Недавнее землетрясение в Турции и Сирии, унесшее десятки тысяч жизней вновь актуализировало вопрос о возможности предсказания таких явлений. Ученые считают, что задача прогнозирования таких катаклизмов и снижения числа пострадавших от них, в принципе, решаемая. Но тех, кто за нее берется ждет немало сложностей, включая – неочевидные.
В 2009 году в итальянском городке Л’Акуила произошло землетрясение, которое унесло более трехсот жизней. И вскоре после этого шесть ученых-сейсмологов оказались на скамье подсудимых. Обвинение посчитало, что сейсмологи должны были предупредить горожан о катастрофе, а власти объявить эвакуацию. Вместо этого, за пять дней до катаклизма они дали благоприятный прогноз, несмотря на множество подземных толчков, зарегистрированных в области в течение нескольких месяцев. Суд посчитал всех их виновными в непредумышленном убийстве граждан и приговорил к шести годам заключения.
Это решение вызвало бурные протесты со стороны международного научного сообщества.
«В истории науки только один прогноз оказался точным», – отмечал сейсмолог Ричард Уокер из Оксфордского университета в интервью BBC. – Это землетрясение магнитудой 7,3, которое случилось в 1975 году в Хайчэне, Китай. Его предсказали за день до катастрофы, и власти успели многих эвакуировать. Однако, та схема сейсмической активности впоследствии ни разу не повторилась. Год спустя в соседнем Таншане губительное землетрясение магнитудой 7,8 произошло совершенно по другому сценарию. С тех пор успешное предсказание землетрясения в Хайчэне считается счастливой случайностью».
Вообще, есть несколько методов предсказания подобных катаклизмов, но все они имеют существенные изъяны. Например, давно замечено, что рыбы, крысы и другие животные в преддверии потрясений ведут себя неадекватно. Но на поведение животных оказывает влияние много других факторов и разделить их наука не может. А эвакуировать население целых городов при каждом случае тревожности «контрольной крысы», как понимаете – не вариант.
Другой способ заключается в мониторинге земной коры. Когда в ней накапливается энергия, она, как правило, освобождается одним мощным землетрясением. Но перед этим могут происходить сравнительно небольшие толчки: они предваряют примерно половину крупных землетрясений за несколько дней или даже месяц. Японский сейсмолог Киёо Моги выдвинул гипотезу, что, если малые землетрясения образуют кольцо, то сильное должно произойти в его центре. Однако статистика показала – так происходит только в 5% случаев.
Схожая проблема с еще одним способом – химическим. Он основан на появлении радона – относительно безвредного газа, встречающегося в земной коре. Когда породы раскалываются, он появляется на поверхности земли и в атмосфере. Но и тут четкой зависимости нет. Выбросы радона могут происходить не только до, но и во время или после землетрясения, а могут не происходить вообще.
Проблема карт сейсмической опасности в том, что они построены на основе информации об уже произошедших землетрясениях, причем, подробные данные в этой области стали собирать лишь с появлением первых сейсмографов в XIX веке. Но сейсмическая активность, как и климат подвержена изменениям и предсказать всплески ее активности получается не лучше, чем погодные аномалии.
И все же ученые продолжают работу в этом направлении, в том числе – российские ученые. В частности, строят модели, которые позволили бы давать краткосрочные прогнозы (за сутки или несколько дней): с одной стороны, эта задача считается более простой, с другой – она позволяет провести эвакуацию населения.
Сейчас фокус их внимания направлен на Камчатку и Сахалин как одни из самых рискованных в этом плане регионов России. Напомним, именно на Сахалине произошло самое разрушительное в РФ землетрясение 28 мая 1995 года, стершее с лица земли город Нефтегорск с его жителями.
Как уже говорилось выше, возникновению сильного землетрясения довольно часто предшествует лавинообразная активизация слабой сейсмичности. На основе этого признака ученые разработали алгоритм прогноза, который дал успешные результаты. Но пока речь идет о ретроспективном анализе, когда модель строилась на основе данных об уже произошедших событиях. При анализе текущих данных (когда речь идет именно о потенциальной угрозе, а не об уже случившемся землетрясении) возникает большая доля ложных тревог. И пока алгоритм не научился надежно отбраковывать их.
Оптимизм внушает то, что другая группа исследователей, из Института вычислительной математики и математической геофизики под руководством Вячеслава Гусякова сумела получить более успешные результаты в прогнозировании риска цунами. И возможно, их методы помогут и в области сейсмоактивности.
По схожему пути идут и их западные коллеги. В частности, сейчас пробуют подключить к анализу подобных моделей нейросети, которые как раз-таки хорошо умеют находить закономерности, паттерны в больших массивах информации. Но пока у нейросети получилось предсказать только одно землетрясение, точнее смоделированный в лабораторных условиях катаклизм. Что же, как говорят китайцы дорога в тысячу ли начинается с маленького шага.
И пока ученые этот путь не прошли, все чаще звучит другой вопрос – можно ли построить более устойчивые здания и сооружения в сейсмически опасных районах. Вспоминая ту же Турцию, часто отмечают, что большое число жертв вызвано тем, что постройки разрушались целыми кварталами, и многие строительные подрядчики там уже находятся под следствием за возможное нарушение строительных норм.
Тем более, современные строительные технологии, согласно информации их разработчиков, позволяют строить небоскребы, которым не страшны колебания земной коры магнитудой до 9 баллов по шкале Рихтера. Но практика показала, что вся эта сейсмоустойчивость работает только в условиях испытаний, на практике же дело обстоит несколько сложнее.
Во-первых, свою роль играет человеческий фактор – что в Турции, что в более законопослушной Японии уже после землетрясений всплывала масса случаев, когда архитекторы и девелоперы, скажем так, «жертвовали» этой самой надежностью для удешевления строительства, подделывая необходимую документацию.
Во-вторых, большая часть технологий работает против одного-двух толчков (даже довольно сильных). А если, как это часто бывает, толчки дут серией с интервалом в пару секунд, то их разрушительный эффект возрастает в разы. Это явление называют «убийственным пульсом» и оно по своей природе схоже с резонансом, который также может привести к разрушению даже прочной конструкции. Поэтому разработчики сейсмоустойчивых строительных технологий сегодня ставят себе целью не создать дом, который устоит в любом катаклизме, а обеспечить выживание большего числа его обитателей в случае разрушения здания. Этот подход еще называют контролируемым ущербом. Над этой же задачей работают и специалисты экстренных служб, которым в буквальном смысле приходится разгребать последствия очередной чрезвычайной ситуацией.
А сейсмологи и инженеры тщательно изучают, что пошло не так по опыту каждого землетрясения. Извлекают новые данные о том, как можно было бы спасти людей и уменьшить ущерб. И пока одни работают над новыми прогностическими моделями, другие разрабатывают новые алгоритмы действий спасателей и строительные нормы. Оба этих процесса одинаково важны, поскольку в конечном счете они спасают чьи-то жизни.
Сергей Исаев
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии