Focused fluid discharge as subaqueous landsliding factor, an example of Krasnoyarskiy landslide, the Lake Baikal
https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2023-63-2-66-78
Abstract
There are represented results of Krasnoyarskiy subaqueous landslide researches in this paper. Landslide is located at subaqueous part of delta of the Selenga river. A multidisciplinary approach was applied to the study of the landslide, including seismo-acoustic, lithological, gas-geochemical and geotechnical studies. Obtained data from landslide and surrounding soils allowed to put forward a hypothesis, whereby a key factor to landslide origin was been high gas saturation of the soils and reason of landslide was an earthquake. The proposed approach to the studying of bottom soils in lakes and seas can be applied both in assessing their stability and in searching for focus fluid discharging zones at the bottom in areas associated with hydrocarbon deposits in the sedimentary section. Also, approach can be applied in mapping of permafrost melting in Arctic region offshore, where gases are often accumulating below it.
About the Authors
A. A. Kudaev
Lomonosov Moscow State University; UNESCO-MSU Training and Research Center for Marine Geology and Geophysics
Russian Federation
Russian Federation
Artur A. Kudaev
Moscow
G. G. Akhmanov
Lomonosov Moscow State University; UNESCO-MSU Training and Research Center for Marine Geology and Geophysics
Russian Federation
Russian Federation
Grigorii G. Akhmanov
Moscow
O. M. Khlystov
Limnological Institute of Siberian Branch of Russian Academy of Science
Russian Federation
Russian Federation
Oleg M. Khlystov
Irkutsk
O. N. Vidischeva
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Oles’ya N. Vidischeva
Moscow
M. A. Solovyeva
LLC «Deco-Geophysics»
Russian Federation
Russian Federation
Marina A. Solovyeva
Moscow
D. V. Korost
Lomonosov Moscow State University; UNESCO-MSU Training and Research Center for Marine Geology and Geophysics
Russian Federation
Russian Federation
Dmitry V. Korost
Moscow
References
1. Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М., Соловьева М.А. и др. Открытие новой гидратоносной структуры на дне оз. Байкал // Вест. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2018. №5. С. 111–116.
2. Видищева О.Н., Ахманов Г.Г., Соловьева М.А. и др. Особенности разгрузки углеводородных газов вдоль разлома Гидратный (озеро Байкал) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2021. № 3. С. 3–16.
3. Видищева О.Н., Кислицына Е.В., Ахманов Г.Г. и др. Грязевые вулканы, сипы и газовые гидраты озера Байкал: геохимическая характеристика углеводородных газов // Тр. VI Междунар. науч.-практ. конф. «Морские исследования и образование (MARESEDU-2017)». Тверь: ООО «ПолиПРЕСС», 2017. С. 211–215.
4. Гольмшток А.Я., Дучков А.Д., Хатчинсон Д.Р. и др. Оценки теплового потока на озере Байкал по сейсмическим данным о нижней границе слоя газовых гидратов // Геология и геофизика. 1997. № 10. С. 1677–1691.
5. Дучков А.Д. Газогидраты метана в осадках озера Байкал // Российский химический журнал. 2003. Т. 47, № 3. С. 91–100.
6. Кудаев А.А., Корост Д.В., Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М. Аутигенная минерализация в зонах фокусированной разгрузки углеводородов озера Байкал // Комплексные исследования Мирового океана: Мат-лы II Всеросс. научн. конф. молодых ученых, Москва, 2017, 10–14 апреля 2017г. [Электрон. ресурс]. М.: ИО РАН, 2017А. С.478–479.
7. Кудаев А.А., Карпенко Ф.С., Корост Д.В. идр. Оценка влияния газонасыщенности поровых вод на физические свойства связных дисперсных (глинистых) грунтов методом смешивания с цеолитами // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2022. № 5. С. 73–86.
8. Кузьмин М.И., Кузьмин М.И. Байкальский буровой проект: краткая история, основные результаты// Смирновский сборник. 2000. С. 96–118.
