Мы поможем в написании ваших работ!
Мы поможем в написании ваших работ!
Исследованием наведенной сейсмичности занимаются ученые во всем мире. Многие работы курируются международным Комитетом по индуцированной сейсмичности. В октябре 2017 года в одном из ведущих мировых журналов в области сейсмологии «Seismological Research Letters» был представлен проект HiQuake—The Human‐Induced Earthquake Database, в международной базе данных которого на момент выхода публикации содержалось 728 случаев предполагаемой наведенной сейсмичности. При этом эксплуатация водохранилищ считается причиной повышения сейсмической активности в 23% случаев, уступая по количеству упоминаний только объектам горной промышленности.
К примеру, полвека назад в асейсмичном районе западной Индии была построена крупная плотина, работу которой должно было обеспечить специально созданное водохранилище Койна. После его заполнения произошло крупнейшее в мире наведенное (индуцированное) землетрясение М=6.3, унесшее жизни около 200 человек. Серьезному ущербу подверглись жилые дома и сооружения, общее количество пострадавших и раненых превысило 2 тысячи человек. С этого землетрясения началась сейсмическая история данного региона. За прошедшие 50 лет здесь произошло более 20 землетрясений с магнитудой более 5 и тысячи относительно небольших событий.
Механизмы, вызывающие сейсмичность в этом районе до конца не ясны и сегодня, но повторяющиеся из года в год сейсмические события, в основном сосредоточенные на площади 30 х 20 км и на глубинах 2-7 км позволяют вести целенаправленный геофизический мониторинг этой территории. Для проведения сейсмологических исследований индийскими учеными была создана плотная сеть сейсмических станций, которые обеспечивают хорошую локацию сейсмических событий в районе Койна-Варна. В результате район стал уникальной природной лабораторией.
В изучении влияния этого крупного гидросооружения и оценке сейсмической опасности, обусловленной антропогенной деятельностью принимают участие ученые из Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН). В ходе многолетнего научного сотрудничества с индийскими коллегами специалистами ИФЗ РАН создана база данных сейсмических событий с 1963 по 2015 год, опробованы методики прогноза наиболее сильных землетрясений.
В настоящее время совместные исследования проводятся в рамках российско-индийского проекта РНФ-DST India «Закономерности и природа наведенной сейсмичности в областях тектонических и техногенных воздействий по натурным и лабораторным данным». В международный коллектив вошли ученые ИФЗ РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова и Национального геофизического исследовательского института (NGRI), Хайдерабад. Как отметил заместитель директора ИФЗ РАН и руководитель проекта РНФ с российской стороны доктор физико-математических наук Александр Вениаминович Пономарев, проект посвящен комплексным исследованиям и обобщению закономерностей наведенной сейсмичности и дальнейшего развития сейсмического процесса на основе созданных в ИФЗ РАН сейсмических каталогов, технологий радарной спутниковой интерферометрии и лабораторных экспериментов на образцах горных пород с использованием установок высокого давления Центра петрофизических и геомеханических исследований ИФЗ РАН и Геофизической обсерватории «Борок» ИФЗ РАН.
Первые результаты позволили выявить связь изменения сезонной сейсмической активности с особенностями локального тектонического режима. Было обнаружено, что регулярные изменения сейсмической активности после заполнения водохранилища Койна обусловлены миграцией наведенной сейсмичности на юг вдоль сдвиговой разломной зоны и последующей активизацией сопряженных с ней сбросовых разломов. По мнению ученых, миграция процессов разрушения с севера на юг опережает диффузию флюида (проникновение воды в трещинно-поровое пространство горной породы) от водохранилища Койна, а последующее достижение фронтом обводнения южной сбросовой зоны вызывает повторную реактивацию сезонной сейсмичности. Это предположение подкрепляется и результатами лабораторного моделирования на образцах гранитов из глубоких скважин, пробуренных в области Койна-Варна. Эксперименты по инициированию процессов разрушения образцов в условиях повышении порового давления и фильтрации флюида при различных режимах нагружения были выполнены на установках высокого давления на базе Центра петрофизических и геомеханических исследований ИФЗ РАН и Геофизической обсерватории «Борок» ИФЗ РАН.
Первые результаты и описанная выше схема миграции сейсмического процесса в результате антропогенной деятельности и сезонных явлений опубликованы декабрьском номере журнала Геологического общества Индии.
