (рис. 8) были построены на основе магнитуды
MS, рассчитанной из значения энергетического класса КР по корреляционному уравнению из
работы [Rautian et al., 2007]. Наблюденная интенсивность сотрясений в большинстве точек
заметно превышает расчетную и фиксируется на значительно больших гипоцентральных
расстояниях, чем можно было бы ожидать из уравнения макросейсмического поля как с
региональными, так и со среднемировыми коэффициентами.
Несколько лучшее соответствие фактических и теоретических данных можно
получить с использованием нового регионального набора коэффициентов для Прибайкалья
(b = 1.5, v = 3.44 и c = 3.13), недавно опубликованного в работе [Фролова и др., 2019]. Тем не
менее мы можем констатировать существенно более низкое затухание по сравнению с
ожидаемым. Эта тенденция хорошо заметна также при сопоставлении данных о
Гремячинском землетрясении и данных о других сейсмических событиях Среднего Байкала
(см. рис. 8). Необходимо отметить, что столь же выраженное несоответствие фактических и
расчетных оценок интенсивности сотрясений характерно и для землетрясений с эпицентрами
в других сейсмоопасных районах Восточной Сибири, в частности юго-западного
[Радзиминович и др., 2020] и северо-восточного [Середкина и др., 2020] флангов Байкальской
рифтовой зоны, а также в Западном Забайкалье [Мельникова и др., 2015].
Заключение
Гремячинское землетрясение 03.02.2016 г., несмотря на умеренную магнитуду, можно
рассматривать как значимое событие, восполняющее недостаток сейсмологической
информации о северной части Южно-Байкальской впадины. Решение механизма очага
подтверждает сбросовую кинематику активных разломов, трассируемых на дне впадины
оз. Байкал. Глубина очага h = 22 км хорошо согласуется с определениями этого параметра
для других сильных и умеренных землетрясений Среднего Байкала, что может
свидетельствовать о приуроченности процесса сейсмотектонической деструкции литосферы
в рассматриваемом районе к сравнительно узкому диапазону глубин.
Гремячинское землетрясение дало возможность существенно расширить опыт сбора
макросейсмических данных в Восточной Сибири посредством онлайн-анкетирования.
Использование этого метода показало весьма высокую эффективность, но вместе с тем
обнаружило и некоторые недостатки, в частности недостаточно широкий географический
охват онлайн-опроса и ярко выраженный дисбаланс между сельскими и городскими
населенными пунктами по количеству поступивших ответов.
Анализ собранных макросейсмических данных позволил выявить эффект
повышенного затухания ощутимых колебаний в северо-восточном направлении от
эпицентра. В этом аспекте Гремячинское землетрясение имеет сходные черты с другими
относительно сильными сейсмическими событиями, что позволяет предполагать наличие
закономерности в азимутальном распределении интенсивности сотрясений при
землетрясениях в районе Среднего Байкала.
Установлено, что затухание сейсмических колебаний при землетрясениях на Средном
Байкале, равно как и в случае сейсмических событий в других районах Восточной Сибири, в
целом можно охарактеризовать как заметно более низкое по сравнению с ожидаемым. Таким
образом, региональное уравнение макросейсмического поля нуждается в пересмотре с
учетом макросейсмических данных, полученных в последние 40–45 лет.
В целом Гремячинское землетрясение в значительной степени восполняет недостаток
сейсмологической информации о северной части Южно-Байкальской впадины. Полученные
данные могут быть востребованы при проведении работ по уточнению сейсмической
опасности и снижению сейсмического риска в Южном Прибайкалье.
10
Финансирование
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных
исследований (проект № 20-05-00823).
Благодарности
Мы выражаем искреннюю признательность двум анонимным рецензентам, чьи
конструктивные и доброжелательные замечания позволили улучшить содержание статьи.
Исследования выполнены с использованием данных, полученных на уникальной
научной установке «Сейсмоинфразвуковой комплекс мониторинга арктической
криолитозоны и комплекс непрерывного сейсмического мониторинга Российской
Федерации, сопредельных территорий и мира». В работе было частично задействовано
оборудование ЦКП «Геодинамика и геохронология» Института земной коры СО РАН.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература
Букчин Б.Г. Об определении параметров очага землетрясения по записям поверхностных
волн в случае неточного задания характеристик среды // Изв. АН СССР. Физика Земли.
1989. № 9. С. 3441.
Вознесенский А.В. Байкальское землетрясение 13 (26) ноября 1903 г. // Известия Постоянной
Центральной сейсмической комиссии. Т. 2, вып. I. СПб.: Тип. Императ. АН, 1905. С. 1
51.
Гилёва Н.А., Мельникова В.И., Радзиминович Я.Б., Середкина А.И. Максимихинское
землетрясение 20 мая 2008 г. с КP = 14.3, Mw = 5.3, I0 = 7 (Центральный Байкал) //
Землетрясения Северной Евразии, 2008 год. Обнинск: ГС РАН, 2014. С. 337345.
