Сейсмическое ослабление

Сейсмическое ослабление Землетрясения

Примерное время чтения: 6 минут

Сейсмическое ослабление

Существуют две величины, характеризующие силу землетрясения, — магнитуда и интенсивность. Интенсивность землетрясения — это величина внешних проявлений подземных толчков, которая измеряется баллами и показывает ущерб, нанесённый данной местности. В разных странах используются различные «шкалы интенсивности», в России это 12-балльная шкала Медведева – Шпонхойера – Карника, в США — шкала Меркалли. В странах Европейского союза с 1996 года применяется более современная Европейская макросейсмическая шкала (EMS).

Сейсмическое ослабление

Примерное время чтения: 2 минуты

Ежегодно приборами регистрируется более миллиона землетрясений. Большинство подземных толчков людьми практически не ощущается, их фиксируют только специальные приборы.

Сейсмическое ослабление

Для измерения силы землетрясения используются две шкалы: одна для измерения интенсивности и другая для измерения магнитуды — энергетической характеристики землетрясения. Магнитуда определяется с помощью прибора, называемого сейсмографом. Его показания указывают на количество энергии, которая выделилась в очаге землетрясения. Для классификации землетрясений по магнитудам используется шкала Рихтера. Согласно этой шкале возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32-кратное увеличение освобождение сейсмической энергии.

Мощное землетрясение в Турции и Сирии

Примерное время чтения: 1 минута

В Агентстве по защите населения и территории Кузбасса разъяснили, чем отличается магнитуда от интенсивности землетрясения.

Магнитуда — это энергия, выделившаяся при землетрясении в виде сейсмических волн. Она измеряется не в баллах, а в единицах. Разные сейсмостанции выдали разную магнитуду землетрясения, произошедшего в Кемеровской области 13 августа, — от 5,1 до 5,4.

Сейсмическое ослабление

Интенсивность — это качественная характеристика, указывающая на характер и масштаб воздеи‌ствия сейсмособытия  на людеи‌ и сооружения. Интенсивность оценивается в баллах, причём в числах без дробеи‌. Сегодня сейсмологи используют современную шкалу Медведева — Шпонхойера — Карника (MSK-64). Ей, в частности, пользуются специалисты Алтае-Саянский филиал единой геофизической службы РАН.

Интенсивность проявления землетрясения в конкретном районе на поверхности зависит от магнитуды землетрясения, глубины гипоцентра, типа горных пород и расстояния до очага. Чем дальше от эпицентра, тем слабее ощущается волна. Землетрясение 13 августа в Новокузнецке ощущалось как 4-балльное. Для многоэтажной застройки разрушительными считаются землетрясения от 5-6 баллов. При 7-8 баллах разрушения уже значительные, идёт изменение рельефа: провалы и вспучивание.

Сейсмособытие 13 августа произошло между несколькими угольными предприятиями, ведущими взрывные работы. То есть при производимых взрывных работах в земной коре накопилась энергия, которая высвободилась в результате природного землетрясения. По мощности (магнитуде) предыдущее подобное землетрясение было зарегистрировано в Кузбассе в районе Белова в 2013 году. Но оно было ближе к жилой застройке, потому оказалось более ощутимым: магнитуда 5,6, интенсивность 9 баллов.

Шкала Рихтера — классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически обоснована совместно с американским сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941‑1945 годах, получила повсеместное распространение во всем мире.

Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении. Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии.В шкале использован логарифмический масштаб, так что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.

Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия — не одно и то же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз.Магнитуда землетрясения — безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, и некоторого стандартного землетрясения.Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.

Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом: 2,0 — самые слабые ощущаемые толчки; 4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям; 6,0 — умеренные разрушения; 8,5 — самые сильные из известных землетрясений.

Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9.0, произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть величина площади, на которой произошло смещение горных пород, которыми и определяется сила землетрясения и его энергия) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется в длину и по вертикали несколькими метрами.

