GeotectonicsGeotectonicsГеотектоника0016-853X3034-4972The Russian Academy of Sciences66038610.31857/S0016853X23060061GTEODZArticlesСтатьиCoseismic and Tectonic Time-Scale Deformations of an Island Arc Based on Studies of East Coast of Kamchatka Peninsula (Far East, Russia)Косейсмические и медленные тектонические деформации островной дуги по данным исследований восточного побережья полуострова Камчатка (Дальний Восток, Россия)PineginaT. K.ПинегинаТ. К.anivko@vandex.ruKozhurinA. I.КожуринА. И.anivko@vandex.ruInstitute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of SciencesИнститут вулканологии и сейсмологии ДВО РАНInstitute of Geology, Russian Academy of SciencesГеологический институт РАН01112023613014322022025Copyright ©; 2023, Т.К. Пинегина, А.И. КожуринCopyright ©; 2023, Т.К. Пинегина, А.И. Кожурин2023Т.К. Пинегина, А.И. КожуринТ.К. Пинегина, А.И. Кожуринhttps://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/660386

Geologic structure of the late Holocene accumulative marine terrace on the coast of Kamchatka Bay (Kamchatka Peninsula) has been studied. The ages and relative hypsometric position of beach ridges composing the terrace allowed us to identify two types of vertical movements of the coast: periodic fast (coseismic) and slow time-scale uplift or subsidence. Large-amplitude vertical coseismic movements (up to 1‒2 meters) occur on average once in about 1200‒1300 years, and slow movements occur at an average rate from a fraction of a millimeter to about 2 mm per year. Coseismic motions represent relaxation of elastic deformations accumulated during the interseismic interval of the seismic cycle, neither exceed them nor accumulate. Slow motions set the general trend of vertical deformations of the coast. It is assumed that the subsiding central parts of the eastern bays of Kamchatka Peninsula (Avachinsky, Kronotsky and Kamchatsky) and depressions between the eastern peninsulas (Kronotsky, Shipunsky) and the main massif of Kamchatka form an arc-parallel extension zone, which is nearest to the deep-water trench, and that extension is caused by the migration of the subducted part of the Pacific plate toward the Pacific Ocean. Under the eastern Shipunsky and Kronotsky peninsulas, the arc-normal extension of the earth’s crust of the Kamchatka segment of the Kuril-Kamchatka island arc is replaced by a zone of transverse compression.

Изучено геологическое строение позднеголоценовой аккумулятивной морской террасы на побережье Камчатского залива (п-ов Камчатка). Полученные данные о возрасте слагающих террасу береговых валов и их относительного высотного положения позволили выявить два типа вертикальных движений побережья ‒ косейсмические (периодические быстрые) и медленные однонаправленные поднятия и опускания. Крупноамплитудные, до 1‒2 м, вертикальные косейсмические движения происходят раз в ~1200‒1300 лет, средняя скорость медленных движений составляет от долей миллиметра до ~2 мм в год. Косейсмические движения представляют релаксацию упругих деформаций, накопленных в интерсеймический интервал сейсмического цикла, не превышают их и не накапливаются. Медленные движения задают общий тренд вертикальных деформаций восточного побережья п-ова Камчатка. Предположено, что опускающиеся центральные части восточных заливов п-ова Камчатка (Авачинского, Кроноцкого и Камчатского) и понижения между восточными полуостровами (Шипунским и Кроноцким) и основным массивом п-ова Камчатка образуют ближайшую к глубоководному желобу зону растяжения островной дуги, вызванной миграцией погруженной части Тихоокеанской плиты в сторону Тихого океана. Под восточными Шипунским и Кроноцким полуостровами эта зона растяжения сменяется зоной поперечного сжатия земной коры Камчатского сегмента Курило‒Камчатской островной дуги.

