Землетрясение в Турции унесло больше 41 тысячи жизней ― и это не окончательное число жертв. Афтершоки не прекратились до сих пор, их число уже достигло нескольких тысяч. Что спровоцировало все эти толчки? Можно ли было их предвидеть? Как скоро будет другое мощное землетрясение в этом районе — и можно ли вообще говорить о глобальном росте сейсмической активности?
Если коротко, то ничего утешительного сказать на это сейсмология и геофизика не могут. Давайте разберемся, почему.
Удар снизу
Первый толчок с магнитудой 7,8 произошел 6 февраля в 04:17 по местному времени. Его эпицентр находился в 33 километрах от города Газиантеп и в 26 километрах от города Нурдаги. Гипоцентр, по оценке Геологической службы США (USGS), был на глубине 17,9 ± 3,7 километра. Через 11 минут последовал первый афтершок магнитудой 6,7.
Через девять часов в 95 километрах к северу произошел третий мощный толчок ― рядом с городом Экинёзю. Очаг был ближе к поверхности, на глубине 10 ± 1,8 километра, а магнитуда толчка достигла 7,5.
К концу дня сейсмологи зарегистрировали уже 183 афтершока; из них более 30 ― магнитудой 4,5 и выше.
Поскольку гипоцентры обоих сейсмических событий располагались неглубоко, интенсивность землетрясений оказалась очень велика и достигла 9 баллов по 12-балльной шкале Меркалли.
Магнитуда по Рихтеру, интенсивность по Меркалли
Очаг землетрясения в самом обобщенном виде описывается таким параметром, как магнитуда (в переводе с латыни «величина»). Волна от очага распространяется во все стороны, вызывая сотрясения на поверхности Земли. Их интенсивность оценивается по 12-балльной шкале: американские сейсмологи используют шкалу Меркалли, российские — шкалу MSK-64, которую в Европе не так давно сменили на EMS-98. Все они, в принципе, близки.
Магнитуда (а именно эту шкалу придумал Чарльз Рихтер) применяется для оценки силы землетрясения в очаге ― по выделившейся в виде сейсмических волн энергии. Это безразмерная величина (поэтому говорить «баллы по шкале Рихтера» неверно) и вычисляется как логарифм от количественных показателей землетрясения.
При описании крупных землетрясений применяют моментную магнитуду. Она основана на сейсмическом моменте, который характеризует вызванные землетрясением деформации в зоне тектонического разрыва. Такая магнитуда тоже рассчитывается в логарифмической шкале. Приведенные для землетрясений в юго-восточной части Турции величины ― это именно моментные магнитуды.
По данным на 15 февраля, которые приводятся в официальных турецких источниках, подземные толчки и вызванные ими афтершоки унесли жизни свыше 35 тысяч человек, ранено более 105 тысяч. Стихийное бедствие ударило и по северо-западным районам Сирии, где число погибших уже превысило 5,8 тысячи человек. Особенно сильно пострадал Алеппо, расположенный в 200 километрах от эпицентра первого землетрясения.
Когда плитам тесно
Турция ― сейсмически активная область. Риск землетрясений здесь есть всегда. Но нынешняя катастрофа неординарна для этого региона, считает сейсмолог Рубен Татевосян, заместитель директора Института физики Земли имени Шмидта.
«Магнитуда 7,8 очень велика для зоны, где взаимодействуют между собой континентальные плиты, ― говорит ученый в беседе с N + 1. ― Сейсмические события в Тихоокеанском огненном кольце могут быть еще сильнее, значения их магнитуд могут превышать 8,0 и даже 9,0. Но там совершенно другие тектонические условия ― они связаны с процессом субдукции, то есть подползания океанической литосферной плиты под континентальную. А среди внутриконтинентальных землетрясений — нынешнее Газиантепское близко к максимально сильным из достоверно установленных сейсмических событий».
В этом регионе сходятся и взаимодействуют сразу три литосферные плиты: Анатолийская, Аравийская и Африканская.
Землетрясение в Турции было сдвиговым: земля смещалась в основном по горизонтали, вдоль границ литосферных плит. «Но это ни в коем случае не означает, что сдвинулась вся плита целиком. Она остается зацепленной, смещение происходит только на ограниченном участке», ― добавляет ученый.
Анатолийская плита движется на юго-запад со скоростью 21 миллиметр в год, поворачиваясь против часовой стрелки относительно Евразии. В то же время ее соседи, Аравийская и Африканская плиты, ползут на север-северо-запад со скоростями 15 и 5 миллиметров в год соответственно. Но, как поясняет еще один собеседник N + 1 Владимир Саньков, заместитель директора Института земной коры СО РАН, эти цифры показывают, как меняется положение плиты в масштабах миллионов лет. Средняя скорость плит более или менее равномерна, и ее колебания на больших промежутках времени ничего не говорят о механике землетрясений.
Между тем движение плиты ― это сложный процесс, разбитый на локальные события. Плита деформируется неоднородно: где-то участок плиты чуть ползет, в другом месте застревает, накапливая механическое напряжение. А где-то это напряжение превосходит предел прочности и участок проскальзывает — происходит разрыв и смещение. И в этот момент скорость участка плиты изменяется очень заметно. Такие события характерны для разломов, зон контакта между плитами. Они как раз и являются зонами высокой сейсмичности.
Ученые полагают, что толчок магнитудой 7,8 стал следствием
сдвигового разрыва на одном из участков Восточно-Анатолийского разлома.
Восточно-Анатолийский разлом идет с юго-запада на северо-восток по границе Анатолийской и Аравийской плит, лишь на западе касаясь стыка Анатолийской с Африканской. В целом его можно характеризовать как трансформный: континентальные блоки смещаются относительно друг друга преимущественно горизонтально либо испытывают косое сжатие. Соответственно, среди сейсмических явлений здесь большую роль играют сдвиговые процессы.
Впрочем, сейсмологи пока не уверены в том, каким именно был механизм Газиантепского землетрясения ― из-за сложного строения разломной зоны.
