Разрушительные и катастрофические землетрясения, происходящие вблизи крупных городов, а иногда прямо в их центре, вызывают одномоментную гибель десятков и сотен тысяч людей, число раненых обычно в два-три раза больше. Ущерб от сопутствующих бедствий — пожаров, наводнений, цунами, оползней, эпидемий не поддается подсчету. Психологические травмы людей, переживших землетрясения, сопровождают их всю оставшуюся жизнь. Отсюда понятно, что прогноз такого стихийного бедствия является важнейшей задачей геологической науки.
Начало статьи «Ликбез по землетрясениям» читайте в «Часть 1. Примеры, термины и понятия», «Часть 2. Природа землетрясений» и «Часть 3. Предвестники землетрясений».
Понятие прогноза землетрясения комплексное и включает предсказание места, силы и времени землетрясения. Современная сейсмология достигла значимых успехов в определении первых двух параметров, однако временной прогноз остается пока несбыточной мечтой ученых.
Цель прогноза — спасение жизни людей, однако для этого нужна реализация прогноза, чаще всего это эвакуация больших масс людей из зданий и из населенных пунктов, остановка производств, консервация промышленных объектов и т.п. Поэтому реализация прогноза дело очень дорогостоящее, хлопотное и реализуемое только на очень высоком управленческом уровне. Опыт китайских и американских сейсмологов показывает, что оправдывается чуть более половины от объявленных предупреждений.
История знает успешный прогноз сильного землетрясения в городе и его не менее успешную реализацию. Речь идет о землетрясении 4 февраля 1975 г. в г. Хайнэне (Китай). В 2 часа ночи было объявлено, что в течение ближайших двух суток следует ожидать сильное землетрясения. Местное население покинуло дома. Чтобы «выманить» жителей города на улицы, были организованы показы кинофильмов под открытым небом. В половине восьмого утра произошло землетрясение магнитудой 7,3. Оно сравняло с землей 90% городских зданий, но число человеческих жертв было минимальным. Прогноз был основан на наблюдении аномального поведения животных.
БУДЬТЕ В КУРСЕ
Известен и печальный пример уклонения от прогноза, (тем более его реализации), приведшего к гибели сотен людей. Речь идет о сильнейшем землетрясении (М-6,3) в Центральной Италии с эпицентром в городке Л’Акуила, которое произошло 6 апреля 2009 года в 3:32 ночи по местному времени. Всего в ходе землетрясения, по официальным данным, погибло 309 человек, ранено около 1200, 10 человек пропали без вести. Число оставшихся без крова оценивается в 29 тысяч человек. От землетрясения повреждено примерно 15 тысяч зданий.
Землетрясение это войдет в историю науки, т.к. 6 сейсмологов и один чиновник, участвовавшие в совещании по прогнозированию сейсмической угрозы для жителей Л’Акуиле, были осуждены за непреднамеренное убийство к 6 годам лишения свободы. Вина их заключалась в том, что 31 марта, т.е. за 6 дней до землетрясения они уверили жителей города, что никакая серьезная опасность им не угрожает.
Осужденные были членами специальной комиссии, которую прислал в город глава Службы гражданской обороны Италии Гвидо Бертолазо, чтобы успокоить жителей. Жители же были взбудоражены прогнозом самодеятельного сейсмолога, техника итальянских Института космоса и Института ядерной физики Джанпаоло Джулиани, который, опираясь на показания радоновых датчиков, стал распространять информацию о грядущем землетрясении. О радоновом методе Джулиани узнал от русской аспирантки, которая по каким-то делам приезжала в Италию. Собрав несколько датчиков, он стал наблюдать за полем радона, и в 2002 г. ему удалось сделать точный прогноз землетрясения.
В 2009 г. он предсказал сильное землетрясение 29 марта 2009 года в районе городка Сульмона в 55 километрах от Л’Акуилы. О своем прогнозе он сообщил мэру этого городка. Поднялась паника. Прогноз не сбылся. Толчки были, но слабые, на предсказателя власти подали в суд, он затих, но жители волновались. Для их успокоения и была создана комиссия. Опытные сейсмологи, вероятно, понимали, что сильное землетрясение возможно, но они выполняли задание начальства об успокоении жителей, чтобы избежать эвакуации. Об этом якобы свидетельствует сохранившееся электронное письмо. Именно оно и стало причиной обвинения. Суд приговорил членов комиссии к тюремным срокам за то, что они сознательно, по личным, профессиональным и политическим соображениям ввели людей в заблуждение, подвергнув их жизни риску ради собственных амбиций.