island arcsubductioncoseismic and interseismic deformationslong-scale vertical movementsKamchatka PeninsulaKamchatsky BayKronotsky PeninsulaShipunsky Peninsulaостровная дугасубдукциякосейсмические и интерсейсмические деформациидлиннопериодные вертикальные движенияп-ов КамчаткаКамчатский заливп-ов Кроноцкийп-ов ШипунскийБазанова Л.И., Брайцева О.А., Дирксен О.В., Сулержицкий Л.Д., Данхара Т. Пеплопады крупнейших голоценовых извержений на траверсе Усть-Большерецк-Петропавловск-Камчатский: источники, хронология, частота // Вулканология и сейсмология. 2005. № 6.С. 30–46.Базанова Л.И., Брайцева О.А., Пузанков М.Ю., Сулержицкий Л.Д. Катастрофические плинианские извержения начальной фазы формирования Молодого конуса вулкана Авачинский (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2003. № 5. С. 20–40.Брайцева О.А., Базанова Л.И., Мелекесцев И.В., Сулержицкий Л.Д. Крупнейшие голоценовые извержения вулкана Авачинский на Камчатке (этап 7250‒3700 14С лет назад) // Вулканология и сейсмология. 1998. № 1. С. 3–24.Гордеев Е.И., Гусев А.А., Левина В.И., Леонов В.Л., Чебров В.Н. Мелкофокусные землетрясения п-ва Камчатка // Вулканология и сейсмология. 2006. № 3. С. 28–38.Гордеев Е.И., Гусев А.А., Левина В.И., Леонов В.Л., Чебров В.Н. Сейсмотектоника полуострова Камчатка // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2005. № 1. С. 24–32.Кожурин А.И., Пономарева В.В., Пинегина Т.К. Деформация островной дуги, расположенной над краем погружающейся плиты: пример Камчатки. ‒ В кн.: Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ фанерозоя. ‒ Мат-лы XLIII Тектонического совещания, 2–5 февраля, г. Москва. ‒ М.: ГЕОС, 2010. Т. 1. С. 319–323.Ландер А.В., Пинегина Т.К. Моделирование очагов сильнейших палеоземлетрясений Южной Камчатки. ‒ В кн.: Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. ‒ Отв. ред. Д.В. Чебров ‒Тр. 6-ой научно-техн. конф. 1–7 октября 2017, г. Петропавловск-Камчатский. ‒ Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2017. С. 221–225.Певзнер М.М., Пономарева В.В., Мелекесцев И.В. Черный Яр – реперный разрез голоценовых маркирующих пеплов северо- восточного побережья Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1997. № 4. С. 3–18.Пинегина Т.К., Базанова Л.И. Новые данные о параметрах исторических цунами на побережье Авачинского залива (Камчатка) // Вестн. КРАУНЦ. Сер.: Науки о Земле. 2016. Вып. 31. № 3. С. 5–17.Пинегина Т.К. Вероятная сегментация Камчатской зоны субдукции по палеосейсмологическим данным. ‒ В кн.: Вулканизм и связанные с ним процессы. ‒ Мат-лы XXIV ежегодной научн. конф., посвященной Дню вулканолога, 29–30 марта 2021 г., г. Петропавловск-Камчатский. ‒ ИВиС ДВО РАН, 2021. С. 102–104.Пинегина Т.К. Пространственно-временное распределение очагов цунамигенных землетрясений тихоокеанского и беринговоморского побережий Камчатки по отложениям палеоцунами. ‒ Автореф. дис. … д. г.м.-н. ‒ М.: ИО РАН, 2014. 43 с.Пинегина Т.К., Кожурин А.И., Пономарева В.В. Оценка сейсмической и цунамиопасности для поселка Усть-Камчатск (Камчатка) по данным палеосейсмологических исследований // Вестн. КРАУНЦ. Сер.: Науки о Земле. 2012. Вып. 19. № 1. С. 138–159.Пинегина Т.К., Кравчуновская Е.А., Ландер А.В., Кожурин А.И., Буржуа Дж., Мартин Е.М. Голоценовые вертикальные движения побережья полуострова Камчатский (Камчатка) по данным изучения морских террас // Вестн. КРАУНЦ. Сер.: Науки о Земле. 