РОИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ КАК СВИДЕТЕЛЬСТВО ВУЛКАНОТЕКТОНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА УЛЬТРАМЕДЛЕННОМ СПРЕДИНГОВОМ ХРЕБТЕ ГАККЕЛЯ В АРКТИКЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

Срединно-океанический хребет (СОХ) Гаккеля в Северном Ледовитом океане является арктической границей между двумя литосферными плитами: Северо-Американской и Евразийской. Хребет Гаккеля – прямое продолжение Атлантического СОХ в Арктический бассейн и Якутию (рис. 1). Хребет Гаккеля является самым молодым сегментом СОХ и имеет кайнозойский возраст. Он возник в результате вклинивания в Арктику Атлантического СОХ, что привело к образованию глубоководного Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана. Современная геодинамическая модель развития Арктического бассейна, описанная в работах [Laverov et al., 2013; Lobkovsky et al., 2021], основана на представлении о развитии верхнемантийной конвекции под континентом, обусловленной процессом субдукции тихоокеанской литосферы под Евразийскую и Северо-Американскую литосферные плиты.

Хребет Гаккеля простирается субширотно примерно на 1800 км от 7° з.д. до 125° в.д. и обладает наименьшей скоростью спрединга среди всей системы СОХ: от 15 мм/год для западной части хребта и до 6–7 мм/год – для восточной. Вдоль всего протяжения хребет Гаккеля не нарушен трансформными разломами, амплитуда крупнейших нетрансформных смещений не превышает 15 км [Gurevich et al., 2004; DeMets et al., 2010; Dubinin et al., 2013].

Экстремальные климатические и географические условия накладывают ограничения на доступность научных исследований хребта Гаккеля. Однако благодаря проведению в конце ХХ – начале ХХI в. крупных экспедиций, таких как «SCICEX» [Edwards et al., 2001], «AMORE2001» [Thiede, Oerter, 2002] и «AGAVE» [Reves-Sohn et al., 2007], появились дополнительные подробные геолого-геофизические данные по хребту. На основании полученных в ходе экспедиционных исследований данных на хребте Гаккеля выделяют три суперсегмента: западный вулканический сегмент (ЗВС, простирается от 7 до 3° в.д.), центральный амагматический сегмент (ЦАС, простирается от 3 до 29° в.д.) и восточный вулканический сегмент (ВВС простирания, от 29 до 94° в.д.) [Cochran et al., 2003; Michael et al., 2003; Dick et al., 2003] (рис. 1). Некоторые исследователи проводят дополнительную сегментацию хребта и выделяют от семи до девяти подсегментов [Engen et al., 2003; Gurevich et al., 2004].

Главные факторы, влияющие на структурообразование и особенности магматизма хребта Гаккеля, согласно численным и экспериментальным моделированиям [Dubinin et al., 2013], – это наиболее низкие скорости спрединга в условиях изменяющейся вдоль длины хребта степени прогрева мантии и геометрии спрединга. Соотношение эндогенных процессов меняется вдоль простирания хребта, при преобладании тектонического фактора в структурообразовании на отдельных участках значительную роль играют магматические и метаморфические процессы. Большинство выявленных вулканических центров располагаются в пределах ЗВС и ВВС хребта [Cochran et al., 2003; Michael et al., 2003]. В пределах ЦАС располагается только один вулканический центр в районе 19° в.д. Восточнее 93° в.д. в настоящее время вулканические центры на хребте не выявлены (рис. 1). Под вулканическим центром понимаются геологические образования на поверхности, указывающие на существование в данном пункте вулканического аппарата.

В течение всего инструментального периода землетрясения в пределах хребта Гаккеля регистрировались практически только удаленными стационарными сейсмическими станциями. Только в ХХI в. благодаря развитию инструментальных наблюдений на арктических архипелагах Шпицберген, Земля Франца-Иосифа, Северная Земля и Новая Земля [Antonovskaya et al., 2022] появилась возможность регистрировать низкомагнитудные землетрясения хребта на региональных расстояниях. Обобщение и анализ данных о землетрясениях, зарегистрированных на телесейсмических расстояниях, представлены в работах [Fujita et al., 1990; Avetisov, 1996; Engen et al., 2003; Schlindwein et al., 2015], на региональных расстояниях – в работах [Morozov et al., 2016, 2021], на локальных расстояниях во время краткосрочных экспедиционных исследованиях – в работах [Schlindwein et al., 2005, 2007].