В настоящее время индийской стороной реализуется проект по глубокому бурению в области Койна-Варна, в результате которого планируется достигнуть глубин лоцируемых сейсмических событий и получить керновый материал из очаговой зоны землетрясений. Полученные образцы горных пород представляют большой интерес, так как их исследование позволит проверить существующие теоретические представления о связи наведенной сейсмичности, наблюдаемой под многими водохранилищами. Для изучения влияния сейсмических процессов на окрестности плотины Койна учеными также использовались современные технологии космического мониторинга. Так, по снимкам спутника ALOS-2 методами спутниковой радарной интерферометрии впервые были получены оценки полей смещений земной поверхности для района Койна и Варна. Выявлена устойчивая область смещений южнее водохранилища Варна. Именно в этот период в данной области произошла
серия землетрясений, включая два крупных события М=5 и М=5.2.
Некоторые результаты по проекту войдут в специальный выпуск одного из ведущих сейсмологических журналов – Bulletin of Seismological Society of America (BSSA) «50 Years after the 1967 Koyna Earthquake: Progress in our understanding of Reservoir Triggered Seismicity (RTS)», посвященный пятидесятилетию катастрофического наведенного землетрясения Койна.
Известно, что при эксплуатации месторождений полезных ископаемых возникают нарушения природного равновесия как в зоне коллектора (за счет отбора или замены флюида, газа, твердого вещества), так и в окружающей коллектор толще (над и (или) под коллектором).
из книги А. Д. Потапова Землетрясения. Причины, последствия и обеспечение безопасности
В. Л. Барабанов (1994) на основе анализа большого количества опубликованных материалов все наведенные землетрясения, связанные с закачкой жидкости в пласт и эксплуатацией месторождений полезных ископаемых, подразделяет на четыре группы (А, Б, В, Г), соответствующие четырем различным по отношению к эксплуатируемому горизонту сейсмогенерирующим зонам.
Сейсмогенерирующая зона А — это вышележащие породы над продуктивным пластом, или породы-покрышки. Обычно наведенные землетрясения типа А связаны с оживлением тектонических смещений по границам блоков в самой верхней части разреза над залежью. Общая причина — нарушение механического равновесия за счет отбора флюида или твердой породы из пласта и вследствие этого снижение сцепления на границах блоков либо за счет разгрузки, либо вследствие участия инициированной этой разгрузкой дополнительной нисходящей или восходящей фильтрации подземных вод вдоль оживляющихся магистральных трещин. Землетрясения этого типа часто сопровождаются оседаниями земной поверхности. Механизмы очагов могут быть различными (сдвиги, сбросы, надвиги, подвиги), и определяются они главным образом конкретной тектонической структурой верхней части разреза.
Пример землетрясений типа А — землетрясения на нефтегазовом месторождении Лак в Южной Франции. Активизация сейсмичности зафиксирована через 10 лет после начала эксплуатации месторождения. С августа 1976 по июнь 1979 г. зарегистрировано более 220 землетрясений с максимальной магнитудой М= 4,2. Газовые коллекторы представлены доломитизированными песчаниками и известняками, залегающими на глубинах от 500 до 3100 м. Снижение давления газа за 20 лет добычи (с 1957 г.) составило 0,5 МПа. Землетрясения на этом месторождении связаны с оседанием блока горных пород, находящегося над газовой залежью.
Сейсмогенерирующая зона Б — это собственно пласт, вскрытый скважинами или подземной выработкой. Классический случай землетрясений типа Б — гидроразрыв пласта, возникающий при нагнетании жидкости под давлением, достаточным для инициирования процесса трещинообразования, а также горные удары.
Выделяют три основных фактора трещинообразования, вызывающие землетрясения этого типа: изменения эффективных напряжений в скелете горной породы за счет изменения давления жидкости в порах или трещинах; изменение коэффициента трения вдоль трещин сдвига, ориентированных в соответствии с региональным полем напряжений; формирование зародышей трещин за счет быстрых геохимических реакций типа гидратация — дегидратация на контакте твердая фаза —жидкость, а также температурных деформаций.