Возможно, землетрясение вызвал правосторонний разрыв участка Анатолийской плиты по направлению с юго-востока на северо-запад в пределах разлома, тянущегося от Мертвого моря. Так ли это, покажут будущие исследования. По горячим следам сейсмологи оценили размеры области, затронутой сдвигом при толчке под Газиантепом, в 100 × 70 километров, определили величину сдвига ― около
. А 10 февраля британский Центр наблюдения и моделирования землетрясений, вулканов и тектоники (COMET) сообщил, что зоны разрывов, по данным спутника Sentinel-1, достигают длины 300 и 125 километров. Первый разрыв образовался после землетрясения магнитудой 7,8, второй ― после толчка магнитудой 7,5.
Разрядка напряжения в сейсмическом очаге не проходит бесследно. Напряжения перераспределяются в толще пород земной коры и нередко возникают на значительном удалении, становясь источником многочисленных афтершоков.
Они очень опасны во время спасательных работ после главного землетрясения, нередко приводят к обрушению уцелевших построек и могут угрожать жителям районов, не затронутых во время первого толчка. Газиантепское землетрясение наглядно продемонстрировало всю опасность афтершоков.
Так уже было
Подобной катастрофы в Турции не случалось с 27 декабря 1939 года, когда на северо-востоке страны, вблизи города Эрзинджан, произошло сейсмическое событие магнитудой 7,8 и максимальной интенсивности — 12 баллов по шкале Меркалли. Землетрясение тогда убило почти 33 тысячи человек, а 100 тысяч было ранено. Такое число жертв было вызвано, в частности, тем, что землетрясение, как и нынешнее, случилось зимой: многие люди просто замерзли в 30-градусные морозы. Это землетрясение, впрочем, не было связано с геологической структурой, в которой произошло нынешнее, хотя Северо-Анатолийский (землетрясение 1939-го) и Восточно-Анатолийский разломы (землетрясение 2023-го) часто рассматриваются, как сопряженные системы.
Последнее крупное землетрясение в области, за сейсмичность которой отвечает Восточно-Анатолийский разлом, произошло 3 апреля 1872 года на территории вокруг города Антакья. Его магнитуда составила 7,2, пострадало несколько городов, 38 деревень были уничтожены.
Последний раз землетрясение в непосредственной близости от Газиантепа было больше 200 лет назад, всего в 50 километрах от города. Магнитуда этого события оценивается в 7,0.
Почему опять внезапно
Мы знаем, какие тектонические процессы приводят к землетрясениям, знаем, как часто они происходили в прошлом, — значит, можем предсказывать будущее?
И да, и нет. Долгосрочные прогнозы, которые оперируют промежутками в десятки и сотни лет, ученые делать умеют. Это, в принципе, может сделать кто угодно, исходя просто из сейсмической истории местности, ― если где-то однажды было землетрясение большой силы, логично предположить, что оно может случиться вновь.
Физическое выражение такого прогноза ― карты сейсмического районирования, которые указывают, как часто здесь бывают землетрясения и какой они достигают интенсивности. Они регулярно корректируются в соответствии со свежими данными сейсмического мониторинга. Например, согласно такой карте, на территории Москвы землетрясение интенсивности более 4 баллов происходит раз в пять тысяч лет, а интенсивности в 3 балла — не больше одного за 100 лет. Все они — сейсмическое эхо землетрясений на Карпатах или в других регионах.
На основании этих карт разрабатываются нормы сейсмической устойчивости для зданий и сооружений.
По словам Татевосяна, еще один смежный метод ― процедура оценки сейсмической опасности для конкретного объекта. Например, перед строительством АЭС проводят геологические и сейсмотектонические исследования, проверяют реакцию грунта на нагрузку. В результате получают оценку того, какие сейсмические движения можно ожидать на площадке.
Есть и среднесрочные прогнозы ― они предсказывают, какие землетрясения могут произойти в интервале от года до десятилетия. Но их точность уже не слишком велика.
Например, директор Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики (ИТПЗ РАН) Петр Шебалин заявил на пресс-конференции 7 февраля, что один из прогнозов института допускал катастрофическое землетрясение в Турции.
По его словам, для этого прогноза использовался алгоритм М8.0, который должен предсказывать землетрясения магнитудой 8 и выше. Этот метод разрабатывается с 1990-х годов, в качестве входных данных используется информация о более слабых землетрясениях ― их магнитуде, частоте, повторяемости, группируемости по времени и другие характеристики ― в зоне диаметром примерно 800 километров.
Шебалин сообщил, что два года назад в прогнозе, полученном алгоритмом на пять лет вперед, был риск землетрясения магнитудой 8,0 в одной из 800-километровых зон на территории Турции. Прогнозы алгоритма институт публикует — но в ограниченном доступе, мотивируя это тем, что его результаты остаются предметом научного анализа, а алгоритм не следует считать реальным инструментом предупреждения землетрясений.
Практическую ценность мог бы иметь краткосрочный прогноз — на период от месяца до года, — но надежной методики для него пока не существует.
Ученые еще слишком мало знают о том, что происходит внутри массива напряженных пород в малых масштабах времени. Поэтому они привлекают дополнительные геофизические данные, которые могли бы служить индикаторами приближающегося события, — например, аномальные возмущения в атмосфере и ионосфере. Таким образом исследователи пытаются повысить точность среднесрочных прогнозов, основанных на теории
, и приблизить их во временном масштабе к краткосрочным.
Однако надежного метода краткосрочного и оперативного прогнозирования нет. Чтобы принести реальную пользу, прогноз должен быть на 100 процентов верифицированным, объясняет N + 1 сейсмолог Анна Добрынина, ученый секретарь Института земной коры СО РАН. Не должны вызывать сомнений ни место, ни время, ни магнитуда прогнозируемого события ― потому что, в отличие от прогноза погоды, прогноз сильного землетрясения подразумевает необходимость эвакуации населения и остановку производств, а это влечет за собой экономический ущерб и оказывает серьезное психологическое воздействие на людей. Это слишком большая ответственность.
