Localization of the Source of a Strong Historical Earthquake in Central Tuva Using Folklore-Historical and Paleoseismological Data

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article presents the results of studies of the source of a strong earthquake in Central Tuva. The studies were carried out using both the widespread geological and geomorphological approach of paleo-seismological orientation, and the methods of historical seismology. Primary information about the source and its location was found in folklore sources with a toponymic reference, using which traces of the earthquake were found and mapped on the field. Traces of earthquakes are confirmed by seismic ruptures in the zone of the Ulugkhem active fault and secondary evidences. Preliminary dating of the event is 1715‒1758, magnitude Mw = 6.5‒7.0. The intensity of the earthquake at the epicenter reached VIII–IX (ESI-2007 scale). In the zone of the Ulugkhem active fault, the consequences of the catastrophic explosion of 1950, which led to human casualties and destruction, were mapped. The results of the research make it possible to clearly define the northern boundary of the Kyzyl intermountain basin as a fault with reverse-sinistral kinematics of displacements in the Holocene, and identification of the epicentral zone of a historical earthquake is necessary to assess the seismic hazard of the most densely populated region of Tyva Republic.

About the authors

A. N. Ovsyuchenko

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences; Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ovs@ifz.ru
Russia, 123995, Moscow, Bol’shaya Gruzinskaya St. bld. 10; Russia, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane bld. 7

Y. V. Butanayev

Tuva Institute for the Integrated Development of Natural Resources SB RAS; Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: ovs@ifz.ru
Russia, 667010, Republic of Tyva, Kyzyl, Internatsionalnaya St. bld. 117a; Russia, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane bld. 7

N. G. Koshevoy

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences; Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: ovs@ifz.ru
Russia, 123995, Moscow, Bol’shaya Gruzinskaya St. bld. 10; Russia, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane bld. 7

