Ученые давно ломают голову над тем, как научиться предсказывать сейсмические события. А с развитием промышленной инфраструктуры такая задача становится все более актуальной, ведь землетрясения сопровождаются еще и техногенными катастрофами. Эта тема была затронута на одном из недавних заседаний Президиума Российской академии наук. С научным сообщением “Методология, результаты и проблемы прогноза землетрясений” выступили директор Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики член-корреспондент РАН Александр Соловьев и заведующий лабораторией Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта член-корреспондент РАН Геннадий Соболев.
Одну из первых гипотез о природе землетрясений высказал Аристотель, предполагавший, что это результат деятельности воздуха и паров в пещерах. Свою точку зрения на природу землетрясений предложил в 1757 году Ломоносов. В докладе “Слово о рождении металлов от трясения Земли” он разделил землетрясения на виды и высказал свои соображения об их причинах: в центре планеты находится громадное скопление серы, которая из-за трения ее частиц возгорается, в результате чего появляются огнедышащие горы, из жерл которых вырываются пламя и газы.
В XX столетии, после череды страшных землетрясений во многих странах мира, начались исследования, целью которых была разработка методик прогнозирования подземных толчков. Были получены интересные сведения о строении земной коры, проведены региональные сейсмологические наблюдения, организованы работы по изучению различных геофизических предвестников землетрясений.
В России больше четверти территории относится к сейсмоопасным зонам, где возможны землетрясения с интенсивностью 7 и более баллов. На этой площади расположены три тысячи городов и поселков, 100 крупных гидро- и тепловых электростанций, пять АЭС и значительное количество предприятий повышенной экологической опасности. Это значит, что без создания системы прогнозирования землетрясений нашей стране не обойтись. Сегодня на территории России функционируют более 200 сейсмических станций, которые регистрируют толчки во всем мире. Работа идет над долгосрочным, среднесрочным и краткосрочным прогнозами.
Как сообщил Г.Соболев, у нас есть несколько регионов с высокой сейсмической опасностью, прежде всего это Якутия, юг Западной Сибири, Северный Кавказ, район БАМа. Существует много зон неустойчивости, но сильное землетрясение произойдет тогда, когда эти зоны объединятся.
Докладчик выделил основные проблемы прогноза землетрясений. Неоднородность напряженного состояния и прочности в литосфере приводит к одновременному существованию многих метастабильных областей, а время и место землетрясения определяются малыми воздействиями разных физических полей. Из-за совокупности этих факторов вероятность успешного краткосрочного прогноза невысока.
Рассматривая действующую концепцию прогноза землетрясений, Геннадий Соболев отметил, что в последние годы ученые существенно усилили наблюдения за сейсмическим шумом (постоянными слабыми колебаниями). Было зафиксировано, например, значительное возрастание сейсмошума накануне фукусимской трагедии. Кстати, российские ученые еще за 10 месяцев предупреждали японцев о возможной угрозе, однако их мнение во внимание не было принято, так как в Японии считали, что в этом районе землетрясения быть не может.
Российская сейсмология сохраняет авторитет в мире. У нас существует как наземная, так и космическая система наблюдений. Наши ученые безвозмездно обмениваются информацией с мировой базой данных, которая собирает сведения более чем 200 сейсмостанций во всех уголках Земли. Одна из важнейших задач на сегодня — создать в РФ систему совместной обработки и анализа этих данных.
Геннадий Александрович определил основные задачи российской сейсмологии: усиление исследований в области физики землетрясений, расширение числа сейсмических и прогностических станций, создание единой системы анализа прогностических данных наземных и космических средств, скорейшая разработка системы раннего предупреждения о землетрясениях с последующим внедрением на экологически опасных объектах.
Отвечая на вопросы коллег, Г.Соболев, в частности, рассказал, как укомплектована приборная база на станциях наблюдения, как применять космические инструменты для предсказания землетрясения (измерение химического состава атмосферы), можно ли использовать наблюдения за животными для прогнозирования землетрясений. На последний вопрос ученый дал отрицательный ответ, так как, по его словам, есть много сопутствующих факторов, влияющих на поведение братьев наших меньших. (От себя добавлю, что во время землетрясения в Москве 4 марта 1977 года мой кот спокойно дремал под раскачивающейся люстрой. — А.С.).
Выступивший затем Александр Соловьев рассказал о проверке результатов прогнозирования и возможности их использования. Ученый коснулся прогностических алгоритмов. Один из них — M8S — разрабатывался для среднесрочного прогноза землетрясений (на период времени в несколько лет) и может применяться для землетрясений разной силы, то есть в широком диапазоне магнитуд в регионах с разной сейсмической активностью. В его основе лежит ретроспективный анализ динамики сейсмической активности, предшествующей сильным и сильнейшим (с магнитудой более 8 баллов) землетрясениям.