20 сентября 2011 года участвовавшие в совещании геофизики и заместитель главы Службы гражданской обороны Италии получили шесть лет тюрьмы и штраф в 9 млн евро. 10 ноября 2014 года апелляционный суд отменил обвинительный приговор 6 сейсмологам, а чиновнику сократил срок заключения с 6 до 2 лет тюрьмы. За прошедшие 3 года никто из обвиняемых в заключении не был, таковы законы Италии. Пока есть основания для апелляции, приговоренные остаются на свободе.
Территориальный прогноз — районирование. Главным инструментом современного прогноза землетрясений являются карты сейсмического районирования. Они составляются на основе изучения сейсмического режима данной территории и геологического положения эпицентров всех известных землетрясений, измеренных инструментально, а также известных из исторических документов. Чем длиннее временной ряд наблюдений, тем выше прогностическая ценность таких карт. Естественно, что с течением времени карты сейсмического районирования уточняются, издаются новые варианты. Первая официальная карта общего сейсмического районирования (ОСР) территории СССР была создана в 1936 г. в Сейсмологическом институте АН СССР — предшественнике Института физики Земли (ИФЗ) РАН. Последующие уточненные варианты выходили в 1957, 1968 и 1978 гг.
Предпоследний вариант карты сейсмического районирования (ОСР-97) разрабатывался в 1991-1997 гг. в Объединенном институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН под руководством известного отечественного сейсмолога В.И. Уломова. В работе участвовали специалисты из нескольких десятков научно-исследовательских институтов Российской академии наук, её Сибирского, Дальневосточного и Уральского отделений, а также из других организаций, в том числе из государств СНГ. В основу сейсмологических и геолого-геофизических исследований по районированию сейсмической опасности и долгосрочному прогнозу землетрясений при составлении карт серии ОСР-97 была положена сейсмогеодинамика, изучающая особенности сейсмичности как результат динамики земной коры и всей литосферы с учетом их структуры, прочностных свойств и процессов разрушения на разных масштабных уровнях.
Согласно данным общего сейсмического районирования свыше трети территории России подвержено 7-балльным сейсмическим воздействиям, требующим проведения антисейсмических мероприятий. Более 15% площади страны занимают чрезвычайно опасные в сейсмическом отношении 8-9- и 9-10-балльные зоны. К таким регионам относятся Дальний Восток, весь юг Сибири, а также Северный Кавказ. В европейской части России выделены 6-7-балльные зоны: Средний Урал и Приуралье, Приазовье, Поволжье, Кольский полуостров и сопредельные с ними территории.
В нефтедобывающих районах Татарстана, на горнопромышленных объектах Пермской области к естественной сейсмичности добавляется и индуцированная локальная сейсмогеодинамическая активизация, способная спровоцировать сильные землетрясения. Известны местные землетрясения и в Воронежской области, где расположена Ново-Воронежская АЭС. Сейсмоопасными являются бассейны Черного и Каспийского морей, шельфы моря Лаптевых, Охотского, Чукотского и Баренцева, являющиеся местом добычи природного газа и нефти. Продолжительные низкочастотные 4-5-балльные сотрясения, распространяющиеся на огромные расстояния от заглубленных очагов крупных землетрясений в Восточных Карпатах, способны повредить чувствительные к таким колебаниям уникальные высотные строительные объекты даже на большом удалении от эпицентров, в том числе на территории Москвы и Московской области.
Действующие карты общего сейсмического районирования являются государственными документами, обязательными к исполнению при строительстве любых зданий и сооружений. Согласно Своду Правил СП 14.13330.2014: интенсивность сейсмических воздействий в баллах (фоновую сейсмичность) для района строительства следует принимать на основе комплекта карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (ОСР-2015), утвержденных Российской академией наук. Главным отличием ее от ОСР-97 является включение новых территорий, присоединенных к России в 2014 году. Указанный комплект карт предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов и отражает 10%-ную — карта А, 5%-ную — карта В, 1%-ную — карта С вероятности возможного превышения (или 90%-ную, 95%-ную и 99%-ную вероятности непревышения) в течение 50 лет указанных на картах значений сейсмической интенсивности. Указанным значениям вероятностей соответствуют следующие средние интервалы времени между землетрясениями расчетной интенсивности: 500 лет (карта А), 1000 лет (карта В), 5000 лет (карта С).
Сейсмическое районирование России. ОСР-2015-А
Карта А предназначена для проектирования объектов нормального и пониженного уровня ответственности.