Гилёва Н.А., Мельникова В.И., Середкина А.И., Радзиминович Я.Б., Тубанов Ц.А. Туркинское
землетрясение 16 июля 2011 г. с КР = 14.5, Mw = 5.2, I0 = 7–8 (Центральное
Прибайкалье) // Землетрясения Северной Евразии, 2011 год. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН,
2017. С. 370378.
Голенецкий С.И. Определение мощности земной коры по наблюдениям волн, отраженных от
ее подошвы, и глубины залегания очагов афтершоков Среднебайкальского
землетрясения 29 августа 1959 г. // Геология и геофизика. 1961. № 2. С. 111116.
Голенецкий С.И. Землетрясения Прибайкалья // Землетрясения в СССР в 1972 году. М.:
Наука, 1976. С. 105118.
Голенецкий С.И. Землетрясения Прибайкалья и Забайкалья // Землетрясения в СССР в 1981
году. М.: Наука, 1984. C. 57–65.
Голенецкий С.И. Землетрясения Прибайкалья и Забайкалья // Землетрясения в СССР в 1982
году. М.: Наука, 1985. C. 52–66.
Голенецкий С.И. Землетрясения Прибайкалья и Забайкалья // Землетрясения в СССР в 1984
году. М.: Наука, 1987. C. 101–108.
Голенецкий С.И. Землетрясения Прибайкалья и Забайкалья // Землетрясения в СССР в 1985
году. М.: Наука, 1988. C. 124–135.
Голенецкий С.И. Землетрясения Прибайкалья и Забайкалья // Землетрясения в СССР в 1990
году. М.: ОИФЗ РАН, 1996. С. 6067.
11
Голенецкий С.И., Демьянович М.Г., Фомина Е.В., Чипизубов А.В., Авдеев В.А., Кочетков В.М.
Землетрясения 22 и 27 мая 1981 г. на Байкале // Землетрясения в СССР в 1981 году. М.:
Наука, 1984. С. 6674.
Кожевников В.М., Середкина А.И., Соловей О.А. Дисперсия групповых скоростей волн Рэлея
и трехмерная модель строения мантии Центральной Азии // Геология и геофизика. 2014.
Т. 55, № 10. С. 15641575.
Леви К.Г., Бабушкин С.М., Бадардинов А.А., Буддо В.Ю., Ларкин Г.В., Мирошниченко А.И.,
Саньков В.А., Ружич В.В., Вонг Х.К., Дельво Д., Колман С. Активная тектоника
Байкальской впадины // Геология и геофизика. 1995. Т. 36, № 10. С. 154163.
Левшин А.Л., Яновская Т.Б., Ландер А.В., Букчин Б.Г., Бармин М.П., Ратникова Л.И.,
Итс Е.Н. Поверхностные сейсмические волны в горизонтально-неоднородной Земле.
М.: Наука, 1986. 278 с.
Логачев Н.А. О рациональном районировании геологической структуры впадины озера
Байкал // Докл. РАН. 2000. Т. 375, № 5. С. 657661.
Логачев Н.А. Об историческом ядре Байкальской рифтовой зоны // Докл. РАН. 2001. Т. 376,
4. С. 510513.
Логачев H.A. История и геодинамика Байкальского рифта // Геология и геофизика. 2003.
Т. 44, № 5. С. 391403.
Лухнев А.В., Саньков В.А., Мирошниченко А.И., Ашурков С.А., Бызов Л.М., Саньков А.В.,
Башкуев Ю.Б., Дембелов М.Г., Кале Э. Современные деформации земной коры в
области сочленения сегментов рифтов центральной части Байкальской рифтовой
системы по данным GPS геодезии // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, 11. С. 1814
1825.
Мельникова В.И., Радзиминович Н.А. Параметры сейсмотектонических деформаций земной
коры Байкальской рифтовой зоны по сейсмологическим данным // Докл. РАН. 2007.
Т. 416, № 4. С. 543545.
Мельникова В.И., Гилева Н.А., Имаев В.С., Радзиминович Я.Б., Тубанов Ц.А. Особенности
сейсмических активизаций Среднего Байкала в 20082011 гг. // Докл. РАН. 2013. Т. 453,
6. С. 680685. https://doi.org/10.7868/S086956521336019X
Мельникова В.И., Середкина А.И., Радзиминович Я.Б., Мельников А.И., Гилева Н.А.,
Тубанов Ц.А. Заганское землетрясение 01.02.2011 г. в слабоактивном районе Западного
Забайкалья: Наблюдения и анализ // Вопросы инженерной сейсмологии. 2015. Т. 42,
3. С. 5570.
Мельникова В.И., Гилёва Н.А., Масальский О.К., Радзиминович Я.Б., Хритова М.А.
Прибайкалье и Забайкалье // Землетрясения Северной Евразии, 2010 год. Обнинск: ГС
РАН, 2016. С. 167177.
