Причина, последствия и правила поведения

Землетрясение – это редкий фактор в жизни людей, хотя существуют особые зоны на планете, где оно является привычным и обыденным явлением. Землетрясения могут иметь огромную силу и нанести неисчислимые бедствия во многих точках земли.

Что такое землетрясение

Это колебания земной поверхности, которые могут быть вызваны разными причинами. Волны сжатия и растяжения распространяются от очага землетрясения, производя подвижки и разрушения земной коры.

Эпицентром называют проекцию очага на поверхность земли. Гипоцентр – это центральная точка, очаг землетрясения в земной коре, из которой расходятся земные толчки.

Ученый назвал самый действенный способ противостоять землетрясениям

радио «спутник в крыму»

землетрясение в крыму

кфу (крымский федеральный университет)

наука и технологии

безопасность республики крым и севастополя

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

землетрясение в крыму, землетрясение, крым, мнения, игорь вахрушев, кфу (крымский федеральный университет), наука и технологии, безопасность республики крым и севастополя, безопасность

Причины возникновения землетрясений

Главная причина, по которой возникают землетрясения, это сдвиги тектонических плит, составляющих земную поверхность.

Твердая земная кора – только тонкий слой на поверхности горячей пластичной магмы, по своим свойствам напоминающей вязкую жидкость. Это расплавленные породы, находящиеся под огромным давлением.

Поэтому континентальные платформы можно сравнить с островами, плывущими по океану из жидкой магмы. В местах, где они соприкасаются и трутся друг о друга, возникают районы с наивысшей сейсмической активностью. В результате этих процессов в породах, лежащих ближе к поверхности, возникают напряжения, которые снимаются с помощью землетрясений.

Большое влияние на сейсмические процессы имеет также Луна. Наш спутник вызывает приливы и отливы не только в океанах, но и в недрах планеты, деформируя их. Эти деформации также могут накапливаться и в конце концов вызывать землетрясения.

Что такое землетрясение: причины, последствия и правила поведения

Землетрясение: что это такое, причины, последствия, шкала баллов для измерения силы

в мире, землетрясение, россия

Ежегодно на Земле происходят сотни тысяч землетрясений, но их амплитуда настолько незначительная, что они остаются незамеченными. Сильные же толчки чреваты серьезными разрушениями. Преимущественно они случаются на дне океана, поэтому больше всего таким неприятностям подвержены города, расположенные в непосредственной близости к ним.

Крупные землетрясения в мире в 2021-2022 годах

Колебания земной поверхности образуются вследствие быстрого смещения участка литосферы. От очага землетрясения исходят волны растяжения и сжатия. При этом образуются подвижки и разрушения земной коры.

Характеристики

Среди основных характеристик землетрясения выделяют следующие:

Сила толчков измеряется в баллах по шкале от 1 до 12, где 12 — показатель серьезной катастрофы, когда разрушаются сооружения.

География явления

Очаги землетрясений распределены неравномерно по планете и практически совпадают с границами литосферных плит. Основной сейсмический пояс находится в Тихом океане, где выделяется до 80% всей сейсмической энергии.

В России вступил в силу ГОСТ по эвакуации людей при авариях и катастрофах

Это явление отличается тем, что оно происходит в одних и тех же местах. В основном на этих территориях, в местах стыка двух литосферных плит, находятся вулканы и горы. Поэтому для горной местности характерны подземные толчки. В России землетрясения случаются в основном на Байкале, Камчатке и Приморье.

Признаки и особенности

Признаками подземных толчков являются не только показатели на специальных приборах, но и специфические изменения в окружающей обстановке. По некоторым из них можно понять, что в скором времени возможно проявится землетрясение:

Внутренние толчки случаются тогда, когда происходит сдвиг тектонических плит. Под земной корой находится горячая пластичная магма, внешне похожая на вязкую жидкость. Магма представляет собой расплавленные породы под сильным давлением.

Континентальные платформы похожи на острова, плывущие в жидкой магме. Там, где эти платформы соприкасаются и трутся друг о друга, появляется высокая сейсмическая активность. Породы, находящиеся близко к земной поверхности, снимают это напряжение. Процесс проявляется в виде землетрясения.

Классификация

Землетрясения делятся на несколько видов в зависимости от характера их происхождения и глубины очага. Сила колебаний тем меньше, чем глубже находится эпицентр. Явление имеет неприятные последствия для человека в виде разрушений сооружений в том случае, если очаг находится на глубине менее 30 км.

Условно по глубине возникновения землетрясения делят на три группы:

ООН оценила ущерб мировой экономике от природных катастроф за 20 лет

Тектонические

Возникают вследствие перемещения тектонических плит, при этом сдвигаются горные породы и возникает внутреннее напряжение. Когда такая энергия накапливается, происходят деформация земной коры: появляются трещины, проседает почва. Вектор ударной волны зависит от силы землетрясения и может распространяться на тысячи километров.