При землетрясениях средней силы, когда возникают в каменных зданиях трещины, размеры очага достигают уже километров. Очаги же при самых сильных, катастрофических землетрясениях имеют протяженность 500‑1000 километров и уходят на глубину до 50 километров. У максимального из зарегистрированных на Земле землетрясений очаг равен 1000 x 100 километров, т.е. близок к максимальной длине разломов, известных ученым. Невозможно и дальнейшее увеличение глубины очага, так как земное вещество на глубинах более 100 километров переходит в состояние, близкое к плавлению.

Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения, ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность или сила землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2‑3 балла.

Шкала балльности (не шкала Рихтера) характеризует интенсивность землетрясения (эффект его воздействия на поверхности), т.е. измеряет ущерб, нанесенный данной местности. Балльность устанавливается при обследовании района по величине разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности.

Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам. В России применяется наиболее широко используемая в мире 12‑балльная шкала МSK‑64 (Медведева‑Шпонхойера‑Карника), восходящая к шкале Меркалли‑Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10‑балльная шкала Росси‑Фореля (1883), в Японии — 7‑балльная шкала.

Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые последствия землетрясения, легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем «как лошадь трется о столб веранды», в Европе такой же сейсмический эффект описывается так — «начинают звонить колокола», в Японии фигурирует «опрокинутый каменный фонарик».

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Землетрясения и по сей день остаются самым непредсказуемым природным явлением на планете. Геологи до сих пор не нашли способа обнаруживать подземные толчки до того, как они произойдут, и сильные землетрясения нередко приводят к разрушительным последствиям. Вкратце разбираемся, как возникают землетрясения, какими они бывают и как их измеряют.

Причины землетрясений

Оболочка Земли состоит из четырех массивных слоев: внутреннее ядро, внешнее ядро, мантия и кора. Последняя лежит прямо поверх мантии и представляет собой аналог тонкой пленки, покрывающей поверхность нашей планеты. Однако эта пленка состоит из множества самостоятельных фрагментов, похожих на кусочки мозаики. Более того, эти кусочки медленно двигаются, проскальзывают мимо друг друга и периодически сталкиваются: мы называем их тектоническими плитами, а края плит — границами.

Продолжение истории после рекламы

Границы плит состоят из множества разломов, и большинство землетрясений в мире происходят именно в них. Из-за того, края довольно грубые, во время движения плиты цепляются друг за друга, и в точках трения накапливается потенциальная энергия. Когда плиты наконец расцепляются, эта энергия высвобождается в виде сейсмических волн — и в результате возникает землетрясение.

Какие бывают землетрясения

  • Тектонические — возникают из-за тектонических процессов в недрах земной коры.
  • Вулканические — возникают из-за извержения вулканов.
  • Обвальные — возникают в результате обрушения заброшенных горных рудников.
  • Техногенные — возникают из-за вмешательства человека; например, мощного взрыва.
  • Искусственные — возникают из-за мощного взрыва.
  • Моретрясения — так называют тектонические или вулканические землетрясения, происходящие под водой или близ берега.

Как измеряют мощность землетрясений

Данные о землетрясениях фиксируются при помощи сейсмографов: специальных инструментов, состоящих из прочного основания, стоящего на земле, и тяжелого груза. Когда землетрясение набирает обороты, основание сейсмографа начинает трястись, тогда как груз остается неподвижным, т.к. пружина, к которой он прикреплен, поглощает все колебания. Таким образом, геологи записывают разницу в позиции между базой инструмента и грузом.

При помощи сейсмографа магнитуда землетрясений фиксируется по т.н. шкале Рихтера: люди часто путают магнитуду и интенсивность, но вторая выясняется гораздо позже — когда подземные толчки влияют на здания, людей или природные объекты. Шкала Рихтера оценивает магнитуды в единицах от 1 до 9,5, причем показатель редко выбирается во вторую половину диапазона. Сильнейшее землетрясение в истории человечества было зафиксировано в Чили в 1960 году: возникшие из-за него цунами привели к огромным разрушениям, в том числе и в других прибрежных странах.

