XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум

Два землетрясения произошли в грузинском селе Гоми, сообщает Sputnik Грузия.Сейсмологи зафиксировали на западе страны подземные толчки магнитудой 4,6, а затем 3,6.

После нескольких землетресений в Турции, жертвами которых, по предварительным данным, уже стали 24 617 человек, сейсмологи предупреждали, что в ближайшее время следует ожидать возникновения подземных толчков в соседних регионах. Генеральный директор Международного центра глобального мониторинга сейсмического риска Самвел Акопян в пресс-центре НСН дал и более долгосрочный прогноз. По его данным, в ближайшие два-три года землетрясения могут произойти на Кавказе у Каспия, а также на юге Курильских островов.

«Опасные зоны в ближайшие два-три года – это Тайвань, Калифорния в районе Лос-Анджелеса. Россию мы полностью контролируем, вся территория России контролируется по нашей технологии. В России самый сейсмоопасный регион – Камчатский, там могут происходить очень сильные землетрясения с магнитудой около 9. Вторая активная зона – Кавказ, остальные менее активные. Сегодня на Кавказе в прибрежной зоне Каспия на глубине 30-40 километров может произойти землетрясение с магнитудой 6,2. На Камчатке самая опасная зона – это стык Курило-Камчатской зоны и Алеутской, там идет накопление напряжений, будет опасно в ближайшие два-три года. И опасная зона на юге Курильских островов», — рассказал он.

Новые технологии позволяют прогнозировать землетрясения с точностью до года, иногда место определить не удается, заявил генеральный директор Международного центра глобального мониторинга сейсмического риска Самвел Акопян в пресс-центре НСН.

«Все зависит от технологии, на основе которой прогнозируется землетрясение. Есть подходы, которые основаны на наблюдении предвестников, они могут быть биологическими, химическими и радиоактивность – все, что реагирует на изменение напряженного состояния земной коры. Но они не так надежды, потому что на основе таких наблюдений, практика показала, что не всегда удается прогнозировать и время, и место. В нашем центре мы разрабатываем новую технологию, основанную на сейсмической энтропии, это позволяет визуализировать процесс подготовки не только, когда происходит землетрясение, но и на долгосрочную перспективу. Это надежно исключает эти землетрясения, магнитуда предсказывается очень хорошо. По времени мы ожидали землетрясение, которое произошло в Турции, в этом году», — уточнил собеседник НСН.

Землетрясения:  Западо юго-запад

Глобальное потепление влияет на поверхность земли, деятельность человека провоцирует землетрясения, заявила руководитель экологического движения Маргарита Лупунчук в пресс-центре НСН.

«То, что мы выкачиваем из земли нефть и газ, и образуются пустоты, которые должны чем-то заполниться, влияет на наш климат. Наш климат становится все более теплым. Некоторые поверхности уходят под землю из-за глобального потепления. Часть уходит под воду, часть оказывается на поверхности, это какие-то острова. Конечно, это влияет на землетрясения. Люди сами частично виноваты в том, что мы делаем. Взять даже полигоны, которые выбрасывают огромное количество газов, метан, это приводит к потеплению климата», — считает она.

Генеральный директор Международного центра глобального мониторинга сейсмического риска Самвел Акопян в пресс-центре НСН рассказал о том, что первая волна от сильного землетрясения является предупреждающей и несильно. После нее, по словам эксперта, у человека есть до 10 секунд на спасение.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Ежегодно на земном шаре регистрируется сейсмографами не менее 100 тыс. землетрясений, где каждое имеет разную природу появления. При этом, примерно лишь 1% вызывает отдельные повреждения, а 0,01% землетрясений проявляется с разрушительными толчками. В большинстве случаев это тектонические землетрясения, которые вызваны движением литосферных плит. Однако, существует отдельный вид землетрясений, процент появления которого возрастает с каждым годом.

Тектонические землетрясения возникли относительно недавно вследствие воздействия человеческой деятельности на горные породы. Горно-добывающие предприятия с каждым годом наращивают свой потенциал и, тем самым, сами того не осознавая, порождают немалую опасность как для работников предприятия, так и для близлежащих городов и населенных пунктов.

В России нередко можно встретить горно-тектонические удары различной силы. Одни из самых сильный были зарегистрированы на руднике «Умбозеро» и угледобывающем карьере Бачатский, где магнитуда составляла около 8 баллов по 12-балльной системе. Нередко подземные толчки доходят и до соседних областей и городов.