Вулканические

Такой тип внутренних толчков отличается незначительной силой колебания, продолжительностью и многогранностью. Могут длиться до нескольких месяцев. Опасности для человека не несут, служат предвестниками скорого извержения вулкана.

Возникают по причине сильного давления газов на поверхность Земли и резкого движения раскаленной лавы. Таким образом, в вулкане накапливается напряжение, после чего возникают сейсмические волны в виде толчков.

Природные пожары в РФ: тушат быстро, а предупреждают несвоевременно?

Техногенные

Бывает, что землетрясения появляются вследствие действий человека, влекущих за собой ослабление горных пород: наблюдается рост числа подземных толчков в местах добычи нефти и газа, а также в местах расположения шахт и карьеров.

Негативным образом сказывается и строительство водохранилищ по той причине, что вода разрушает породы, находящиеся под высоким давлением из-за толщи воды.

Подводные

Подводные землетрясения влекут за собой появление цунами (представляют собой огромные разрушительные волны) вследствие смещения морского дна, когда один участок поднимается, а второй опускается. Происходят колебания водной поверхности, чтобы вернуться к первоначальному уровню. Приближающиеся к берегу волны достигают высоты в 5-10 м. Сейсмические приборы позволяют спрогнозировать появление цунами за несколько часов.

Искусственные

Искусственные землетрясения появляются из-за действий человека, например, при запуске ракет, бурении скважин, хранении ядерного оружия и др. Например, в 2006 году были зарегистрированы подземные колебания сразу в нескольких странах. Причиной тому стало испытание ядерной бомбы в КНДР.

Не упустить момент. Ученые призывают взять под контроль вечную мерзлоту

Обвальные

Проявляются в виде обвалов и оползней. Обычно магнитуда невысокая, но иногда последствия бывают трагичными для людей. Один из таких примеров – случай в Перу, когда лавина объемом в 13 млн кубических метров сошла с горы Аскаран. При этом, скорость перемещения лавины составила 400 км/ч. Под нейоказались несколько поселений. Погибло более 18 тыс. человек.

Удар космических тел

Возникают по причине ударов астероидов, метеоритов и комет. Космический объект после преодоления земной атмосферы врезается в поверхность Земли и взрывается. Ударная волна распространяется на значительные расстояния и воспринимается как землетрясение.

Рогозин объяснил, почему Землю нельзя спасти от астероидов

Измерение силы землетрясений

Подземные толчки характеризуются магнитудой и интенсивностью. Единицами измерения являются баллы, указывающие на масштаб последствий разрушений.

Краткая характеристика по шкале:

Шкала магнитуд

Сейсмические станции ведут наблюдения подземных толчков и дают общую характеристику энергии упругих колебаний, которые вызываются подземными толчками или взрывами. Результаты фиксируют на основании шкалы магнитуд, которая впервые была разработана в 1935 году и называется шкалой Рихтера.

Всего существует несколько магнитудных шкал:

Шкала Рихтера

Магнитуда насчитывает от 0 до 9 баллов, где 0 — фиксируется только датчиками и человеком не ощущается, а 9 баллов указывают на сильное разрушение построек и различных сооружений.

Шкала Рихтера предоставляет информацию о выделяемой энергии. Например, при магнитуде в 3 балла ощущается небольшое дрожание земли, при 6 баллах наносится существенный ущерб, при 9 баллах может возникнуть цунами.

Недостатком шкалы Рихтера является тот факт, что на основании одной только величины сложно охарактеризовать такое сложное явление как землетрясение.

Российский ученый предсказал глобальную катастрофу в ближайшие годы

Шкала интенсивности

Интенсивность дает качественную характеристику подземным толчкам. Также указывает, каким получился масштаб воздействия на людей, животных, объекты, поверхность земли.

Всего существует 4 шкалы интенсивности:

Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника

Имеет 12-бальную систему измерения, была изобретена в 1964 году советским геофизиком Сергеем Медведевым, получила широкое применение в государствах бывшего Советского Союза и Европе.

Последствия землетрясения

Землетрясение — одно из самых опасных явлений природы для человека. Проблема в том, что предсказывать его довольно сложно, поэтому редко удается заранее к нему подготовиться.

Точность прогноза опасного для человека явления приравнивается практически к нулю. Гораздо проще предсказать извержение вулкана, тропические циклоны, наводнения.

Для предсказания землетрясений используются следующие показатели:

Сергей Пулинец, доктор физико-математических наук, ведущий сотрудник ИКИ РАН отмечает: “Принятие решения о том, предупреждать людей о возможной катастрофе или нет ввиду низкой вероятности точности предсказаний — это большая ответственность. На данный момент ни в одной стране мира нет точного алгоритма и последовательности действий: как эвакуировать людей, какие службы должны будут работать и т.д. К тому же, запрещено сообщать населению о возможной катастрофе — данные можно передавать только властям”.

Правила поведения при землетрясениях

При первых признаках землетрясения нужно выключить свет, воду и газ, нельзя пользоваться лифтом. Если ощущаются сильные толчки, следует спрятаться в углу комнаты, в дверном проеме, под кровать или стол, которые защитят от падающих предметов. Важно держаться подальше от тяжелой мебели и окон.

При нахождении на улице в момент подземных толчков нужно отойти подальше от зданий и линий электропередач.

Климатические изменения: как жить дальше?

При нахождении в автомобиле лучше остаться в нем, пока подземные толчки не прекратятся.

Среди главных причин трагических последствий землетрясений являются не столько сами толчки, сколько обрушение зданий или отдельных его частей, оборванные электропровода, падение стекол, пожары, некотролируемое поведение людей, вызванное паникой.

Самые сильные землетрясения

За недавние годы произошли землетрясения, повлекшие за собой серьезные последствия:

Все эти события не были предсказаны настолько точно, чтобы к ним можно было заранее подготовиться и обезопасить себя.

Как измеряют сейсмические волны

Магнитуду сейсмических волн определяют по шкале Рихтера.

Магнитуда – это логарифм отношения амплитуды волны конкретного землетрясение к принятому стандартному. Эта величина показывает сдвиг частей грунта относительно друг друга. Учитываются как продольные, так и вертикальные волны.

Шкала Рихтера не имеет верхнего предела. Значения могут быть дробными и не всегда совпадать с 12-ти балльной шкалой.

Измерения производятся с помощью сейсмографа, специального прибора, фиксирующего волны в виде графических кривых.

Особенности и признаки землетрясений

Слабые землетрясения абсолютно бесшумны и понять, что они происходят, можно только по покачиванию люстр или автомобилей на рессорах.

Более сильные вызывают заметные колебания почвы, падают предметы, хлопают двери. Погода при этом не меняется, так же светит солнце или идет дождь.

Другие виды землетрясений

Существует несколько разновидностей:

Последствия землетрясений

После сильного землетрясения происходят изменения в ландшафте: появляются оползни, меняется уровень подземных вод. В городской среде, в связи с разрушением электросетей и газопроводов, начинаются пожары.

Нарушаются все коммуникации. Как следствие, эвакуация населения, голод, мародерство. В береговых зонах поднимается цунами, который наносит еще больший ущерб хозяйству и жизни людей.

Как пример, в Японии была разрушена АЭС в городе Фукусима. Произошло радиоактивное заражение местности. Часть радиации попала в Тихий океан. Такие бедствия отражаются на всем мире.

Самый действенный способ противостоять землетрясениям – правильно строить

По словам специалиста, спрогнозировать можно силу землетрясения, примерные точки его возникновения – гипоцентры и эпицентры (их проекция на поверхность – ред.), а также возможные нежелательные последствия. Но сказать точное время первого толчка и каким образом все будет происходить – очень сложно, практически нереально, утверждает эксперт.

«Самое сложное в сейсмической науке, в геологи и направлении вообще геофизики – это прогнозирование. Прогнозы строить невозможно. Здесь нет стройной теории, ни одна методика до конца не отработана и не дает практических результатов», – сказал Вахрушев.

Два непредсказуемых способа «разрядки»

Это связано с тем, что напряжение, возникшее в земной коре в силу определенных процессов, может «разрядиться» одним из двух способов. Первый вариант – стрессовый, собственно землетрясение, энергия в этом случае высвобождается резко. Второй – «когда эти напряжения разряжаются мягкого, спокойно», объясняет ученый.

Единственный способ противостоять

В отсутствие иных способов предупредить беду или хотя бы минимизировать ее возможные негативные последствия, «в науке уже более 50 лет используется метод предупреждения, что инфраструктуру, здания и сооружения (нужно) строить с учетом того, что может произойти той или иной силы землетрясение», — сказал Вахрушев.

«Это самый действенный на настоящее время способ противодействия землетрясениям», – заключил эксперт.

Николай Короновский,
доктор геолого-минералогических наук
Альфред Наймарк,
кандидат геолого-минералогических наук
«Наука и жизнь» №3, 2013

Не проходит и года, чтобы где-то не случилось катастрофическое землетрясение с тотальными разрушениями и человеческими жертвами, количество которых может достигать десятков и сотен тысяч. А тут ещё цунами — аномально высокие волны, возникающие в океанах после землетрясений и смывающие на низких берегах посёлки и города вместе с жителями. Эти катастрофы всегда неожиданны, пугают их внезапность и непредсказуемость. Неужели современная наука не в состоянии предвидеть подобные катаклизмы? Ведь предсказывают же ураганы, торнадо, изменения погоды, наводнения, магнитные бури, даже извержения вулканов, а с землетрясениями — полный провал. И общество зачастую считает, что виноваты учёные. Так, в Италии попали под суд шестеро геофизиков и сейсмологов, которые в 2009 году не смогли предсказать землетрясение в Аквиле, унёсшее жизни 300 человек.

