Хребет над Сочи сжимается на один–два миллиметра в год — что показали спутниковые станции

Считается, что горы над Сочи давно доросли до своей высоты и теперь только осыпаются. Спутниковые станции показывают другое: Западный Кавказ продолжает сжиматься поперёк хребта, на один–два миллиметра в год. По меркам всего Кавказа это тихий угол. Чем дальше на восток, тем быстрее хребет сближается с Евразией, и южнее Баку скорость доходит до 13–14 миллиметров. Измеряют при этом сжатие по горизонтали, а в высоту оно переводится не напрямую.

Скальные вершины Западного Кавказа в Кавказском заповеднике у Сочи, на гребнях первый снег (фото: SKas, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Два числа, которые путают

В глобальной системе координат станции Западного Кавказа уходят на север-северо-восток на 27–28 миллиметров в год. Так движется кора всего региона целиком, равнина за хребтом едет почти с той же скоростью, и на рост гор эта цифра не указывает. Деформация видна, когда из скорости каждой станции вычесть дрейф Евразии. Остаток мал.

Сотрудники астрономического института МГУ и Института физики Земли взяли данные двух десятков станций за 2016–2021 годы и получили поперечное сжатие хребта до одного миллиметра в год (журнал «Геотектоника», 2022). В международном обзоре геодинамики Кавказа 2020 года для западной половины хребта, где стоят самые высокие вершины, названо около двух.

Измерения короткие. Сети станций на Большом Кавказе начали создавать с середины 2010-х, и сами авторы пишут, что западный сектор остаётся слабо изученным по современным горизонтальным движениям. Станция «Сочи» относительно Евразии смещается за год на полтора миллиметра к югу и на один к востоку, в сумме на 1,8, а погрешность у каждой цифры около миллиметра. Для одной точки сигнал почти тонет в шуме, поэтому выводы делают по профилям через весь хребет. Другой вывод работы: Предкавказье, равнина к северу от хребта, не менее активно, чем сам Кавказ.

Опорная станция ГНСС в Швейцарии: антенна на решётчатой мачте и шкаф с аппаратурой на травянистой вершине (не сочинская станция) (фото: Kecko, Wikimedia Commons, CC BY 2.0)

Откуда берётся высота

Сжимает Кавказ Аравийская плита: она идёт на север и давит на Евразию. По реконструкции геологов (журнал Tectonics, 2016) бассейн на месте Большого Кавказа закрывался с 35 до 5 миллионов лет назад, а около пяти миллионов лет назад столкновение стало жёстким, и хребет оформился. Горы Западного Кавказа получили современный вид позже, в позднем плиоцене и эоплейстоцене, то есть в последние несколько миллионов лет. В обзоре 2010 года по Кавказу сказано, что горообразование ускорилось в плиоцене и плейстоцене и не закончилось.

Гора Табунная в Кавказском заповеднике: травяной склон и озерца в понижении под ним (фото: SKas, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Рост хребта оставил следы и в долинах. Мзымта перепилила хребет Ахцу там, где он вставал поперёк её долины: такие реки старше гор, которые пересекают, и геологи называют их антецедентными.

Сжатие поперёк хребта и подъём вершин связаны, но не один к одному. В работе 2022 года считали только горизонтальные скорости, так что цифры «вырос на столько-то сантиметров» в ней нет.

Рывок 4 декабря 1970 года

Часть движения коры проходит рывками. Главный толчок Сочинского роя землетрясений пришёл 4 декабря 1970 года, магнитуда 5,1. В Лоо на берегу было отмечено вертикальное смещение, поднятие на 45 сантиметров. Сочи-Адлерскую депрессию, на которой стоит город, те же авторы описывают как приподнятую ступень Туапсинского прогиба, а от склонов Большого Кавказа её отделяет Монастырский разлом. Очаги на южном склоне Западного Кавказа надвиговые или с правым сдвигом: в них одна часть коры наползает на другую. Следы более древних толчков археосейсмологи находят на археологических памятниках Западного Кавказа и Таманского полуострова.

Пик Бзерпы на южном склоне Западного Кавказа: скальный гребень и серая осыпь под ним (фото: SKas, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Что отнимают дождь и река

Высота вершины складывается из подъёма и сноса, и снос на Западном Кавказе измерим. Известняк на Фиште, горе из рифа древнего океана, растворяет дождевая вода, а её там хватает: на массиве выпадает от 2000 до 2500 миллиметров осадков в год. По расчётам автора работы о карсте Западного Кавказа («Геоморфология») поверхность Фишт-Оштенского массива теряет около девяти сантиметров за тысячу лет, а на соседних массивах цифры больше, до двадцати на Арабике. Почти половина потери на Фиште идёт под землёй: только на Лагонакском нагорье заповедник знает больше ста тридцати пещер и шахт. Всё это от 0,09 до 0,2 миллиметра в год, и учтено одно растворение: реки и ледники работают сверх него.

Массив Фишт с вершины Ачишхо летом, горы в дымке (фото: Sergei Kazantsev, Wikimedia Commons, CC BY 3.0)

Тихий угол Кавказа

На востоке всё иначе. Восточная часть хребта ниже, сложена мезозойскими осадочными породами, сжимается до 14 миллиметров в год и заметно активна сейсмически. Западная, с самыми высокими вершинами и палеозойскими метаморфическими и магматическими породами, сжимается примерно на два миллиметра в год и сейсмически спокойна, пишут авторы обзора 2020 года. Самые высокие вершины приходятся на медленную половину. Чем нынешние миллиметры отличаются от среднего хода за миллионы лет и как давно запад с востоком живут по-разному, авторы обзора оставляют открытым. Они предлагают добавить к геодезии низкотемпературную термохронологию: метод, который по остыванию пород показывает, когда и как быстро они выходили к поверхности.

Гора Чугуш у Сочи: на вершине снег, ниже клубится облако (фото: SKas, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

По такой скорости с 1838 года, когда заложили форт Александрию и начался Сочи, хребет над городом сжался бы сантиметров на двадцать–сорок, а за миллион лет набежало бы километр–два. Скорость при этом не была постоянной: в плиоцене горообразование ускорялось. Того же порядка, по оценкам гидрофизиков, подъём уровня Чёрного моря, 20–25 сантиметров за век, и ни ту, ни другую цифру глазом не заметить.

Если встать на дне ущелья Ахцу, между хутором Красная Скала и селом Кепша, над головой окажутся стены примерно в восемьсот метров, а между ними останется полоса дна шириной в двадцать–тридцать метров.