Техногенная сейсмичность может быть столь же разрушительна, сколько и природная, поэтому необходимо создание системы прогнозирования подобных событий с целью их предотвращения в дальнейшем.

Ключевые слова: землетрясение, техногенное землетрясение, горные породы, магнитуда, опасность.

Zabaydylina A. V.

Every year, seismographs record at least 100 thousand earthquakes on the globe, each of which has a different origin. At the same time, approximately only 1% causes individual damage, and 0.01% of earthquakes manifest themselves with destructive tremors. In most cases, these are tectonic earthquakes that are caused by the movement of lithospheric plates. However, there is a separate type of earthquake, the percentage of which is increasing every year.

Tectonic earthquakes have arisen relatively recently due to the impact of human activity on rocks. Mining enterprises increase their potential every year and, thus, without realizing it themselves, create a considerable danger both for the employees of the enterprise and for nearby cities and localities.

In Russia, you can often find mountain-tectonic impacts of various strengths. Some of the strongest were recorded at the Umbozero mine and the Bachatsky coal mining pit, where the magnitude was about 8 points according to the 12-point system. Often, tremors reach neighboring regions and cities.

Man-made seismicity can be just as destructive as natural ones, so it is necessary to create a system for predicting such events in order to prevent them in the future.

Keywords: earthquake, technogenic earthquake, rocks, magnitude, danger.

Введение. Землетрясение – это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней мантии. Выделяют несколько типов землетрясений:

Тектонический – данный тип свойственен для большинства произошедших землетрясений; связан с процессами горообразования и движением литосферных плит;

Вулканический – характерен для вулканических районов; подземные толчки вызывает давление раскаленных газов на верхние слои планеты;

Техногенный – землетрясения подобного типа вызваны непосредственно деятельностью человека на геологическую среду;

Обвальный – данный тип землетрясений возникает вследствие крупных обвалов и оползней;

Искусственный – подземные толчки происходит вследствие взрыва или же при подземном ядерном взрыве.

Особый интерес в настоящее время вызывают техногенные землетрясения, так как их количество с каждым годом увеличивается.

Происхождение техногенного землетрясения. Горно-тектонические удары в веке как никогда являются актуальной проблемой. С каждым годом количество проводимых горных работ растет с небывалой скоростью. За последние несколько десятилетий мировой объем производства полезных ископаемых вырос практически в 2 раза. Если в 1988 году этот показатель равнялся 10 млрд. тонн, то уже в 2018 году он составил примерно 17,8 млрд тонн.

Активная работа горнодобывающей промышленности достаточно сильно сказывается на состоянии геологической среды. В зоне выполнения горных работ значительно увеличивается скорость деформации пород, а также, за счет постоянных взрывных действий, и скорость деформации. Всё это, в совокупности с закачиванием воды в карьеры и ее откачиванием, а также добычей нефти, газа, угля, соли и других полезных ископаемых может стать причиной техногенной сейсмичности.

Горно-тектонические удары или техногенное землетрясение – это мгновенное разрушение горной породы в глубине массива, вызывающее разрушения в выработках. Нередко данные события сопровождаются сильным сотрясением массива, резким звуком, образованием большого количества пыли и воздушной волной.

Классификация. Горно-тектонические удары и сопровождающие их динамические явления идентифицируются по механизму явлений и по выделяемой при этом энергии. Ниже приведена классификация динамических явлений при горных и горно-тектонических ударах:

Шелушение – разрушение породы по контуру выработки;

Заколообразование – возникновение заколов вслед за их оборкой;

Стреляние – отскакивание от массива пластин породы различных размеров с резким звуком, напоминающим выстрел;

Микро-удар – мгновенное хрупкое разрушение породы на контуре выработок или целиков с выбросом в горные выработки;

Удар средней силы – хрупкое разрушение породы выбросом в выработку;

Сильный горный удар – хрупкое разрушение породы в глубине массива;

Удар горно-тектонический – нарушение и деформирование шахтных полей на протяжении сотен метров.