Где чаще всего происходят землетрясения

Технически, землетрясение может произойти где угодно и когда угодно, но, как показывает история, чаще всего эти катаклизмы происходят в трех крупных географических зонах. Первая — Тихоокеанское вулканическое кольцо, которое иногда также называют «огненным кольцом». Он расположен вдоль границ множества океанских тектонических плит, где землетрясений часто случаются из-за провалов породы. Второй регион — Средиземноморский складчатый пояс, затрагивающий северо-запад Африки и Евразию. Третий — Срединно-Атлантический хребет, разделяющий северную Америку и Евразию.

На территории РФ же большинство землетрясений фиксируется на Камчатке и Курильских островах из-за их близости к «огненному кольцу». Так, в 1952 году цунами, вызванное землетрясением в Тихом океане, разрушило прибрежный камчатский город Северо-Курильск: эта трагедия унесла жизни почти 2 500 человек.

Меры безопасности при землетрясении

Американский филиал фонда «Красный Крест» опубликовал следующие рекомендации по безопасности во время землетрясения.

  • Не пытайтесь выйти из дома, пока толчки не прекратятся. Если вы все же должны покинуть помещение, не используйте лифты — спускайтесь по лестнице.
  • Если землетрясение застало вас в постели, свернитесь калачиком, держитесь за что-нибудь покрепче и защитите голову руками.
  • Если землетрясение застало вас не в постели, найдите ближайший крепкий предмет мебели и спрячьтесь под ним, защитив голову руками. Не стойте в дверном проеме — они не более надежны, чем любой другой элемент помещения.
  • Не пугайтесь пожарных тревог и систем пожаротушения: они часто срабатывают во время землетрясений, даже если в здании нет пожара.
  • Если землетрясение застало вас вне помещения, отойдите как можно дальше от зданий, линий электропередач, деревьев и фонарей. Найдите безопасное место и оставайтесь на земле, пока толчки не прекратятся.
  • Если землетрясение застало вас в транспортном средстве, немедленно остановитесь на обочине. Избегайте мостов, дорожных эстакад и линий электропередач. Пристегнитесь и не выходите из машины, пока толчки не прекратятся. Если вы находитесь в горной местности или неподалеку от ущелий, остерегайтесь падающих камней и схода селей.

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.

Сейсмическое ослабление

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.

Сейсмическое ослабление

  • 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.

Сейсмическое ослабление

— 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.

Сейсмическое ослабление

— 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.

В интервью Forbes Life доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией сильных землетрясений и сейсмометрии Института физики земли РАН Рубен Татевосян рассказал о том, почему так сложно предугадать землетрясения и как правильная оценка сейсмической опасности может помочь предотвратить разрушения и человеческие жертвы в сейсмоактивных регионах. А также о том, что дают для науки такие масштабные катаклизмы, как землетрясения в Турции и Сирии, произошедшие 6 февраля

Рубен Татевосян — главный научный сотрудник и заместитель директора по вопросам инженерной сейсмологии и оценке сейсмической опасности в Институте физики земли РАН. Его лаборатория проводит работы по оценке сейсмической опасности, составляет каталоги землетрясений, определяет зоны очагов и оценивает параметры землетрясений, измеряет сейсмическое воздействие для проектирования строительства (в том числе АЭС) и обеспечивает прохождение экспертизы в МАГАТЭ и Ростехнадзоре.

Сейсмическое ослабление

Рубен Татевосян (Фото РНФ)

— Сейсмологи говорят о том, что землетрясение в Турции будет иметь последствия: произошло и происходит перераспределение напряжения, та сейсмическая активность, которой не было в течение десятилетий и даже столетий, сейчас может возрасти?

— Перераспределение напряжений наблюдается после любого землетрясения, тем более такого мощного, с магнитудой 7,8 и с последующей интенсивной афтершоковой серией, которая продолжается до сих пор. Но все-таки все изменения в первую очередь касаются непосредственного окружения очаговой области землетрясения и системы Восточно-Анатолийских разломов, в которой это землетрясение произошло. Эти разломы и сопряженные с ними области — первые кандидаты на повышение сейсмической активности. Но важно понимать, что есть и обратные процессы. После сильного землетрясения происходит релаксация напряжений. Так что из перераспределения напряжений автоматически не следует повышение вероятности возникновения другого сильного землетрясения — тем более в иной сейсмотектонической обстановке в другом геодинамическом регионе, на большом удалении от происшедшего катастрофического землетрясения.