Казалось бы, имеется много разных инструментальных методов, приборов, фиксирующих малейшие деформации земной коры. А прогноз землетрясения не удаётся. Так в чём же дело? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим сначала, что же представляет собой землетрясение.

Самая верхняя оболочка Земли — литосфера, состоящая из твёрдой земной коры мощностью от 5–10 км в океанах и до 70 км под горными массивами, — подразделяется на ряд плит, называемых литосферными. Ниже располагается также твёрдая верхняя мантия, точнее, её верхняя часть. Эти геосферы состоят из различных горных пород, обладающих высокой твёрдостью. Но в толще верхней мантии на разных глубинах размещается слой, названный астеносферным (от греческого астенос — слабый), имеющий меньшую вязкость по сравнению с выше- и нижележащими породами мантии. Предполагается, что астеносфера является той «смазкой», по которой могут перемещаться литосферные плиты и части верхней мантии.

Во время движения плѝты в одних местах сталкиваются, образуя огромные горно-складчатые цепи, в других, наоборот, раскалываются с образованием океанов, кора которых тяжелее коры континентов и способна погружаться под них. Эти взаимодействия плит вызывают колоссальные напряжения в горных породах, сжимая или, наоборот, растягивая их. Когда напряжения превышают предел прочности горных пород, происходит их очень быстрое, практически мгновенное, смещение, разрыв. Момент этого смещения и представляет собой землетрясение. Если мы хотим его предсказать, то должны дать прогноз места, времени и возможной силы.

Любое землетрясение представляет собой процесс, идущий с некоторой конечной скоростью, с образованием и обновлением множества разномасштабных разрывов, вспарыванием каждого из них с высвобождением и перераспределением энергии. При этом надо чётко понимать, что горные породы представляют собой не сплошной однородный массив. В нём есть трещины, структурно ослабленные зоны, которые значительно понижают его суммарную прочность.

Скорость распространения разрыва или разрывов достигает нескольких километров в секунду, процесс разрушения охватывает некоторый объём пород — очаг землетрясения. Его центр называется гипоцентром, а проекция на поверхность Земли — эпицентром землетрясения. Гипоцентры располагаются на разных глубинах. Наиболее глубокие — до 700 км, но чаще гораздо меньше.

Интенсивность, или сила, землетрясений, которая так важна для прогнозирования, характеризуется в баллах (мера разрушения) по шкале MSK-64: от 1 до 12, а также магнитудой М — безразмерной величиной, предложенной профессором Калифорнийского технологического института Ч. Ф. Рихтером, которая отражает количество высвобожденной общей энергии упругих колебаний.

Что такое прогноз?

Чтобы оценить возможность и практическую пользу прогноза землетрясений, нужно чётко определить, каким требованиям он должен отвечать. Это не угадывание, не тривиальное предсказание заведомо регулярных событий. Прогноз определяется как научно обоснованное суждение о месте, времени и состоянии явления, закономерности возникновения, распространения и изменения которого неизвестны или неясны.

Принципиальная прогнозируемость сейсмических катастроф долгие годы никаких сомнений не вызывала. Вера в безграничный предсказательный потенциал науки подкреплялась, казалось бы, вполне убедительными доводами. Сейсмические события с выделением огромной энергии не могут происходить в недрах Земли без подготовки. Она должна включать определённые перестройки структуры и геофизических полей, тем большие, чем интенсивней ожидаемое землетрясение. Проявления таких перестроек — аномальные изменения тех или иных параметров геологической среды — выявляются методами геолого-геофизического и геодезического мониторинга. Задача, следовательно, состояла в том, чтобы, располагая необходимыми методиками и аппаратурой, вовремя зафиксировать возникновение и развитие таких аномалий.

Однако оказалось, что даже в районах, где ведутся непрерывные тщательные наблюдения — в Калифорнии (США), Японии, — сильнейшие землетрясения всякий раз случаются неожиданно. Получить надёжный и точный прогноз эмпирическим путём не удаётся. Причину этого видели в недостаточной изученности механизма исследуемого процесса.

Таким образом, сейсмический процесс априори считался в принципе прогнозируемым, если механизмы, фактические данные и необходимые методики, неясные или недостаточные сегодня, будут поняты, пополнены и усовершенствованы в будущем. Каких-либо принципиально непреодолимых препятствий прогнозированию нет. Унаследованные от классической науки постулаты безграничных возможностей научного познания, предсказания интересующих нас процессов были до относительно недавнего времени исходными принципами любого естественно-научного исследования. А как эта проблема понимается сейчас?