Например, в г. Денвере (штат Колорадо, США) на закрытой территории военного завода Арсенал была пробурена скважина глубиной 3671 м для захоронения загрязненной отработанной воды (рис. 9.5). Закачка началась в марте 1962 г. в объеме 21 тыс. м3 в месяц, а уже в апреле этого года сейсмологами был зарегистрирован рой землетрясений с очагами на глубине 4,5—5,5 км, в том числе несколько сильных толчков. В поисках причины сейсмоактивности специалисты к 1965 г. выявили факт закачки воды в глубокие горизонты. Сопоставление графиков хода нагнетания воды и числа землетрясений по годам и месяцам позволило предположить связь между закачкой воды и землетрясениями. Закачки были прекращены в начале 1966 г., но сейсмическая активность потревоженной части земной коры продолжалась, затухая, еще 5 лет. Более чем через год после окончания закачки зарегистрировано три землетрясения с магнитудами М = 5,0—5,2. С 1962 по 1967 г. зарегистрировано свыше 1500 землетрясений с магнитудами до 4,0. Эпицентры землетрясений располагались вдоль тектонического разрыва, проходящего через скважину на расстояниях до 5 км от скважины. Денверский эксперимент хорошо подтверждает гипотезу о связи возбужденных водохранилищами землетрясений с передачей гидростатического давления на глубину (Гупта, Растоги,
Рис. 9.5. Количество землетрясений за месяц в районе г. Денвер (США), объем воды, закачанной в течение месяца и давление в устье скважины по месяцам за 1962-1972 гг. ( Гупта, Растоги, 1979)
1979). Аналогичные факты отмечены при нагнетании воды в штате Нью-Йорк при гидравлической разработке соляной залежи и в штате Колорадо при законтурном обводнении нефтяного месторождения Рейнджли в США (Гупта, Растоги, 1979).
Сейсмогенерирующая зона В располагается ниже залежи, где имеют место напряжения изначально более высокие, чем в рассмотренных зонах А и Б. Положение зоны В обычно соответствует поверхности контакта между резко различными по возрасту, составу, трещиноватости и формам и залегания массивами горных пород или слоистых толщ. Часто это граница между породами осадочного чехла и кристаллического фундамента. Такую границу геологи описывают как стратиграфическое несогласие. Она резкая, неровная, как погребенный горный рельеф, под ней лежит древняя зона экзогенной трещиноватости или даже древняя кора выветривания. Массив фундамента разбит тектоническими разрывами, имеет блоковое строение. По разрывам продолжаются медленные движения, которым в платформенном чехле соответствуют флексуры и плакантикли- нали, развивающиеся унаследованно. Именно в этой сейсмогенерирующей зоне чаще всего возникают очаги техногенных землетрясений, связанные с эксплуатацией вышележащих продуктивных горизонтов в осадочных отложениях.
Например, на газовых месторождениях Скалистых гор (Канада) через 10 лет после начала их эксплуатации площадными сейсмическими наблюдениями, проведенными с 16 сентября по 8 октября 1980 г., зарегистрировано 146 землетрясений с М < 3,4. Залежи газа приурочены к известнякам в интервале глубин 3—5 км, а очаги землетрясений располагались на глубине 5—6 км, что соответствует контакту между докембрийским массивом магматических и метаморфических горных пород и слоистой толщей палеозойских осадочных пород. Подавляющее число техногенных землетрясений, возникающих при эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых, также относится к данному типу.
Сейсмогенерирующая зона Г — это зона очагов коровых землетрясений, расположенная на глубинах 10—20 км. Возникающие здесь землетрясения относятся к наведенным лишь по времени их соответствия техногенным воздействиям на вышележащие пласты. Многие исследователи считают, что техногенные воздействия являются вторичными по отношению к мощным необратимым тектоническим процессам, подготавливающим коровые землетрясения, т.е. выполняют роль «спускового крючка».
Примерами наведенных землетрясений типа Г являются три самых сильных землетрясения, связанных с разработкой залежей газа, которые произошли в районе газового месторождения Газли (Узбекистан) в 1976 (М= 7,0; /0 = 9) и 1984 (М= 7,3; /0 = 9—10) годах. Месторождение расположено в осадочном чехле над крупной древней разломной структурой в фундаменте Туранской плиты. Этот район до 1976 г. относился к слабосейсмичной зоне Западного Узбекистана (Плотникова и др., 1994). Эксплуатация месторождения началась в 1962 г., и до 1976 г. было отобрано 60% запасов газа (300 млрд м3). Разработка проводилась с избирательным внедрением контурной пластовой воды в газовые залежи по проницаемым слоям и прослоям, что существенно повысило уровень газоводного контакта. В 1974-1975 гг. фиксировались толчки с магнитудой от 1,5 до 4,0. Они явились форшоками землетрясения 1976 года. В 1981 г. отмечено перераспределение давления по месторождению, в 1982— 1983 гг. пластовое давление в восточной части месторождения повысилось за счет активного напора пластовой воды. Частота повторения мелких землетрясений в это время коррелировала с объемом и скоростью внедряемой воды.