Очевидно, что землетрясения на СОХ отражают активные магматические и тектонические процессы, формирующие новую океаническую кору. В некоторые современные модели вложен принцип дискретно-непрерывного спрединга, предполагающего формирование корового слоя в результате повторяющихся дайковых интрузий и излияний на оси хребта. Четкая связь между мигрирующей сейсмичностью и распространением вершины дайки показана в работах [Fox et al., 1995; Tarasewicz et al., 2012; Schmid et al., 2017]. Таким образом, роевая низкомагнитудная сейсмичность в пределах СОХ является следствием тектонических и магматических процессов и может являться четким индикатором магматического вторжения [Bohnenstiehl, Dziak, 2008]. При этом активные процессы спрединга ультрамедленных хребтов Гаккеля в Северном Ледовитом океане и юго-западного Индийского в Индийском океане до настоящего времени еще слабо изучены из-за своей удаленности.

В работе [Schlindwein, 2012] была изучена роевая сейсмичность таких хребтов по доступным телесейсмическим данным. Было показано, что роевые землетрясения характерны для участков с четкими признаками вулканических структур. Они затрагивают участки протяженностью до 50 км и происходят неоднократно на конкретных участках в течение нескольких лет. В настоящей статье представлены результаты изучения роевой сейсмичности хребта Гаккеля на основе данных региональных сейсмических станций в пределах магнитудного диапазона, не доступного в исследованиях на основе телесейсмических данных. Проведенная авторами работа позволила нивелировать разрыв в охвате магнитуд между локальными и краткосрочными исследованиями сейсмичности во время экспедиций (с М≤2.0) и телесейсмическими записями сейсмических станций (с М≥4.0). А это, в свою очередь, позволит углубить понимание активных процессов, протекающих в пределах ультрамедленных хребтов.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Сейсмический мониторинг хребта Гаккеля проводился на основе данных арктических региональных станций Архангельской сейсмической сети (https://doi.org/10.7914/SN/AH) с 2012 по 2022 г. (рис. 1). Амплитудно-частотные характеристики сейсмических станций представлены на рис. 2.

Дополнительно привлекались данные зарубежных сейсмических станций, функционирующих преимущественно на архипелаге Шпицберген, через официальные сайты GEOFON (https://geofon.gfz-potsdam.de/) и ORFEUS (https://orfeus-eu.org/). В работе используется каталог Архангельской сейсмической сети по хребту Гаккеля с 2012 по 2022 г. [Morozov, Vaganova, 2023], дополненный данными из каталога Международного сейсмологического центра (International Seismological Centre, ISC) [Bulletin…, 2023].

Каталог по хребту Гаккеля с 2012 по 2022 г. включает 1272 землетрясения с магнитудой ML от 2.0 до 5.2. Однако существуют факторы, которые оказали влияние на однородность по пространству и времени, полноту и энергетический уровень каталога землетрясений. Арктические сейсмические станции Архангельской сети вводились в строй постепенно с 2011 по 2020 г; на некоторых сейсмических станциях в разные периоды была произведена замена регистрирующей аппаратуры; на станции ZFI2 была произведена корректировка амплитудно-частотной характеристики датчика. С 2015 г. из-за усиления хозяйственной деятельности значительно повысился уровень техногенных шумов на о. Земля Александры архипелага Земля Франца-Иосифа, на котором установлена сейсмическая аппаратура станций ZFI2 и OMEGA. Из-за экстремальных условий эксплуатации сейсмической аппаратуры и возросшей хозяйственной деятельности иногда возникали технические неисправности на сейсмических станциях. Из-за труднодоступности территории невозможно было оперативно решать возникающие технические проблемы и проводить плановые профилактические работы на сейсмической аппаратуре. К неблагоприятным факторам также можно отнести сезонные колебания уровня низкочастотного шума на станциях, вызванного интенсивными штормовыми микросейсмами, что характерно для прибрежных и островных сейсмических станций (рис. 2). Ниже авторами проведен анализ представительности каталога землетрясений по хребту Гаккеля.