Единственная успешная попытка такого рода ― прогноз землетрясения магнитудой 7,3 в Хайчэне (Китай) в 1975 году, когда своевременная эвакуация предотвратила гибель нескольких сотен тысяч человек, рассказывает Добрынина. Хайчэнское землетрясение удалось спрогнозировать по предвестникам, в частности, по сильному толчку, который был правильно квалифицирован как форшок (foreshock) ― событие, предваряющее основной сейсмический удар (как правило, их находят ретроспективно, после того, как основное землетрясение уже случилось). Но уже в следующем году Таншаньское землетрясение, тоже в Китае, спрогнозировать не удалось, и оно погубило более 242 тысяч человек. Каждое землетрясение уникально, даже те, которые происходят в одном и том же месте в разные годы, потому что геологическая среда в сейсмоактивной зоне после любого толчка перестраивается, а как именно ― ученые определить пока не могут.
Привлечение таких показателей, как колебания концентрации радона или изменение уровня грунтовых вод, их химизма и изотопного состава, электромагнитных явлений, поведения животных, может сработать — но в той же мере может и обмануть прогнозистов. Ни один из них не может интерпретироваться как универсальный предвестник. В качестве примера Добрынина приводит радон, который выделяется из разломов в земной коре: «Его выход уменьшается при сжатии среды и возрастает при растрескивании, появлении новых разломов. То есть предвестниками могут быть как отрицательные, так и положительные аномалии концентрации. Кроме того, на радоновый сигнал накладывают шум внешние факторы. Например, высокое атмосферное давление понижает выход радона, а низкое ― повышает. И среди множества показателей нет такого, который можно было бы считать более надежным, чем другие».
Владимир Саньков указывает, что вклад в сейсмичность могут оказывать даже такие глобальные явления, как приливное воздействие Луны. Это вклад очень слабый, но нельзя полностью исключать того, что в сцеплении с более мощными факторами он может послужить триггером землетрясения.
В Италии не так давно судили шестерых сейсмологов и одного чиновника, которых обвинили в непредумышленном убийстве 29 человек. 6 апреля 2009 года в городе Аквила произошло землетрясение магнитудой 6,3. Обвиняемые сочли не заслуживающим доверия прогноз сейсмолога-любителя Джампаоло Джулиани, который на аппаратуре собственного изготовления зарегистрировал рост концентрации радона в атмосфере.
Неясно, насколько конкретны были предсказания Джулиани, так как сообщения о них появились в СМИ уже после землетрясения. Обвиняемые же накануне бедствия заявляли, что риск подземного толчка высок, но точного прогноза дать нельзя. Это успокоило некоторых жителей Аквилы, они решили не эвакуироваться и погибли при обрушении домов. Обвиняемых приговорили к шести годам тюремного заключения. Правда, затем апелляционный суд признал сейсмологов невиновными, а чиновнику срок заключения сократил до двух лет.
Будет еще, но это неточно
Для точных прогнозов нужны модели земных недр с высоким пространственно-временным разрешением. Но при их построении геофизикам приходится решать обратную задачу.
В прямой задаче есть начальные условия (входной сигнал), есть законы природы, выраженные в формулах (по которым сигнал преобразуется), требуется рассчитать результат (выходной сигнал). А в обратной задаче неизвестны ни законы — это черный ящик, — ни начальные условия. Есть только результат в виде, например, записи сейсмографа. Но для того чтобы спрогнозировать будущие выходные сигналы, устройство черного ящика нужно знать максимально подробно.
Решение у обратной задачи всегда не одно, в общем случае их вообще бесконечно много. Кроме того, абсолютной точности эта модель не добьется никогда. Все модели строятся по усредненным величинам, и потому в ней всегда есть область неопределенности. Ее можно только сужать: увеличивать количество наблюдений и их качество с помощью все более продвинутых технологий, таких как вейвлет-преобразование и инверсия сейсмического сигнала (о том, что такое вейвлеты и как с ними работают, можно почитать в нашем материале «Всплеск, который быстро затухает»). А для введения ограничений ученые привлекают дополнительные данные из смежных областей.
Примером построения сейсмотектонических моделей может служить работа турецких исследователей, посвященная моделированию сейсмоопасных зон Восточно-Анатолийского разлома. Отчет о ней был опубликован летом 2022 года. Ученые использовали каталог из 26 тысяч землетрясений за период с 2007 по 2019 год, статистику исторических землетрясений и данные о тектоническом строении и динамике на разных сегментах разлома. На этой основе они построили глубинный разрез сейсмичности и модель распределения напряжений внутри разлома.
Итогом исследования стало выделение пяти зон повышенной сейсмичности на разных сегментах разлома. Примечательно, что в их число вошла близкая к эпицентру Газиантепского землетрясения область Пазарджика, последнее крупное событие в которой случилось 228 лет назад, в 1795 году. Сейсмическое поведение каждого из этих районов неодинаково, и для них были вычислены приблизительные периоды повторяемости.
Для Пазарджика такой временной интервал оказался определен очень расплывчато: подземные толчки магнитудой выше 7,0 должны повторяться здесь с периодом от 237 до 772 лет. И, хотя нижняя временная граница довольно близка к реальному 228-летнему интервалу между 1795 и 2023, ясно, что модель, которая делает прогноз с разбросом в полтысячелетия, нуждается в серьезной доработке.
И еще одна причина, которая мешает ученым строить адекватные модели, ― сложная, не до конца понятная физика процесса подготовки землетрясения. Исследователи имеют дело с околокритическими состояниями среды, когда небольшие изменения внешних условий могут привести к внезапной подвижке по разлому.