Сейсмическое районирование России. ОСР-2015-В
Заказчик вправе принять для проектирования объектов нормального уровня ответственности карту В или С при соответствующем обосновании.
Сейсмическое районирование России. ОСР-2015-С
Решение о выборе карты В или С, для оценки сейсмичности района при проектировании объекта повышенного уровня ответственности, принимает заказчик по представлению генерального проектировщика.
При возведении сооружений в сейсмоопасных зонах проводится сейсмическое микрорайонирование, при котором изучаются местные геологические условия и, в первую очередь, характеристики грунтов, имеющие, как показывает опыт, очень важное значение для сейсмоустойчивости сооружений.
Так во время катастрофического Таньшанского землетрясения 28 июля 1976 г., которое сравняло с землей полуторамиллионный город и погубило несколько сот тысяч человек, в восьми глубоких угольных шахтах, пройденных в твердых коренных породах, находилось около 10000 шахтеров. Судя по сообщениям, ни один из них не погиб. Хотя в подземных выработках начались камнепады и затопление, всем шахтерам удалось спастись. Два месяца спустя почти все шахты вновь приступили к работе.
Во время 9-бального Ашхабадского землетрясения 1948 г. устояли здания текстильной фабрики, построенной с учетом сейсмической опасности, а также здание Государственного банка, добросовестно построенного из крепкого кирпича на крепком растворе.
26 апреля 1966 г. во время Ташкентского землетрясения основные жертвы возникли в результате обрушения старых саманных построек, а современные железобетонные здания в центре города, который совпал с эпицентром землетрясения, устояли. Автор статьи летом того года несколько раз посещал новый, построенный в 1964 году Центральный универмаг, который практически не пострадал. По-моему, треснули несколько стекол. Старые саманные дома во время афтершоков продолжали рассыпаться, но жертв уже не было, люди спали на улице. Развалины оперативно расчищали и засеивали газонной травой, которая очень быстро отрастала. Газоны служили прекрасным обрамлением уцелевших новых железобетонных зданий (ЦУМ и другие). Их построили к 40-летию Узбекской ССР (1964 г.). По вечерам из города тянулись вереницы автомобилей с уезжающими жителями. Ночью улицы патрулировали военные. Со всей страны съезжались строители. В целом в городе был порядок.
Есть и обратные примеры, так одной из причин многочисленности жертв Спитакского землетрясения в Армении (1988 г.) и Нефтегорского землетрясения на Сахалине (1996 г.) явился элементарный строительный брак, а также ошибки в сейсмическом прогнозировании.
Печально, но в России большинство атомных электростанций построены рядом с тектоническими разломами. Казус этот определялся технологической целесообразностью — близостью к рекам (водозабору) для водяного охлаждения реакторов АЭС. То, что реки маркируют разломные, т.е. ослабленные и уязвимые в тектоническом отношении, зоны, при выборе стройплощадок не учитывалось. А зря, есть данные, что за 23 секунды до взрыва реактора на Чернобыльской АЭС три сейсмостанции зафиксировали под ней сейсмический источник возмущения (см. Красногорская Н.В., Сывороткин В.Л. Природно-техногенные аварии и катастрофы в геофизическом аспекте // Стратегия жизни в условиях планетарного экологического кризиса / Под ред. Н.В.Красногорской. Т. 3. Проблемы безопасности в условиях природно-антропогенных воздействий. СПб.: Изд-во «Гуманистика», 2002. С. 93-103.).
Внерегиональный сейсмотектонический метод оценки сейсмической опасности был разработан в ИФЗ РАН. Методом кластерного анализа были проанализированы геолого-геофизические характеристики всей Европы и центральной части Северной Азии для элементарных ячеек размером 20х30 минут градусной сетки: тепловой поток, мощность земной коры, глубина залегания фундамента, изостатические гравитационные аномалии, рельеф поверхности региона и контрастность этого рельефа. Затем при помощи сейсмологического каталога каждой ячейке был присвоен сейсмический потенциал — Ммакс, т.е. максимально возможная магнитуда ожидаемого землетрясения. На основе этого метода авторы составили карту сейсмического потенциала огромной территории, включающей Европу, Центральную Азию и Охотоморский регион. Для каждой ячейки этой карты, даже для тех, где землетрясения ранее не фиксировались, обозначена возможная максимальная магнитуда грядущего землетрясения. Эпицентры Рачинского (1991 г.), Барисахского (1992 г.), Сусамырского (1992 г.), Западно-Македонского (1995 г.) и Сабинского (Северный Сахалин, 1996 г.) сильных землетрясений, которые произошли после составления этой карты, по магнитуде и месту совпали с прогнозом.
