Краткосрочное прогнозирование землетрясений

Землетрясение обычно можно представить себе так. Мы сидим на кухне и пьем кофе, смотрим телевизор или занимаемся своими обычными делами. Вдруг мы замечаем, что тени в квартире начинают двигаться – это начал раскачиваться светильник. Стеклянная посуда начинает дребезжать. Если толчки достаточно сильные, начинает дрожать пол.

Но это только завершающая стадия. Задолго до этих проявлений в недрах Земли начинаются активные тектонические процессы. Сейсмические волны начинают распространяться от эпицентра, где они будут максимальными. Земля сдвигается, ломаясь при этом, образуя провалы и трещины. Чтобы хоть как-то представить себе этот процесс, возьмите несколько предметов, заменяющих литосферные плиты, и попробуйте один из них сдвигать. В итоге какой-то из остальных предметов тоже начнет двигаться, создавая вибрации, то есть сейсмоактивность, а некоторые останутся недвижимыми.

А если вообразить, что это происходит не с твердыми предметами, а с кусочками бисквита, у которого только нижняя корка твердая, тогда один из них будет подныривать под противоположный, сминая верхний мягкий слой. Благодаря этому процессу происходит горообразование, поэтому в таких горных местах сейсмическая активность почти всегда высока. Правда, кроме тектонических процессов колебания земли могут быть вызваны техногенной деятельностью: взрывами в карьерах, обрушением полостей горных выработок.

Однако любые землетрясения описываются балльной системой. Все мы слышали о шкале Рихтера и знаем, что есть и другие система оценки подземных толчков, но мало кто разбирается в этом достаточно для того, чтобы не путать одни баллы с другими.

Виктор Селезнев, директор Геофизической службы Сибирского отделения РАН, попробует внести ясность в этот вопрос:

«Прежде всего, имеются два основных параметра землетрясений: первый описывает его энергию. Когда речь идет о магнитуде (М), необходимо понимать: это характеристика выделенной в процессе тектонического проявления энергии, как раз она и измеряется по шкале Рихтера благодаря тому, что может быть зафиксирована сейсмографами. Если же говорить об энергетическом классе (К), то он определяется по несложной формуле К=1.8М+4. 10 в степени К – это количество выделенная энергия в джоулях. Например, если магнитуда - шесть, К будет около пятнадцати. При подобном землетрясении количество выделенной энергии равно мощности десяти атомных бомб, сброшенных в 1945 году на Хиросиму».

Это, насколько можно понять, совсем не мало, поэтому не удивительно, что Земля приходит в движение, и в эпицентре сотрясаемость будет наибольшей. И когда говорят о мощности землетрясения, имеют в виду его силу именно в эпицентре. В России используется так называемая сейсмошкала MSK-64, в которой максимально возможная интенсивность - 12 баллов. И хотя эта величина, так или иначе, зависит от магнитуды, характеризует она процессы, которые видны в точке наблюдения, очаг землетрясения при этом не учитывается.

«При двенадцати баллах рушится все: здания, горы, мосты, - говорит Виктор Селезнев, - но при единственном условии, что высвобождается много энергии и действие происходит непосредственно в эпицентре. И чем дальше мы от него находимся, тем больше затухание этих сейсмических колебаний, поэтому с расстоянием интенсивность колебаний всегда слабеет. То есть, получаем следующую картину: в эпицентре землетрясения сотрясаемость - 9 баллов. Затем следует область, в которой она составляет 8 баллов, затем – 7 баллов, 6, и чем дальше, тем меньше балльность».

Если вернуться к нашим лампочкам, такое возможно при трех толчках силой в три балла. И не важно, что послужило причиной: землетрясение где-нибудь за многие сотни километров или прошедший возле дома трамвай.

Достаточно интересный вопрос: а куда же девается вся эта огромная энергия, разве только на то, чтобы немного потрясти поверхность? Оказывается – вовсе нет. Первое, что происходит - разрушение того, что имеется внутри Земли. Скажем, если очаг толчков был на глубине 10-15 километров, и при этом длина разлома – сотни километров, всю эту земную массу необходимо сдвинуть. На то, чтобы сформировать сейсмическую волну, которая может обогнуть земной шар, и не один раз, тоже требуется энергия, говорит Виктор Сергеевич. Если мощное землетрясение происходит в Мексике, то в Новосибирске тоже земля колеблется на протяжении нескольких часов, и хотя люди этого не замечают, сейсмографы такие вибрации отчетливо фиксируют.

Однако чаще всего население интересует, особенно после самого землетрясения, а были ли прогнозы этого события? Можно ли было его предупредить, чтобы заранее подготовиться?

«Сегодня классифицируют 3 вида подобных прогнозов, - рассказывает дальше Виктор Селезнев, - долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные. Именно первые являются теми, которые дают возможность заблаговременно подготовиться к этому природному явлению. Многие утверждают, что нужно прогнозировать именно близкие по времени землетрясения. На это я отвечу так: если вы стоите на улице, а я попробую угадать, пойдет дождь или нет, вам мои слова никак не помогут, поскольку нужна конкретная крыша над головой на тот случай, когда осадки все-таки выпадут».

С землетрясениями – то же самое. Очень важно, чтобы здания в местах, где возможны землетрясения, были построены так, чтобы не разрушаться, независимо от интенсивности толчков. В этих целях создается так называемая карта сейсмического районирования. И чтобы ее составить, необходимо знать палеодислокации (землетрясения, произошедшие в далеком прошлом), иметь записи показаний сейсмических приборов, историю землетрясений за определенный период, на основании чего и строится карта сейсмического районирования, являющаяся на самом деле картой долгосрочного прогноза. Они есть в Интернет, и любой желающий может увидеть, какая баллность будет месте его проживания в случае максимально мощного для этой территории катаклизма.

«Это достаточно точный прогноз, - утверждает ученый, - заниженный только там, где число установленных сейсмостанций невелико. Таким образом, если на карте показано для определенной территории восемь баллов, то они обязательно произойдут, правда, неизвестно когда. Поэтому строительство в этом регионе должно вестись с учетом этих данных. Новосибирск находится в шестибалльной зоне, поэтому дома могут строиться без дополнительного укрепления. В то же время Академгородок расположен на границе 6-7 баллов, поэтому в Искитиме и Бердске необходимо строить здания с антисейсмическим усилением, которые в состоянии выдержать указанную мощность землетрясения».

Сейчас имеется закон, который устанавливает ответственность за сейсмическую безопасность здания его владельца, и на его плечи ложится проведение экспертизы, которая в состоянии определить, является ли сейсмобезопасность здания соответствующей указанной на карте сейсмического районирования.

Среднесрочное прогнозирование тоже решаемо современной науке, но при условии, что на исследуемой территории установлено много соответствующих геофизических приборов. Тогда спрогнозировать землетрясение определенной мощности можно за год-два до события.

«Этого времени достаточно для проведения проверки зданий и обучения населения, - говорит Виктор Селезнев, - но, как правило, главная проблема – финансирование, поскольку нужны деньги на установку оборудования и организацию службы мониторинга».

Но самое больное место современной сейсмологии - краткосрочный прогноз. В идеале для этого необходимо собрать громадный массив информации, установить системы наблюдений, которые будут их фиксировать, а вне населенных пунктов это окажется слишком дорогим удовольствием. «В настоящее время известно пару сотен краткосрочных предвестников подземных толчков, - объясняет Виктор Сергеевич. – Определяют такие предвестники непосредственно после землетрясения, когда проводится анализ данных, которые были перед ним: был слышен подземный гул, аномально вели себя домашние животные, менялись некоторые геофизические параметры... Проблема в том, что эти признаки работают далеко не всегда. Бывает необычное выделение газа, сопровождаемое землетрясением, бывает - наоборот. Поэтому универсальный признак пока не найден. Хотя рано или поздно это произойдет, но, скорее всего, такая система будет требовать наличия громадного количества информации с различных сетей мониторинга, но, скорее всего, это будет только вероятностная характеристика».

В краткосрочном прогнозировании погрешность чрезвычайно важна. Если сейсмологи предскажут магнитуду пять, а случится землетрясение не более четырех, – это терпимо, но если наоборот, произойдет шестерка – последствия будут кардинально иными, хотя погрешность и в том, и в другом случае – один балл. То же можно сказать о предсказании эпицентра и времени возможного землетрясения.

«Именно поэтому среди специалистов принято решать проблему краткосрочного прогноза так: если он имеется, то по причине вышеназванного его нельзя обнародовать, - при этих словах Виктор Селезнев становится максимально серьезным. - Ни один сейсмолог не выбросит информацию о краткосрочном прогнозе в СМИ - только уполномоченным на то госорганам, а если выдает – то это не настоящий специалист».