— Если где-то и можно ожидать следующие землетрясения, то где? Российские регионы могут сейчас проявить сейсмическую активность?

— На юге России располагаются сейсмоактивные регионы: на черноморском побережье, Кавказе, Крыме. В основном там отмечаются землетрясения умеренных магнитуд, но были и сильные события. Хотя не было ни одного, достаточно надежно документированного землетрясения с такой большой магнитудой, как февральское в Турции. Высокая сейсмическая активность юга России отражена на картах общего сейсмического районирования (ОСР). На них показана ожидаемая интенсивность сейсмических воздействий, их частота. Карты ОСР построены для территории всей Российской Федерации. Они составляются большим коллективом специалистов разных организаций, лидирующая роль принадлежит Институту физики земли РАН. Комплект карт ОСР — нормативный документ, проектирование и строительство должно вестись с учетом его требований для любой территории. Они не нарисованы «методом прищуренного глаза», а представляют собой результат исследования геологии, сейсмичности, тектоники района. Фактически это синтез всего, что известно о данной местности. И возникновение землетрясений в каком-нибудь сейсмоактивном регионе на юге России ни в коей мере автоматически не означает, что они возникли вследствие турецкого землетрясения. Хотя южные регионы находятся относительно недалеко, это другие, в общем, отдельные сейсмоактивные регионы, поэтому там землетрясение может случиться и «по своему хотению».

— Складывается впечатление, что за последние годы землетрясений стало больше. Меняется ли сейсмическая активность земли или же диагностика становится более точной?

— В сейсмической активности наблюдаются всплески и спады, целенаправленного движения в сторону ее повышения нет. Отдельные тенденции все равно в итоге выходят на средние долговременные величины. Вот в 1960-е годы сейсмоактивность была гораздо выше, чем сейчас. Тогда произошли совершенно колоссальные события в Чили, на Аляске — моментная магнитуда этих землетрясений была свыше 9 (1960 год — Великое чилийское землетрясение, сильнейшее в истории наблюдений на планете, моментная магнитуда — по разным оценкам от 9,3 до 9,5. 1964 год — Великое Аляскинское землетрясение — сильнейшее землетрясение в истории США. — Forbes Life). С тех пор мало какие землетрясения их превзошли по магнитуде, разве что землетрясение в 2004 году у берегов острова Суматра на севере Индонезии. Поэтому говорить о том, что мы действительно наблюдаем большой рост сейсмической активности нельзя. Если же отвлечься от сильных землетрясений, то, действительно, небольшие землетрясения происходят тысячами в год, но их в состоянии записать только сейсмические приборы, а люди не ощущают. Изменение числа слабых сейсмических событий не показательно — это может быть просто связано с тем, что улучшаются сейсмические сети, повышается возможность обнаружения, определения координат, магнитуды микроземлетрясений.

Кроме того, представьте себе, что землетрясение магнитудой 7,8, как в Турции, случилось сейчас где-нибудь в пределах Тихоокеанского кольца на необитаемых просторах. Кого бы оно волновало, кроме сейсмологов? Так что фактически общество реагирует не на сильное землетрясение, как таковое, а на его катастрофические последствия.

— Что самое сложное в прогнозировании землетрясений? Что именно можно предвидеть и за какие сроки? Место, магнитуду, время?

— У ученых нет удовлетворительной физической модели процесса подготовки землетрясения. Поэтому все, что мы пытаемся делать, сродни некоему угадыванию. К сожалению, нет устойчивых связей между землетрясением и теми или иными явлениями, которые иногда могут наблюдаться перед землетрясением (так называемые предвестники). Так, иногда были сообщения об аномальных электромагнитных явлениях, об изменении химического состава и уровня грунтовых вод. Эти явления страдают неустойчивостью. Иногда сильное землетрясение возникает, хотя никаких известных предвестников не наблюдалось, а иногда, наоборот, — предвестники наблюдаются, но за ними не следует сильного землетрясения. Основывать прогноз на такой зыбкой почве очень сложно. И надеяться, что в итоге получится прогноз (надежный, эффективный, достоверный, хотя бы как прогноз погоды), нереально.

Почему-то никого не занимает другой вопрос: оценка сейсмической опасности. Она отличается от прогноза землетрясения тем, что вас не интересует точное место, магнитуда и конкретный день, когда возникнет землетрясение. Представьте, что у вас есть некоторое сооружение, и вы хотите узнать, какие сейсмические воздействия оно может испытать, скажем, за время своей жизни. Конкретный момент времени, когда возникнут эти воздействия, не важен. Для этого вы рассматриваете все известные сейсмические источники в регионе, оцениваете максимальную ожидаемую магнитуду, ее повторяемость, характер затухания сейсмических воздействий от источника до вашего объекта и на основании всей этой совокупности данных оцениваете ожидаемые воздействия на объект. Таким образом,вы не пытаетесь угадать место, время и силу готовящегося землетрясения, а оцениваете ожидаемые воздействия на конкретный объект в течение некоторого длительного интервала времени. На этом основании могут быть разработаны проектные решения, которые обеспечат безопасность объекта. Но это уже область сейсмостойкого строительства. Необходимо помнить, убивает не землетрясение — убивают здания, которые рушатся и погребают под собой людей.

— Что дают науке такие катаклизмы, как в Турции и Сирии? Ведь магнитуда 7,8 — это все-таки достаточно редкое явление. Это новый импульс для научных исследований?

— Во-первых, детальные исследования сильных землетрясений дают более полное понимание того, как устроена система разломов в регионе. Это важно для будущих расчетов сейсмической опасности. Во-вторых, можно будет провести расчеты, как меняется и перераспределяется напряжение, что позволит понять геодинамическую ситуацию и тенденции ее изменения не только в регионе, но в его окружении. И, в-третьих, такие сильные события дают материал для понимания физики очага, для разработки новых моделей. И это ценная информация для специалистов и проектировщиков, которые занимаются сейсмостойким строительством.

— На обывательском уровне существует некоторая путаница в классификация землетрясений по степени их силы и разрушительности.

— Для описания очага землетрясения существует магнитудная шкала. Она была предложена почти 100 лет назад Чарльзом Рихтером. В настоящее время применяются другие типы магнитуд, но суть в общем та же самая. Магнитуда (magnitude — в переводе с английского величина, размер) характеризует величину землетрясения, коррелирует с энергией. Каждое землетрясение характеризуется одним конкретным значением магнитуды. Например, магнитуда главного толчка землетрясения в Турции равна 7,8. Эту шкалу часто путают с макросейсмической шкалой интенсивности, которая оценивается в баллах, — она используется для определения интенсивности сотрясений в конкретном месте (населенном пункте). В 12-балльной шкале  при 7 и более баллов уже начинаются разрушения. Чем дальше вы будете находиться от очага, тем больше затухают сотрясения, интенсивность их проявления на поверхности меньше. Поэтому баллы всегда приписывают конкретному населенному пункту, сколько населенных пунктов, столько оценок интенсивности может быть.

— Если мы говорим про минимизацию ущерба, какие существуют основные направления и превентивные меры в борьбе со стихией?

— Мое глубокое убеждение заключается в том, что основные усилия должны быть направлены на улучшение качества строительства. Я имею в виду и проектные решения, и их реализацию в ходе строительства. Сейсмологи предоставляют строителям исходные данные для проектирования в виде акселерограмм ожидаемого движения грунта. Проектные организации используют их для разработки антисейсмических мер, которые обеспечат безопасность зданий и сооружений. На мой взгляд, это наиболее перспективное направление для защиты населения, потому что плохо себе представляю ситуации, когда вся надежда на прогноз с эвакуацией. Например, если в проекте не учтены сейсмические воздействия на атомную станцию или химический завод, то все равно будет катастрофа. Эвакуация не решит проблему.