Широко распространено утверждение, что наука больше знает о процессах внутри Солнца, чем о том, что происходит в недрах нашей планеты. И это действительно так, потому что, в отличие от твердой Земли, Солнце описывается законами гидродинамики. И земную атмосферу мы знаем гораздо лучше, чем литосферу, ― ведь она прозрачна и во всем диапазоне доступна для прямых наблюдений и измерений. А вся информация о литосфере поступает к ученым только из косвенных измерений: нельзя засунуть глубоко в земные недра градусник, а если в редких случаях это и получается, нет возможности откалибровать данные, чтобы потом получать информацию дистанционно.
Геофизики не могут прямо наблюдать внутренние движения в земной коре, измерить скорости и давления. Причем трудности есть и при прогнозе таких атмосферных явлений, как торнадо. Легко представить себе, насколько они были бы больше, если бы ученым пришлось на основе косвенных данных, не зная в точности состава атмосферы, предсказывать зарождение и поведение торнадо.
Косвенные данные, которые могли бы помочь ответить, будет землетрясение или нет, ученые вытаскивают из разных источников: анализ фоновой сейсмичности (для него нужна плотная сеть станций), смещения поверхности земли (для этого требуются GPS и сеть деформометров), эманация газов, например, радона (нужна сеть датчиков), магнитные измерения, поведение грунтовых вод. На основе этих наборов данных получаются временные ряды, и любой из них может содержать сигнал о предстоящем событии ― а может и не содержать. Он спрятан в шумах, а его нужно выделить из фона, не зная в точности, как готовится землетрясение.
Алексей Иванов, заместитель директора Института земной коры СО РАН
Модели, разумеется, строят и по только что случившимся событиям: они необходимы для лучшего понимания структуры и поведения сейсмоопасных зон.
Лучше, чем прогноз
Сейчас, рассказывает Анна Добрынина, основное направление в области прогноза землетрясений ― это накопление статистики. Нужны длинные ряды геофизических данных из регионов с разными геодинамическими условиями.
«Минимальное статистически достоверное количество измерений ― 100. То есть нам необходим интервал, в течение которого произошло 100 сильных, с магнитудой выше 5,0, землетрясений, ― объясняет ученая. ― Более слабые события просто не проявятся в рядах наблюдений. Современное оборудование, например широкополосные сейсмические станции с цифровой регистрацией сигнала, позволяют вести полноценный сбор данных в полном диапазоне частот, анализировать шумы. Но такие технологии начали внедряться 40–30 лет назад. Поэтому нигде, даже в Японии, которая вся покрыта густой сетью сейсмостанций, нет достаточного объема данных».
При этом расширение научного инструментария сейсмологов уже повлияло на глобальный уровень сейсмичности, отмечает Владимир Саньков. В последние десятилетия выросло количество регистрируемых землетрясений ― но не оттого, что трясти стало по-настоящему чаще, а просто за счет расширения сети станций и усовершенствования оборудования.
Рубен Татевосян убежден, что на текущем этапе приоритет должен принадлежать не столько прогнозу событий, сколько прогнозу рисков. Их уже можно рассчитать достаточно надежно на основе оценок сейсмической опасности, и в этом прочной опорой служит подробное сейсмическое районирование.
Землетрясение, даже очень сильное, само по себе никого не губит, подчеркивает Татевосян. Люди страдают и гибнут оттого, что из-за толчков рушатся постройки. А проектирование сейсмоустойчивых сооружений не требует привязки к конкретному времени: для него необходимо знать масштабы урона, грозящего той или иной местности в случае стихийного бедствия.
В этой связи запоздалым предостережением выглядит исследование уязвимости построек города Газиантеп, опубликованное турецкими специалистами по гражданскому строительству в марте 2022 года. Они рассчитали коэффициенты ущерба для различных участков в центральной части города, где сосредоточены наиболее старые кирпичные дома, и установили, что эти сооружения рискуют обвалиться при землетрясениях магнитудой 6,5 или 6,6 на близлежащих активных разломах.
Не менее уязвимы оказались здания в некоторых других районах Газиантепа. Между тем реальное землетрясение 6 февраля 2023 года было гораздо сильнее расчетного, и в Газиантепе рухнули сотни домов, не считая древней крепости и исторической мечети.
Но завтрашняя беда всегда кажется нам далекой. Да и сейсмостойкое строительство очень дорого. И оно, увы, не всегда по-настоящему сейсмостойкое: например, после Измитского землетрясения 1999 года на северо-западе Турции были обнаружены серьезные нарушения в технологии возведения некоторых зданий.
Будущее покажет, повлияет ли трагедия в Турции и Сирии на решение проблемы сейсмостойкого строительства. А пока в пострадавших от стихии районах продолжаются афтершоки, которые мешают спасателям разбирать завалы и искать пострадавших.
В Европейский регион автор включает Средиземноморский сейсмический пояс третичной складчатости, сейсмически значительно менее активные области варисцийской и каледонской складчатости и стабильные щиты с очень низкой сейсмичностью (фиг. 1).
Количественные данные о вертикальных или горизонтальных движениях в сейсмических зонах отсутствуют. Правда, недавно в нескольких районах Северной, Западной и Центральной Европы были проведены повторные нивелировки или триангуляции. При некоторых очень сильных землетрясениях, например в Болгарии (14 и 18 апреля 1928 г., М = 7) и в Греции (27 апреля 1894 г.) наблюдались внезапные опускания.
На сейсмических картах видны также и другие сейсмогенетические линии, которые не столь четко устанавливаются по геологическим данным. Одна отчетливая линия начинается на западном гребне Карпат, идет вдоль долин рек Ваг, Лейта и Мур и пересекает Карнийские Альпы в северо-восточной Италии; юго-западное окончание этой зоны характеризуется очень высокой активностью. Другой пояс следует вдоль восточного побережья Адриатического моря, проходит мимо Греции и Крита и продолжается далее к Родосу. Намечаются признаки линии, соединяющей Лиссабонский залив и Срединноатлантический хребет. Значительные, хотя и не столь протяженные линии намечаются южнее Крыма, юго-восточнее Шабле (Болгария), в северо-западной Ливии и т. д. Карта фиг. 1 охватывает часть Срединноатлантического хребта с Исландией и островом Ян-Майен. Эпицентры располагаются вдоль хребта, включая и его отрезок, пересекающий Исландию.