С 2015 по 2019 г. минимальная регистрируемая магнитуда увеличивалась до значений ML_min=2.5, при том что в предыдущие и последующие годы этот уровень был 2.0. Изменение значений минимальной магнитуды в разные периоды может быть связано с перечисленными выше факторами, основным из которых может быть корректировка амплитудно-частотной характеристики датчика на станции ZFI2, проведенная в 2015 г. Преимущественно землетрясения с минимальными значениями магнитуды ML от 2.0 до 2.5 регистрировались в пределах ЦАС и фрагментарно в ВВС. Такое распределение связано с расположением в пространстве сейсмических станций и с периодом их функционирования [Antonovskaya et al., 2022].

Значения представительной магнитуды Mc рассчитывались отдельно для каждого сегмента хребта – ЗВС, ЦАС и ВВС – двумя способами: методом MAXC (Maximum Curvature) [Wyss et al., 1999] и методом GFT (Goodness-of-Fit test) [Wiemer, Wyss, 2000]. Дополнительно для ВВС значения Mc вычислялись отдельно для разных временных периодов: с 2012 по 2016 г. и с 2017 по 2022 г. и для разных участков сегмента: от 30 до 62° в.д. (ВВС1) и от 62 до 130° в.д. (ВВС2). Результаты расчетов показали, что землетрясения регистрировались с представительными магнитудами от 2.5 до 3.3 в зависимости от участков и периода времени (табл. 1).

Существует множество способов и приемов идентификации групповых (кластерных) землетрясений и их разделения на различные группы, относящиеся к афтершокам, форшокам, роям и даже связанные с трассированием линейной трещиноватой структуры земной коры [Shebalin, 2005; Molchan, Dmitrieva, 1991; Smirnov, 2009; Mirzoev, 1992; Frohlich, Davis, 1990]. Широкое распространение в различных исследованиях прикладного характера получили методы кластерного анализа. Обзор подходов, наиболее успешно используемых для эффективного анализа геоданных, описан в работе [Dulin et al., 2009]. Известны следующие способы кластеризации:

• метод k-средних [Steinhaus, 1956] (задача – распределение произвольного количества n-мерных точек по k кластерам);
• метод Резенберга [Reasenberg, 1985] (основан на использовании закона Омори [Omori, 1895] для определения временных рамок последовательности);
• метод CLIQUE (clustering in quest) [Agrawal et al., 2005] (подход на основе градации плотности, определяющий кластер как зону, которая имеет более высокую плотность точек, чем окружающая ее область);
• метод ближайших соседей (метрический классификатор, основанный на оценивании сходства объектов).

Большая часть всех алгоритмов, при всей их несхожести, методически основана на одной предпосылке – гипотезе компактности, т. е. в используемом пространстве признаки измерения, принадлежащие одному и тому же кластеру, близки между собой, а измерения, принадлежащие разным кластерам, отделимы одно от другого.

Ограничением для применения стандартных методов в данном случае может служить тот фактор, что по исследуемой территории существующий каталог может быть немногочисленным, неполным, и энергетический уровень некоторых роев землетрясений может быть ниже уровня представительной магнитуды. В настоящем же исследовании авторы применили к итоговому каталогу [Morozov, Vaganova, 2023] алгоритм одиночных связей по [Frohlich, Davis, 1990], при котором из N землетрясений отдельные землетрясения сначала связываются со своими ближайшими соседями (в пространстве и времени), чтобы сформировать подгруппы событий. Затем процесс повторяется и каждая подгруппа рекурсивно связывается со своим ближайшим соседом, пока не будут найдены все звенья (группы), соединяющие все землетрясения. Расстояние между событиями в таком пространстве – времени определяется как

где d – расстояние в километрах между эпицентрами событий, t – разница во времени происхождения этих событий в днях. В работе [Davis, Frohlich, 1991] предполагается, что , в исследовании [Schlindwein, 2012] для хребта Гаккеля принято аналогичное значение.

Для каждого события находится ближайший сосед с минимальным расстоянием. События считаются принадлежащими одному кластеру, если расстояние между ними меньше, чем:

где S1 – медиана из всех значений минимумов d_st.

Для итогового каталога землетрясений значение D=29.73 км. С этим критерием события объединяются в кластеры, где каждое событие имеет хотя бы одного соседа с расстоянием меньше D.