References

  1. Александровский Ю.С., Алексеенко В.Д., Беляев Г.М., Блюман Б.А., Булычев А.В., Должковой Б.М., Кудрявцев В.Е., Кухаренко Е.А., Минаков А.Н., Минина Е.А., Мухин В.Н., Никитина Л.С., Попова Н.Н., Радюкевич Н.М., Сахибгареев Ю.З., Шор Г.М. Государственная геологическая карта Российской Федерации. ‒ М-б 1 : 1 000 000 (третье поколение). ‒ Лист М-46 – Кызыл. ‒ СПб.: ВСЕГЕИ, 2008. 349 с.
  2. Аржанников С.Г. Палеосейсмодислокации в зоне влияния Оттугтайгино-Азасского разлома (Восточная Тува) // Геология и геофизика. 2000. Т. 41. № 11. С. 1501‒1510.
  3. Аржанников С.Г., Зеленков П.Я. Сильные палеоземлетрясения хребта Академика Обручева (Восточная Тува). ‒ В сб.: Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. ‒ Под ред. В.И. Уломова. ‒ М.: ОИФЗ РАН, 1995. Вып. 2–3. С. 323‒330.
  4. Аржанников С.Г., Аржанникова А.В. Палеосейсмогенная активизация Большеозерского сегмента Эрзино-Агардагского разлома // Вулканология и сейсмология. 2009. № 2. С. 56–66.
  5. Бачманов Д.М., Кожурин А.И., Трифонов В.Г. База данных активных разломов Евразии // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 711‒736. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0314
  6. Бутанаев Ю.В., Овсюченко А.Н., Сугоракова А.М. Первые результаты историко-сейсмологического анализа тувинского фольклора для оценки сейсмической опасности Республики Тыва // Новые исследования Тувы. 2018. № 3. С. 190‒204. https://doi.org/10.25178/nit.2018.2.12
  7. Вдовин В.В., Зеленков П.Я. Сейсмогенные формы рельефа Тувы и Западного Саяна. ‒ В кн.: Закономерности развития рельефа Северной Азии. ‒ Под ред. В.А. Николаева, Н.А. Флоренсова. ‒ Новосибирск: Наука, 1982. С. 99–106.
  8. Геологическая карта России и прилегающих акваторий. ‒ М-б 1 : 2 500 000. ‒ Под ред. О.В. Петрова. ‒ СПб.: ВСЕГЕИ, ВНИИОкеангеология, 2016. 1 л.
  9. Гвишиани А.Д., Дзебоев Б.А., Сергеева Н.А., Белов И.О., Рыбкина А.И. Зоны возможного возникновения эпицентров значительных землетрясений в регионе Алтай-Саяны // Физика Земли. 2018. № 3. С. 18‒28. https://doi.org/10.7868/S000233371803002X
  10. Гладков А.С., Лунина О.В. Сейсмиты юга Восточной Сибири: проблемы и перспективы изучения // Геодинамика и тектонофизика. 2010. Т. 1. № 3. С. 249–272. https://doi.org/10.5800/GT-2010-1-3-0020
  11. Глушков Ю.В., Куртенков К.Е., Покояков С.Н., Орехова О.И., Гуменюк А.А., Гуменюк М.А., Куртенкова Т.В. Групповая геологическая съемка масштаба 1 : 50 000 и общие поиски полезных ископаемых на Элегестской площади в пределах листов M-46-8-Г; -9-А, Б, В, Г; -10-A, B; -20-В, Г; -21-А, Б, В, Г; -22-A, B; -33-А, Б. ‒ Кызыл: Тувинская ГРЭ, ГГП Красноярскгеология, 1991. 988 с.
  12. Горбатов Е.С., Разумный С.Д., Стрельников А.А., Родина С.Н. Выявление Чупинской сейсмогенной структуры (Северная Карелия) и параметризация палеоземлетрясений в районе Кандалакшского грабена // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47. № 1. С. 24–50. https://doi.org/10.21455/VIS2020.1-2
  13. Деев Е.В. Зоны концентрации древних и исторических землетрясений Горного Алтая // Физика Земли. 2019. № 3. С. 71–96. https://doi.org/10.31857/S0002-33372019371-96
  14. Жалковский Н.Д., Кучай О.А., Мучная В.И. Сейсмичность и некоторые характеристики напряженного состояния земной коры Алтае-Саянской области // Геология и геофизика. 1995. Т. 36. № 10. С. 20‒30.
  15. Зеленков П.Я. Сейсмогенные деформации земной поверхности Западного Саяна. ‒ В кн.: Сейсмогеология восточной части Алтае-Саянской горной области. ‒ Под ред. В.П. Солоненко, В.А. Николаева. ‒ Новосибирск: Наука, 1978 С. 28–42.
  16. Зятькова Л.К. Структурная геоморфология Алтае-Саянской горной области. ‒ Под ред. В.А. Николаева. ‒ Новосибирск: Наука, 1977. 215 с.
