На Баренцовоморском шельфе не зафиксировано землетрясений с магнитудой выше 4 по шкале Рихтера

ВИНОГРАДОВ А.Н., ВИНОГРАДОВ Ю.А., АСМИНГ В.Э., БАРАНОВ СВ. Кольский филиал Геофизической службы РАН, Россия

Территория Баренцовоморского шельфа считается в целом асейсмичной областью, поскольку за столетний период инструментальных наблюдений мировой сейсмологической сетью здесь не зафиксированы землетрясения с магнитудой выше 4 по шкале Рихтера (Ассиновская, 1994).

До 1923 г, на шельфе без пропусков регистрировались только события с m_b > 5.1, начиная с 50-х годов представительность возросла до m_b> 4,3, а после создания Баренцовоморской сети КНЦ РАН в 1983 г, она достигла 3.9. С 1992 г, вследствие перехода на цифровую аппаратуру и организацию взаимодействия сетей КФ ГС РАН и NORSAR была обеспечена регистрация на всей площади Баренцовоморского шельфа землетрясений с m_b> 3.0 с погрешностью определения координат гипоцентров от 5 до 10 км. На площади 1ПГКМ современная сеть позволяет обнаруживать и лоцировать отдельные толчки с магнитудой выше 2.5, на северном отрезке морского трубопровода (МТ) - выше 2.0, а в прибрежной зоне МТ и на предполагаемой площадке размещения портового комплекса и завода по сжижению газа у пос. Видяево - от 1.5.

По уровню сейсмической активности территорию, охватываемую проектом освоения ШГКМ, можно разделить на два района: лицензионная площадь месторождения и большая часть трассы морского газопровода находятся в асейсмичной области, а выход трубопровода на сушу и все наземные промплощадки у Видяево расположены в Финнмаркско-Мурманской сейсмогенной зоне (ФМСЗ). Сейсмотектонический потенциал этой зоны выше шельфового фона в 1.3-1.5 раза (Ассиновская, 1994).. Пространственно очаги землетрясений тяготеют к двум сбросо-сдвиговым разломам Троллефьорд-Комагельв (ТРК) и Карпинского (К). На северной окраине Кольского полуострова и в зоне перехода «суша море» до линеамента ТРК по результатам сейсмотомографии и сверхглубокого бурения установлено наличие почти горизонтального флюидонасыщенного волновода на глубинах 8-12 км, к которому приурочено большинство внутрикоровых гипоцентров землетрясений ФМСЗ (Исанина и др., 2000, Юдахин и др., 2003).

В историческом прошлом на южной границе сейсмотектонической зоны были отмечены наиболее сильные «Кольские» землетрясения в 1772 и 1873 г.г. (М=5, интенсивность сотрясений поверхности в эпицентре до 7±0.5 баллов). Судя по инструментальным данным 1953-2005 г.г., разрядка сейсмической энергии происходит неравномерно, периоды повышенной активности чередуются со спокойными периодами, когда события с магнитудой выше 2.5 не фиксируются по году и более. Последняя вспышка активности была отмечена в интервале 1987-1993 г.г, в настоящее время МФСЗ находится в состоянии «аномального затишья». Прогнозная оценка вероятности сильных толчков на основе кумулятивного графика повторяемости за инструментальный период наблюдений (1963-2005 г.г.) позволяет предполагать, что землетрясения силой 6 баллов в эпицентральной области здесь можно ожидать раз в 79 лет, до 7.5 баллов - раз в 745 лет.

Техногенная сейсмичность, связанная с деятельностью МО РФ в акватории (торпедные стрельбы, уничтожение устаревших боеприпасов, аварийные взрывы на АЛЛ «Курск» и т.п.), генерируют в прибрежном районе сотрясения грунтов 5-9 классов, что эквивалентно землетрясению до 5 баллов. Аналогичное сотрясение может произойти при аварийном сходе с траектории и падении в море ракет, запускаемых с космодрома «Плисецк» на полярные орбиты, С учетом литологии верхнего слоя осадков и рельефа дна на площадке ШГКМ и трассе МТ можно ожидать, что даже столь слабая сейсмическая активность может спровоцировать локальные оползни или сплывы грунтов большой массы.

Гораздо большую потенциальную опасность представляет наведенная сейсмичность, связанная с формированием мульды проседания.

Потенциально опасные, а иногда и катастрофические геодинамические события техногенно индуцированного генезиса включают два типа землетрясений: а) техногенные, с очагами в среде отрабатываемых резервуаров УВ и магнитудой М=3.0-3.5; б) индуцированные, с очагами над, под и за пределами резервуара на глубинах до 10 и более километров, с М=4.0-6.0 (Хаустов, Редина, 2006). Характерным примером разрушительных событий последнего типа является малоглубинное (3-5 км) землетрясение с М=4.2 на газовом месторождении Лак во Франции (средний уровень добычи 5 млрд. м в год), произошедшее через 10 лет после начала эксплуатации и вызвавшее сотрясения в эпицентральной зоне до 7.5 баллов (Lahaie, Grasso, 1999).