Каждая из выделенных групп исследовалась на наличие или отсутствие в ней главного сильного толчка. В случае, если группа событий имеет ярко выраженный сильный толчок с последующим убыванием числа событий в соответствии с законом Омори [Omori, 1895], речь идет об афтершоковой последовательности. Если же частота и магнитуда событий слабо меняются со временем, то такое скопление будет являться роем землетрясений. Дополнительно авторы придерживались следующей логики. С учетом высокого порога регистрации землетрясений вполне вероятно, что афтешоковые последовательности с быстро уменьшающейся магнитудой создают группы только с несколькими землетрясениями выше порога регистрации, тогда как в роях магнитуды землетрясений не убывают со временем. В исследовании [Schlindwein, 2012] группы, состоящие из восьми и более землетрясений, с большой вероятностью относились к роевым последовательностям. В данном исследовании также анализировались рои землетрясений, состоящие из восьми и более землетрясений.

В пределах хребта Гаккеля из-за удаленности сейсмических станций низкомагнитудные землетрясения регистрируются малым количеством сейсмических станций с неблагоприятным азимутальным охватом, поэтому для таких землетрясений из выявленных роев применялся метод локации относительно сильного землетрясения (arrival-time difference (ATD) technique) [Spence, 1980]. В процедуре ATD используется набор разностей времен прихода P- и S-волн. Эти разности получены по нескольким станциям, зарегистрировавшим опорное (мастер) событие с известными параметрами очага и соседнее событие с неизвестными параметрами. Если оба события расположены близко друг к другу (менее 10 % от среднего гипоцентрального расстояния), то их траектории луча почти одинаковы. В этом случае аномалии в скоростной модели пренебрежимо малы, а различия во времени прихода, как правило, связаны со смещением в пространстве соседнего события относительно эталонного.

3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Из итогового каталога землетрясений, зарегистрированных в пределах хребта Гаккеля, были выделены десять кластеров (групп) землетрясений, содержащих восемь и более событий. Две из десяти групп были квалифицированы авторами как афтершоковые последовательности, остальные восемь групп – как рои (табл. 2). На рис. 3, а, б, овалами красного цвета обозначены афтершоковые последовательности, овалами синего цвета – рои землетрясений.

Семь из восьми роев были зарегистрированы в пределах ВВС хребта Гаккеля, один – в ЗВС (рис. 3). Три роя в пределах ВВС зарегистрированы восточнее 93° в.д., где в настоящее время вулканические центры пока не выявлены по геолого-геофизическим и геоморфологическим данным. В пределах ЦАС выявлена только одна афтершоковая последовательность. Отсутствие роевых землетрясений в пределах ЦАС может быть объяснено тем, что спрединг этого сегмента амагматичен. В структурообразовании этой части хребта преобладают тектонические, а не магматические и метаморфические процессы [Dubinin et al., 2013].

Выявленные рои включают от 8 до 52 землетрясений с магнитудой ML от 2.3 до 5.1 (рис. 4). Для каждого роя магнитуды землетрясений распределялись в диапазоне шириной не более 1.6 единицы. В течение времени землетрясения в роях происходят неравномерно, волнообразно с активизациями на протяжении одних – двух суток, что может косвенно свидетельствовать о наличии определенных стадий в вулканотектонических процессах хребта.

В работе [Schlindwein, 2012] при анализе роевых землетрясений по телесейсмическим данным с 1976 по 2008 г. наблюдается ситуация, когда было выявлено семь крупных роев и только один произошел в пределах ЗВС, остальные – в ВВС. Два из семи роев зарегистрированы восточнее 93° в.д. Районы, в которых были зарегистрированы рои по телесейсмическим данным, практически совпадают с районами, для которых выявлены низкомагнитудные рои в исследовании авторов (рис. 5).

Это может свидетельствовать о высокой интенсивности вулканотектонических процессов, протекающих в данных участках хребта. К таким участкам можно отнести районы вулканических центров к западу от границы между ЗВС и ЦАС (∼3° з.д.; ∼1° в.д.), вулканических центров в ВВС (∼57, ∼64, ∼93° в.д.), а также районы (∼99, ∼107, ∼115° в.д.), в которых к настоящему моменту вулканических центров не выявлено. Последние рои (самые восточные) могут свидетельствовать о наличии в этих районах возможных вулканических структур, которые к настоящему времени еще не были выявлены по геолого-геофизическим и геоморфологическим данным в ходе комплексных экспедиций.

