О разрушительных последствиях двух турецких землетрясений 6 февраля и проблемах вокруг этих событий написано и высказано очень много. К сожалению, большинство авторов освещает проблему односторонне, многие из них не специалисты – в этой отрасли почти не осталось работающих квалифицированных специалистов (особенно казахскоязычных). Трудно сказать, что все данные, о которых идет речь, соответствуют реалиям.
Прочитав и осмыслив все эти публикации и выступления, решил, как специалист-сейсмолог, высказать свое мнение.
В чем причина столь катастрофических последствий землетрясений в Турции? Слабый уровень научных исследований в этой области? Или ошибки, допущенные проектировщиками и строителями?
Думаю, полноценный ответ на все эти вопросы будет дан в результате всесторонних исследований турецких специалистов. Я же постараюсь остановиться на некоторых вопросах, которые позволят читателям понять суть проблемы.
Разрушительные последствия землетрясений на поверхности Земли связаны с несколькими факторами. Первый – высокая магнитуда (7,8 и 7,5) землетрясений и, соответственно, разрушительная сила на поверхности Земли (9 и более баллов). Кстати, магнитуда – это научный термин, он характеризует величину энергии, выделившейся из очага землетрясения, а балл – эффект на поверхности Земли. У каждого землетрясения бывает одна магнитуда и разные баллы.
Дополнительно злую роль сыграла густонаселенность региона и время (ночь) землетрясений. Мы видели огромные разрывы на поверхности Земли, т.е. выделившаяся из очага энергия настолько была велика, что разрывы в очаге вышли на поверхность Земли. Такие разрушительные землетрясения происходят не везде, они сосредоточены в определенных, четко локализованных зонах, т.е. сейсмических поясах.
Выделяются два основных и несколько второстепенных сейсмических поясов Земли. Основной, важнейший пояс – Тихоокеанский. Он почти непрерывной полосой обходит все побережье Тихого океана, в пределах которых выделяется более 90% всей сейсмической энергии Земли. Здесь происходит пять шестых всех сильных землетрясений земного шара.
Второй по значению и интенсивности пояс – Средиземноморско-Азиатский. Его основная ветвь начинается из района Средиземного моря и проходит через альпийские горные системы Европы, Северной Африки, Ближнего и Среднего Востока и далее в Гималаи, Индонезию к Новой Гвинее, где смыкается с Тихоокеанским поясом. Именно в этом поясе расположены очаги турецких землетрясений, произошедших 6 февраля.
Второй фактор, я бы сказал, связан с человеческой деятельностью.
Существует несколько причин разрушения наземного строительства (жилые, промышленные здания и др.), то есть этот фактор представляет собой своеобразную цепочку, состоящую из четырех звеньев.
- Первое звено – оценка возможной максимальной магнитуды или максимальной силы на поверхности Земли будущего землетрясения в этом регионе. Эта задача решается специалистами-сейсмологами на основании результатов всесторонних исследований, проводимых в течение нескольких лет. Результаты исследований официально утверждаются и передаются проектировщикам.
- Второе звено – проектирование зданий и сооружений в соответствии с этой сейсмической нагрузкой. Определение конструкции сооружения, высота (этажность), связь между грунтом и фундаментом, строительные материалы и т.д.
- Третье звено – строительство зданий и сооружений в соответствии с требованиями проектировщиков. Особое внимание обращается на качество строительства.
- Четвертое звено – эксплуатация зданий и сооружений. Со стороны жителей не должно быть применено никаких действий, приводящих к ослаблению первоначальной конструкции зданий. Если в этом будет необходимость, то заключения специалистов должны строго выполняться!
Ошибка в одном из звеньев – трагический результат. Если для данного региона правильно оценен уровень сейсмической опасности (предположим, 9 баллов), здание или сооружения рассчитаны на 9-балльный эффект, они качественно построены и правильно эксплуатируются, то они, несмотря на внутренние повреждения, обязательно выстоят!
Существуют ли закономерности повторения таких разрушительных землетрясений?
Землетрясения, как и любые естественные события, имеют тенденцию к повторению в данном регионе. Вопрос состоит в том, когда, где и с какой силой оно произойдет. К сожалению, с научной точки зрения точно определить такую закономерность для сильных землетрясений не удается. Она известна только для слабых и землетрясений средней силы. Поскольку сильные толчки бывают редко, то статистика для отдельно взятого региона еще недостаточна. Попытаться определить периоды повторения можно на основании сейсмостатического подхода, основанного на принципе повторяемости.