Происшествия на территории России. Существует множество зафиксированных подземных толчков различной силы на рудниках и карьерах России. События, произошедшие 17 августа 1999 года на территории Мурманской области, являются наглядным примером того, что такое техногенное землетрясение. В этот день, в эпицентре, на руднике «Умбозеро», были зафиксированы подземные толчки магнитудой до 8 баллов (примечание: по 12-балльной шкале), их силу также ощущали жители рядом находящихся поселков. Только по счастливому стечению обстоятельств жертв удалось избежать. В результате главного толчка и серии последующих, были разрушены горные выработки на площади около 600-650 тыс. м2, а рудник был выведен из строя на 3,5 месяца.

Другим примером мощного техногенного землетрясения является серия подземных толчков в 2013 году в Кемеровской области. В Беловском районе, в эпицентре – угледобывающем карьере Бачатский, магнитуда землетрясения достигала значений в 7-8 баллов, а гипоцентр находился на глубине 4 м. Подземные толчки также ощутили в соседних областях и Алтайском крае. В результате пострадало множество жилых домов и социальные учреждения, около 100 человек были лишены крова, однако данное происшествие обошлось без жертв.

Заключение. Техногенная сейсмичность по своей природе схожа с природной, однако для первой характерно наличие большего количества предшествующих толчков, медленное убывание афтершоков, а также, из-за небольшой глубины очага, имеет место быть повышенная балльность. Поэтому, необходимо как можно скорее разработать и внедрить новые методы прогноза, предупреждения динамических и газодинамических явлений. Однако, по словам экспертов, на создание подобной системы требуется минимум 5 лет, но из-за непостоянного финансирования и сложных горно-геологических и горно-технических условий это может затянуться на более длительный срок.

В.Б. Болтыров, Л.А. Стороженко, Т.С. Бобина, Опасные природные процессы. Урал. Гос. Горный ун-т. – Екатеринбург: издательство УГГУ, 2017. – 202 с.

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждеМИНОБРНАУКИ РОССИИ ние
«Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМ высшего образования ЕХ» им. Д.Ф. Устинова»
(БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»)
БГТУ.СМК-Ф-4-К5-

Факультет шифрО Естественнонаучныйнаименование
Кафедра шифрО1 “наименованиеЭкология и безопасность жизнедеятельности”
Дисциплина Экология

Землетрясений

Выполнил студент группы
Фамилия И.О.
РУКОВОДИТЕЛЬ
Фамилия И.О. Рассошенко Ю.С. Подпись
Оценка
«_____» 2019г.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

помогает предотвратить причину возникновения естественных
землетрясений. И тем хуже то, что человек может поспособствовать
появлению искусственно (антропогенно) созданных землетрясений. Из-за
схожести проявления искусственных и естественных землетрясений
тяжело установить точное количество, сейсмичности, вызванной
деятельностью человека.
Ранние же исследования сейсмичности были сосредоточены на
описании географического распределения землетрясений и анализе
региональных характеристик сейсмической активности. С середины 20-го
века были предложены темы исследований для прогнозирования
землетрясений. Чтобы найти предвестник сильного землетрясения, люди
также сосредоточены на анализе и изучении пространственно-временных
изображений малых и средних землетрясений до и после сильного
землетрясения при изучении сейсмичности.

Проблема антропогенных землетрясений

Антропогенные землетрясения возникают вследствие
производственного влияния человека на окружающую среду, то есть
техногенные процессы способны влиять на состояние земной коры.
Техногенная сейсмичность может возникать и в местности, на которой
раньше не наблюдались интенсивные изменения перманентного
состояния земной коры. Тогда землетрясения имеют локальный характер,
имеется в виду, что интенсивность может достигать не выше 5-6 баллов.
Но из-за увеличения антропогенного влияния сейсмичность имеет
свойство усиливаться в своей степени разрушительности. Чаще очаги
антропогенных землетрясений не достигают большой глубины, то есть
образуются ближе к поверхности земли, чем естественно возникшая
сейсмичность. Это более опасно для людей: небольшая интенсивность
сейсмичности возникшая на небольшой глубине способна вызвать
локальную катастрофу.