Напротив, для одного района, в котором располагается вулканический центр ∼85° в.д. и для которого в работе [Schlindwein, 2012] было выявлено два роя: небольшой в 1982 г. и крупный рой в 1999 г., не определены современные роевые последовательности (рис. 5). В 1999 г. в районе 85° в.д. произошел уникальный рой, который нашел свое отражение в большом количестве опубликованных научных статей [Müller, Jokat, 2000; Tolstoy et al., 2001; Riedel, Schlindwein, 2010; Korger, 2013]. С января по сентябрь 1999 г. станциями мировой сети был зарегистрирован рой землетрясений, состоящий из 237 событий с магнитудой mb от 3.2 до 5.8. Этот рой представляет собой самый сильный из когда-либо зарегистрированных роев землетрясений в СОХ. Это произошло в месте, где скорость спрединга только около 10 мм в год. Благодаря анализу геофизических данных, полученных в рамках экспедиций «SCICEX», «AMORE2001» и «AGAVE», а также анализу волновых форм станций мировой сети [Müller, Jokat, 2000; Riedel, Schlindwein, 2010] было получено явное свидетельство мощного взрывного вулканизма на глубине около 4000 м. Возможно, после крупного взрывного вулканизма в данном районе вулканотектонические процессы заметно потеряли свою интенсивность и вулканический центр в настоящее время не активен.

В пределах вулканических центров с координатами ∼7, ∼5, ∼2° з.д., ∼19, ∼31, ∼34°, ∼39 и ∼69° в.д. не были выявлены роевые последовательности ни по телесейсмическим данным за период с 1976 по 2008 г., ни по современным региональным данным 2012 по 2022 г. Это может свидетельствовать об отсутствии или низкой интенсивности вулканотектонических процессов в данных вулканических центрах.

Выявленные рои также распределены неравномерно во времени (см. рис. 3). Можно выделить определенные периоды активизации. Так, в 2012 г. был зарегистрирован только один рой (рой 1) и, возможно, это связано со слабыми регистрационными возможностями сети в тот период, так как функционировала только одна станция на архипелаге Земля Франца-Иосифа. Через пять лет в течение 2017 г. и в начале 2018 г. было зарегистрировано три роя (рой 3–5). Еще через пять лет в течение первой половины 2022 г. было зарегистрировано четыре роя (рой 6–9). Временной период наблюдений в десять лет недостаточен для формулирования определенных закономерностей. Однако на данный момент можно отметить признаки 5-летнего периода активизации роевых последовательностей на хребте Гаккеля, который, безусловно, требует дополнительной проверки.

В пределах вулканического центра ∼93° в.д. как по телесейсмическим, так и по региональным данным неоднократно во времени регистрировались роевые последовательности. Для соседнего вулканического центра ∼85° в.д. ранее были зарегистрированы два роя и один из них – это сильнейший рой 1999 г. Это может свидетельствовать о наличии в данном районе хребта (∼85…∼93° в.д.) участка с самыми интенсивными проявлениями вулканотектонических процессов. Других подобных участков в пределах всего хребта не выявлено.

Согласно данным о магнитных аномалиях [Glebovsky et al., 2006; Gaina et al., 2011] (рис. 6, а), часть роев (рои 1, 3, 4, 6) можно приурочить к областям положительной магнитной аномалии разной степени интенсивности, обусловленной процессами магматической интрузии. Рои 5 и 8 располагаются в областях слабой отрицательной магнитной аномалии. Более того, рои 5, 6, 7 и 9 располагаются в районах крупных поперечных разломов (рис. 6, б). Заметные отличия в условиях, при которых произошли разные рои, свидетельствуют о сложных причинно-следственных связях между сейсмичностью, магматизмом и крупными разломами. Возможно, крупные разломы играют роль проводящих путей при распространении магмы вдоль оси, порождая движение флюидов в магматических очагах и вулканическую сейсмичность.