Т.е. сильные землетрясения чаще всего происходят там, где они случались в историческом прошлом. Но для этого необходимо располагать статистическими данными о землетрясениях прошлых лет. При этом, чем длиннее период времени, за который мы имеем сведения о землетрясениях, тем точнее будет прогноз. Такая статистика, к сожалению, для отдельных регионов отсутствует.
Вместе с тем анализ мировых данных показывает, что крупные землетрясения в одном месте (районе) могут разделяться длительными периодами сейсмического молчания. Для землетрясений с магнитудой более 7 (в эпицентре 9 и более баллов) длительность такого затишья составляет от 80 до 200 лет. Вот откуда берутся в СМИ разные высказывания о периоде повторения сильных землетрясений 80, 100 …лет.
В связи с этим хотел бы высказать свое мнение относительно связи между двумя турецкими землетрясениями. В природе не бывает случайных явлений, все они взаимосвязаны. Так, после любого сильного землетрясения, тем более такого мощного, с магнитудой 7,8, происходит перераспределение напряжений, в первую очередь, в непосредственном окружении очаговой области землетрясения. Думается, что произошедшее второе землетрясение с магнитудой 7,5 связано с этим явлением, хотя это очень редкое явление.
Почему до сих пор не удается решить вопрос с прогнозом землетрясений, в чем причина?
Прогноз землетрясений состоит из двух этапов: научный поиск и практический прогноз. Мы находимся и еще долго будем находиться на первом этапе, пока не решим две главных проблемы.
- Первая – какие физико-химические процессы, вызывающие землетрясения, происходят в районе будущего очага землетрясения. К сожалению, недра Земли недоступны прямому изучению, т.е. объект изучения скрыт от наблюдения многокилометровой толщей горных пород. Очаги зарождаются на глубинах в десятки, а иногда и сотни километров, и проследить за их поведением очень трудно. С другой стороны, геологические процессы, приводящие к землетрясениям, протекают очень медленно.
- Вторая – мы плохо знаем о глубинном строении Земли (только в общих чертах). Какими особенностями характеризуется будущий район очага (строение, состав, структура). Подобные трудности служат, скорее всего, главным препятствием на пути к созданию стандартной методики краткосрочного прогноза землетрясений и всегда будут вносить в предсказания существенный элемент неопределенности.
Кроме того, к краткосрочному прогнозу землетрясений предъявляются высокие требования. Фактический прогноз требует определения трех параметров будущего землетрясения: место, магнитуда или сила в баллах, время. Если они точно не определены, то любой неточный прогноз может привести к существенным последствиям.
Вот простой пример. Если по радио или телевидению объявить, что завтра прогнозируется дождь, и вдруг его не будет, то не возникнет больших проблем. А если объявят о возможном сильном землетрясении, то все жители в этом регионе будут дестабилизированы, остановлены промышленные предприятия и особо опасные объекты и т.д. Если не подтвердится прогноз, то трудно посчитать возможные последствия.
Говоря о сейсмической опасности территории Казахстана, в первую очередь особое внимание обращается на Алматы.
Это и понятно. Алматы в сейсмическом отношении уникальный город. Эта уникальность заключается в следующем.
- Во-первых, город дважды был разрушен Верненским, 1887 г., и Кеминским, 1911 г., землетрясениями. Во-вторых, Алматы – единственный город в Центральной Азии, на территории которого прогнозируется 10-балльное сотрясение. Вообще в Строительных нормах нет понятия расчет на 10-балльное сотрясение, такое понятие есть только в сейсмологии. Считается, что при 10-балльном сотрясении полностью разрушается все наземное строение. Поэтому в нормах нет таких пунктов. Наши инженеры-проектировщики решают эту задачу, увеличивая нагрузки до 9 баллов несколько раз.
- В-третьих, город расположен в глубокой яме, заполненной осадочными породами, которые доставлены реками Большая и Малая Алматинки. Это означает, что грунт под городом очень слабый и при сотрясении он повышает интенсивность сотрясений на 1-1,5 балла.
- В-четвертых, на территории города выявлены тектонические разломы, они проявились при Верненском и Кеминском землетрясениях (наибольшие разрушения). В 1983 г. мы составили первую научно-обоснованную карту сейсмического микрорайонирования города (я один из авторов карты), где были указаны эти разломы (некоторые разломы были обозначены пунктирами, для последующих уточнений). Разлом – это границы блоков земной коры, где, как правило, при землетрясении будут наибольшие сотрясения.