Мельникова В.И., Гилёва Н.А., Филиппова А.И., Радзиминович Я.Б., Кобелева Е.А.
Сейсмичность Прибайкалья и Забайкалья в 2015 г. // Землетрясения Северной Евразии.
2021. Вып. 24 (2015 г.). С. 129138. https://doi.org/10.35540/1818-6254.2021.24.12
Мишарина Л.А., Солоненко Н.В. О напряжениях в очагах слабых землетрясений
Прибайкалья // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1972. № 4. С. 2436.
Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г.
/ Ред. Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин. М.: Наука, 1977. 535 с.
Радзиминович Я.Б., Масальский О.К., Ружич В.В., Татьков Г.И., Кустова М.Г. Усть-
Селенгинское землетрясение 10 октября 2001 года с MPSP = 4.8, КР = 12.8, I0 = 6
(Прибайкалье) // Землетрясения Северной Евразии в 2001 году. Обнинск: ГС РАН, 2007.
С. 345359.
Радзиминович Я.Б., Гилева Н.А., Мельникова В.И., Чечельницкий В.В., Курушин Р.А.,
Кустова М.Г. Ольхонское землетрясение 28 июля 2002 года с MPSP = 4.9, КР = 13.1,
I0 = 6 (Прибайкалье) // Землетрясения Северной Евразии. 2002. Обнинск: ГС РАН, 2008.
С. 348356.
12
Радзиминович Я.Б., Хритова М.А., Гилёва Н.А. Современные способы получения
макросейсмических данных и возможности их применения на территории Восточной
Сибири // Вулканология и сейсмология. 2014. 6. С. 5974.
https://doi.org/10.7868/S0203030614060066
Радзиминович Я.Б., Середкина А.И., Мельникова В.И., Гилёва Н.А. Землетрясение
29.03.2019 г. в западной части Тункинской системы впадин: Очаговые параметры и
макросейсмические проявления // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47, 2.
С. 6480. https://doi.org/10.21455/VIS2020.2-4
Раутиан Т.Г. Энергия землетрясений // Методы детального изучения сейсмичности / Ред.
Ю.В. Ризниченко. М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 75114.
Рустанович Д.Н. Изучение разрушительных последствий Байкальского землетрясения 29
августа 1959 г. // Вопросы инженерной сейсмологии. М.: Изд-во АН СССР, 1961. Вып.
5. С. 4269. (Тр. Ин-та физики Земли. № 17 (184)).
Середкина А.И. Современное состояние исследований глубинного строения земной коры и
мантии Байкальского рифта по сейсмологическим данным // Физика Земли. 2021. 2.
С. 4670. https://doi.org/10.31857/S0002333721020113
Середкина А.И., Гилёва Н.А. Зависимость между моментной магнитудой и энергетическим
классом для землетрясений Прибайкалья и Забайкалья // Сейсмические приборы. 2016.
Т. 52, 2. С. 2938.
Середкина А.И., Мельникова В.И. Тензор сейсмического момента землетрясений
Прибайкалья по амплитудным спектрам поверхностных волн // Физика Земли. 2014.
3. С. 103114. https://doi.org/10.7868/S0002333714030090
Середкина А.И., Радзиминович Я.Б., Мельникова В.И., Гилёва Н.А. Геолого-геофизические и
макросейсмические данные о землетрясении 28.09.2019 г. с Mw = 5.1 на северо-востоке
Байкальского рифта // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47. 1. С. 5169.
https://doi.org/10.21455/VIS2020.1-3
Солоненко А.В., Солоненко Н.В., Мельникова В.И., Козьмин Б.М. Кучай О.А., Суханова С.С.
Напряжения и подвижки в очагах землетрясений Сибири и Монголии // Сейсмичность и
сейсмическое районирование Северной Евразии. М.: ОИФЗ РАН, 1993. Вып. 1. С. 113
122.
Солоненко В.П., Тресков А.А. Среднебайкальское землетрясение 29 августа 1959 года.
Иркутск: Иркут. кн. изд-во, 1960. 36 с.
Суворов В.Д., Тубанов Ц.А. Распределение очагов близких землетрясений в земной коре под
Центральным Байкалом // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 8. С. 805818.
Тубанов Ц.А., Санжиева Д.П.-Д., Кобелева Е.А., Предеин П.А., Цыдыпова Л.Р. Кударинское
землетрясение 09.12.2020 г. (Mw = 5.5) на озере Байкал: Результаты инструментальных и
макросейсмических наблюдений // Вопросы инженерной сейсмологии. 2021. Т. 48, 4.
C. 3247. https://doi.org/10.21455/VIS2021.4-2
Уломов В.И. Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации ОСР-
2012 // Вопросы инженерной сейсмологии. 2013. Т. 40, № 4. С. 520.