Достаточно очевидно, что даже без специальных исследований можно уверенно «прогнозировать», например, в высокосейсмичной зоне перехода от азиатского континента к Тихому океану в ближайшие 1000 лет сильное землетрясение. Столь же «обоснованно» можно утверждать, что в районе острова Итуруп Курильской гряды завтра в 14:00 по московскому времени произойдёт землетрясение с магнитудой 5,5. Но цена таким прогнозам — ломаный грош. Первый из прогнозов вполне достоверен, но никому не нужен ввиду его крайне малой точности; второй достаточно точен, но также бесполезен, ибо его достоверность близка к нулю.

Из этого ясно, что: а) при любом определённом уровне изученности повышение достоверности прогноза влечёт за собой снижение его точности, и наоборот; б) при недостаточной точности прогноза каких-либо двух параметров (например, места и магнитуды землетрясения) даже точное предсказание третьего параметра (времени) теряет практический смысл.

Таким образом, главная задача и главная трудность прогнозирования землетрясения в том, чтобы предсказания его места, времени и энергии или интенсивности удовлетворяли бы требованиям практики одновременно и по точности, и по достоверности. Однако сами эти требования различны в зависимости не только от достигнутого уровня знаний о землетрясениях, но и от конкретных целей прогнозирования, которым отвечают разные типы прогноза. Принято выделять:

Особенно актуален краткосрочный прогноз: именно он — основание для конкретных предупреждений о предстоящей катастрофе и для неотложных действий по уменьшению ущерба от неё. Цена ошибок здесь очень велика. А ошибки эти бывают двух типов:

В первом случае ущерб от нарушения ритма жизни и работы тысяч людей может быть очень большим, во втором — последствия чреваты не только материальными потерями, но и человеческими жертвами. В обоих случаях моральная ответственность сейсмологов за неверный прогноз очень велика. Это заставляет их быть предельно осторожными при выдаче (или невыдаче) властям официальных предупреждений о предстоящей опасности. В свою очередь власти, осознавая огромные трудности и тяжёлые последствия остановки функционирования плотно заселённого района или крупного города хотя бы на день-другой, отнюдь не спешат следовать рекомендациям многочисленных «самодеятельных» неофициальных прогнозистов, декларирующих 90%-ную и даже 100%-ную достоверность своих предсказаний.

Дорогая цена незнания

Между тем непредсказуемость геокатастроф обходится человечеству очень дорого. Как отмечает, например, российский сейсмолог А. Д. Завьялов, с 1965 по 1999 год землетрясения составляли 13% от общего числа природных катастроф в мире. С 1900 по 1999 год произошло 2000 землетрясений с магнитудой более 7. В 65 из них М была выше 8. Людские потери от землетрясений в XX веке составили 1,4 млн человек. Из них на последние 30 лет, когда количество жертв стали подсчитывать более точно, пришлось 987 тыс. человек, то есть 32,9 тыс. человек в год. Среди всех природных катастроф землетрясения стоят на третьем месте по количеству смертных случаев (17% от общего числа погибших). В России, на 25% её площади, где расположены около 3000 городов и посёлков, 100 крупных гидро- и тепловых электростанций, пять АЭС, возможны сейсмические сотрясения с интенсивностью 7 и более. Сильнейшие землетрясения в ХХ столетии происходили на Камчатке (4 ноября 1952 года, М = 9,0), на Алеутских островах (9 марта 1957 года, М = 9,1), в Чили (22 мая 1960 года, М = 9,5), на Аляске (28 марта 1964 года, М = 9,2).

Впечатляет перечень сильнейших землетрясений в недавние годы.

2005 год, 28 марта. Остров Ниас, в трёх километрах от Суматры, землетрясение с М = 8,2. Погибли 1300 человек.

2005 год, 8 октября. Пакистан, землетрясение с М = 7,6; погибли 73 тыс. человек, более трёх миллионов остались без крова.

2006 год, 27 мая. Остров Ява, землетрясение с М = 6,2; погибли 6618 человек, 647 тыс. остались без крова.

2008 год, 12 мая. Провинция Сычуань, Китай, в 92 км от г. Ченду, землетрясение М = 7,9; погибли 87 тыс. человек, 370 тыс. ранены, 5 миллионов остались без крова.

2009 год, 6 апреля. Италия, землетрясение с М = 5,8 близ исторического г. Аквила; жертвами стали 300 человек, ранены 1,5 тыс., более 50 тыс. остались без крова.

2010 год, 12 января. Остров Гаити, в нескольких милях от побережья два землетрясения с М = 7,0 и 5,9 в течение нескольких минут. Погибли около 220 тыс. человек.

Все, без исключений, перечисленные события оказывались неожиданными или «предсказанными» не настолько определённо и точно, чтобы можно было принять конкретные меры безопасности. Между тем утверждения о возможности и даже многократных реализациях надёжного краткосрочного прогноза конкретных землетрясений нередки как на страницах научных изданий, так и в интернете.