Еще одним успехом ученых ИФЗ РАН можно назвать разработку и применение палеосейсмогеологического метода изучения территории. Этот метод применяется для определения сейсмоопасности тех регионов, для которых отсутствуют исторические наблюдения сейсмоактивности. Так по методике внерегионального сейсмотектонического районирования Горному Алтаю была присвоена ожидаемая магнитуда 7,5 (±0,2), но в историческое время сильные землетрясения здесь не отмечались. Однако, после проведения палеосейсмологических исследований в юго-восточной части Горного Алтая, в верховьях р. Чуя, в Курайской впадине и в западной части Чуйской долины были обнаружены следы доисторических землетрясений силой до 9 баллов. Это многочисленные сейсмические разрывы, с вертикальной амплитудой смещения до 2 м и сейсмогравитационные дислокации. Радиоуглеродным датированием было выявлено, что они могли произойти во временном интервале 200-2000 лет назад. Было предложено пересмотреть общий уровень сейсмической опасности Алтайского края и Республики Алтай. Описанные исследования были проведены в середине 1990-х годов. Их научная состоятельность и практическая польза подтвердились через несколько лет серией Алтайских землетрясений осенью 2003 г. Сила толчков достигала здесь 9 баллов, что абсолютно точно совпало с оценкой сейсмоопасности региона, сделанной на основе палеосейсмологических исследований.
Защита от землетрясений. Основа сейсмической безопасности — сейсмостойкое строительство, основанное на вышеописанном общем сейсмическом районировании территории. Это самая надежная и многократно оправдавшая себя стратегия выживания на планете, где землетрясения являются закономерными и неотвратимыми проявлениями ее эволюции. Вершина современного сейсмостойкого строительства, использующего совершенно фантастические технические приемы, достигнута в настоящее время в Японии, что подтвердило недавнее жесточайшее землетрясение 11 марта 2011 г. Все инженерные сооружения современной постройки выдержали сейсмический удар магнитудой более 9. Это было самое мощное из всех зафиксированных землетрясений Японии и одно из самых сильных землетрясений планеты. Можно уверенно констатировать, что в лице японцев Человечество достигло принципиальной победы над землетрясениями.
Отсюда следует вывод: в XXI веке большие жертвы землетрясений — это ошибки (просчеты, небрежность, обман) или сейсмологов, или строителей. Каждый такой случай должен тщательно исследоваться прокуратурой.
Японский триумф в марте 2011 года был омрачен досадным и трудно объяснимым просчетом. Оказалась заниженной оценка цунами — угрозы в районе АЭС Фукусима. В результате удара волны была выведена из строя система охлаждения ядерных реакторов, после чего события приняли неуправляемый характер.
Управление землетрясениями. Попытки такого рода основаны на возможности техногенного провоцирования слабых землетрясений, о чем мы уже говорили выше (см. Часть 1). Суть идеи заключается в том, что, снизив напряженность недр серией слабых искусственных землетрясений, можно избежать одного разрушительного. Техническими мероприятиями такого рода могут быть заполнение водохранилищ, закачка жидкости в глубокие скважины и ядерные взрывы. Важно, что все перечисленные мероприятия могут воздействовать на недра, а, значит, и использоваться дозировано. Так вероятность проявления наведенной сейсмичности возрастает с увеличением высоты плотины. Для плотин высотой более 10 м наведенную сейсмичность вызывали только 0,63% из них, при строительстве плотин высотой более 90 м — 10%, а для плотин высотой более 140 м — уже 21%. При закачке жидкости частота слабых подземных толчков находится в прямой зависимости от ее объема. Регулировка мощности взрыва проблемы не представляет.
По словам Л.Н.Доды — автора собственной методики прогнозирования землетрясений, о которой мы говорили выше, в настоящее время четыре страны овладели методами целенаправленного воздействия на землнтрясения, т.е. блокировки или разгрузки сильных землетрясений, а также, что вполне возможно, их запуска, т.е. применения геофизического оружия. Кроме России, это США, Китай и Япония.
3 февраля 2023 г. Л.Н. Дода сделал интересный доклад на ХХХII заседании Всероссийского междисциплинарного семинара-конференции геологического и географического факультетов МГУ имени М.В. Ломоносова «Система Планета Земля». Название доклада — «Признаки применения средств блокирования механизма запуска землетрясений на Камчатке в 2022 году».