2010. Вып. 15. № 1. С. 100–116.Atwater B.F., Furakawa R., Hemphill-Haley E., Ikeda Y. et al. Seventeenth-century uplift in eastern Hokkaido, Japan // The Holocene. 2004. Vol. 14. № 4. P. 487–501.Bourgeois J. A movement in four parts? // Nature. 2006. Vol. 440. P. 430–431.Bourgeois J., Pinegina T.K. The 1997 Kronotsky earthquake and tsunami and their predecessors, Kamchatka, Russia // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2018. Vol. 18. № 1. P. 335–350.Braitseva O.A., Melekestsev I.V., Ponomareva V.V., Sulerzhitsky L.D. The ages of calderas, large explosive craters and active volcanoes in the Kuril–Kamchatka region, Russia // Bull. Volcanol. 1995. Vol. 57. № 6. P. 383–402.Braitseva O.A., Ponomareva V.V., Sulerzhitsky L.D., Melekestsev I.V., Bailey J. Holocene key-marker tephra layers in Kamchatka, Russia // Quaternary Research. 1997. Vol. 47. P. 125–139.Kozhurin A., Acocella V., Kyle P.R., Lagmay F.M., Melekestsev I.V., Ponomareva V., Rust D., Tibaldi A., Tunesi A., Corazzato C., Rovida A., Sakharov A., Tengonciang A., Uy H. Trenching studies of active faults in Kamchatka, Eastern Russia: Palaeoseismic, tectonic and hazard implications // Tectonophysics. 2006. Vol. 417. № 3–4. P. 285–304.Kozhurin A., Zelenin E. An extending island arc: The case of Kamchatka // Tectonophysics. 2017. Vol. 706. P. 91‒102.Krasheninnikov S.P., Bazanova L.I., Ponomareva V.V., Portnyagin M.V. Detailed tephrochronology and composition of major Holocene eruptions from Avachinsky, Kozelsky, and Koryaksky volcanoes in Kamchatka // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2020. Vol. 408. P. 107088.Kyle P.R., Ponomareva V.V., Rourke Schluep R. Geochemical characterization of marker tephra layers from major Holocene eruptions in Kamchatka, Russia // Int. Geol. Rev. 2011. Vol. 53. № 9. P. 1059–1097.Leonard L.J., Currie C.A., Mazzotti S., Hyndman R.D. Rupture area and displacement of past Cascadia great earthquakes from coastal coseismic subsidence // GSA Bull. 2010. Vol. 122. № 11–12. P. 1951–1968.Nishimura T. Pre-, co-, and post-seismic deformation of the 2011 Tohoku-Oki earthquake and its implication to a paradox in short-term and long-term deformation // Journal of Disaster Research. 2014. Vol. 9. № 3. P. 294–302.Pinegina T.K., Bourgeous J., Bazanova L.I., Zelenin E.A., Krasheninnikov S.P., Portnyagin M.V. Coseismic coastal subsidence associated with unusually wide rupture of prehistoric earthquakes on the Kamchatka subduction zone: A record in buried erosional scarps and tsunami deposits // Quaternary Sci. Rev. 2020. Vol. 233. L. 106171.Pinegina T.K., Bazanova L.I., Zelenin E.A., et al. Holocene Tsunamis in Avachinsky Bay, Kamchatka, Russia // Pure and Applied Geophys. 2018. Vol. 175. P. 1485–1506.Ponomareva V.V., Churikova T.G., Melekestsev I.V., Braitseva O.A., Pevzner M.M., Sulerzhitsky L.D. Late Pleistocene–Holocene volcanism on the Kamchatka peninsula, Northwest Pacific region. ‒ In: Volcanism and Subduction: The Kamchatka Region. ‒ Ed. by J. Eichelberger, E. Gordeev, M. Kasahara, P. Izbekov, J. Lees, (Geophys. Monograph Ser. AGU, Washington, D.C., USA. 2007. Vol. 173), P. 169–202.Ponomareva V.V., Portnyagin M.V., Pendea I.F., Zelenin E.A., Bourgeois J., Pinegina T.K., Kozhurin A.I. A full Holocene tephrochronology for the Kamchatsky Peninsula region: applications from Kamchatka to North America // Quaternary Sci. Rev. 2017. Vol. 168. P. 101–122.GEBCO, https://www.gebco.net/data_and_products/ gebco_web_services/web_map_service/ (Accessed date August 28, 2023).