История двух прогнозов

В районе города Хайчэн, провинция Ляонин (Китай), в начале 70-х годов прошлого столетия неоднократно отмечались признаки возможного сильного землетрясения: изменения наклонов земной поверхности, геомагнитного поля, электросопротивления грунтов, уровня воды в колодцах, поведения животных. В январе 1975 года было объявлено о предстоящей опасности. К началу февраля внезапно поднялся уровень воды в колодцах, сильно возросло число слабых землетрясений. К вечеру 3 февраля власти были уведомлены сейсмологами о близкой катастрофе. На следующее утро произошло землетрясение с магнитудой 4,7. В 14:00 было объявлено о вероятности ещё более сильного удара. Жители покинули дома, были приняты меры безопасности. В 19:36 мощный толчок (М = 7,3) вызвал обширные разрушения, но жертв оказалось немного.

Это единственный пример удивительно точного по времени, месту и (приблизительно) по интенсивности краткосрочного прогноза разрушительного землетрясения. Однако иные, очень немногие оправдавшиеся прогнозы были недостаточно определёнными. Главное же — число как непредсказанных реальных событий, так и ложных тревог оставалось чрезвычайно большим. Это означало, что надёжного алгоритма устойчивого и точного предсказания сейсмокатастроф нет, а хайчэнский прогноз — скорее всего, лишь необычайно удачное стечение обстоятельств. Так, чуть больше года спустя, в июле 1976-го, в 200–300 км к востоку от Пекина произошло землетрясение с M = 7,9. Был полностью разрушен г. Таншань, погибли 250 тыс. человек. Определённых предвестников катастрофы не наблюдалось, тревога не объявлялась.

После этого, а также после неудачи многолетнего эксперимента по прогнозу землетрясения в Паркфилде (США, штат Калифорния) в середине 80-х годов прошлого века возобладало скептическое отношение к перспективам решения проблемы. Это нашло отражение в большинстве докладов на совещании «Оценка проектов по прогнозу землетрясений» в Лондоне (1996 г.), проведённом Королевским астрономическим обществом и Объединённой ассоциацией геофизики, а также в дискуссии сейсмологов разных стран на страницах журнала «Nature» (февраль — апрель 1999 года).

Значительно позже Таншаньского землетрясения российский учёный А. А. Любушин, анализируя данные геофизического мониторинга тех лет, смог выявить аномалию, предшествовавшую этому событию (на верхнем графике рис. 1 оно выделено правой вертикальной линией). Соответствующая этой катастрофе аномалия присутствует и на нижнем, модифицированном, графике сигнала. На обоих графиках имеются и другие аномалии, ненамного уступающие упомянутой, однако не совпавшие с какими-либо землетрясениями. Но никакого предвестника Хайчэнского землетрясения (левая вертикальная линия) первоначально найдено не было; аномалия выявилась только после модификации графика (рис. 1, внизу). Таким образом, хотя выявить предвестники Таншаньского и в меньшей степени Хайчэнского землетрясений в данном случае апостериори удалось, надёжного прогнозного выделения признаков будущих разрушительных событий найдено не было.

В наши дни, анализируя результаты длительных, с 1997 года, непрерывных записей микросейсмического фона на Японских островах, А. Любушин обнаружил, что ещё за полгода до сильного землетрясения на о. Хоккайдо (М = 8,3; 25 сентября 2003 года) произошло уменьшение среднего по времени значения сигнала-предвестника, после чего сигнал не вернулся к прежнему уровню и стабилизировался на низких значениях. Это с середины 2002 года сопровождалось увеличением синхронизации значений данного признака по разным станциям. Такая синхронизация с позиций теории катастроф — признак приближающегося перехода исследуемой системы в качественно новое состояние, в данном случае — указание на предстоящее бедствие. Эти и последующие результаты обработки имевшихся данных привели к предположению, что событие на о. Хоккайдо, хотя и сильное, всего лишь форшок ещё более мощной предстоящей катастрофы. Так, на рис. 2 видны две аномалии поведения сигнала-предвестника — острые минимумы в 2002 и 2009 годах. Поскольку после первого из них последовало землетрясение 25 сентября 2003 года, то второй минимум мог быть предвестником ещё более мощного события с М = 8,5–9. Его место указывалось как «Японские о-ва»; более точно оно было определено ретроспективно, постфактум. Время события прогнозировалось вначале (апрель 2010 года) на июль 2010 года, затем — от июля 2010 года на неопределённый период, что исключало возможность объявления тревоги. Произошло оно 11 марта 2011 года, причём, судя по рис. 2, его можно было ожидать и раньше, и позже.

Данный прогноз относится к среднесрочным, которые бывали успешными и прежде. Краткосрочные же удачные прогнозы всегда единичны: найти какой-либо устойчиво эффективный набор предвестников не удавалось. И сейчас нет способов заранее узнать, в каких ситуациях будут эффективны те же предвестники, что и в прогнозе А. Любушина.

Уроки прошлого, сомнения и надежды на будущее

Каково же современное состояние проблемы краткосрочного сейсмопрогнозирования? Разброс мнений очень велик.

В последние 50 лет попытки прогноза места и времени сильных землетрясений за несколько суток были безуспешны. Выделить предвестники конкретных землетрясений не удалось. Локальные возмущения различных параметров среды не могут быть предвестниками отдельных землетрясений. Не исключено, что краткосрочный прогноз с нужной точностью вообще нереален.

В сентябре 2012 года, в ходе 33-й Генеральной ассамблеи Европейской сейсмологической комиссии (Москва), генеральный секретарь Международной ассоциации сейсмологии и физики недр Земли П. Сухадолк признал, что в ближайшее время прорывных решений в сейсмологии не ожидается. Отмечалось, что ни один из более 600 известных предвестников и никакой их набор не гарантируют предсказания землетрясений, которые бывают и без предвестников. Уверенно указать место, время, мощность катаклизма не удаётся. Надежды возлагаются лишь на предсказания там, где сильные землетрясения происходят с некоторой периодичностью.

Так возможно ли в будущем повысить одновременно точность и достоверность прогноза? Прежде чем искать ответ, следует понять: а почему, собственно, землетрясения должны быть прогнозируемы? Традиционно полагают, что любое явление прогнозируемо, если достаточно полно, подробно и точно изучены уже происшедшие подобные события, и прогнозирование можно строить по аналогии. Но будущие события происходят в условиях, не тождественных прежним, и поэтому непременно в чём-то от них отличаются. Такой подход может быть эффективен, если, как подразумевается, отличия в условиях зарождения и развития исследуемого процесса в разных местах, в разное время невелики и меняют его результат пропорционально величине таких отличий, то есть также незначительно. При неоднократности, случайности и разнозначности подобных отклонений они существенно взаимокомпенсируются, позволяя получать в итоге не абсолютно точный, но статистически приемлемый прогноз. Однако возможность такой предсказуемости в конце XX века была поставлена под сомнение.

Маятник и песчаная куча

Известно, что поведение множества природных систем достаточно удовлетворительно описывается нелинейными дифференциальными уравнениями. Но их решения в некоторой критической точке эволюции становятся неустойчивыми, неоднозначными — теоретическая траектория развития разветвляется. Та или иная из ветвей непредсказуемо реализуется под действием одной из множества малых случайных флуктуаций, всегда происходящих в любой системе. Предсказать выбор можно было бы лишь при точном знании начальных условий. Но к их малейшим изменениям нелинейные системы весьма чувствительны. Из-за этого выбор пути последовательно всего в двух-трёх точках ветвления (бифуркации) приводит к тому, что поведение решений вполне детерминистических уравнений оказывается хаотическим. Это выражается — даже при плавном увеличении значений какого-либо параметра, например давления, — в самоорганизации коллективных нерегулярных, скачкообразно перестраивающихся перемещений и деформаций элементов системы и их агрегаций. Такой режим, парадоксально сочетающий детерминированность и хаотичность и определяемый как детерминистский хаос, отличный от полной разупорядоченности, отнюдь не исключителен, и не только в природе. Приведём простейшие примеры.

Сжимая строго по продольной оси гибкую линейку, мы не сможем предсказать, в какую сторону она изогнётся. Качнув маятник без трения настолько сильно, чтобы он достиг точки верхнего, неустойчивого положения равновесия, но не более, мы не сможем предсказать, пойдёт ли маятник вспять или сделает полный оборот. Посылая один бильярдный шар в направлении другого, мы приблизительно предвидим траекторию последнего, но после его столкновений с третьим, а тем более с четвёртым шаром наши прогнозы окажутся очень неточными и неустойчивыми. Наращивая равномерной подсыпкой кучу песка, при достижении некоторого критического угла её склона увидим, наряду со скатыванием отдельных песчинок, непредсказуемые лавинообразные обрушения спонтанно возникающих агрегаций зёрен. Таково детерминированно-хаотическое поведение системы в состоянии самоорганизованной критичности. Закономерности механического поведения отдельных песчинок дополняются здесь качественно новыми особенностями, обусловленными внутренними связями совокупности песчинок как системы.

Принципиально похоже формируется разрывная структура породных массивов — от начального рассредоточенного микрорастрескивания к разрастанию отдельных трещин, затем — к их взаимодействиям и взаимосочленениям. Опережающее разрастание какого-то одного, заранее непредсказуемого нарушения среди конкурирующих превращает его в магистральный сейсмогенный разрыв. В этом процессе каждый единичный акт образования разрыва вызывает непрогнозируемые перестройки структуры и напряжённого состояния в массиве.