— Но что делать с застройкой, не рассчитанной на определенную сейсмичность, с историческими зданиями?

— Тут сложная ситуация. И вопрос о том, строить новое или укреплять и модернизировать старое, не такой однозначный. Конечно, вы не можете сказать: «Мы неправильно рассчитали все проекты, все дома, построенные не на ту сейсмичность, мы снесем и построим с нуля». Практически такое реализовать невозможно. Иногда предлагается пойти по пути антисейсмического усиления существующих зданий. Но меры по антисейсмическому усилению стоят очень недешево. Кроме того, сложно все рассчитать таким образом, чтобы укрепить слабые узлы, не навредив всему остальному. Непонятно, что делать с культурным наследием, уникальными историческими зданиями. Антисейсмические мероприятия могут погубить их. Так что боюсь, и тут простых решений нет.

— Что можно предпринять для защиты регионов, где землетрясения будут снова и снова происходить?

— Правильно оценивать ожидаемые воздействия, потому что фраза «будут происходить землетрясения» мало информативна, пока нет сведений, какой силы воздействия ждать и с какой повторяемостью. А дальше, имея адекватную оценку воздействий, правильно проектировать и качественно строить. Еще нужен контролирующий орган, который отслеживал, чтобы в этой цепочке не было бы сбоев. Мы не можем заменить нашу планету на другую, без землетрясений. Поэтому надо сосредоточить усилия на том, чтобы обеспечить безопасную жизнь через строительство, правильный учет возможных воздействий.

— Ужасают кадры из Турции, когда дома складываются внутрь буквально за считаные секунды. Почему все знают, что это опасный регион (граница трех тектонических плит), но всем все равно, надзорные органы закрывают глаза и поэтому так строят?

— Как правило, в полицию приходят ставить охранную сигнализацию после ограбления, хотя было бы разумнее делать заранее. С землетрясениями работает такой же человеческий фактор. Пока ничего не случилось, вроде бы и беспокоиться не о чем. И, конечно, нельзя не учитывать экономическую сторону проблемы — антисейсмическое строительство стоит дорого. Выбирая между потенциальной угрозой землетрясения (когда-то в абстрактном будущем, возможно, не при вашей жизни, может даже не при жизни ваших детей) и увеличением стоимости строительства дома или покупки квартиры минимум в два раза — что вы выберете?

— Но тем не менее есть страны более прогрессивные с точки зрения контроля и научных изысканий на своих территориях, все-таки они достигают таких видимых результатов при наступлении катаклизмов. Например, Япония?

— Это отчасти справедливо только для последних десятилетий. Токийское землетрясения 1923 года — одна из самых крупных катастроф в истории сейсмологии (Официальное число погибших — 174 000, еще 542 000 числятся пропавшими без вести, свыше миллиона человек остались без крова. Ущерб от землетрясения Канто оценивается в $4,5 млрд, что составляло на тот момент два годовых бюджета страны. — Forbes Life). Технологическое преимущество не сильно помогло японцам при аварии на АЭС в Фукусиме в 2011 году. Даже если оставить эту аварию как особый случай техногенной катастрофы, можно вспомнить землетрясение в 1995 году в Кобе магнитудой 7,3. По некоторым данным, было разрушено около 200 000 зданий. Но, безусловно, есть определенная тенденция. Чем богаче и технологически более развита страна, тем выше материальные потери, тем меньше человеческих жертв, дорогостоящее качественное жилье не складывается как карточные домики старой застройки — разумеется, если говорить об одинаковой силе воздействия.

— Если мы говорим о России и о постсоветском пространстве, застройка, которая была еще во времена СССР,  отвечала достаточно жестким критериям. Что-то изменилось?