Сейсмическая активность не ограничивается областями альпийской складчатости. Слабые землетрясения зафиксированы в долине Рейна (Mmax = 5,75), по периферии Чешского массива (Mmax = 5), вдоль побережья Бретани, в Уэлсе и в Шотландии (Mmax = 5,75), в Северном море и вдоль западного побережья Скандинавского полуострова до Осло-фьорда (Mmax = 6).
Графики высвобождения напряжений, реализующихся в виде неглубоких и промежуточных землетрясений, для Средиземноморского региона (фиг. 4) обнаруживают некоторые интересные особенности. Общие тенденции высвобождения энергии в земной коре и в верхней мантии одинаковы и довольно монотонны. Наблюдаются только два периода усиленной активности мелких землетрясений: 1904—1906 и 1939—1944 гг. Кривая для промежуточных землетрясений имеет сходную форму, но внезапно в период 1926—1927 гг. резко перемещается на более высокий уровень. Это перемещение обусловлено тремя сильными землетрясениями в Эгейской области.
Мы можем установить приблизительное соотношение между b и средней глубиной очага или между b и Mmax. Результаты соответствуют увеличению однородности и прочности с глубиной и согласуются с данными лабораторных экспериментов.
Представляет интерес миграция активности, наблюдавшаяся в Североанатолийской зоне разломов и в южной и центральной Италии. В первой из этих областей цикл начался землетрясением 1930 г. в восточной Анатолии (М = 7,3; 38° с.ш., 44,5° в. д.); за ним следовали землетрясения, постепенно перемещавшиеся к западу в такой последовательности: 1939 г., М = 8 (39,7 с. ш., 39,7 в. д.); 1942 г., М = 7,0 (40,7° с. ш., 30,6° в. д.); 1943 г., М = 7,3 (41,4° с. ш., 33,8° в. д.); 1944 г., М = 7,3 (41,5° с. ш., 33,5° в. д.); 1953 г., М = 7,2 (40,1° с. ш., 27,3° в. д.). С этими землетрясениями связано в основном высвобождение энергии в период 1930—1953 гг.; более слабые землетрясения пе обнаруживали признаков такого перемещения и располагались более беспорядочно. Скорость миграции (развитие разрыва) была неравномерной; она увеличилась с 50 до 145 км/год, а затем уменьшилась до 60 км/год.
Аналогичное явление наблюдалось в южной Италии, где главное землетрясение 1908 г. (M = 7,3, Мессина) вызвало серию афтершоков с уменьшающейся магнитудой, эпицентры которых в течение 1908—1920 гг. перемещались вдоль Калабрии в сторону центральной Италии. Ранее, в 1783—1785 гг., эпицентры пяти разрушительных землетрясений в Калабрии последовательно смещались в восточном направлении.
Миграция активности должна быть тщательно изучена. Идентификация циклов может оказать существенную помощь при решении вопроса о предсказании разрушительных землетрясений.
Изучение сейсмичности Европейского региона продолжается. Существующая программа предусматривает решение проблем статистики и механизма землетрясений. Большие надежды вселяет организация в Балканской области оснащенных чувствительной аппаратурой сейсмических станций, поскольку крайне желательно сконцентрировать серьезные усилия на изучении наиболее сейсмоактивной Североанатолийской зоны разломов.
Точно прогнозировать землетрясения люди пока не научились, хотя работы в этом направлении ведутся постоянно. Предсказать время землетрясения в Турции и Сирии 6 февраля было практически невозможно, поскольку оно началось сразу с крупных сейсмических толчков. Об этом в интервью RT рассказал профессор, доктор географических наук, заведующий кафедрой геоморфологии и палеогеографии МГУ Андрей Бредихин. Землетрясение не стало неожиданностью для специалистов, поскольку Турция находится в зоне высокой сейсмической активности. На территории России тоже есть ряд таких зон, напомнил учёный. Все опасные районы нанесены на специальные карты сейсмической активности, которыми необходимо руководствоваться при строительстве зданий.
— Андрей Владимирович, учёные установили, что недавнее землетрясение в Турции привело к сдвигу литосферных плит на 3 м. По данным специалистов, Аравийская плита сдвинулась примерно на 3 м по отношению к Анатолийской плите. Бывали ли прежде настолько заметные подвижки плит?
— Горизонтальное перемещение литосферных плит, уходящих основаниями в верхнюю мантию, — доказанное явление. Однако это всегда не разовый, единовременный сдвиг, а плавный процесс, во время которого разные участки плит перемещаются с разной скоростью. Во время землетрясения и следующих за ним афтершоков (повторных толчков. — RT) происходит серия локальных горизонтальных и вертикальных деформаций, в результате происходят сдвиги литосферных плит в региональном масштабе. Можно сказать, что Аравийская плита сдвинулась относительно Анатолийского блока, но оценивать реальные перемещения пока преждевременно.
— Насколько типичны для этого региона землетрясения такой силы?
— На территории Турции есть две зоны активных разломов. Первый, Северо-Анатолийский разлом, проходит по южному макросклону Понтийского хребта на севере, он тянется с запада на восток страны. Второй — на востоке, протягивается от Средиземного моря через районы городов Искендерун, Газиантеп и далее на северо-восток. Движение Аравийской плиты с юга на север приводит к постоянным подвижкам. В зоне этих разломов постоянно фиксируются однотипные сдвиговые деформации и часто происходят мощные землетрясения.
Так, в 1999 году в западной части Турции произошло очень сильное землетрясение магнитудой 7,7. В 1939, 1944 годах в этом же районе были землетрясения магнитудой 7,5 и т. д. Есть исторические свидетельства о разрушительных землетрясениях на территории современной Турции начиная с 900-х годов нашей эры, много таких событий отмечалось, например, в XVII веке. В последние годы в научных исследованиях часто встречались прогнозы, согласно которым мощное землетрясение ожидалось на западе страны, в районе Стамбула. Однако оно произошло на востоке страны. Кстати сказать, где оно и должно было произойти.