На Штокмановском поле через 10 лет добычи газа на уровне 71 млрд, м³ в год может сформироваться мульда проседания с поперечником в 35 км и глубиной до 10-15 м (Козлов, 2005). В контуре будущей мульды закартированы два разлома, пересекающих всю толщу осадочного чехла. Если допустить, что при проседании произойдет одномоментное вспарывание любого из них на всю ширину мульды и вглубь до основания продуктивного горизонта, то максимальная магнитуда землетрясения при этом может достичь 5.7. На поверхности в эпицентральной области ускорение грунта в этом случае превысит 1089 см/сек, как при 11 -балльном землетрясении. Очевидно, что для предотвращения такого катастрофического события необходимо добиваться равномерного по годам и распределенного на мелкие блоки проседания мульды.

Для контроля и управления геодинамическим режимом в зоне ШГКМ и МТ в соответствии с концепцией «Геодинамическая безопасность освоения углеводородного потенциала недр России» (2000) в составе системы эколого геодинамического мониторинга должен быть сформирован Блок сейсмологического мониторинга (БСМ) для обеспечения постоянной регистрации природных и техногенно индуцированных землетрясений. На территории промышленного освоения, БСМ должен обладать достаточно высокой чувствительностью, чтобы обнаруживать и точно лоцировать события с магнитудой 2, способные вызвать оползни в рыхлом покрове морского дна, а также надежно определять гипоцентры толчков в контуре и в ближней периферии будущей мульды проседания. Для этого в составе БСМ следует предусмотреть два типа регистраторов сейсмичности.

Для обеспечения регистрации природных и техногенно индуцированных землетрясений необходим Блок сейсмологического мониторинга

Во-первых, необходимо развить и дополнить существующую Баренцовоморскую региональную сеть. В нынешнем состоянии из за удаленности регистрирующих центров на 600-900 км от месторождения сеть не гарантирует мониторинг слабых землетрясений ни на ШКГМ, ни на северном отрезке трассы МТТ. Для достижения оптимального уровня чувствительности и точности необходимо создание сейсмических групп, аналогичных Апатитской группе «АРА» (Виноградов, 2005), на Новой Земле (280 км от ШКГМ) и на острове Колгуев (400 км) (рис. 1).

Во-вторых, на площадке ШГКМ и на прибрежном участке трассы МТ целесообразно создание сети донных сейсмографов для регистрации микроземлетрясений с М=1-2 для контроля геодинамического режима дна на участках с повышенным риском оползней со склонов подводных возвышенностей. Как показал опыт организации сейсмического мониторинга на трассе газопровода «Голубой поток» в Черном море, береговая сеть сейсмического мониторинга не может обеспечить регистрацию слабых сейсмических сигналов от геодинамических событий внутри рыхлого покрова дна, они уверенно регистрируются только донными сейсмостанциями (Левченко, 2005).

Учитывая это, рекомендуется в контуре ожидаемой мульды проседания на ШГКМ разместить донные сейсмографы на участках пересечения сквозных тектонических разломов с краевым контуром мульды (точки с координатами 73° 00' с.ш. и 44°10' в.д., 73° 05' с.ш. и 43°35' в.д., 73° 15' с.ш. и 43°50' в.д.), что существенно повысит надежность контроля геодинамического режима площадки морского добычного комплекса, В южной части МТ целесообразна установка цепочки донных станций на пересечении газопроводом главных «живых» краевых разломов (оптимальные точки: 70° 00' с.ш. и 35°00' в.д., 69° 40' с.ш. и 34°00' в.д., 69°30'с.ш. и ЗЗ°30*в.д., 69°25'с.ш. и 33°25' в.д.).

Литература
Ассиновская Б.А, Сейсмичность Баренцева моря / Под редакцией академика С,Л,Соловьева, М.: Национальный геофизический комитет РАН, 1994. - 128 с,

Виноградов Ю.Л, Сейсмоакустический комплекс "Апатиты" - современный инструмент мониторинга природной среды //Физическая акустика. Распространение и дифракция волн, Геоакустика, Сборник трудов XVI сессии Российского акустического общества, Т. 1. - М.: ГЕОС, 2005.- С.358-362.

Исанина Э.М., Верба М.М., Иванова И.М. и др. Глубинное строение и сейсмогеологические границы Печенгского района на Балтийском щите и смежной части шельфовой плиты Баренцева моря // Геология рудных месторождений, т.42, №5, 2000, с, 476-487.

Козлов С.А. Концептуальные основы инженерно-геологических исследований Западно Арктической шельфовой нефтегазоносной провинции // Электронный журнал «Нефтегазовое дело», Уфа: изд. УГНТУ, 2005;https://www. ogbus. ru/authors/Kozlov/Kozlov_4.pdf

Концепция «Геодинамическая безопасность освоения углеводородного потенциала недр России». М: изд, ИГиРГИ, 2000.
Хаустов А.Л., Редина ММ, Охрана окружающей среды при добыче нефти, М.: изд. Дело, 2006. - 552 с.

Юдахин Ф.М., Щукин Ю.Ж., Макаров В.М., Глубинное строение и современные геодинамические процессы в литосфере Восточно Европейской платформы, Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 299 с.

Lahaie, К; Grasso, J. R. Correction to loading rate impact on fracturing pattern: lessons from hydrocarbon recovery, Lacq gas field, France //Journal of Geophysical Research - Solid Earth, 1999, V. 104, №10.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2006"

Еще статьи на тему "землетрясения":

Число жертв землетрясения в Пакистане превысило 500

Фьючерсы на нефть упали ниже $100 из-за землетрясения в Японии

У берегов Курил произошли два землетрясения