Прогнозування землетрусів: досягнення та труднощі
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
В нашей стране работы по прогнозу землетрясений сконцентрированы в наиболее сейсмоактивных районах и осуществляются главным образом на специальных геофизических (геодинамических) полигонах, созданных в районах Ташкента, Ашхабада, Душанбе, Фрунзе, Алма-Аты, Хорога и Петропавловска-на-Камчатке, а также в районах строительства крупных ГЭС и водохранилищ. Природу этого грозного явления изучает сейсмология — наука о землетрясениях. (Около ста лет назад ирландский инженер Роберт Мале впервые ввел в употребление слово «сейсмология», назвав так науку о землетрясениях, а «сейсмологами» — лиц, которые занимаются их исследованием.)
В современной сейсмологии силу землетрясений оценивают по различным признакам: по ощущению сотрясений, по их разрушительному эффекту и максимальной величине смещения маятника сейсмографа — прибора, регистрирующего колебания почвы. На основании наблюдений составлена шкала силы землетрясений. В разных странах применяются свои шкалы: в нашей стране двенадцатибалльная, в Японии — семибалльная, в Западной Европе — десятибалльная.
По принятой в СССР шкале различают следующие 12 баллов землетрясений:
1 балл — землетрясение людьми не ощущается, но регистрируется приборами.
2 балла — очень слабое; ощущается только весьма чувствительными людьми.
3 балла — слабое; наблюдается легкое раскачивание висячих ламп, открытых дверей. Отмечается людьми, находящимися в спокойном состоянии.
4 балла — умеренное. Под открытым небом ощущается немногими, а внутри помещения — многими людьми; слабый звон посуды и оконных стекол, скрип дверей, полов.
5 баллов — довольно сильное; отмечается большинством людей, находящихся в движении и на работе.
6 баллов — сильное. Ощущается всеми, очень многие выбегают на улицу.
7 баллов — очень сильное. Значительные повреждения зданий. Оползни берегов рек. Остаются невредимыми деревянные и антисейсмические постройки. Передвигаться без опоры трудно.
8 баллов — разрушительное. Сильные повреждения крупных зданий; некоторые частично обваливаются. Люди с трудом удерживаются на ногах.
9 баллов — опустошительное. Сильное повреждение каменных зданий. Обвалы в горах.
10 баллов — уничтожающее. Здания рушатся. Разрывы трубопроводов. Дороги деформируются. Образуются крупные трещины в грунте.
11 баллов — катастрофа. От каменных построек всех родов остаются развалины. Наблюдается сильное искривление железнодорожных рельсов. Большие оползни и обвалы.
12 баллов — сильная катастрофа. Всеобщее разрушение зданий и сооружений. Вертикальные и горизонтальные сдвиги горных пород, разрывы земной поверхности.
Человечество издавна интересовал вопрос, можно ли предсказать землетрясения, определить районы, где они могут возникнуть. Прогнозирование землетрясений является одной из самых важных, но в то же время и трудных проблем в современной сейсмологии. Если бы удалось узнавать о землетрясениях хотя бы за несколько часов, то можно было бы вывести население в безопасное место и, таким образом, полностью предотвратить человеческие жертвы, так как люди зачастую погибают не от самих толчков или колебаний почвы, а под развалинами зданий, застигнутые врасплох. Прогнозирование землетрясений имеет значение и при выборе места для строительства новых городов, поселков, водохранилищ, инженерных сооружений и т. д.
Проблему прогноза можно разделить на три части: прогноз места, силы и времени землетрясения.