— Дело в том, что современные нормативы не менее жесткие и даже наоборот. Как говорил мой научный руководитель, профессор Николай Виссарионович Шебалин, который участвовал в построении карт сейсмического районирования, «со временем все карты краснеют» — красным закрашиваются более опасные территории. Другое дело, что в СССР строительство контролировалось государством, застройка шла централизованно. Проще было контролировать качество, и было проще вести весь процесс от начала до конца.

— Опасности, которые стоят особняком, — это потенциальные повреждения АЭС при сейсмической активности, утечки радиации. Как изменилась безопасность после аварии на Фукусиме?

— В самой методике исследования сейсмической опасности мало что изменилось. И до Фукусимы рекомендовалось придерживаться консервативного подхода, т. е. сомнения трактовать в пользу большей опасности. Но теперь предлагается добавлять больший запас прочности, 40% к тому, что получается в расчетах.

— В турецкой провинции Мерсин на финальном этапе строительства находится АЭС «Аккую», которую строит Росатом. Оправдано строительство атомных станций в сейсмоопасном регионе?

— В свое время наш институт привлекали к оценке сейсмической опасности «Аккую». Ожидаемые сейсмические воздействия, заложенные в проект, почти на два порядка превышают те воздействия, которые зарегистрированы на площадке от землетрясения 6 февраля. Так что происшедшее землетрясение вовсе не требует пересмотра оценок сейсмической опасности площадки АЭС. Есть страны, где невозможно выбрать место, которое вообще никогда не будет подвержено землетрясениям. Конечно, речь не идет о таких катастрофических землетрясениях, как недавнее сейсмическое событие в Турции. Нельзя перестать жить где-то, потому что там происходят землетрясения. Вопрос в том, как обеспечить безопасность, а не прятать голову в песок.

Сейсмическая шкала в США

1 балл — колебания не ощущаются людьми.

2 балла — колебания ощущают люди в спокойной обстановке на верхних этажах зданий.

3 балла — колебания чувствуют некоторые люди, находящиеся дома, в помещениях качаются висящие предметы.

4 балла — звенят оконные стёкла, посуда, скрипят двери.

5 баллов — колебания ощущаются на улице, выплёскивается жидкость из посуды.

6 баллов — трескается штукатурка и кирпичная кладка, сдвигается и переворачивается мебель, лопаются оконные стёкла.

7 баллов — трудно стоять на ногах, осыпается штукатурка, падают кирпичи, керамическая плитка, на поверхности водоёмов появляются волны.

8 баллов — падает штукатурка, рушатся некоторые кирпичные стены, дымовые трубы, башни, памятники, обламываются ветки деревьев, в грунте образовываются трещины.

9 баллов — лопаются каркасы строений и подземные трубы, образуются серьёзные трещины в грунте и песчаные воронки.

10 баллов — рушится кирпичная кладка и мосты, возникают мощные оползни.

11 баллов — деформация железнодорожных путей, выходят из строя подземные трубопроводы.

12 баллов — полное разрушение зданий, нарушение линии горизонта, взлетают в воздух отдельные предметы.

Сейсмическая шкала в Европе

1 балл — колебания не отмечаются, ощущаются исключительно приборами.

2 балла — колебания могут почувствовать только люди и животные на верхних этажах зданий в состоянии покоя.

3 балла — колебания в виде раскачиваний и лёгкого дрожания чувствуют некоторые люди, находящиеся дома.

4 балла — лёгкое дребезжание посуды и стёкол внутри зданий.

5 баллов — лёгкие колебания по всей поверхности внутри зданий. Подвешенные предметы качаются от сильных вибраций. Объекты с высоко расположенным центром тяжести падают. Двери и окна раскрываются и закрываются.

6 баллов — падают небольшие предметы, тонкие трещины в штукатурке.

7 баллов — большинство предметов падает с полок, многие здания умеренно повреждены, неизбежны трещины в штукатурке, часть дымовых труб обрушивается.

8 баллов — перевёрнутая мебель, большинству зданий нанесён значительный ущерб. Большие трещины в стенах. Некоторые здания могут быть полностью разрушены.

9 баллов — памятники и колонны падают. Некоторые здания обрушены полностью.