Филиппова А.И., Гилёва Н.А. Очаговые параметры сильных землетрясений Прибайкалья и
Забайкалья в 2015 г. // Землетрясения Северной Евразии. 2021. Вып. 24 (2015 г.).
C. 217225. https://doi.org/10.35540/1818-6254.2021.24.21
Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Петрова Н.В., Угаров А.Н., Малаева Н.С. Влияние
особенностей затухания сейсмической интенсивности на надежность оперативных
оценок потерь от землетрясений // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология,
геокриология. 2019. № 5. С. 2337. https://doi.org/10.31857/S0869-78092019523-37
Шерман С.И., Днепровский Ю.И. Поля напряжений земной коры и геолого-структурные
методы их изучения. Новосибирск: Наука, 1989. 157 с.
Delvaux D., Moyes R., Stapel G., Petit C., Levi K., Miroshnichenko A., Ruzhich V.,
San’kov V. Paleostress reconstruction and geodynamics of the Baikal region, Central Asia. Pt.
13
II: Cenozoic rifting // Tectonophysics. 1997. V. 282, N 14. P. 138.
https://doi.org/10.1016/S0040-1951(97)00210-2
Dziewonski A.M., Anderson D.L. Preliminary reference Earth model // Physics of the Earth and
Planetary Interiors. 1981. V. 25, N 4. P. 297356. https://doi.org/10.1016/0031-
9201(81)90046-7
Filippova A.I., Bukchin B.G., Fomochkina A.S., Melnikova V.I., Radziminovich Ya.B., Gileva N.A.
Source process of the September 21, 2020 Mw 5.6 Bystraya earthquake at the south-eastern
segment of the Main Sayan fault (Eastern Siberia, Russia) // Tectonophysics. 2022. V. 822.
229162. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.229162
Hutchinson D.R., Golmshtok A.J., Zonenshain L.P., Moore T.C., Scholz C.A., Klitgord K.D.
Depositional and tectonic framework of the rift basins of Lake Baikal from multichannel
seismic data // Geology. 1992. V. 20, N 7. P. 589592. https://doi.org/10.1130/0091-
7613(1992)020<0589:DATFOT>2.3.CO;2
Kagan Y.Y. Simplified algorithms for calculating double-couple rotation // Geophys. J. Inter. 2007.
V. 171, N 1. P. 411418. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2007.03538.x
Lasserre C., Bukchin B., Bernard P., Tapponier P., Gaudemer Y., Mostinsky A., Dailu R. Source
parameters and tectonic origin of the 1996 June 1 Tianzhu (Mw = 5.2) and 1995 July 21
Yongen (Mw = 5.6) earthquakes near the Haiyuan fault (Gansu, China) // Geophys. J. Inter.
2001. V. 144, N 1. P. 206220. https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.2001.00313.x
Levi K.G., Miroshnichenko A.I., San’kov V.A., Babushkin S.M., Larkin G.V., Badardinov A.A.,
Wong H.K., Colman S., Delvaux D. Active faults of the Baikal depression // Bull. Centre
Research Elf Exploration Production. 1997. V. 21, N 2. P. 399434.
Lunina O.V. The digital map of the PlioceneQuaternary crustal faults in the Southern-East Siberia
and the adjacent Northern Mongolia // Geodynamics & Tectonophysics. 2016. V. 7, N 3.
P. 407434. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-3-0215
Nataf H.-C., Ricard Y. 3SMAC: On a priori tomographic model of the upper mantle based on
geophysical modeling // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1996. V. 95, N 12.
P. 101122. https://doi.org/10.1016/0031-9201(95)03105-7
Radziminovich Y.B., Gileva N.A., Tubanov T.A., Lukhneva O.F., Novopashina A.V., Tcydypova L.R.
The December 9, 2020, Mw 5.5 Kudara earthquake (Middle Baikal, Russia): Internet
questionnaire hard test and macroseismic data analysis // Bull. Earthq. Engin. 2022. V. 20,
N 3. P. 12971324. https://doi.org/10.1007/s10518-021-01305-8
Rautian T.G., Khalturin V.I., Fujita K., Mackey K.G., Kendall A.D. Origins and methodology of the
Russian energy K-class system and its relationship to magnitude scales // Seismol. Res. Let.
2007. V. 78, N 6. P. 579590. https://doi.org/10.1785/gssrl.78.6.579
Seredkina A.I., Melnikova V.I. New data on earthquake focal mechanisms in the Laptev Sea region
of the Arctic-Asian seismic belt // J. Seismol. 2018. V. 22, N 5. P. 12111224.
https://doi.org/10.1007/s10950-018-9762-9
Seredkina A., Melnikova V., Radziminovich Y., Gileva N. Seismicity of the Erguna region (North-
Eastern China): Evidence for local stress redistribution // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2020.