Предсказать момент наступления землетрясения пока что не удается. Но некоторые пути к разрешению этого вопроса уже намечаются. Землетрясение не есть нечто случайное, оно долго подготавливается, и дело заключается в том, чтобы найти способы обнаружить какие-то признаки, предвестники, по которым можно узнать о готовящемся ударе. Выяснено, что перед сильным землетрясением земная кора испытывает некоторые деформации, наклоны, изменения, которые можно попытаться определить. Бывают и предварительные, хотя и очень слабые толчки (форшоки), их можно обнаружить с помощью сейсмографов или микрофонов, «подслушивающих» слабые толчки и шумы, сопровождающие процесс подготовки землетрясения. В очаге будущего землетрясения постепенно меняются упругие свойства земной коры, которые можно выявить, измеряя скорость распространения сейсмических волн через зоны предполагаемого очага. Далее установлено, что перед землетрясением возникают магнитные бури, усиливаются звуковые эффекты в земной коре и возникают электромагнитные токи. Кроме того, замечено, что перед землетрясением увеличивается содержание радиоактивных веществ (радона) в минеральной воде. Так, за несколько дней до ташкентского землетрясения резко изменились состав и температура термальных источников.
Хотя пока что рано говорить о надежности названных методов предсказания землетрясений, но они основаны на объективных природных предвестниках, которые предшествуют крупным землетрясениям. Мы убеждены, что эту сложнейшую проблему в недалеком будущем ученым удастся разрешить.
Уже с давних времен было замечено, что многие животные как бы «предчувствуют» землетрясения. В истории сохранилось предание о том, как в Древней Греции перед землетрясением, разрушившим город Гекос, кроты, ласки и сороконожки вышли из своих нор и покинули город. Рассказывают другой случай: за несколько секунд до землетрясения в Ашхабаде среди ночи собака схватила за рубашку спящую девочку и бросилась с ней на улицу; отец девочки, считая, что собака взбесилась, с ружьем бросился за ней; но не успели родители опомниться, как началось землетрясение и дом рухнул.
Известный журналист В. Песков описал другой, не менее интересный факт. Там же, в Ашхабаде, накануне землетрясения к одному ответственному работнику пришли старожилы-туркмены и сообщили, что скоро будет землетрясение, так как змеи и ящерицы вышли из нор. Но, считая это сообщение вздором, на него не обратили внимания. Странное поведение животных замечали также накануне ташкентского землетрясения, например, вой собак, в ночное время голуби поднялись в воздух, кошки не находили себе места.
Японский ученый Ясуо Суэхиро приводит ряд примеров, когда поведение рыб как бы предсказывало землетрясение. Так, в 1923 году на мелководье близ Токио появилась усатая треска, обычно обитающая на больших глубинах. Землетрясение началось через два дня, принеся огромные бедствия городу и его населению. Был другой случай, когда перед разрушительным землетрясением один из рыбаков поймал необыкновенного угря — обитателя морских глубин.
Мы отмечали, что перед землетрясением возникают магнитные бури, создается весьма высокое напряжение электрического поля атмосферы вблизи земной поверхности. Вполне возможно, что животные чувствуют все эти изменения. Наконец, реакцию диких и домашних животных можно объяснить их повышенной чувствительностью к вибрации почвы, воды, колебаниям воздуха чрезвычайно высокой частоты.
Другая сторона дела — предсказание места и силы будущих землетрясений. Эта задача составляет сущность проблемы сейсмического районирования и решается уже теперь.
Проблема сейсмического районирования решается путем сопоставления сейсмических и геологических данных. В нашей стране карта сейсмического районирования впервые была составлена в 1937 году. В дальнейшем она много раз уточнялась. На ней выделены зоны возможных 6-, 7-, 8-, 9-, 10-балльных землетрясений. Например, для Ашхабада и Алма-Аты установлены 9 баллов, Ташкента — 8 баллов, Тбилиси — 7 баллов и т. д.
В Среднеазиатской зоне высокой сейсмичностью выделяется район Северного Тянь-Шаня, в пределах которого находится город Алма-Ата. Достоверные данные за последние двести лет свидетельствуют об исключительной сейсмической активности этого района. Достаточно сильные землетрясения произошли здесь в 1770, 1807, 1865, 1867, 1873, 1880, 1885, 1887, 1889 годах.