9. Кучуков М.М., Казеев А.И. Геологические факторы при формировании и развитии оползневых смещений на участке мостового перехода через р. Сура // Сергеевские чтения: Геоэкологические аспекты реализации национального проекта «Экология». Диалог поколений. 2020. С. 232–238.
10. Уломов В.И. Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии / Отв. ред. В.И. Уломов. Т. 1. М.: ИФЗ РАН, 1993. 303с. и Т. 2–3. М.: ОИФЗ РАН, 1995. 490с.
11. Постоев Г.П. Предельное состояние и деформации грунтов в массиве (оползни, карстовые провалы, осадки грунтовых оснований). СПб.: Нестор-История, 2013.
12. Соловьева М.А., Старовойтов А.В., Ахманов Г.Г. История оползневой деструкции склона Кукуйской гривы (оз. Байкал) по данным сейсмоакустических исследований // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2016. № 5. С. 47–59.
13. Сороковикова Л.М., Поповская Г.И., Томберг И.В. Башенхаева Н.В. Пространственно-временная изменчивость содержания биогенных и органических веществ и фитопланктона в воде р.Селенги и протоках ее дельты// Водные ресурсы. 2009. № 4. С. 465–474.
14. Хабуев А.В., Ченский Д.А., Соловьева М.А. идр. Оценка ресурсов газовых гидратов геофизическими методами в зоне подводной разгрузки газа на сипе «Красный Яр» озера Байкал // Науки о Земле и недропользование. 2016. № 1 (54). С. 67–74.
15. Хлыстов О.М., Ханаев И.В., Грачев М.А. Свидетельства низкого стояния уровня озера Байкал во время последнего оледенения // Докл. РАН. 2008. Т. 422, № 2. С. 254–257.
16. Хлыстов О.М., Кононов Е.Е., Хабуев А.В. Газогидратные скопления в донных осадках озера Байкал // Науки о Земле и недропользование. 2011. Т.39, №2. 247–252.
17. Хлыстов О.М., Кононов Е.Е., Хабуев А.В. и др. Геолого-геоморфологические особенности Посольской банки и Кукуйской гривы озера Байкал// Геология и геофизика. 2016. Т. 57, № 12. С. 2229–2239.
18. Aloisi G., Pogodaeva T.V., Poort J. et al. Biogeochemical processes at the Krasniy Yar seepage area (Lake Baikal) and a comparison with oceanic seeps// Geo-Marine Lett. 2019. Vol. 39, No. 1. P. 59–75.
19. Bezrukova Y.V., Bogdanov Y.A., Williams D.F. et al. A dramatic change of the ecological-system of lake Baikal in holocene// Doklady Akademii Nauk SSSR. 1991. Vol.321, No. 5. P. 1032–1037.
20. Bugge T., Belderson R.H., Kenyon N.H. The storegga slide // Philosoph. Transactions of the Royal Soc. of London. Ser. A, Mathematical and Physical Sciences. 1988. Vol. 325, No. 1586. P. 357–388.
21. Colman S.M. Jones G.A., Rubin M. et al. AMS radiocarbon analyses from Lake Baikal, Siberia: Challanges of dating sediments from a large, oligotrophic lake // Quaternary Sci. Rev. 1996. Vol. 15, No. 7. P. 669–684.
22. Cuylaerts M, Naudts L., Casier R. et al. Distribution and morphology of mud volcanoes and other fluid flow-related lake-bed structures in Lake Baikal, Russia // Geo-Marine Letters. 2012. Vol. 32, No. 5–6. P. 383–394.
23. Granin N.G., Makarov M.M., Kucher K.M., Gnatovsky R.Y. Gas seeps in Lake Baikal — detection, distribution, and implications for water column mixing // Geo-Marine Letters. 2010. Vol. 30, No. 3–4. P. 399–409.