V. 110, N 2. P. 803815. https://doi.org/10.1785/0120190182
Shebalin N.V. Macroseismic data as information on source parameters of large earthquakes //
Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1972. V. 6, N 4. P. 316323.
https://doi.org/10.1016/0031-9201(72)90016-7
Suvorov V.D., Mishenkina Z.M., Petrick G.V., Sheludko I.F., Seleznev V.S., Solovyov V.M. Structure
of the crust in the Baikal rift zone and adjacent areas from Deep Seismic Sounding data //
Tectonophysics. 2002. V. 351, N 12. P. 6174. https://doi.org/10.1016/S0040-
1951(02)00125-7
Ten Brink U.S., Taylor M.H. Crustal structure of central Lake Baikal: Insights into intracontinental
rifting // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2002. V. 107, N B7. 1029.
https://doi.org/10.1029/2001JB000300
14
Сведения об авторах
РАДЗИМИНОВИЧ Ян Борисович Байкальский филиал Федерального
исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН». Россия, 664033,
г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128; Институт земной коры СО РАН. Россия, 664033,
г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128. E-mail: ian@crust.irk.ru
ФИЛИППОВА Алена Игоревна Институт земного магнетизма, ионосферы и
распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН. Россия, 108840, г. Москва; г. Троицк,
Калужское шоссе, д. 4. E-mail: ale@crust.irk.ru
ГИЛЁВА Надежда Алексеевна Байкальский филиал Федерального исследовательского
центра «Единая геофизическая служба РАН». Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова,
д. 128. E-mail: nagileva@crust.irk.ru
МЕЛЬНИКОВА Валентина Ивановна Байкальский филиал Федерального
исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН». Россия, 664033,
г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128; Институт земной коры СО РАН. Россия, 664033,
г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128. E-mail: vimel@crust.irk.ru
THE FEBRUARY 3, 2016 EARTHQUAKE IN THE MIDDLE BAIKAL REGION:
SOURCE PARAMETERS AND MACROSEISMIC EFFECTS
© 2022 Ya.B. Radziminovich1, 2 *, A.I. Filippova3, N.A. Gileva1, V.I. Melnikova1, 2
1 Baikal Branch of Federal Research Center «Geophysical Survey of Russian Academy
of Sciences», Irkutsk, Russia
2 Institute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Irkutsk,
Russia
3 Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation, Russian
Academy of Sciences, Moscow; Troitsk, Russia
* e-mail: ian@crust.irk.ru
Abstract. We study in detail source parameters, seismotectonic position, and macroseismic effects
of the February 3, 2016 earthquake occurred in the Middle Baikal region. It is one of relatively few
instrumentally recorded seismic events in the northern part of the South Baikal basin which is
localized in the area with a weak level of seismic activity. Earthquake source parameters are
calculated from the joint inversion of surface wave amplitude spectra and P-wave first-motion
polarities: a scalar seismic moment (M0 = 1.61016 Nm), moment magnitude (Mw = 4.8), source
depth (h = 22 km) and focal mechanism which is almost a pure normal fault. The focal mechanism
corresponds to a general geodynamic pattern in the Middle Baikal region. The earthquake was felt
over a wide territory, with the macroseismic effects of IV MSK-64 scale being observed at the
distances up to 360 km. Macroseismic data were collected by mailing questionnaires to the
administration of settlements, as well as by using an online survey of the population of the Southern
Baikal region. The obtained results are of interest for seismic hazard reassessment in the Southern
Baikal region.
Keywords: Middle Baikal, earthquake, source parameters, macroseismic data.
About the authors
RADZIMINOVICH Yan Borisovich Baikal Branch of Federal Research Center «Geophysical
Survey of Russian Academy of Sciences». Russia, 664033, Irkutsk, Lermontova st., 128; Institute
15
of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. Russia, 664033, Irkutsk,
Lermontova st., 128. E-mail: ian@crust.irk.ru
FILIPPOVA Alena Igorevna Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio
Wave Propagation, Russian Academy of Sciences. Russia, 108840, Moscow; Troitsk, Kaluzhskoye
Highway, 4. E-mail: ale@crust.irk.ru
GILEVA Nadezhda Alekseevna Baikal Branch of Federal Research Center «Geophysical
Survey of Russian Academy of Sciences». Russia, 664033, Irkutsk, Lermontova st., 128. E-mail:
nagileva@crust.irk.ru
MELNIKOVA Valentina Ivanovna Baikal Branch of Federal Research Center «Geophysical
Survey of Russian Academy of Sciences». Russia, 664033, Irkutsk, Lermontova st., 128; Institute
of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. Russia, 664033, Irkutsk,
Lermontova st., 128. E-mail: vimel@crust.irk.ru
Cite this article as: Radziminovich Ya.B., Filippova A.I., Gileva N.A., Melnikova V.I. The
February 3, 2016 earthquake in the Middle Baikal region: Source parameters and macroseismic
effects, Geofizicheskie Protsessy i Biosfera (Geophysical Processes and Biosphere), 2022, vol. 21,
no. 2, pp. 143161 (in Russian). https://doi.org/10.21455/gpb2022.2-8
English version: Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2022, vol. 58. ISSN: 0001-4338
(Print), 1555-628X (Online). https://link.springer.com/journal/volumesAndIssues/11485
Таблица 1. Параметры землетрясений в районе Среднего Байкала за период 1901–2020 гг.