  17. Колямкин В.М., Поваров М.Ю., Александровский Ю.С., Алясев В.А., Берзон Е.И., Петрухина О.Н., Минина В.С., Шаталина Т.А., Сосновская О.В., Кореневская Т.Н., Пиманова Г.П. Геологическое доизучение масштаба 1 : 200 000 листа М-46-V (Кызыл). ‒ Красноярск: Красноярскгеолсъемка, 2015. 392 с.
  18. Масарский С.И., Рейснер Г.И. Новейшие тектонические движения и сейсмичность Западного Саяна и Западной Тувы. ‒ Под ред. В.А. Петрушевского. ‒ М.: Наука, 1971. 156 с.
  19. Минина Е.А., Борисов Б.А. Карта четвертичных отложений Тувинской АССР. ‒ М-б 1 : 500 000. ‒ Объяснительная записка. ‒ Л.: ВСЕГЕИ. 1988. 120 с.
  20. Моссаковский А.А., Руженцев С.В., Самыгин С.Г., Хераскова Т.Н. Центрально-Азиатский складчатый пояс: геодинамическая эволюция и история формирования // Геотектоника. 1993. № 6. С. 3–32.
  21. Мушкетов И.В., Орлов А.П. Каталог землетрясений Российской империи. ‒ СПб.: Типогр. Императорской Академии наук, 1893. 582 с.
  22. Никонов А.А. Землетрясения в легендах и сказаниях // Природа. 1983. № 11. С. 66–75.
  23. Никонов А.А. Терминология и классификация сейсмогенных нарушений рельефа // Геоморфология. 1995. № 1. С. 4‒10.
  24. Никонов А.А. О сильнейших исторических землетрясениях и сейсмическом потенциале Горного Алтая // Физика Земли. 2005. № 1. С. 36‒50.
  25. Никонов А.А., Медведева Н.С., Шварев С.В., Флейфель Л.Д. Главные особенности развития сейсмического процесса 2011–2012 гг. в Республике Тыва (прогностический аспект) // Вестн. ОНЗ РАН. 2012. № 4. NZ5001. https://doi.org/10.2205/2012NZ000113
  26. Никонов А.А., Нечаев С.Ю., Флейфель Л.Д. О сейсмичности Алтайского региона во второй половине XVIII века. ‒ В сб.: Необычные и экстремальные явления XVIII века. ‒ Под ред. Н.В. Колпаковой. ‒ СПб.: БАН, 2019. Вып. 2. С. 152‒188.
  27. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. ‒ Отв. ред. Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин. ‒ М.: Наука, 1977. 535 с.
  28. Овсюченко А.Н., Бутанаев Ю.В., Мараханов А.В., Ларьков А.С., Новиков С.С., Кужугет К.С. О повторяемости сильных сейсмических событий в районе Тувинских землетрясений 2011–2012 гг. по данным палеосейсмологических исследований // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 11. С. 1784–1793. https://doi.org/10.15372/GiG20171112
  29. Овсюченко А.Н., Бутанаев Ю.В., Сугоракова А.М., Ларьков А.С., Мараханов А.В. Исследования Каахемской системы активных разломов в Туве: сегментация и модель характерных землетрясений // Геосферные исследования. 2019. № 1. С. 6–16. https://doi.org/10.17223/25421379/9/1
  30. Овсюченко А.Н., Бутанаев Ю.В., Тулуш Д.К. Палеосейсмологические и археосейсмологические исследования южной части хребта Танну-Ола // Природные ресурсы: Среда и общество. 2019. № 4. С. 26–33.
  31. Овсюченко А.Н., Новичихин А.М., Быхалова О.Н., Рогожин Е.А., Корженков А.М., Ларьков А.С., Бутанаев Ю.В., Лукашова Р.Н. Междисциплинарное датирование Утришских сейсмодислокаций: к локализации очага сильного исторического землетрясения на Западном Кавказе // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46. № 3. С. 32‒49. https://doi.org/10.21455/VIS2019.3-4
  32. Панин А.В. Первые данные о позднеголоценовой сейсмике юго-западного замыкания Байкальской рифтовой зоны // ДАН. 2011. Т. 438. № 1. С. 76–81.
  33. Прудников С.Г. Морфоструктурное районирование территории Саяно-Тувинского нагорья // География и природные ресурсы. 2016. № 3. С. 111‒117. https://doi.org/10.21782/GiPR0206-1619-2016-3
  34. Раковец О.А. Неотектоника Тувы. // Сейсмогеология восточной части Алтае-Саянской горной области. ‒ Под ред. В.П. Солоненко, В.А. Николаева. ‒ Новосибирск: Наука, 1978. С. 48‒58.
  35. Рогожин Е.А. Очерки региональной сейсмотектоники. ‒ М.: ИФЗ РАН, 2012. 340 с.
  36. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Мараханов А.В. Сильнейшие землетрясения на юге Горного Алтая в голоцене // Физика Земли. 2008. № 6. С. 31‒51.