В целом всем специалистам было ясно, что в Турции должно произойти землетрясение магнитудой выше 7, вопрос был только в том, когда именно оно произойдёт.
— А известна хотя бы примерная периодичность, с которой это происходит?
— Рост напряжения в земной коре происходит постоянно, в какие-то моменты оно находит выход в виде сильных сейсмических толчков. Традиционно считается, что одно крупное землетрясение в сейсмически опасном районе происходит примерно раз в 200—250 лет. На практике это может происходить намного чаще — мы видим это на примере Турции. Если бы мы могли точно прогнозировать время землетрясений, не было бы таких трагедий, как та, что произошла в Турции.
Также по теме
Как вулкан землетрясение остановил: учёные о взаимодействии двух стихийных бедствий
— Сейчас разрабатываются приложения для смартфонов для оповещения о землетрясениях — они фиксируют самые первые толчки с помощью встроенных в телефон акселерометров и сообщают об опасности. Как вы думаете, могут ли такие мобильные технологии помочь уменьшить число жертв в случае землетрясения?
— Да, в смартфоны могут быть установлены такие датчики, которые могут отследить микроколебания земли. Но проблема в том, что в техногенной городской среде такие микроколебания происходят постоянно из-за метро, движения грузового транспорта и т. д. И в таких условиях подобные датчики будут постоянно срабатывать даже без угрозы землетрясения. Отделить же антропогенный сейсмический шум от истинных глубинных толчков личными гаджетами пока нет возможности.
— Были ли какие-то особенности у землетрясений в Турции и Сирии?
— Научных данных пока мало, но если судить по циркулирующей в СМИ информации, то одно из самых необычных явлений наблюдается в районе турецкого города Искендерун, который начал затапливаться после землетрясения. То есть произошло опускание участков суши, что и привело к подтоплению прибрежной полосы.
— 6 февраля сейсмические толчки отмечались по всей планете: их фиксировали в районе Курильских островов, в Нью-Йорке, на Байкале — всего было зафиксировано более 200 землетрясений. Насколько типична такая ситуация, когда сейсмическая волна прокатывается по всей планете?
— Да, это типичная ситуация. Например, когда в 1977 году в Румынии, в горах Вранча (Южные Карпаты) произошло крупное землетрясение, толчки докатились до Москвы — в квартирах раскачивались люстры и гремела посуда. Так что да, когда происходят крупные землетрясения, толчки могут распространяться на очень большие расстояния.
Кроме того, надо учитывать, что смещается фокус внимания СМИ и общества, все начинают пристально следить за новостями о подземных толчках. Например, в районе Байкала сейсмические толчки отмечаются постоянно, они фиксировались этим летом, например, а также осенью. Это обычное явление для этой суперсейсмической зоны, тянущейся в сторону Монголии. Но тогда об этом никто не писал, сейчас же люди обратили внимание на все события такого рода, происходящие на планете.
При этом далеко не всегда землетрясения сопровождаются такими разрушениями и жертвами, как сейчас в Турции.
Например, буквально недавно, 9 января, землетрясение магнитудой 7,6 произошло у берегов Индонезии, в результате погибли люди, но жертвы исчислялись не тысячами, а десятками.
- Затопление улиц в турецком городе Искендерун после землетрясения
- globallookpress.com
В Турции наложилось сразу несколько факторов — высокая плотность населения и очень низкое качество строительства, «на честном слове», как говорят. Кроме того, землетрясение произошло рано утром, когда люди спали в своих домах.
— Насколько на сегодняшний день науке понятна природа землетрясений?
— Принципиально она понятна — есть физические, расчётные модели. Литосферные плиты движутся постоянно, на их стыках копится напряжение, которое периодически находит разрядку в виде землетрясений — когда превышается предел упругости горных пород в земной коре.
Нелинейные процессы: российский геолог — о прогнозировании землетрясений и глубинной структуре Земли
Кстати, эпицентр землетрясения 6 февраля в Турции и Сирии находился близко к поверхности, в земной коре. Такие землетрясения обычно сильно влияют на рельеф местности — рисунок гидросети, речных русел, крупные разрывы на поверхности. Так что у этого события вполне могут быть и другие географические последствия, которые пока просто не успели зафиксировать — сейчас не до этого.
— Сейчас в турецких СМИ и соцсетях распространяются слухи об искусственном характере землетрясения. Как можно прокомментировать такие гипотезы с научной точки зрения?
— Спровоцировать землетрясение технически возможно — если произвести подземные ядерные взрывы большой мощности. Такие взрывы могут вызвать дополнительное напряжение в земной коре, что может стать спусковым крючком — триггером для землетрясения, если оно уже назревало.
Однако почвы под такими разговорами применительно к землетрясению 6 февраля нет, поскольку искусственные взрывы всегда фиксируются приборами в различных сейсмических центрах. Это невозможно не заметить.
— Могут ли зоны сейсмической активности смещаться в глобальном масштабе — какие-то районы «успокаиваться», а какие-то, наоборот, «пробуждаться»?
— Да, периодичность в активности тех или иных тектонических участков действительно отмечается. В отдельные периоды активизируется то Байкальский рифт (крупный тектонический разлом в земной коре. — RT), то, к примеру, Рейнский грабен. Кстати, он расположен в центре Европы — это тоже довольно сейсмически активная зона. Или, например, в США ожидают страшный взрыв Йеллоустонского макровулкана, этим постоянно пугают общественность. Он расположен тоже в сейсмически активной зоне, просто сейчас там не очень интенсивны тектонические процессы.
Более 31 тыс. погибших: в Турции продолжается ликвидация последствий землетрясения
— Помимо Байкала, какие ещё есть сейсмически активные зоны в России? Например, звучал прогноз, что аналогичное турецко-сирийскому землетрясение может произойти в будущем в Крыму.