О техногенном характере Газлийских землетрясений свидетельствует ряд факторов: до начала интенсивной эксплуатации месторождения в этом районе временной промежуток между разрушительными землетрясениями в одном и том же месте составлял сотни и более лет; случаи, когда три 9- и 10-балльных землетрясения произошли за столь короткий промежуток времени (8 лет) в одном месте, неизвестны; эпицентральная зона землетрясения 1984 г. находится в районе залежи.
Исследователями (Плотникова и др., 1994; Лобацкая, Корф, 1997) указываются разные причины возникновения Газлийских землетрясений, однако все они прямо или косвенно связаны с эксплуатацией месторождения: сброс напряжений вследствие смещения по разлому, залегающему ниже залежи; нарушение изостазии земной коры, вызванной неравномерным перераспределением давления по площади месторождения.
Известны землетрясения с магнитудами более 5, индуцированные искусственными взрывами. Через 2—3 суток после испытаний на Семипалатинском ядерном полигоне фиксировались землетрясения в пределах Северного Тянь-Шаня, вызванные подвижками по разломам, удаленным от полигона на несколько сотен километров. А.В. Николаев (1994) считает, что разрушительные землетрясения в Газли в 1976, 1984 гг. были спровоцированы ядерными взрывами в Семипалатинске. Эти и еще 9 менее крупных землетрясений произошли в двухнедельный срок после взрывов. Гипотеза о влиянии взрывов на момент начала землетрясения не снимает гипотезы о происхождении землетрясений от откачки газа, но только дополняет ее, указывает возможность определить момент землетрясения. Место же его определяет гипотеза о влиянии отбора газа на напряженное состояние земной коры.
Наведенная сейсмичность на эксплуатируемых месторождениях полезных ископаемых тесно связана с оседанием земной поверхности. Основные причины оседания (Барабанов, 1994): отбор флюида непосредственно из пласта и его уплотнение, сопровождающееся подвижками вдоль границ вышележащих блоков; отток грунтовых и подземных вод из приповерхностных частей разреза в глубинные зоны; механическая суффозия, выражающаяся в выносе песка и других мелких фракций из пласта через скважины. Отсюда следуют и наиболее грозные последствия оседания: необратимые деформации земной поверхности, приводящие к разрушению зданий, дорог, коммуникаций, заболачиванию и затоплению площадей, сейсмической неустойчивости. Оседание поверхности приводит к возникновению горизонтальных напряжений, освобождающихся через горизонтальные смещения.
Следует отметить, что имеются проекты по использованию индуцированной сейсмичности для превентивного снятия напряжений в сейсмоактивных зонах, особенно там, где имеются объекты, разрушение которых может привести к тяжелым экологическим последствиям (АЭС, химические производства и др.). Например, в штате Огайо (США) вблизи атомной станции в Пери (Кливленд) сооружена серия нагнетательных скважин, вызывающих сейсмические события с глубинами очагов от 1 до 3 км и магнитудами до 4,9 (31.01.1986 г.), что приводит к постепенной разрядке напряжений и, предположительно, к устранению возможного сильного сейсмического толчка в непосредственной близости от станции (Лобацкая, Кофф, 1997).