В частности, он сообщил, что еще в ноябре-декабре 2002 г. им бы проведен успешный эксперимент на Камчатке с реализацией полного цикла: от сейсмопрогноза до блокирования механизма запуска на конечном участке запуска землетрясения с помощью генераторов специального типа (ГСТ) авторской разработки. При этом им впервые были обнаружены на спутниковых снимках 21.11.2002 и 04.12.2002 облачные индикаторы применения ГСТ в виде кольцевых и угловых облачных структур, зон разгрузки, отраженных в текстуре поля облачности над трассируемыми участками активированных тектонических элементов.
Атмосферные явления после землетрясений. В части 3 нашей статьи мы говорили об атмосферных предвестниках землетрясений, здесь же вернемся к этой связи, но уже в аспекте воздействия землетрясений на атмосферу. О связи землетрясений с дождями писали еще великие естествоиспытатели XIX века Александр Гумбольдт и Чарлз Дарвин, кстати, оба — почетные члены Московского общества испытателей природы. Позволим себе привести обширную цитату из классической (и в научном, и в литературном аспектах) работы Ч. Дарвина «Путешествие натуралиста вокруг света на корабле „Бигль“»:
«Часто спорят о связи между землетрясениями и погодой; мне кажется, что это неясный для нас вопрос представляет большой интерес. В одной из частей описания своего путешествия Гумбольдт замечает, что всякому, кто долго жил в Новой Андалузии или в Нижнем Перу, трудно было бы отрицать наличие некоторой связи между этими явлениями, впрочем, в другом месте он, по-видимому, считает эту связь воображаемой. В Гваякиле, говорят, сильный ливень в сухое время года неизменно сопровождается землетрясением. В северном Чили, ввиду того, что там не только сам дождь, но даже погода, предвещающая дождь, бывает крайне редко, вероятность случайных совпадений становится очень малой; между тем, и здесь жители твердо убеждены в наличии какой-то связи между состоянием атмосферы и колебанием почвы. Я был очень удивлен, когда жители Копьяпо, узнав от меня о сильном подземном толчке в Кокимбо, тотчас же воскликнули: „Какое счастье? Там будет обильное пастбище в этом году“. Для них землетрясение также верно предвещает дождь, как дождь — обильную траву на пастбищах. И, действительно, в тот самый день, когда произошло землетрясение, пошел ливень, благодаря которому, как я уже отмечал, через десять дней выросла редкая травка. В других случаях дождь сопровождал землетрясение в такое время года, когда сам он — явление куда более необыкновенное, чем даже землетрясение, так было в Вальпараисо после толчка в ноябре 1822 г. и еще раз в 1829 г., а также в Такне после землетрясения в сентябре 1833 г. Нужно несколько освоиться с климатом этих стран, чтобы понять, до чего невероятен дождь в такое время года, если только он не является следствием некоторого закона, не связанного с обычным течением погоды. Чрезвычайно вероятной представляется точка зрения, высказанная впервые м-ром П.Скропом, что, когда барометр стоит низко и естественно было бы ожидать дождя, пониженное давление атмосферы над обширным пространством земли могло бы весьма точно определить день, когда земля, уже до предела напряженная подземными силами, подастся и станет давать трещины, а вследствие этого содрогаться. Впрочем, неясно, насколько это представление в состоянии объяснить то обстоятельство, что проливные дожди идут в сухое время года в продолжении нескольких дней после землетрясения, не сопровождавшегося извержением: подобные случаи свидетельствуют, по-видимому, о какой-то более тесной связи между атмосферной и подземной областями».
В заключение обратимся еще к одной работе, доложенной на ХХХII заседании Семинара «Система Планета Земля» в МГУ и говорящую о воздействии землетрясений на атмосферу: Литвиненко Л.Н., Литвиненко В.В. «Возможные триггеры землетрясений в Измите, Гуджарате, Спитаке и Ташкенте». В ней сказано:
«Анализ условий, предшествовавших землетрясениям в Измите, Гуджарате, Спитаке и Ташкенте показывает, что они произошли в сейсмически активных зонах и были подготовлены эндогенными процессами. Сочетание аномальных погодных условий с фазой новолуния, вероятно, вызвало изменение напряжений в земной коре и стало триггером катастрофических землетрясений».
Мы видим, что сейсмоатмосферные связи, о которых говорилось в книге Ч. Дарвина, продолжают интересовать исследователей и в наше время. Однако, вынуждены с сожалением отметить, что за прошедшие со времени его путешествия 190 лет, в изучении этих связей сделано крайне мало.
Комментарии читателей (0):