Сейсмичность Западной Сибири в пределах границ Российской Федерации на сегодняшний день остается малоизученной. Ввиду редкости сильных сейсмических событий, а также из-за ограниченной возможности регистрации слабых землетрясений для этой территории ощущается недостаток данных о сейсмических событиях. Территория Западной Сибири практически асейсмична, за исключением ее юго-восточной части, так называемой Алтае-Саянской горной страны. Низкогорная окраина Алтае-Саянской области выделяется редкими, но достаточно сильными землетрясениями [1]. Кроме того, в последнее время, в связи с интенсивной добычей углеводородов происходят землетрясения в абсолютно асейсмичных районах Западной Сибири, так, например, несколько толчков были зафиксированы на территории Тюменской области.  Между тем на территории Западной Сибири сосредоточены основные нефтегазодобывающие производства страны, представляющие собой сложные технические системы, требующие высокого уровня обеспечения безопасности. В связи с этим, вопрос сейсмичности Западной Сибири, на данный момент, является актуальным и практически значимым. 

Для определения величины возможных нагрузок на сложные технические системы нефтегазодобывающих производств был проведен анализ динамики сейсмической активности на территории Западной Сибири. В  дальнейшем планируется применить результаты анализа к исследованиям деформации оборудования при землетрясениях.

По данным о землетрясениях, зарегистрированных Федеральным исследовательским центром «Единая геофизическая служба Российской академии наук» c 1995 по 2017 год [2] большая часть землетрясений, произошедших за отчетный период, было зафиксировано на территории Республики Алтай, здесь же происходили самые сильные землетрясения, а также землетрясения с наибольшей глубиной (рис. 2,3,4).

Самое сильное землетрясение (так называемое Чуйское землетрясение) зарегистрировано на территории Республики Алтай 27 сентября 2003 года недалеко от села Кош-Агача, его магнитуда составила 6,7 баллов, глубина 33 км. За последующие сутки сейсмостанции зарегистрировали ещё около 140 афтершоков. В Алтайском крае землетрясение вызвало повреждения высотных сооружений: дымовых труб, водонапорных башен, опор линий электропередачи, часть из которых потребовали сноса или серьёзного ремонта. По некоторым данным в марте 2016 года, в районе землетрясения зафиксирован ряд подземных толчков. Следует отметить, что на Алтае ведется интенсивная добыча твердых полезных ископаемых и землетрясения могут послужить причиной обвалов и прочих неблагоприятных событий на рудниках. Кроме того ведение горных работ зачастую является причиной техногенной сейсмической активности.

Рисунок 2. – Распределение землетрясений Западной Сибири по областям за 1995–2017 г.[2]

Одно из таких землетрясений произошло в городе Североуральск Свердловской области на шахте по добыче бокситов. Толчок, вызванный горным ударом, зарегистрирован 13 февраля 2010 г., глубина землетрясения составила 10 км. Геофизическая служба Российской академии наук присвоила этому техногенному происшествию магнитуду 4,7 баллов [2]. Однако техногенный характер землетрясения был опровергнут.

Крупным центром развития угольной промышленности и металлургии является Кемеровская область. 19 июня 2013 года в Кемеровской области произошло землетрясение магнитудой 5,3–5,6 баллов. Интенсивность землетрясения в эпицентре составила 7 баллов. Эпицентр землетрясения располагался недалеко от Бачатского разреза, в 5 км от села Старобачаты и в 21 км от г. Белово. Гипоцентр землетрясения находился на глубине 4 км. Землетрясение считается самым сильным на территории области за последние 100 лет. Было зафиксировано около 25 афтершоков. По словам очевидцев в домах раскачивались люстры, двигалась мебель, сыпалась штукатурка. В области на три дня была прекращена работа шахт и разрезов. Таким образом, можно предположить наличие зависимости между землетрясениями и добычей твердых полезных ископаемых.

 Рисунок 3. – Распределение интенсивности землетрясений в Западной Сибири по областям за 1995–2017 г. [2]

 Изредка Землетрясения происходят и в Тюменской области, однако они имеют сугубо техногенный характер и происходят в местах добычи углеводородов. Магнитуда таких землетрясений составляет порядка 4 баллов, а глубина порядка 10–20 км. Кроме землетрясений на месторождениях происходит оседание земной поверхности. Данные явления связаны с извлечением углеводородов, а также закачкой жидкости в пласт [3].  

 Добыча нефти на территории Западной Сибири началась на Шаимском месторождении. Специалисты утверждают, что скорость современных вертикальных движений земной поверхности в районе Шаимского месторождения составляет 2–3 мм /год [4].

 На территории Ханты-Мансийского автономного округа находится крупнейшее в России и 6-е по размеру в мире нефтяное месторождение –Самотлоорское нефтяноое месторождеение. Добыча ведется на месторождении с 1969 г., а в 1970 г. установлены нагнетательные скважины. Результаты геодезических измерений показывают, что на Саматлорском месторождении происходит опускание земной поверхности со скоростью порядка 0,7–1,3 мм /год [5].               

 Недалеко от Саматлорского расположено Мегионское месторождение нефти. Опускание земной поверхности в районе месторождения составляет 0,8 –1,6 мм /год.  

Рисунок 4. – Распределение глубины землетрясений в Западной Сибири по областям за 1995–2017 г. [2]

Опускания, а также подъем земной поверхности зафиксированы на ряде месторождений Сургутского района: Усть-Балыкское месторождение – опускание более 20 мм (за период август 1989 – февраль 1990 г); Западно-Сургутское месторождение – опускание порядка 0,7 мм/год; Правдинское месторождение – подъем земной поверхности со средней скоростью 2,2 мм/год.

Сегодня мы можем наблюдать землетрясения и опускания земной поверхности в районах, где это явление раньше считалось практически невозможным. Таким образом можно предположить, что добыча полезных ископаемых может провоцировать сейсмическую активность путем изменения напряжений в земной поверхности. И здесь возникает ряд вопросов. Например, сможет ли выдержать та или иная конструкция нагрузку, не предусмотренную проектной документацией? И нужно ли вести мониторинг сейсмической активности на подобного рода территориях? Подход к обеспечению безопасности объектов нефтегазодобывающих производств должен иметь комплексный характер, равнозначно рассматриваться с точки зрения экологии, строительства, промышленной безопасности, поскольку только многогранный взгляд на проблему позволит найти ее правильное, рациональное решение.

Список используемых источников

1. Н.Д. Жалковский, Ф.С. Моисеенко. Землетрясения в Западной Сибири // Естественнонаучный популярный журнал «Природа» – 1966. – С.82–86.
2. Данные о землетрясениях, зарегистрированных Федеральным исследовательским центром «Единая геофизическая служба Российской академии наук» c 1995 по 2017 год [Электронный ресурс] // ФГБУН Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба Российской академии наук». Режим доступа. ‒ http://www.ceme.gsras.ru/new/wf/ .
3. Grasso J.R. Mechanics of Seismic Instabilities induced by the Recovery of Hydrocarbons // Pure Appl. Geophys. 1992. Т. 139. С. 507-534.
4. Сидоров В.А., Кузьмин Ю.А. Современные движения земной коры осадочных бассейнов. М.: Наука, 1989. 183 с.
5. Адушкин В.В., Турунтаев С.Б. Техногенная сейсмичность – индуцированная и триггерная. – М.: ИДГ РАН, 2015. 364 с.