— Тут не надо даже гадать, поскольку есть сейсмическое районирование России. Не только Крым, но и все горные сооружения России, включая старый и тихий Урал, относятся к зонам тектонической и в том числе сейсмической активности. Кстати, старые в геологическом смысле горы обычно находятся в зоне семибалльной сейсмичности. Про Дальний Восток можно и не упоминать, о сейсмической активности Камчатки наслышаны все. При этом Кавказ входит вообще в зону девяти- или десятибалльной активности. Все эти данные должны служить руководством для строителей, здания должны возводиться в соответствии с ними. По крайней мере, строители точно знают об этих предписаниях, исполняют или нет — это другой вопрос.
Возвращаясь к Крыму, отмечу, что, согласно последней редакции карты Общего сейсмического районирования России, его южное побережье входит, как и Кавказ, в 9—10-балльную зону сейсмической активности, центральные районы — в 8—9-балльную, а северный — в 7-балльную.
— Вопрос, который мучает всех: можно ли прогнозировать крупные землетрясения, чтобы они не уносили столько человеческих жизней?
— К сожалению, пока это невозможно. Хотя такие разработки ведутся. Например, учёные пытаются научиться узнавать о скором землетрясении благодаря системам GPS-отслеживания высотного положения земной поверхности. Дело в том, что Земля «дышит», её поверхность постоянно колеблется с разной скоростью из-за протекающих в недрах процессов. Амплитуда колебаний измеряется миллиметрами, поэтому мы этого не замечаем. Можно попробовать фиксировать участки, где планета начинает вдруг «дышать» более часто и «глубоко» из-за начинающихся глубинных возмущений.
Сейсмолог Татевосян назвал маловероятным рост числа мощных землетрясений в ближайшие годы
Плюс никто не отменяет и традиционные геофизические методы, позволяющие отследить первые микротолчки, которые предшествуют сильным колебаниям. Правда, так бывает не всегда — например, 6 февраля в Турции и Сирии землетрясение началось резко, без предупреждающих толчков.
Есть и разные косвенные методы — например, можно отслеживать уровень грунтовых вод, поскольку внутренние колебания в земной коре отражаются на водных горизонтах.
И последнее — животные часто заранее реагируют на приближающееся землетрясение и покидают дом. Они чувствуют микроколебания на определённой частоте, это известный факт. Так что если вы живёте в сейсмически опасной зоне, то завести домашних питомцев — хорошая идея.
Землетрясение — сильное сотрясение поверхности Земли, в результате внезапного высвобождения энергии в земной коре, которая создает сейсмические волны. Оно относится к числу наиболее смертоносных стихийных бедствий и часто приводит к разломам земной поверхности, дрожанию и сжижению земли, оползням, толчкам или цунами.
Если мы посмотрим на структуру происходящих в мире землетрясений, становится ясно, что большая часть сейсмической активности сосредоточена в ряде различных поясов землетрясений. Землетрясения непредсказуемы в плане, когда они ударят, но некоторые области являются хитами по наибольшей вероятности.
Мировая карта землетрясений показывает, что большинство из них лежат в точных зонах, часто по краям материков или посреди океана. Мир делится на сейсмические зоны на основе тектонических плит и магнитуды землетрясений. Вот список самых уязвимых перед землетрясениями стран в мире:
Индонезия
Открывает наш рейтинг стран с самыми частыми землетрясениями в мире островное государство Индонезия. Несколько городов также уязвимы для ущерба от землетрясения в Индонезии. Столица Индонезии, Джакарта, находится в сложном положении. Она не только расположена на вершине Тихоокеанского Огненного кольца, но и, чуть меньше, чем половина города находится ниже уровня моря, стоит на мягкой почве, которая имеет потенциал разжижения, если будет нанесен удар землетрясением достаточной мощности.
Но на этом осложнения не заканчиваются. Высота Джакарты также подвергает город опасности наводнения. 26 декабря 2004 года произошло землетрясение в Индийском океане с эпицентром на западном побережье острова Суматра, Индонезия.
Подводное землетрясение мега-силы произошло, когда Индийская плита субдуцировала под Бирманскую плиту и вызвало серию разрушительных цунами вдоль побережья большей части побережья, омываемого водами Индийского океана, погибло 230 000 человек в 14 странах, прибрежные районы затопило волнами высотой до 30 метров.
Индонезия оказалась наиболее пораженной областью, с большинством погибших, составивших по оценкам около 170 000 человек. Это третье по величине землетрясение, когда-либо зарегистрированное на сейсмографах.
Турция
Турция находится в сейсмической зоне между Аравийским, Евразийской и Африканской плитами. Это географическое расположение предполагает, что землетрясение может произойти в стране в любой момент времени. Турция имеет давнюю историю крупных землетрясений, которые часто встречаются в прогрессивных смежных землетрясениях.
Землетрясение магнитудой 7.6 балла, которое поразило западную Турцию, произошло 17 августа 1999 года, является одним из самых протяженных в мире и хорошо изученных сдвиговых (горизонтальные движений) недостатков: Восточно-Западного простирания Северо-Анатолийского разлома.
Происшествие длилось всего 37 секунд, погибло около 17 000 человек. Более 50 000 человек получили ранения и более 5 000 000 людей остались без крова, что делает его одним из самых разрушительных землетрясений 20 века.
Мексика
Мексика — еще одна страна, склонная к землетрясениям и испытавшая несколько землетрясений высокой магнитуды в прошлом. Расположенная на трех больших тектонических плитах, а именно, Кокосовой плите, Тихоокеанской плите и Североамериканской плите, которые составляют поверхность земли, Мексика является одной из самых сейсмически-активных областей на земле.
Движение этих плит вызывает землетрясения и вулканическую активность. Мексика имеет обширную историю разрушительных землетрясений и извержения вулканов. В сентябре 1985 года землетрясение магнитудой 8,1 балла по шкале Рихтера было сосредоточено в зоне субдукции поодаль Акапулько, протяженностью 300 километров, в городе Мехико погибло 4000 человек.