Подводя итог сказанному в данной главе, отметим:
1) основные события, побудившие ученых к изучению возбужденных землетрясений, произошли в десятилетие, которое предшествовало 1976 г., известному как год наибольшей сейсмической активности XX в.; к этому времени в недрах накопились значительные напряжения, которые были в ряде мест высвобождены инженерными воздействиями до завершения подготовки очага землетрясения;
2) все возбужденные и наведенные землетрясения произошли в областях в той или иной мере сейсмоактивных: можно утверждать, что возбужденные землетрясения происходят в подвижных частях литосферных плит, где формируются поля тектонических напряжений, но нельзя утверждать обратное, что всякая закачка воды и всякое водохранилище в сейсмоактивной зоне приведет к возникновению возбужденных землетрясений;
3) возбужденные и наведенные землетрясения имеют малую глубину очага (обычно от 1 до 10 км), поэтому при максимальных магнитудах М = 6 и М = 7, которых они пока достигали, эти землетрясения носят разрушительный характер с интенсивностью до 9 баллов в локальной эпицентральной области;
4) отмечаются закономерности: во-первых, чем больше скорость нарастания напора в водохранилище или скважине, тем больше рост сейсмической активности (эта закономерность использована при наполнении Нурекского водохранилища на реке Вахш глубиной до 250 м, где удалось избежать ощутимых землетрясений медленным подъемом уровня); во-вторых, максимальные землетрясения обычно приурочены к максимальным уровням водохранилищ;
5) факты и закономерности, найденные учеными разных стран в годы интенсивного исследования проблемы (1963—1995), позволили в дальнейшем избежать ущерба от своеобразного загрязнения геологической среды перенапряжением. В частности, Италия отказалась от добычи газа на шельфе Адриатического моря, чтобы не подвергать Венецию наведенным землетрясениям и погружению.
Наведенная сейсмичность
Исследование взаимодействия объектов человеческой деятельности и геологической среды является исключительно важным научным и практическим вопросом современности, так как геологические факторы все чаще становятся причинами крупных техногенных катастроф. Одной из таких серьезных причин является наведенная (техногенная, возбужденная) сейсмичность (Иванов, Тржцинский, 2001).
Изучением вопросов природы наведенной сейсмичности занимались В. В. Адушкин (1994), В. Л. Барабанов (1994), М. Г. Дубиня (1994), Г. С. Золотарев (1983), А. В. Николаев (1994), Н. И. Николаев (1977), И. В. Померанцева (1994), В. С. Пономарев (1994), А. Н. Ромашов (1994), С. И. Рыбников (1994), Л. Н. Солодилов (1994), А. А. Спивак (1994), С. Б. Турунтаев (1994) и многие другие ученые.
Что означает термин «наведенная сейсмичность»? В нашей научной литературе иногда под этим термином понимают два разных процесса «инициирование» и «возбуждение» (Николаев, 1994). « Инициирование» — это воздействие на очаг готового землетрясения. « Возбуждение» — это воздействие на определенную зону; земной коры, вызывающее одно или рой землетрясений, которые , без такого воздействия не произошли бы. Причем это могут быть как природные, так и антропогенные (или техногенные) воздействия. К природным факторам наведенной сейсмичности относятся такие, в настоящее время еще не достаточно глубоко изучены такие факторы, как приливные деформации, связанные с фазами Луны и Солнца, изменение скорости вращения Земли, солнечная активность, инициирование землетрясений землетрясениями, погодные явления. К антропогенным или техногенным факторам наведенной сейсмичности относятся возведение и эксплуатация крупных водохранилищ, мощные промышленные и атомные взрывы, добыча полезных ископаемых и даже запуски тяжелых космических ракет. В настоящей главе речь пойдет о наведенной сейсмичности, связанной с антропогенными (техногенными) факторами. Причем в данном случае этот термин будет носить двоякий смысл, о котором говорилось раньше, то есть будут рассмотрены как сейсмичные районы, так и асейсмичные. В первом случае наведенная сейсмичность является главным образом инициирующим фактором, а во втором случае — возбуждающим фактором (Иванов, Тржцинский, 2001).
До сих пор нет единой и законченной физической и математической теории или модели, которые бы удовлетворительно объясняли механизм наведенной сейсмичности. В случае строительства и заполнения крупных водохранилищ на проблему генезиса и механизма возбужденной сейсмичности имеются разные точки зрения. Перечислим некоторые из них:
· влияние веса воды,
· изменение напряжений в элементах земной коры, вызванные водной нагрузкой и скоростью изменения уровня водохранилища,
· влияние порово-трещинного давления, которое нейтрализует геостатическую нагрузку, уменьшает трение в горных породах, изменяет их прочность, нагрузку и т. д.
В случае разработки нефтяных и газовых месторождений причиной возбуждения тектонического землетрясения может стать:
· извлечение и закачка флюида (жидкости),
· изменение пластового давления и пластовой температуры,
· прямая просадка (оседание) поверхности и т. д.