Российские ученые установили, что крупнейшие землетрясения имеют четкую цикличность с усилением к концу цикла. В прошлом столетии все четыре мегаземлетрясения произошли в короткий период времени: на Камчатке в 1952 году силой 9 баллов, на островах Андреанова (Аляска) в 1957 году силой 9,1 балла, в Чили в 1960 году силой 9,5 балла, в проливе Принца Уильяма на Аляске в 1964 году силой 9,2 балла. По мнению ученых, такая группировка очень маловероятна для независимых случайных событий.
Сейсмологи полагают, что до 2018 года произойдет одно крупное землетрясение, аналогичное тому, что случилось в 2004 году у берегов Суматры. При этом его эпицентр может находиться в одном из пяти регионов: в западной части границы между США и Канадой, в Чили, в Кашмире, на Суматре и в Индийском океане возле Андаманских островов.
Значение прогнозирования переоценить трудно. Речь идет и о человеческих жизнях, и о материальных потерях. Например, прямой экономический ущерб от землетрясения в марте 2011 года близ берегов Японии и сопутствующих явлений оценивается от 122 до 235 млрд долларов. Ущерб мировым рынкам составил 1,3 трлн долларов.
Академик Сергей Федотов рассказал о долгосрочном сейсмологическом прогнозе для Курило-Камчатской дуги и ведущемся на его основе сейсмоустойчивом градостроительстве, например, о возведении нового района повышенной сейсмобезопасности в Петропавловске-Камчатском в 2010-2011 годах. Ведь долгосрочный прогноз для Курило-Камчатской дуги по март 2019 года предполагает очень высокую вероятность землетрясений в районе этого города.
Геодинамике и сейсмичности территории СНГ и прилегающих стран было посвящено выступление научного руководителя Государственного геологического музея академика Дмитрия Рундквиста и главного научного сотрудника ГГМ доктора геолого-минералогических наук Юрия Гатинского. В районах слабой или умеренной сейсмичности на территории СНГ находится немалое количество промышленных предприятий, АЭС, крупных ГЭС и ТЭС. В зоны развития активных разломов и повышенной сейсмичности попадают горнопромышленные и энергетические объекты в Ставропольском и Краснодарском краях, в республиках Алтай, Хакасия, Тыва, в Забайкалье, на юге Казахстана и в Монголии. Наибольшей опасности подвергаются объекты на Северном Кавказе и в Закавказье (в том числе АЭС в Армении). Туркмения, Таджикистан и Киргизия находятся в транзитных зонах между Северо-Евразийской, Аравийской и Индийской плитами, где еще не закончились процессы коллизии и высока интенсивность высвобождающейся сейсмической энергии. Как считают ученые, в районах с такой активностью геодинамических процессов необходимо увеличение плотности сети геофизических наблюдений до уровня развитых европейских стран.
При проектировании новых предприятий, АЭС и других электростанций целесообразно избегать площадей в межблоковых зонах, в которых, как правило, наблюдается максимальная сейсмическая активность. Методика их выделения рассмотрена в ряде научных публикаций. Детальный совместный анализ геодинамики и геофизики сейсмоактивных зон на территории СНГ с информационной обработкой полученных данных может многократно снизить степень риска для народного хозяйства и жизни людей.
Заместитель директора Института физики Земли РАН профессор Евгений Рогожин представил доклад о деятельности Координационного прогностического центра ИФЗ РАН, принимающего участие в ФЦП “Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2015 года”. В КПЦ удалось разработать надежные методики оценки состояния потенциальных сейсмических очагов (ПОЗ) для подвижных областей Евразии. Составлен сводный каталог предвестников разной природы для Курило-Камчатского и Северокавказского регионов. Подобный подход позволяет выделять активизированные ПОЗ на долгосрочной стадии и в дальнейшем последовательно суживать рамки слежения за самыми опасными из них.
Не обошел вниманием Евгений Александрович и “удручающие моменты”: новое здание прогностического центра, которое введено в эксплуатацию, к сожалению, до сих пор не может полноценно функционировать, поскольку нет даже минимальных средств на оплату коммунальных услуг.
Подвел итоги заседания заведующий лабораторией Института физики Земли академик Александр Глико, оценивший нынешнее состояние российской сейсмологии как “этап умеренного оптимизма”. Для людей непосвященных итоги заседания можно сформулировать так: краткосрочный прогноз, о котором мечтают земляне, ученым пока еще недоступен, но работа идет и временные рамки потихоньку сжимаются.
Подготовил Андрей СУББОТИН
Фото ГУ МЧС по Кемеровской области
Нет комментариев