В частности, согласно работе [Riedel, Schlindwein, 2010], в вулканотектонических процессах возможны следующие фазы. Первая фаза является началом процесса и представляет собой тектоническую активацию сегмента хребта. Землетрясения в этой фазе происходят, как правило, с высокой магнитудой, они активируют всю кору и верхи мантии, похожи на тектонические землетрясения, и часто механизмы источника в виде двойной пары подтверждают эту идею. В пространстве эпицентры могут образовывать достаточно широкое облако. Вторая фаза наступает спустя какое-то время в виде более мелких событий, таким образом визуализируя снижение эффективного напряжения в недрах. Процент компонентов двойной пары высокой величины постепенно падает, сжимающее напряжение распространяется от источника землетрясения во всех направлениях и указывает на сильную объемную составляющую в источнике в виде взрыва или расширяющейся дайки. Данная фаза отражает вулканический процесс, при котором может образоваться дайка, проникающая в кору. В заключительной фазе сейсмичность являет собой адаптацию к измененному полю напряжений после основной фазы извержения вулкана. В настоящем исследовании похожую картину развития событий можно наблюдать в роях 4, 5. 6. Сложность заключается в регистрации низкомагнитудных землетрясений ниже уровня представительности в полном объеме без пропусков.

В настоящем исследовании с целью поиска критериев идентификации и разделения землетрясений тектонического и вулканогенного генезиса был проанализирован спектрально-временной состав землетрясений из всех роев. Примеры СВАН-диаграмм для каждого роя представлены на рис. 7.

Наблюденные события имеют широкий частотный состав от 2 до 15 Гц. На более низких частотах полезный сигнал на записях зашумлен интенсивными штормовыми океанскими микросейсмами. При анализе P-волны на Z-каналах наблюдаются землетрясения с максимальной энергией на частотах от 4 до 6 Гц (например, рои 3, 4, 7, 9), но встречаются и события с более низкими частотами до 3 Гц (рои 1, 8). Глубокий частотно-временной анализ землетрясений выявленных роев показал, что практически в каждом рое присутствуют записи с характерными чертами как тектонического, так и вулканогенного происхождения либо их комбинации. Но выявить какие-то строго определенные факторы и критерии, позволяющие отделить землетрясения одного типа от другого, не удалось. Более того, сопоставление СВАН-диаграмм роевых землетрясений со СВАН-диаграммами одиночных землетрясений (предположительно, чисто тектонической природы) также не позволило выработать критерии идентификации способа генерации роевых землетрясений. Другими словами, в частотном составе землетрясений, записанных региональными станциями на удалении от 400 до 800 км, не могут проявляться диагностические параметры (критерии разделения), достаточные для уверенной классификации событий тектонической, вулканогенной экструзивной природы, дайковой интрузии или другого механизма очага. Следует соблюдать осторожность при интерпретации сигналов роевых землетрясений. Очевидно, различия сегментов по механизму генерации требуют дополнительных данных о точной глубине очага, которые возможны только при наличии локально установленных сейсмометров.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ итогового каталога Архангельской сейсмической сети по хребту Гаккеля с 2012 по 2022 г. показал, что землетрясения в пределах хребта регистрировались с минимальной магнитудой ML от 2.0 и с представительными магнитудами от 2.5 до 3.3 в зависимости от участков хребта и периода времени. Это позволяет изучать низкомагнитудные роевые последовательности землетрясений в пределах хребта.

В этот период на региональных расстояниях было выявлено восемь роев: один в пределах ЗВС (западного вулканического сегмента), остальные – в ВВС (восточном вулканическом сегменте). За период с 1976 по 2008 г. по телесейсмическим данным в пределах хребта Гаккеля также были выявлены семь крупных роев [Schlindwein, 2012] в пределах ЗВС и ВВС. При этом в ЦАС (центральном амагматическом сегменте) роев землетрясений не зафиксировано, в этом сегменте хребта регистрируются преимущественно одиночные землетрясения и афтершоковые последовательности. Отсутствие роевых землетрясений в пределах ЦАС может быть объяснено тем, что спрединг этого сегмента амагматичен. В структурообразовании этой части хребта преобладают тектонические, а не магматические и метаморфические процессы [Dubinin et al., 2013].

Районы, в которых в более ранних исследованиях были зарегистрированы рои по телесейсмическим данным, практически совпадают с районами, для которых выявлены низкомагнитудные рои в данном исследовании. Это может свидетельствовать о высокой интенсивности вулканотектонических процессов, протекающих в данных участках хребта. Район хребта в пределах координат ∼85…∼93 °в.д. характеризуется самыми интенсивными проявлениями таких процессов.