При добыче твердых полезных ископаемых, при проходке шахт наблюдаются горные удары, то есть внезапное взрывоподобное разрушение горных выработок, сопровождающееся излучением сейсмических волн. Но кроме горных ударов наблюдаются сейсмические события, которые не сопровождаются разрушением выработок, но происходит излучение сейсмических волн. Эти события называются толчками. Например, на шахтах Североуральского бокситового рудника ежегодно, начиная с 1981 года (год установки сейсмометрической аппаратуры), регистрируются около тысячи сейсмических событий с энергией от 102 до 109 Дж. Согласно представлениям ряда исследователей, появление наведенной сейсмичности при добыче твердых полезных ископаемых обусловлено техногенным внедрением в сильно энергонасыщенные горные породы (Пономарев и др., 1994). В этом случае вводится новое понятие об активной и пассивной геологической среде.
Подземные ядерные взрывы (ПЯВ), с одной стороны, могут инициировать тектонические землетрясения, являющиеся результатом триггерного (эффект спускового крючка) высвобождения напряжений, накопленных геологической средой, с другой — подземные ядерные взрывы могут вызывать обвальные землетрясения, связанные с обрушением подземных полостей, образующихся при взрыве (Николаев А. В., Аниколенко В. А. и др.).
Наконец, несколько слов следует сказать о появившихся в последнее время сведениях о влиянии запусков тяжелых ракет на возникновение сильных землетрясений. По приближенным оценкам, справедливость которых уже подтверждена частично экспериментальными данными (Рыбников, 1994), при определенных геофизических условиях техногенно спровоцированные вариации атмосферного давления над литосферными плитами могут послужить триггерным, спусковым фактором на их напряженно-деформированные границы и спровоцировать сейсмические толчки.
Наведенная сейсмичность, обусловленная гидротехническими объектами. Накопленные материалы о проявлении наведенной сейсмичности, связанной со строительством крупных гидроэлектростанций, сопровождающихся заполнением больших водохранилищ, ставят особенно остро проблему возникновения сейсмичности в связи с инженерной деятельностью человека. Особые осложнения при этом возникают из-за необычных параметров этих землетрясений, так как частота повторения и интенсивность наведенных землетрясений часто оказывается выше нормальной для данного региона, а очаги землетрясений располагаются в непосредственной близости от водохранилищ. При этом в мировой практике известно несколько случаев, когда землетрясения, вызванные заполнением водохранилищ, приводили к разрушению строительных объектов, плотин, вызывали человеческие жертвы (Иванов, Тржцинский, 2001).
Проблема возникновения землетрясений в связи с нагрузкой на геологическую среду от водных масс крупных водохранилищ в разных частях мира стала предметом озабоченности различных исследователей и вызвала значительный международный интерес. В США ей уделяют внимание такие влиятельные правительственные учреждения, как Национальная океаническая служба, Геологическая служба и т. д. В бывшем СССР были построены такие крупные водохранилища и гидроэлектростанции, как: Ингурская на реке Ингури в Грузии, высота плотины 271 м; Саяно-Шушенская на Енисее высотой плотины 245 м и др.
В некоторых случаях, особенно в сейсмических районах, очень трудно отличить природную сейсмичность от наведенной, что приводит некоторых исследователей к определенному пессимизму в изучении причин наведенной сейсмичности. В настоящее время выделяют три типа сейсмической активности, связанной с водохранилищами, по величине выделяемой сейсмической энергии.
Первый тип — это микросейсмичность, которая регистрируется высокочувствительными сейсмическими приборами, если они были вставлены в момент строительства и заполнения водохранилища. В этом случае регистрируются в основном землетрясения с магнитудой М < 2. Как правило, процесс проявления такой сейсмичности коррелируется с колебаниями уровня воды в водохранилище.
Ко второму типу относится усиление локальной сейсмичности во время заполнения водохранилища с проявлением уже достаточно ощутимых землетрясений с магнитудами М = 3—5. Землетрясения такой силы до заполнения водохранилища не происходили.