В приведённых и других подобных примерах не прогнозируемы ни конечный, ни промежуточные результаты нелинейной эволюции, определённой начальными условиями. Связано это не с воздействием множества трудно учитываемых факторов, не с незнанием законов механического движения, а с невозможностью оценить начальные условия абсолютно точно. В этих обстоятельствах даже малейшие их различия быстро разводят исходно близкие траектории развития сколь угодно далеко.

Традиционная стратегия прогнозирования катастроф сводится к выявлению отчётливой аномалии-предвестника, порождённой, например, концентрацией напряжений у окончаний, изломов, взаимопересечений разрывов. Чтобы стать достоверным признаком приближающегося толчка, такая аномалия должна быть единичной и контрастно выделяющейся на окружающем фоне. Но реальная геосреда устроена по-другому. Под нагрузкой она ведёт себя как грубо- и самоподобно-блочная (фрактальная). Это означает, что блок любого масштабного уровня вмещает относительно немного блоков меньших размеров, а каждый из них — столько же ещё меньших и т. д. В такой структуре не может быть чётко обособленных аномалий на однородном фоне, в ней присутствуют неконтрастно различающиеся макро-, мезо- и микроаномалии.

Это делает бесперспективной традиционную тактику решения проблемы. Отслеживание подготовки сейсмокатастроф одновременно в нескольких относительно близких по потенциальной опасности очагах снижает вероятность пропуска события, но в то же время повышает вероятность ложной тревоги, поскольку наблюдаемые аномалии не единичны и не контрастны на окружающем пространстве. Можно предвидеть детерминированно-хаотический характер нелинейного процесса в целом, отдельных его стадий, сценариев перехода от стадии к стадии. Но требуемые надёжность и точность краткосрочных прогнозов конкретных событий остаются недостижимыми. Давняя и почти всеобщая убеждённость в том, что любая непредсказуемость — лишь следствие недостаточной изученности и что при более полном и детальном изучении сложная, хаотичная картина непременно сменится более простой, а прогноз станет надёжным, оказалась иллюзией.

Что же касается редких примеров успешных прогнозов, то они объяснимы удачными совпадениями с реальностью.

Ни теоретических, ни эмпирических оснований ожидать практически точных, устойчиво-надёжных прогнозов сейсмокатастроф пока нет.

Иллюстрации предоставлены авторами.

«Наука и жизнь» о землетрясениях:
Зимина Т. Предвестники землетрясений. — 2000, № 10.
Максименко О. Диагноз ставит струна. — 2003, № 6.
Обручев В. Почему то здесь, то там трясётся Земля. — 2006, № 7.
Левин Б. Цунами и землетрясения будут всегда. — 2011, № 1.
Боков В. Когда содрогнётся Земля? Кратко-срочные прогнозы землетрясений. — 2011, № 9.
Зимина Т. Ударим по землетрясению электромагнитным импульсом. — 2012, № 10.

Что происходит при сильнейшем землетрясении

На поверхности земли видны волны, возникают новые геологические формации, водоемы, реки меняют русло. Люди и животные погибают.

Если землетрясение произошло в прибрежной зоне, часто возникает цунами. Может произойти общее понижение или повышение уровня земли.

Известные факты из истории:

К сожалению, подобных природных катастроф случалось гораздо больше.

Можно ли предупредить гибель людей

В 20-веке в опасных зонах началось строительство специальных сейсмоустойчивых зданий повышенной прочности. Проводится разъяснительная работа среди населения, как вести себя во время землетрясения. Создаются специальные безопасные участки, где лучше всего оставаться во время стихийного бедствия.

К сожалению, прогноз приближающегося землетрясения с хорошей точностью пока невозможен, однако научные изыскания в этом направлении ведутся. По всему миру расположены сейсмические станции. Ведутся сводки сейсмоактивности, составляются карты геотермических процессов в недрах земли, по этим статистическим данным строятся прогнозы.

Замечено, например, что перед бедствием из горных пород усиленно выделяется газ радон, который можно зафиксировать. Исследуется также аномальное поведение животных перед катастрофой. Основными предвестниками подземных толчков могут быть рыбы и насекомые.

Шкала землетрясений по баллам

Интенсивность землетрясения измеряют по его последствиям и опросам очевидцев. В Японии используют 9-балльную классификацию, но в мире чаще применяют 12-балльную шкалу (в Америке – шкалу Меркалли, в России – MSK-64, в Европе – EMS).

Список по баллам:

Заключение

Геологические процессы на нашей планете хоть и могут представлять собой грозную опасность для мира людей, но наука утверждает, что по всем характеристикам они склонны к постепенному затуханию. Мы живем в относительно спокойную геологическую эпоху и будем надеяться, что ничего катастрофического не произойдет.

https://youtube.com/watch?v=rZniJ6coON4%3Ffeature%3Doembed