24. Kaminski P., Urlaub M., Grabe J., Berndt C. Geomechanical behaviour of gassy soils and implications for submarine slope stability: a literature analysis // Geological Soc. London, Special Publications. 2020. Vol. 500. No. 1. P. 277–288.
25. Khlystov O., De Batist M., Shoji H. et al. Gas hydrate of Lake Baikal: Discovery and varieties// J. Asian Earth Sci. 2013. Vol. 62. P. 162–166.
26. Kononov E.E., Khlystov O.M., Kazakov A.V. et al. The lake floor morphology of the Southern Baikal rift basin as a result of Holocene and Late Pleistocene seismogenic and gravitational processes // Quaternary International. 2019. Vol. 524. P. 115–121.
27. Li A., Davies R.J., Yang J. Gas trapped below hydrate as a primer for submarine slope failures// Marine Geology. 2016. Vol. 380. P. 264–271.
28. McIver R.D. Role of naturally occurring gas hydrates in sediment transport // AAPG bull. 1982. Vol. 66, No. 6. P. 789–792.
29. Micallef A., Masson D.G., Berndt C., Stow D.A. Development and mass movement processes of the north-eastern Storegga Slide // Quaternary Science Reviews. 2009. Vol.28, No. 5–6. P. 433–448.
30. Mienert J., Guidard S., Bünz S., Vanneste M., Berndt C. Ocean bottom seismometer investigations in the Ormen Lange area offshore mid-Norway provide evidence for shallow gas layers in subsurface sediments// Ormen Lange an Integrated Study for Safe Field Development in the Storegga Submarine Area. Elsevier, 2005. P.287–297.
31. Pogodaeva T.V., Poort J., Aloisi G. et al. Fluid migrations at the Krasny Yar methane seep of Lake Baikal according to geochemical data // J. Great Lakes Res. 2020. Vol. 46, No. 1. P. 123–131.
32. Prior D.B., Coleman J.M. Disintegrating retrogressive landslides on very‐low‐angle subaqueous slopes, Mississippi delta// Marine Georesources & Geotechnology. 1978. Vol.3, No. 1. P. 37–60.
33. Urabe A., Tateishi M., Inouchi Y. et al. Lake-level changes during the past 100,000 years at Lake Baikal, southern Siberia // Quaternary Res. 2004. Vol. 62, No. 2. P. 214–222.
34. Wheeler S.J. The stress-strain behaviour of soils containing gas bubbles. University of Oxford, 1986.
35. Wheeler S.J. The undrained shear strength of soils containing large gas bubbles// Géotechnique. 1988. Vol.38, No.3. P. 399–413.
36. Wheeler S.J. A conceptual model for soils containing large gas bubbles// Geotechnique. 1988. Vol. 38, No.3. P. 389–397.
37. Whelan T., Coleman J.M., Roberts H.H., Suhayda J.N. The occurrence of methane in recent deltaic sediments and its effect on soil stability // Bulletin of the International Association of Engineering Geology-Bulletin de l’Association Internationale de Géologie de l’Ingénieur. 1976. Vol. 13, No. 1. p. 55–64.
38. Zhang M., Niu M., Shen S. et al. Review of natural gas hydrate dissociation effects on seabed stability // Natural Hazards. 2021. Vol. 107, No. 2. P. 1035–1045.
39. http://class-baikal.ru (официальный сайт проекта Class@Baikal).
40. http://lin.irk.ru/multibeam/ru/results (Bathymetry data of LIN SB RAS and RCMG after RAS 17.8 Program (2009) and FWO Flanders (1.5.198.09) Project. 2009).
41. http://www.seis-bykl.ru/index.php (сейсмичность на Байкале)
Review
For citations:
Kudaev A.A., Akhmanov G.G., Khlystov O.M., Vidischeva O.N., Solovyeva M.A., Korost D.V. Focused fluid discharge as subaqueous landsliding factor, an example of Krasnoyarskiy landslide, the Lake Baikal. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2023;(2):66-78. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2023-63-2-66-78
Views:
208
Email this article 