  37. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Ларьков А.С. Очаг сильного землетрясения как геологический объект // Геотектоника. 2021. № 3. С. 3‒30. https://doi.org/10.31857/S0016853X21030073
  38. Родкин М.В., Никонов А.А., Шварев С.В. Оценка величин сейсмических воздействий по нарушениям и смещениям в скальных массивах // Геодинамика и тектонофизика. 2012. Т. 3. № 3. С. 203‒237. https://doi.org/10.5800/GT-2012-3-3-0072
  39. Самдан А.А. Тувинские монголоязычные летописи. ‒ Под ред. А.Д. Цендиной. ‒ Абакан: ТИГПИ, 2016. 185 с.
  40. Самдан З.Б. Миф в фольклорной традиции тувинцев. ‒ Отв. ред. М.М.-Б. Харунова ‒ Новосибирск: Наука, 2016. 180 с.
  41. Сафьянов И.Г. Тува в прошлом. ‒ Т. 1. ‒ Художественное творчество тувинского народа. ‒ М.: ТувИГИ, 2012. 232 с.
  42. СКЗ ОСР-2012. Специализированный каталог землетрясений Северной Евразии для общего сейсмического районирования территории Российской Федерации. ‒ Отв. ред. В.И. Уломов. ‒ М.: 2012. www.seismorus.ru
  43. Татевосян Р.Э., Мокрушина Н.Г. Макросейсмические сведения об Алтайских землетрясениях 1764–1913 гг. // Вопросы инженерной сейсмологии. 2014. Т. 41. № 4. С. 25–56.
  44. Трифонов В.Г., Караханян А.С. Геодинамика и история цивилизаций. ‒ Под ред. Ю.Г. Леонова. ‒ М: Наука, 2004. 668 с. (Тр. ГИН РАН; Вып. 553).
  45. Трифонов В.Г., Кожурин А.И. Проблемы изучения активных разломов // Геотектоника. 2010. № 6. С. 79‒98.
  46. Трифонов В.Г., Зеленин Е.А., Соколов С.Ю., Бачманов Д.М. Активная тектоника Центральной Азии // Геотектоника. 2021. № 3. С. 60‒77. https://doi.org/10.31857/S0016853X21030097
  47. Хилько С.Д., Курушин Р.А., Кочетков В.М., Мишарина Л.А., Мельникова В.И., Гилева Н.А., Ласточкин С.В., Балжинням И., Монхоо Д. Землетрясения и основы сейсмического районирования Монголии. ‒ Под ред. В.П. Солоненко и Н.А. Флоренсова ‒ М.: Наука. 1985, 244 с.
  48. Чернов Г.А., Зеленков П.Я. Сейсмогеология области Западно-Тувинских поднятий. ‒ В кн.: Сейсмогеология восточной части Алтае-Саянской горной области. ‒ Под ред. В.П. Солоненко, В.А. Николаева. ‒ Новосибирск: Наука, 1978. С. 58‒68.
  49. Чипизубов А.В., Смекалин О.П. Палеосейсмодислокации и связанные с ними палеоземлетрясения по зоне Главного Саянского разлома // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 6. С. 936–947.
  50. Шпанский А.В., Михаревич М.В., Новиков И.С., Зольников И.Д., Прудников С.Г., Кальная О.И. Дискуссионные вопросы геоморфологии и палеогеографии долины Верхнего Енисея // Геоморфология. 2020. №. 3. С. 98‒105. https://doi.org/10.31857/S0435428120030104
  51. Ямских А.Ф. Осадконакопление и террасообразование в речных долинах Южной Сибири. ‒ Красноярск: КГПИ. 1993. 226 с.
  52. Arzhannikov S.G., Ivanov A.V., Arzhannikova A.V., Demonterova E.I., Jolivet M., Buyantuev V.A., Oskolkov V.A., Voronin V.I. The most recent (682‒ 792 CE.) volcanic eruption in the Jombolok lava field, East Sayan, Central Asia triggered exodus of Mongolian pre-Chinggis Khaan tribes (778–786 CE) // J. Asian Earth Sci. 2016. Vol. 125. No. 1. P. 87‒99. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.05.017
  53. Burbank D.W., Anderson R.S. Tectonic geomorphology, (Wiley&Blackwell, Chichester. GB. 2012. 2nd edn.), pp. 454.
  54. Cloetingh S., Burov E.B., Poliakov A. Lithospheric folding: primary response to compression? (from Central Asia to Paris basin) // Tectonics. 1999. Vol. 18. P. 1064–1083.
  55. Deev E., Turova I., Borodovskiy A., Zolnikov I., Pozdnyakova N., Molodkov A. Large earthquakes in the Katun Fault zone (Gorny Altai): Paleoseismological and archaeoseismological evidence // Quaternary Sci. Rev. 2019. No. 203. P. 68–89. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.11.009