Одно из недавних землетрясений произошло в 2014 году в штате Герреро с магнитудой 7,2 балла, удар повлек многочисленные жертвы в регионе.
Сальвадор
Сальвадор является еще одной опасной сейсмически-активной страной, где был нанесен огромный ущерб из-за землетрясения. Небольшая центрально-американская Республика Эль-Сальвадор испытала, в среднем, одно разрушительное землетрясение за десятилетие в течение последних ста лет. Произошли два крупных землетрясения 13 января и 13 февраля 2001 года, с магнитудой 7.7 баллов и 6.6 баллов соответственно.
В этих двух событиях, которые имеют различное тектоническое происхождение, прослеживаются закономерности сейсмичности региона, хотя ни одно из этих событий не имело известных прецедентов в каталоге землетрясений с точки зрения размера и местоположения. Землетрясения нанесли ущерб тысячам традиционно построенных домов и вызвали сотни оползней, которые являются главными причинами смертельных исходов.
Землетрясения наглядно продемонстрировали тенденции к возрастанию сейсмического риска в Сальвадоре из-за быстрого роста населения в зонах повышенной вероятности толчков и оползневой опасности, ситуация усугубляется вырубкой лесов и неконтролируемой урбанизацией. Институциональные механизмы, необходимые для контроля землепользования и строительной практики очень слабы и представляют собой серьезное препятствие для сокращения рисков.
Пакистан
Еще одна страна, склонная к землетрясениям — Пакистан, которая геолого-химически расположена в зоне шва Инда-Цангпо, который находится примерно в 200 км к северу от передних Гималаев и определяется офиолитовой цепью вдоль южной окраины. Этот регион имеет самые высокие показатели сейсмической активности и крупнейшие землетрясения в районе Гималаев, вызванные, главным образом, движением разломов.
Землетрясение силой 7,6 балла произошло в Кашмир Пакистана в октябре 2005 года, когда погибло более 73 000 человек, многие в отдаленных частях страны, в слабо населённых городских центрах, таких как Исламабад. Совсем недавно, в сентябре 2013 года произошло мощное землетрясение силой 7,7 балла по шкале Рихтера, причинившее огромный ущерб жизни и имуществу людей, погибло не менее 825 человек, а ранены сотни людей.
Филиппины
Филиппины лежат на окраине Тихоокеанской плиты, которая уже традиционно считается сейсмически-жаркой зоной, которая окружает государство. Опасность землетрясений в Маниле создается в три раза чаще. Город уютно соседствует с Тихоокеанским Огненным кольцом, что, конечно, делает его особенно чувствительным не только к землетрясениям, но и извержениям вулканов.
Угроза для Манилы ухудшается из-за мягкой почвы, которая представляет риск грунто-разжижения. 15 октября 2013 года, землетрясение магнитудой 7,1 балла по шкале Рихтера, обрушилось на центральные Филиппины. По данным официальной статистики Национального уменьшению опасности стихийных бедствий и управления Совета (NDRRMC), погибло 222 человека, 8 пропали без вести, и 976 человек получили ранения.
В целом, было повреждено более 73 000 зданий и сооружений, из которых более 14 500 были полностью разрушены. Это было самое смертоносное землетрясение на Филиппинах за последние 23 года. Мощность, высвобождаемая в результате землетрясения была эквивалентна 32 бомбам в Хиросиме.
Эквадор
Эквадор имеет несколько активных вулканов, что делает страну чрезвычайно опасной для землетрясений с мощной магнитудой и толчками. Страна расположена в сейсмической зоне между Южно-американской плитой и плитой Наска. Землетрясения, которые влияют на Эквадор могут быть разделены на те, которые являются результатом движения по стыку субдукции вдоль границы плиты, те, которые являются результатом деформации в пределах Южно-Американской и плиты Наска и те, которые связаны с активными вулканами.
12 августа 2014 года произошло землетрясение магнитудой 5.1 балла по шкале Рихтера, потрясшее Кито, за которым последовал афтершок магнитудой 4.3 балла. 2 человека погибли и 8 получили ранения.
Индия
Индия также испытала ряд нескольких смертоносных землетрясений в связи с движением индийской тектонической плиты в размере 47 мм каждый год. Из-за движения тектонических плит, Индия подвержена землетрясениям. Индия была разделена на пять зон на основе пикового ускорения грунта.
26 декабря 2004 года, в результате землетрясения сформировалось третье по смертоносности в истории мира, цунами, повлекшее гибель 15 000 человек в Индии. Землетрясение в штате Гуджарат произошло 26 января 2001 года, на празднование 52-го дня Республики Индия.
Оно длилось более 2 минут и составило 7,7 балла по шкале канамори, по данным статистики погибло от 13 805 до 20 023 человек, ранения получили еще 167 000 человек и уничтожено около 400 000 домов.
Непал
Если расчеты будут верны, то вероятность гибели в результате землетрясения гражданина в Непале будет более вероятна, по сравнению с любым гражданином в мире. Непал — страна, подверженная стихийным бедствиям. Наводнения, оползни, эпидемии и пожары наносят значительный материальный ущерб в Непале каждый год. Это один из самых сейсмически активных регионов в мире.
Горы строятся вследствие движения индийских тектонических плит под Центральной Азией. Эти две большие плиты земной коры сближаются с относительной скоростью 4-5 см в год. Вершины на Эвересте и его сестры горы подвергаются многочисленным толчкам. Кроме того, остатки доисторического озера, в 300-метровом глубоком слое черной глины, лежат в низине долины Катманду. Это увеличивает ущерб от сильных землетрясений.
Таким образом, регион становится восприимчивым к разжижению грунта. Во время сильных землетрясений твердая почва превращается в нечто вроде зыбучих песков, заглатывая все, что над землей. В апреле 2015 года в Непале в результате землетрясения погибли более 8 000 человек и пострадали более 21 000. Землетрясение вызвало лавину на Эвересте, где погиб 21 человек, сделав 25 апреля 2015 года самым смертоносным днем на горе в истории.