Роевые последовательности как по телесейсмическим, так и по региональным данным выявлены также для участков хребта (∼99, ∼107, ∼115° в.д.), расположенных восточнее 93° в.д., где к настоящему моменту вулканических центров не выявлено. Это может свидетельствовать о наличии в этих районах возможных вулканических структур, которые к настоящему времени еще не были выявлены по геолого-геофизическим и геоморфологическим данным в ходе комплексных экспедиций.

Напротив, для вулканических центров (∼7, ∼5, ∼2° з.д., ∼19, ∼31, ∼34, ∼39 и ∼69° в.д.), выявленных по геолого-геофизическим данным, не зарегистрированы роевые последовательности ни по телесейсмическим, ни по региональным данным. Это может свидетельствовать об отсутствии или низкой интенсивности вулканотектонических процессов в данных вулканических центрах в настоящее время.

В районе вулканического центра ∼85° в.д., в котором в 1999 г. произошел мощный взрывной вулканизм на глубине около 4000 м, подтвержденный в ходе экспедиционных исследований, не выявлено современной роевой сейсмичности. Возможно, после события 1999 г. вулканотектонические процессы в данном районе заметно снизили свою интенсивность и вулканический центр сейчас не активен.

В период с 2012 по 2022 г. рои происходили в пределах хребта неравномерно по времени. Можно предварительно выделить 5-летний цикл активизации роев, который, однако, требует дополнительной проверки на более длительном временном интервале.

Согласно карте магнитных аномалий [Gaina et al., 2011], большинство роев можно приурочить к областям положительной магнитной аномалии разной степени интенсивности, обусловленной процессами магматической интрузии. Часть роев располагается в районах крупных поперечных разломов. Это может свидетельствовать о сложных причинно-следственных связях между сейсмичностью, магматизмом и крупными разломами. Крупные разломы могут играют роль проводящих путей при распространении магмы вдоль оси, порождая движение флюидов в магматических очагах и вулканическую сейсмичность.

Однако частотно-временной анализ записей землетрясений выявленных роев не позволил выработать критерии идентификации, достаточные для уверенного разделения событий тектонической, вулканогенной экструзивной природы, дайковой интрузии или другого механизма очага. Следует соблюдать осторожность при интерпретации сигналов роевых землетрясений. Очевидно, различия сегментов по механизму генерации требуют дополнительных данных о точной глубине очага, которые возможны только при наличии локально установленных сейсмометров.

Зарегистрированные в данном исследовании рои являются свидетельством проявления эндогенных процессов (тектонических, магматических и метаморфических) и отражают особенности аккреции коры и структурообразования. Авторы придерживаются мнения, что роевая сейсмичность ультрамедленного спредингового хребта Гаккеля не может быть описана простой моделью вулканизма и магматического вторжения в симметричный рифт, а, скорее, является результатом сложнохара́ктерного взаимодействия даек и разрывных нарушений с переносом магмы по разломам, потенциально играющим важную роль.

Описанные в статье результаты исследования расширяют представления о проявлении вулканотектонических процессов, протекающих в пределах ультрамедленного СОХ Гаккеля. Однако исследование роевых последовательностей по данным сейсмических станций на региональных расстояниях также сталкивается с магнитудными ограничениями, как и более ранние исследования на основе телесейсмических данных [Schlindwein, 2012]. Не все роевые последовательности и не все землетрясения в уже выявленных роях могли быть зарегистрированы без пропусков. Для правильного понимания особенностей протекания вулканотектонических процессов и расширения магнитудного диапазона регистрации землетрясений в пределах хребта необходима установка сети донных сейсмических станций в комплексе с гидрофонами.

5. ЗАЯВЛЕННЫЙ ВКЛАД АВТОРОВ / CONTRIBUTION OF THE AUTHORS

Все авторы внесли эквивалентный вклад в подготовку рукописи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

All authors made an equivalent contribution to this article, read and approved the final manuscript.

6. РАСКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ / DISCLOSURE

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, связанного с этой рукописью.

The authors declare that they have no conflicts of interest relevant to this manuscript.