Изучение тектоники при воздействии на нее человеком , которая
вызывает несвойственные реакции земной коры и антропогенную
сейсмичность, не стоит на месте. Но все еще остается много белых пятен
в этой области сейсмичсности. Механизмов, объясняющих
возникновение и область распространенности антропогенных
землетрясений, довольно много. Поэтому необходимость
систематизирования этих механизмов по их сходным чертам и
особенностям разных видов антропогенной сейсмичности возрастает.
Разбор механизмов возникновения техногенных сейсмических процессов
поможет в лучшем понимании природы появления землетрясений и
способа их предотвращения.
Основные механизмы возникновения антропогенных землетрясений
связано с изменением:
● напряженного состояния среды,
● порового или пластового давления,
● объемов жидкости внутри среды и ее перемещением,
● величины приложенных сил и нагрузок и их особенностями.
Перечисленные выше механизмы могут в зависимости от местности и
ее геологического строения возникать одновременно, сразу нескольких
механизмов, от которых зависит какую форму примет техногенная
сейсмичность. Проблематика антропогенных землетрясений осложняется
тем, что техногенное влияние человека на земную кору и ее недра также
способно породить самопроизвольные очаги новой сейсмичности с
неизвестной энергией, которую невозможно предсказать.

Классификация антропогенных землетрясений

Землетрясения вызванные антропогенными факторами можно
разделить на 2 группы, которые в свою очередь подразделяются на еще
несколько подгрупп.

3.2. Индуцированные сейсмичность
Этот вид наведенной сейсмичности самый распространенный.
Индуцированная сейсмичность характеризуется чаще относительно
небольшими толчками из-за промышленных работ, где уровень
напряженности нестабилен. Данный вид сейсмичность активизируется в
случае достижения напряженного состояния за счет энергии
техногенного воздействия, то есть начинают происходить
деформационные процессы в земной коре.
Примеры проявления индуцированных землетрясений на территории
США:Землетрясения, связанные с конфискацией глубоких резервуаров
(Симпсон, 1988 ),с добычей полезных ископаемых( Klose 2013),с
нагнетанием флюидов под высоким давлением в земную кору, с удаление
сточных вод (Эллсворт(Ellsworth), 2013), с усиленные геотермальные
системы (Мэйджор(Majer et al.), 2007) и с гидроразрыв пласта для добычи
сланцевого газа (Дэвис(Davies et al.), 2013).

3.2. Триггерная сейсмичность
Триггерная сейсмичность — это вид землетрясений, которые
образуются из-за выброса собственного потенциала энергии в подземной
среде под воздействие техногенных работ. Триггерные землетрясения
образуются в результате изменения перманентного деформационного
состояния, вследствие даже небольших по величине промышленных
воздействий и тогда появляется вероятность активизации сильных
тектонических колебаний. В таком случае скорость распространения
триггерной сейсмичности может превысить в разы скорость
промышленного воздействия на массив.
Такой вид сейсмичности редко возникает в районах с малой
тектонической напряженностью или не сейсмических массивах. И
наоборот, с большей вероятностью триггерные землетрясения появятся в

массивов, опережая промышленные работы в рудниках. Очень сильные
горные удары с энергией 10^7 –10^8 Дж и особо сильные — с энергией
10^8—10^9 Дж называют горно-тектоническими ударами. Они
характеризуются резкими подвижками по тектоническим разломам и, как
их следствие, значительными обвалами сводов. Их объемы могут
достигать 10^5 —10^6 м^3. Колебания в рудниках с энергией свыше 10^
–10^9 Дж относят к триггерной сейсмичности. Но зачастую четкой
границы между между видами наведенной сейсмичности в данном случае
не существует. Но чаще сейсмичность, вызванная горными работами,
относят к индуцированным землетрясениям.

4. Заполнение водохранилищ
Сейсмичность возникающая при заполнении водохранилищ является
индуцированной. Она взаимосвязывается с колебаниями уровня воды.
Однако при увеличении интенсивности колебаний сейсмичности
различить к какому виду наведенной сейсмичности относится данный вид
землетрясения при данном виде промышленных работ становится трудно.
Каждый случай изучается подробнее, смотрят на глубину очага
сейсмичности и на магнитуду. При очаге землетрясения на глубине 5- 10
км и величиной магнитуды свыше 4,5-5, то есть достаточно слабое
землетрясение, тогда относят к триггерным землетрясениям. Такое можно
наблюдать только в местности, где уже есть потенциальные очаги
тектонических волнений. И тогда заполнение водохранилищ становиться
триггером для успокоения таких очагов.