Дата
Время,
ч:мин:с
Координаты
эпицентра, град.
h, км
Источник
с.ш.
в.д.
26.11.1903 г.
11:49:00
52.70
107.60
30
[Новый…, 1977]
08.02.1906 г.
09:31:00
52.50
107.50
1040
"
06.05.1931 г.
17:19:20
52.40
108.00
530
"
26.05.1939 г.
09:40:37
53.90
108.80
20
"
04.06.1939 г.
07:48:57
53.00
107.50
530
"
01.07.1941 г.
06:25:49
52.60
106.80
530
"
25.11.1952 г.
13:14:00
52.70
106.80
530
"
29.08.1959 г.
17:03:00
52.68
106.98
20
"
08.10.1959 г.
14:14:10
52.70
107.07
530
"
06.10.1960 г.
16:19:11
52.70
108.10
15
"
25.06.1961 г.
19:36:23
52.40
106.70
20
"
28.10.1961 г.
22:45:46
53.60
108.80
20
"
13.08.1962 г.
20:11:39
53.68
108.53
20
"
10.02.1963 г.
06:48:29
52.60
106.90
14
"
09.08.1972 г.
19:42:15.1
52.80
107.73
20
"
19.02.1981 г.
01:48:48.9
53.09
107.45
21
[Голенецкий, 1984]
27.05.1981 г.
21:26:07.8
53.94
108.92
25
[Голенецкий и др., 1984]
28.01.1982 г.
13:11:45.8
53.49
108.69
29
[Голенецкий, 1985]
09.12.1984 г.
22:06:59.7
53.83
108.59
20
[Голенецкий, 1987]
10.03.1985 г.
03:37:54.8
52.70
106.98
20
[Голенецкий, 1988]
20.05.1990 г.
13:42:01.9
53.07
108.02
12
[Голенецкий, 1996]
10.10.2001 г.
01:49:59.0
52.43
106.66
21
[Радзиминович и др., 2007]
28.07.2002 г.
20:28:33.4
52.99
107.71
20
[Радзиминович и др., 2008]
20.05.2008 г.
20:42:43.6
53.29
108.52
12.7
[Гилёва и др., 2014]
27.09.2010 г.
13:00:03.3
53.32
108.47
[Мельникова и др., 2016]
16.07.2011 г.
18:38:52.0
52.88
108.49
25
[Гилёва и др., 2017]
16
06.04.2015 г.
07:47:25.7
53.15
108.31
14
[Мельникова и др., 2021]
03.02.2016 г.
18:27:52.0
52.86
107.60
22
Данная работа
09.12.2020 г.
21:44:33.6
52.36
106.62
18
[Тубанов и др., 2021;
Radziminovich et al., 2022]
* Магнитуда Mw рассчитана по значению энергетического класса КР с использованием
соотношения из работы [Середкина, Гилёва, 2016].
** Магнитуда Mw по данным каталога Global CMT (https://www.globalcmt.org).
*** Магнитуда Mw по результатам работы [Середкина, Мельникова, 2014].
Таблица 2. Основные параметры землетрясения 03.02.2016 г. по данным международных
сейсмологических агентств
Агентство
t0,
ч:мин:с
Гипоцентр
Магнитуда
Координаты, град.
Глубина очага
φ, с.ш.
δ,°
λ, в.д.
δ,°
h, км
δ, км
BAGSR
18:27:52.00
52.860
0.009
107.600
0.013
22.0
22.0*
2.0
КР = 12.7/25;
Mw = 4.8/16*
MOS
18:27:49.90
52.866
0.044
107.671
0.101
12.0
mb = 4.6/10;
MS = 4.3/14
IDC
18:27:49.41
52.884
0.099
107.622
0.186
mb = 4.0/22;
MS = 4.2/50
NEIC
18:27:51.15
52.874
0.115
107.614
0.220
10.0f
mb = 4.5/49
GCMT
18:27:52.20
53.040
0.030
107.670
0.050
22.3
0.9
Mw = 4.8/77
ISC
18:27:49.74
52.877
0.020
107.693
0.030
1.1
mb = 4.4/65;
MS = 4.2/58
BJI
18:27:48.20
52.940
107.920
9.0
mb = 4.2/45;
MS = 4.7/51
Примечания. BAGSR Байкальский филиал ФИЦ ЕГС РАН, г. Иркутск, Россия (http://seis-
bykl.ru); MOS ФИЦ ЕГС РАН, г. Обнинск, Россия (http://www.ceme.gsras.ru); IDC
International Data Centre, Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty (CTBTO), Австрия
(https://www.ctbto.org); NEIC National Earthquake Information Center, США
(https://earthquake.usgs.gov); GCMT The Global CMT Project, Lamont Doherty Earth
Observatory, Columbia University, США (https://www.globalcmt.org); ISC International
Seismological Centre, Thatcham, Великобритания (http://www.isc.ac.uk); BJI China Earthquake
Networks Center, Beijing, Китай. В графе «Магнитуда» число после косой черты количество
сейсмических станций. f – фиксированное значение глубины.