10 баллов — большинство зданий полностью разрушены.

11 баллов — практически все здания полностью разрушены.

12 баллов — практически все здания наземные и подземные сильно повреждены или разрушены.

Сейсмическое ослабление

Как измеряется магнитуда землетрясений?

Магнитуда — условная величина, характеризующая общую энергию колебаний, вызванных землетрясением. Она определяется по шкале, основанной на записях сейсмографов. Эта шкала известна под названием шкалы Рихтера (по имени американского сейсмолога Ч. Ф. Рихтера, предложившего её в 1935 году). С увеличением магнитуды на единицу энергия возрастает в 100 раз, т. е. при толчке с магнитудой 6 высвобождается в 100 раз больше энергии, чем при магнитуде 5, и в 10 000 больше, чем при магнитуде 4.

Шкала Рихтера содержит условные единицы (от 1 до 9,5):

Крупнейшими известными землетрясениями, согласно методу оценки Рихтера, были колумбийское землетрясение 1906 г. и ассамское землетрясение 1950 г. с магнитудой 8,6.

Сейсмическая шкала в России

1 балл — колебания ощущаются исключительно приборами. Человек колебаний не ощущает.

2 балла — колебания могут почувствовать только люди, что находятся в спокойном, неподвижном состоянии.

3 балла — колебания ощущаются только внутри некоторых зданий.

4 балла — колебания чувствует большинство людей. В зданиях могут дребезжать стёкла, посуда.

5 баллов — колебания могут разбудить спящего человека. В помещениях нетрудно заметить раскачивание висячих предметов (например, ламп или люстр), колебания мебели. Появляются трещины в штукатурке. На улице качаются тонкие ветки деревьев.

6 баллов — ощущаются колебания всеми людьми, со стен падают картины, отдельные куски штукатурки отваливаются.

7 баллов — неизбежны трещины в штукатурке и в стенах кирпичных зданий. В некоторых зданиях возникает угроза частичных обрушений.

8 баллов — существенные конструктивные повреждения зданий: крупные трещины в стенах, обрушение балконов, карнизов и дымовых труб. Появляются трещины на крутых склонах и на почве.

9 баллов — в некоторых зданиях возникают обвалы, обрушение перекрытий и стен.

10 баллов — большинство зданий находятся под угрозой обрушения. На поверхности земли возникают трещины шириной до 1 метра.

11 баллов — полномасштабное обрушение всех построек и конструкций, крупные обвалы в горах, большое количество крупных трещин на поверхности земли. Наблюдается разрушение мостов.

12 баллов — изменение рельефа местности вплоть до неузнаваемости. Катастрофические последствия землетрясений — обвалы, оползни, изменение рельефа.

Сейсмическое ослабление

При оценке землетрясения также учитывают степень воздействия толчков на людей. Для этого используется такая величина, как интенсивность землетрясения. В отличие от шкалы магнитуд она измеряется в баллах от 1 до 12 на основании внешних проявлений (воздействие подземного толчка на людей, предметы, строения, природные объекты). В России и в некоторых европейских странах используется 12-балльная международная шкала интенсивности землетрясений (MSK-64), получившая название по первым буквам ее авторов (Медведев — Шионхойер — Карник).

Сейсмическое ослабление

Соотношение между интенсивностью и магнитудой зависит от расстояния между очагом и точкой регистрации на поверхности земли. Так, например, если сильное землетрясение происходит вдали от мест обитания людей и не приводит к существенным разрушениям, то магнитуда такого землетрясения будет большая, а интенсивность — минимальная. И наоборот, если слабое землетрясение, произошло близко к земной поверхности, недалеко от населенного пункта и привело к повреждениям зданий, то в этом случае магнитуда будет относительно маленькой, а интенсивность — относительно большой.

В чем измеряют интенсивность землетрясений, смотрите в инфографике aif.ru.

Сейсмическое ослабление

Нажмите для увеличения

Землетрясения:  Обнимите нетронутое: девственные чудеса зимы, не тронутые льдом
Оцените статью
Землетрясения