  56. Delvaux D., Cloetingh S., Beekman F., Sokoutis D., Burov E., Buslov M.M., Abdrakhmatov K.E. Basin evolution in a folding lithosphere: Altai-Sayan and Tien Shan belts in Central Asia // Tectonophysics. 2013. Vol. 602. P. 194–222. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.01.010
  57. Dobretsov N.L., Buslov M.M., Delvaux D., Berzin N.A., Ermikov V.D. Meso- and Cenozoic tectonics of the Central Asian mountain belt: effects of lithospheric plate interaction and mantle plumes // Int. Geol. Rev. 1996. Vol. 38. No. 5. P. 430–466.
  58. Huang Z., Zhao D. Seismotectonics of Mongolia and Baikal rift zone controlled by lithospheric structures // Geophys. Res. Lett. 2022. No. 49. e2022GL099525. https://doi.org/10.1029/2022GL099525
  59. Korjenkov A.M., Arrowsmith J.R., Crosby C., Mamyrov E., Orlova L.A., Povolotskaya I.E., Tabaldiev K. Seismogenic destruction of the Kamenka medieval fortress, northern Issyk-Kul region, Tien Shan (Kyrgyzstan) // J. Seismology. 2006. No. 10. P. 431‒442. https://doi.org/10.1007/s10950-006-9029-8
  60. Marco S. Recognition of earthquake-related damage in archaeological sites: Examples from the Dead Sea fault zone // Tectonophysics. 2008. Vol. 453. P. 148–156. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2007.04.011
  61. McCalpin J.P. (Ed.) Paleoseismology, (Elsevier, NY. USA. 2009. 2nd edn.), pp. 613.
  62. Michetti A.M., Esposito E., Guerrieri L., Porfido S., Serva L., Tatevossian R., Vittori E., Audemard F., Azuma T., Clague J., Comerci V., Gürpinar A., McCalpin J., Mohammadioun B., Morner N.A., Ota Y., Rogozhin E. Intensity scale ESI 2007 // Spec. Pap. APAT. Memorie Descritive della Carta Geologica d’Italia. 2007. Vol. 74. pp. 41.
  63. Molev E.A., Korzhenkov A.M., Ovsyuchenko A.N., Larkov A.S. Potential traces of earthquakes in the ancient city of Kytaia, Kerch Peninsula, Crimea // Geodes. Geodynam. 2019. No. 10. P. 331‒338. https://doi.org/10.1016/j.geog.2018.03.006
  64. Nikonov A.A. “On the methodology of archaeoseimic research into historical monuments,” in Monuments and Historical Sites, Preservation and Protection. Rotterdam: Balkema, ‒ Ed. by P.G. Marinos, G.S. Koukis, (Engineer Geol. Ancient Works, 1988), P. 1315–1320.
  65. Nur A., Burgess D. Apocalypse: Earthquakes, Archaeology, and the Wrath of God. Princeton: Princeton Univ. Press, 2008. pp. 310. https://doi.org/10.2307/j.ctv1t1kfzg
  66. Obermeier S.F., Jibson R.W. Using ground-failure features for paleoseismic analysis // US Geol. Surv. Open-File Rep. 1994. No. 94‒663.
  67. Ovsyuchenko A.N., Rogozhin E.A., Marakhanov A.V., Butanaev Yu.V., Larkov A.S., Novikov S.S. Environmental effects of the 2011–2012 Tuva earthquakes (Russia): Application of ESI 2007 macroseismic scale in the Siberian mountains // Rus. J. Earth Sci. 2017. Vol. 17. No. 1. ES1002. https://doi.org/10.2205/2017ES000590
  68. Piccardi L., Masse W.B. Myth and Geology, (Geol. Soc. London, Spec. Publ. 2007. Vol. 273), pp. 350.
  69. Radziminovich Ya.B., Shchetnikov A.A. Historical earthquakes studies in Eastern Siberia: State-of the-art and plans for future // J. Asian Earth Sci. 2013. Vol. 62. P. 134–145. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2012.09.017
  70. Stiros S.C. Archaeology – A tool to study active tectonics // Eos, AGU Transact. 1988. Vol. 69. No. 50. P. 1633‒1639.
  71. Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length rupture width, rupture area, and surface displacement. // Bull. Seis. Soc. Am. 1994. Vol. 84. No. 4. P. 974‒1002.
  72. Shuttle Radar Topography Mission 1 Arc-Second Global. https://doi.org/10.5066/F7PR7TFT
  73. Esri ArcGIS Desktop, https://www.esri.com/en-us/ home/(December, 2022).
  74. FRC EGS RAS. http://www.ceme.gsras.ru (Accessed December, 2022).

Supplementary files


Copyright (c) 2023 А.Н. Овсюченко, Ю.В. Бутанаев, Н.Г. Кошевой