4. Разработка месторождений нефти и газа
Сейсмичность возникающая при разработке нефти и газа чаще
является индуцированной. При добыче углеводородов механизмами
зарождения колебаний являются изменение напряженности
тектонической среды, изменение парового и пластового давления,

перемещение флюидов внутри массива, также колебания зависят от сил и
нагрузки воздействия техногенных работ. Перечисленные механизмы
взаимосвязаны между собой и в зависимости от местности, возможно
происхождение одновременно нескольких механизмов, что позволяет
предсказывать форму проявления землетрясения. Вследствие проведения
множества тестов и анализов возникновения сейсмичности из-за
разработки нефти и газа было установлено, что вид наведенной
сейсмичности зависит от глубины, мощности проводимых работ и
характера влияния на земную кору используемой техники. То есть, если
происходит увеличение глубины и мощности разрабатываемых пластов и
уменьшается проницаемость коллекторов, то это индуцированная
сейсмичность. Однако это зависит от места возникновения очага, выше
или ниже продуктивных слоев, тогда индуцированное землетрясение
возникает на неизвестной глубине. Возрастать сейсмичность будет при
неуравновешенной добыче углеводородов, будет не равно закачиваться
жидкость и извлекаться нефти или газ. Может настолько сильно возрасти
колебания, что возникают катастрофические последствия, которые можно
отнести только к триггерной сейсмичности. Примерами бесконтрольного
возрастания колебаний на местах добычи и газа являются
катастрофические землетрясения в районе Газлийского газового
месторождения в 1976 г. и 1984 г. с магнитудами от 6,8 до 7,3, а также
Нефтегорское землетрясение в 1995 г. с магнитудой 7,2 –7,6, которое
является следствием нефтедобычи на о. Сахалин.
Не существует четко систематизированных критериев для разделения
триггерной и индуцированной сейсмичности при добыче углеводородов.
В основном характеризуют колебания, вызванные данные работы,
индуцированной сейсмичностью. Признаком же триггерной
сейсмичности в данном случае принято считать высокую магнитуду
землетрясения и большую глубину очага от поверхности около 15-30 км.

случае антропогенного воздействия. Тогда это приводит к
катастрофическим последствиям, из-за которого гибнут люди и
разрушаются города.
Индуцированные землетрясения не достигают большой динамики и
не могут сильно навредить сооружениям, но вызывают у населения
негодование, так как таких землетрясений можно было бы избежать будь
методы предсказания и методы добычи и работ человека более мягкими
для земной коры.
Стоит отметить, что “востребованная сторона” бизнеса по
прогнозированию землетрясений экономически и социально выгодно
И технический прогресс, приносит новое пространство для развития
применения прогноза землетрясения. Например, в отсутствие катастрофы
прогнозная информация о землетрясениях может быть использована
широкой публикой только в условиях технологии построения опасных
ситуаций.
Тем не менее, во всем мире прогнозирование землетрясений все еще
находится на стадии разведки, и законы, которые порождают
землетрясения, еще не полностью изучены.

Естественная и техногенная сейсмичность

В настоящее время обострилась проблема соотнесения
землетрясений к разным ее видам, то есть различие техногенной и
естественной сейсмичности. Казалось бы в чем проблема, но всё завязано
на экологии. Сейчас активно исследуются новые источники энергии,
называемые “зелеными”. Это связано с тем, что экологи пытаются решить
проблему парникового эффекта. К таким новым источникам, в том числе,
относят геотермальные электростанции и также же используют закачку
СО2 в недра земли. Как выяснилось, эти новые источники, воздействуя на
недры земли, способно создать тектонические колебания, то есть они
вызывают техногенные землетрясения. Но находящиеся в сейсмически