К третьему типу относятся случаи возникновения сильных, разрушительных землетрясений, способных вызвать катастрофические последствия и людские жертвы. Как правило, эти события сопровождаются длительной серией форшоков и афтершоков, связанных с заполнением водохранилища. В целом накопленный к настоящему времени статистический материал говорит о том, что наведенная сейсмичность в большинстве случаев — естественный процесс разрядки напряжений, и водохранилище может его усилить и ускорить или ослабит. В мягких грунтах, спокойно залегающих осадочных горных пород, не накапливаются напряжения, и это не приводит к выделению сейсмической энергии при заполнении водохранилищ водой. Подтверждением этому выводу является пример водохранилища Серре-Понсон во Французских Альпах. Плотина водохранилища располагается в зоне распространения сжимаемых грунтов, накопление напряжений в которых незначительно. После заполнения водохранилища здесь не произошло ни одного землетрясения. В отличие от ситуации в районе плотины Серре-Понсон водохранилище Койна (Индия) располагается на базальтовых лавах, которые способны накапливать значительное количество скрытой упругой энергии, готовой выделиться в виде землетрясений. Распространение в пределах зон водохранилищ трещиноватых пород с блоковой тектоникой, разломами, с гетерогенными подстилающими породами также способствует возникновению сотрясений земной поверхности. Необходимое условие для проявления землетрясений в районах водохранилищ — наличие ранее существовавших разломов. Отсутствие таковых в определенной степени объясняет асейсмичность многих эксплуатируемых в настоящее время водохранилищ.
Наведенная сейсмичность, обусловленная ядерными взрывами. Сейсмические явления, наведенные подземными или подводными ядерными взрывами (ПЯВ), обнаруживаются в виде толчков разной интенсивности — роя землетрясений. При этом источником роя землетрясений могут служить, как тектонические процессы, связанные с подвижкой отдельных структурных блоков геологической среды, так и процессы, сопутствующие обрушению камуфлетной плоскости так называемые коллапсы. Коллапсом во взрывной сейсмологии называется частичное обрушение пород еЬ свода подземной камеры, образовавшейся при камуфлетном подземном ядерном взрыве (Иванов, Тржцинский, 2001).
Наведенная сейсмичность, обусловленная добычей полезных ископаемых. Согласно В. Л. Барабанову (1994) выделяют четыре типа техногенных землетрясений (А, Б, В, и Г), вызванных разработкой полезных ископаемых.
К наведенным землетрясениям типа А относятся такие, которые возникают при добыче (откачке) жидких полезных ископаемых когда отбор флюида из пласта приводит к нарушению геостатического равновесия
Наведенные землетрясения типа Б связаны непосредственно с продуктивным пластом. Классические случаи техногенных землетрясений — это горные удары, а также гидроразрыв пласта при увеличении порового давления в пласте, при нагнетании в пласт жидкости
Землетрясения типа В происходят в зоне, которая располагается ниже залежи полезного ископаемого, как правило, между резко дифференцированными по образованию и залеганию горными породами. Эта Зона характеризуется повышенной концентрацией дизъюнктивных нарушений различного типа по сравнению с нижележащими кристаллическими породами
Землетрясения типа Г связаны с сейсмогенными зонами, расположенными на глубинах 10—20 км, и их в какой-то степени можно условно отнести к типу наведенных землетрясений. Землетрясения, произошедшие на глубине 1-0-—20 км, относятся к наведенным землетрясениям по факту Совпадения времени их происхождения с техногенным воздействием на вышележащие пласты. Большинство Исследователей считают, что техногенные воздействия в данном сдучае выполняют роль «триггера» или «спускового крючка» сильного тектонического землетрясения, связанного с необратимыми тектоническими процессами.
Так как землетрясения по существу представляют собой процесс разрядки накопляющихся в течение длительного времени тектонических напряжений, то в принципе возможна борьба с землетрясениями путем закачки воды под давлением в глубокие скважины или производства серии глубоких взрывов, вызываемых в сейсмическом очаге с таким расчетом, чтобы препятствовать чрезмерному накоплению напряжений, способных создать разрушительные землетрясения, и своевременно разряжать сейсмическую область путем ряда слабых толчков. Уже в настоящее время человек располагает возможностью создавать такие толчки. « Мощность крупных ядерных взрывов всего в тысячу раз меньше таких крупнейших землетрясений, как Чилийское (1960 г.) и Аляскинское (1964 г.), мощность которых оценивалась в 1025 эрг» (Сергеев, 1982), поскольку от искусственно вызываемых толчков требуется не выделение энергии крупнейших землетрясений, а лишь оказание триггерного действия, то уже в настоящее время можно провоцировать несильные землетрясения, имеющие целью разрядку накопившихся тектонических напряжений; надо только знать, где и когда они должны быть осуществлены. Понятно, что таким работам должны предшествовать серьезные исследования естественного процесса накопления и разрядки тектонических напряжений, однако решение этой задачи — вопрос только времени (Тер-Степанян, 1985).