Но наиболее мощным по силе было кеминское землетрясение 3 января 1911 года, эпицентр которого находился в 40—50 километрах от Верного. В эпицентре сила толчка достигла 10—11 баллов. По оценке известных специалистов Гутенберга и Рихтера, это землетрясение приравнивалось к сильнейшим катастрофам на нашей планете.
Спустя 27 лет, 20 июня 1938 года последовало кемино-чуйское 8-балльное землетрясение; его сила в столице Казахстана измерялась 6 баллами. Через 32 года, 5 июня 1970 года, произошло землетрясение силой 8 баллов в районе поселка Сарыкамыш — в 20 километрах к востоку от города Пржевальска. Наконец, 10 мая 1971 года толчок в 7 баллов потряс город Джамбул. Городу был нанесен значительный ущерб, так как эпицентр землетрясения оказался на его территории.
Несомненно, для изучения столь сейсмически активного района весьма важна хорошо организованная система наблюдений за землетрясениями. Большая работа по созданию густой сети стационарных сейсмических станций в Северном Тянь-Шане была проведена Институтом физики Земли Академии наук СССР. В начале 70-х годов сейсмические станции на территории нашей республики были переданы в ведение Академии наук Казахской ССР. Создан Алма-Атинский опытный геофизический полигон, подготовлена более совершенная экспериментальная база для проведения широких сейсмических исследований.
Руководитель этих работ, заведующий отделом сейсмологии Института геологических наук АН КазССР, профессор Б. М. Уразаев считает, что прогнозирование времени сейсмического толчка возможно путем применения комплекса геофизических, геологических, геохимических, геодезических и других исследований. Поэтому в республике в настоящее время осуществляются всесторонние исследования. В частности, глубинные геофизические исследования, проведенные организациями Министерства геологии КазССР, показали, что земная кора в этом районе имеет мощность около 50 километров и характеризуется горизонтально-слоистым строением. Она разбита глубинными разломами на отдельные блоки, отличающиеся друг от друга мощностями «гранитного» и «базальтового» слоев. В земной коре выявлено большое количество разломов северо-восточного и северо-западного направлений, к которым приурочены эпицентры землетрясений.
Наблюдения, которые проводятся в последние годы за химизмом термальных вод, содержанием радона, фтора, гелия и других микрокомпонентов здешних источников, могут дать интересные сведения для предсказания землетрясений.
В общем комплексе прогностических исследований большое значение имеет изучение современных движений земной коры. Институтом геологических наук АН КазССР в 1967 году создан Алма-Атинский геодинамический полигон для изучения современных тектонических движений земной коры и их связи с сейсмичностью территории нашего района. Полигон охватывает площадь от высокогорных областей Заилийского Алатау до Илийской впадины, включая всю территорию города Алма-Аты, и имеет протяженность трасс около 150 километров, по которым закреплены геодезические знаки. Измерения показали, что в 1967—1969 годах контрольные реперы интенсивно поднимались, а во второй период (с 1969 по апрель 1970 года) точки почти не меняли своего положения; с июня 1970 года началось их обратное движение. Смещение отдельных реперов достигало 60 миллиметров. Момент такого движения земной коры совпал с сарыкамышским землетрясением 1970 года, о котором говорилось выше. Факт весьма интересный. И чтобы выявить, существует ли его связь с землетрясением, предстоит большая и кропотливая работа на Алма-Атинском и других полигонах страны.
Круг вопросов, над решением которых работают казахстанские сейсмологи, весьма широк. Большой вклад в это важное дело вносит отдел сейсмологии Института геологических наук имени К. И. Сатпаева. С вводом в действие обсерватории «Медео», строительство которой начато в 1975 году, завершится создание Алма-Атинского прогностического полигона.
В Советском Союзе действуют официальные нормы сейсмостойкого строительства, которые при правильном их применении обеспечивают сохранность зданий и сооружений даже при сильных землетрясениях.