активных районах геотермальные электростанции, осложняют
подтверждение выше написанного тезиса. Так все же является ли
увеличение сейсмической активности связанным с воздействием, или это
просто вариация естественных процессов? Решение этой задачи
необходимо для развития альтернативных источников энергии и для
определения промышленной безопасности и ответственности компаний
за урон, причиняемый землетрясениями.
Параметры, с помощью которых определяют различие между
естественными и наведенными землетрясениями могут быть как
положительными, так и отрицательными. То есть можно и усилить, и
ослабить тектоническую активность. Но также влияния может быть
нейтральным(изменились параметры, но сейсмическая активность не
изменилась).
Но мало обнаружить изменение параметров сейсмичности, нужно
также сопоставлять это изменение с данными самих параметров и
режиме воздействия. К примеру, при работах по добыче углеводородов
необходимо знать объемы добычи и закачки жидкости, также иметь
данные о пластовом давлении, применяемой методике и т.д.. Тогда можно
будет установить связь между техногенными работами и сейсмичностью
и можно предположить природу происхождения, возможно возникшему в
будущем, землетрясения и только. Даже имея эти данные сейсмологи
затрудняются в определении, что является причиной, а что следствием
колебаний, так что наличие взаимосвязи не позволяет дать точное
определение виду сейсмичности. Но зато это можно определить с
помощью расчета изменения коэффициента корреляции при сдвиге рядов
наблюдений по времени относительно друг друга и нахождения
временного сдвига, обеспечивающего максимальную взаимосвязь
рассматриваемых рядов.

и после землетрясения.Эта цифра довольно ошеломляющая,и повторные
эксперименты с искусственными землетрясениями должны быть
применены, чтобы продемонстрировать связь между изменением
скорости сейсмических волн и возникновением землетрясений.
6) Геомагнитные и земные токи
7) Живая съемка и складки
8) Эксперимент по разрушению горных пород и определение
теплового потока земной коры
9) Изменение содержания радона в колодезной воде:
Советские ученые обнаружили, что радон, содержащийся в колодцах в
районе Гарма, будет увеличиваться до землетрясения и также
используется для прогнозирования землетрясений. Радон-это
радиоактивный газ, и ученые считают, что при сильном давлении внутри
породы образуются бесчисленные крошечные трещины, которые обычно
видны только с помощью микроскопа.После того, как скала имеет
трещины, площадь поверхности, подверженной воздействию грунтовых
вод, естественно увеличивается, местные воды проникают в трещины,
заполняя трещины, могут подвергаться воздействию большего количества
радиоактивных веществ и поглощать большее количество радона.До тех
пор, пока не произойдет землетрясение, скала внезапно разрушится,и
содержание радона постепенно уменьшится.Таким образом, мониторинг
содержания радона в воде скважины позволяет узнать, насколько сильна
Скала, и тем самым предсказать землетрясение.
10) Анализ содержания природного газа:
Профессор Эрнст,, Германия, который занимается анализом тяжелых
подземных биогазов, создал локальную систему предупреждения о
землетрясениях.В народе пятьдесят восемь лет. Сумма прописью:
девятьсот шестьдесят девять.) Он впервые заметил, что содержание
биогаза в детекторе сначала увеличилось на 0,2-2 процента,а после

что приводит к некоторым аномалиям поведения.Однако, используя
аномальное поведение животных в качестве метода прогнозирования
землетрясений, необходимо сначала изучить, как эти животные будут
иметь аномальное поведение, и каковы их аномальные поведения во
время землетрясения?Вопросы и заказы чистые.Таким образом,
использование точных научных инструментов для непосредственного
измерения геофизических аномалий является более точным и
эффективным методом.

Заключение

Антропогенные землетрясения или же техногенная сейсмичность
может быть вызвана такими воздействиями человека на земную кору как
подземные горные работы, заполнение водохранилищ, разработка
месторождений нефти и газа, подземные ядерные взрывы. Эти
воздействия способны вызвать индуктивные и триггерные землетрясения.
Сила сейсмических колебаний зависит от многих факторов в том числе,
глубины работ, силы воздействия и ее продолжительности, места влияния
и т.д. Сейсмологи озабочены рисками для населения от землетрясений и
стараются выявить и разработать новые способы предупреждения
техногенной сейсмичности. Это разработка более устойчивых к
сейсмичности зданий и новых источников энергии, выявление новых
параметров вычисления техногенности землетрясений. Все это не
способствует, в должной мере, прекращению возникновения
антропогенной сейсмичности, а в случае с новыми “зелеными”
источниками, даже наоборот.
Также существует проблема в различии по возникновению видов
наведенной сейсмичности, техногенных землетрясений от естественных.
Во всех случаях возникновения сейсмичности нет четкого определения
источника явления из-за позднего начала исследования территорий, на
которых произошли тектонические колебания различной силы. Это

осложняет работу сейсмологов в изучении возникновения антропогенных
землетрясений.

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.

XIII Международная студенческая научная конференция
 Студенческий научный форум

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.

Оцените статью
Землетрясения