* Параметры рассчитаны совместной инверсией амплитудных спектров поверхностных волн
и знаков первых вступлений P-волн.
Таблица 3. Интенсивность сотрясений в пунктах наблюдения при землетрясении
03.02.2016 г.
п/п
Пункт
Координаты, град.
Δ, км
I, баллы MSK-64
с.ш.
в.д.
1
пгт. Хужир
53.193
107.344
41
V
2
с. Заречье
52.551
107.151
46
V
3
с. Сухая
52.544
107.109
48
V
4
пос. Новый Энхэлук
52.484
106.967
60
V
17
5
с. Еланцы
52.802
106.409
80
V
6
дер. Харанцы
53.221
107.418
42
IVV
7
пгт. Селенгинск
52.006
106.865
107
IVV
8
с. Унэгэтэй
52.100
108.583
107
IVV
9
с. Кабанск
52.049
106.653
111
IVV
10
улус Нур-Селение
51.771
107.455
121
IVV
11
с. Гремячинск
52.798
107.974
26
IV
12
с. Турка
52.950
108.217
42
IV
13
с. Горячинск
52.983
108.300
49
IV
14
пос. Соболиха
52.924
108.396
54
IV
15
с. Зырянск
52.265
107.779
67
IV
16
пос. Золотой Ключ
52.987
108.653
72
IV
17
с. Турунтаево
52.202
107.639
73
IV
18
с. Оймур
52.327
106.837
78
IV
19
с. Татаурово
52.138
107.440
81
IV
20
дер. Тырган
52.757
106.340
85
IV
21
с. Кудара
52.220
106.657
95
IV
22
с. Старый Онохой
51.940
108.051
107
IV
23
пгт. Онохой-2
51.917
108.033
109
IV
24
с. Усть-Брянь
51.937
108.141
109
IV
25
с. Новая Курба
52.043
108.512
110
IV
26
г. Улан-Удэ
51.833
107.617
114
IV
27
с. Тодогто
51.846
108.053
117
IV
28
пгт. Каменск
51.984
106.584
119
IV
29
с. Манзурка
53.486
106.054
124
IV
30
с. Иволгинск
51.747
107.286
125
IV
31
пос. Челутай
51.759
108.385
133
IV
32
улус Шэнэ-Буса
51.736
108.501
139
IV
33
с. Илька
51.717
108.533
142
IV
34
с. Старая Брянь
51.584
108.134
146
IV
35
с. Верхоленск
54.088
105.579
191
IV
36
пгт. Усть-Ордынский
52.800
104.750
191
IV
37
с. Хомутово
52.466
104.403
220
IV
38
с. Пивовариха
52.274
104.451
222
IV
39
пос. Молодежный
52.235
104.416
226
IV
40
г. Иркутск
52.267
104.333
230
IV
41
с. Урик
52.458
104.246
230
IV
42
с. Горохово
52.809
104.033
239
IV
43
рп. Маркова
52.216
104.210
240
IV
44
г. Шелехов
52.214
104.100
247
IV
45
г. Ангарск
52.537
103.886
252
IV
46
пгт. Большой Луг
52.066
104.084
254
IV
47
пос. Пионерск
52.239
103.976
254
IV
48
г. Усолье-Сибирское
52.752
103.645
266
IV
49
рп. Средний
52.892
103.494
275
IV
50
с. Аляты
53.207
102.229
360
IV
51
с. Онгурен
53.636
107.594
86
IIIIV
52
пос. Нижние Тальцы
51.887
107.914
110
IIIIV
53
пгт. Заиграево
51.833
108.267
123
IIIIV
54
с. Новая Брянь
51.717
108.283
135
IIIIV
18
55
с. Шабур
51.467
108.333
163
IIIIV
56
г. Гусиноозерск
51.283
106.500
190
IIIIV
57
пос. Плишкино
52.345
104.489
217
IIIIV
58
д. Новолисиха
52.235
104.455
223
IIIIV
59
пос. Дзержинск
52.278
104.392
226
IIIIV
60
ДНТ Щукино
52.204
104.432
226
IIIIV
61
дер. Грановщина
52.463
104.293
227
IIIIV
62
дер. Усть-Куда
52.431
104.137
238
IIIIV
63
с. Баклаши
52.226
104.049
250
IIIIV
64
г. Свирск
53.086
103.333
286
IIIIV
65
с. Мухор-Тала
51.757
108.812
148
III
66
с. Ташелан
51.683
108.900
158
III
67
улус Нарын
51.712
109.080
162
III
68
пос. Хара-Кутул
51.763
109.313
168
III
69
г. Братск
56.133
101.614
530
II
70
пгт. Усть-Баргузин
53.411
109.030
113
Не ощущалось
71
с. Гусиха
53.431
109.262
127
"
72
с. Баяндай
53.066
105.514
141
"
ПОДПИСИ К РИСУНКАМ
Рис. 1. Карта плотности эпицентров (а) и землетрясения Среднего Байкала за период 1901
2020 гг. (см. табл. 1) (б). На врезке положение исследуемого района по отношению к
впадине оз. Байкал
Плотность эпицентров рассчитана за период 19692018 гг. по количеству
землетрясений с M > 2 (магнитуда рассчитана из энергетического класса КР), приходящихся
на единичную площадку с размерами 0.02° широты и 0.03° долготы. 1 активные разломы
по [Lunina, 2016]
Рис. 2. Положение эпицентра Гремячинского землетрясения (1) относительно региональных
сейсмических станций (2), данные которых использовались при обработке материалов
наблюдений. На врезке положение эпицентра главного толчка и эллипсы горизонтальных
ошибок по данным разных агентств (см. табл. 2)
3 эпицентры форшоков и афтершоков
Рис. 3. Очаговые параметры Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г. и исходные данные
для их определения
а азимутальное распределение сейсмических станций международными кодами),
используемых для расчета амплитудных спектров поверхностных волн (сплошные и
пунктирные линии проведены к станциям, для которых выделены волны Рэлея и Лява
соответственно) с примером фильтрации записей станции AAK (Az = 258.55, = 2702 км).
LHZ и LHT вертикальная и трансверсальная компоненты записи соответственно. 1
исходная сейсмограмма; 2, 3 отфильтрованная сейсмограмма.
б механизм очага землетрясения, полученный в результате совместной инверсии
амплитудных спектров поверхностных волн и знаков первых вступлений P-волн, в проекции
нижней полусферы. 1, 2 образы волн сжатия и разряжения; P, T оси сжатия и растяжения
соответственно.
в зависимость частной функции нормированной невязки (εh) от глубины очага
19
Рис. 4. Механизмы очагов умеренных и сильных землетрясений Среднего Байкала. На
врезке роза-диаграммы простираний (а) и падений (б) нодальных плоскостей
1 эпицентры землетрясений с указанием диапазона магнитуд; 2 стереограммы
механизмов очагов в проекции нижней полусферы: а решения по знакам первых
вступлений Р-волн [Солоненко и др., 1993], б решения по тензору сейсмического момента
[Середкина, Мельникова, 2014; Гилёва и др., 2014, 2017; Филиппова, Гилева, 2021], в
решения по данным каталога Global CMT; 3 активные разломы по [Lunina, 2016]
Рис. 5. Расположение пунктов наблюдения с известной интенсивностью сотрясений при
Гремячинском землетрясении 03.02.2016 г. (а) и схемы макросейсмических проявлений в
районе Иркутской агломерации (б) и к востоку от г. Улан-Удэ (в). На врезке положение
рассматриваемой территории на Азиатском континенте
«Крестик» эпицентр землетрясения согласно решению агентства BAGSR (см. табл. 2);
цифры – номера населенных пунктов в соответствии с табл. 3
Рис. 6. Количество ежедневных посещений (N) интернет-сайта Байкальского филиала ФИЦ
ЕГС РАН в течение января–февраля 2016 г.
Рис. 7. Зависимость количества заполненных онлайн-анкет (N) от времени (T), прошедшего с
момента возникновения Гремячинского землетрясения 03.02.2016 г.
Рис. 8. Зависимость интенсивности сотрясений от гипоцентрального расстояния для
землетрясений Среднего Байкала
Наборы макросейсмических данных для землетрясений 09.08.1972 г., 19.02.1981 г.,
20.05.1990 г., 28.07.2002 г. и 16.07.2011 г. заимствованы из работ [Голенецкий, 1976, 1984,
1996; Радзиминович и др., 2008; Гилёва и др., 2017] соответственно.
1 фактические данные; 24 теоретические кривые затухания по
макросейсмическому уравнению (2): 2 с региональным набором коэффициентов (b = 1.5,
v = 4.0, c = 4.0) [Новый…, 1977], 3 со среднемировым набором коэффициентов (b = 1.5,
v = 3.5, c = 3.0) [Shebalin, 1972], 4 с региональным набором коэффициентов (b = 1.5,
v = 3.44, c = 3.13) [Фролова и др., 2019].
* Моментная магнитуда Mw рассчитана по значению энергетического класса КР с
использованием соотношения из работы [Середкина, Гилёва, 2016].
** Магнитуда MS рассчитана по значению энергетического класса КР по уравнению из
работы [Rautian et al., 2007]