- В-пятых, наличие многочисленной старой, традиционной застройки, выполненной вовсе без антисейсмических мероприятий; наличие многоэтажной застройки (особенно в последние годы!), разрушение которой чревато большими потерями и ущербом (особенно, несоблюдение расстояния между ними); сложность инфраструктуры, в т.ч. транспортного и инженерного жизнеобеспечения города; высокая скученность и плотность застройки, узкие проезды, высокая плотность населения и т.д.
Вот таковы вкратце сейсмические особенности города.
Карта сейсмического микрорайонирования, составленная профессором А. НУРМАГАМБЕТОВЫМ в 1983 году
В СМИ появилась информация о возбуждении турецких землетрясений ядерными взрывами…
Огромная сила подземных ядерных взрывов вполне может возбудить местные слабые и землетрясения средней силы (в районе испытания). Примеров достаточно, их можно найти в открытых публикациях. После невадских (США), семипалатинских (Казахстан) и др. подземных ядерных испытаний в районе происходило множество слабых и средней силы землетрясений. Но чтобы возбудить землетрясения с магнитудой 7,8, необходимо воздействовать на будущий очаг такого землетрясения (отметим, что район густонаселен), да и одним испытанием здесь не обойдется.
После турецких катастроф в СМИ часто пишут об учащении слабых толчков на юге Казахстана. Не повлияли ли они на нашу сейсмическую обстановку?
Это и понятно. У людей после катастрофических последствий турецких землетрясений более обостренное внимание к этим событиям. Изменения в сейсмической ситуации в первую очередь коснется непосредственного окружения очаговой области землетрясения. Разломы, куда приурочены очаги этих землетрясений и сопряженные с ними области, – первые кандидаты на повышение сейсмической активности.
В метеорологии есть такие понятия, как климат и погода. Климат – это многолетний режим погоды, который характеризуется незначительными изменениями в течение длительного периода времени больших территорий. Погода – это метеорологические особенности определенного региона, города или поселка в определенное время. В соответствии с этими понятиями мы различаем сейсмический климат и сейсмическую погоду. Так вот, сейсмический климат – это долговременная сейсмическая характеристика региона, она не подвержена быстрым изменениям, а сейсмическая погода – подвержена изменениям, как и погода.
Как свести к минимуму будущие беды?
Мы должны помнить, что в сейсмоопасной зоне сильное (разрушительное) землетрясение непременно произойдет, хотим мы того или нет. Поэтому особое значение приобретает организация защиты от сильных землетрясений. Во всех странах, где существует проблема сейсмической опасности, традиционные меры защиты от землетрясений или уменьшения ущерба от землетрясений включают в себя:
- Повышение качества научно-практических работ области оценки сейсмической опасности.
- То же самое в области проектирования и строительства сейсмостойких зданий.
- Улучшение сейсмического просвещения населения.
Что касается первых двух пунктов, они достигаются путем улучшения результатов научно-практических работ и качества строительства. Что касается повышения сейсмической грамотности населения – это залог безопасности при землетрясении. Анализ мирового опыта показывает, что чем выше осведомленность населения, тем выше степень его сейсмической защищенности, т.к. только осведомленное об опасности общество способно предотвратить тяжелые последствия, связанные с реализацией опасности.
Чрезвычайно важна и роль печати в деле улучшения сейсмической грамотности населения. Книги и брошюры, посвященные научно-популярному изложению проблемы сейсмической опасности и защиты от землетрясений на государственном и русском языках, издаются и в Казахстане (хотя, в очень и очень малом количестве!). В них показаны не только достижения науки, но и вся противоречивость нерешенных проблем, в первую очередь, в области прогноза землетрясений.
О состоянии сейсмологической науки в Казахстане
В советское время существовало крылатое выражение «кадры решают все». Эти слова и сейчас актуальны! К сожалению, в сейсмологической науке Казахстана в настоящее время кадровый голод. Меня, как одного из основателей этого научного направления, очень беспокоит эта проблема. Институт и экспедиция недостаточно укомплектованы научными кадрами в области сейсмологии. Причина – отсутствие молодых пополнений.
В конце 90-х годов я перешел в Сатпаевский университет, где мне удалось открыть новую специальность «сейсмология». Это было впервые не только в Казахстане, но и в странах СНГ. В течение нескольких лет вместе с коллегами мы подготовили два поколения специалистов по сейсмологии и направили их в институт сейсмологии. Однако по разным причинам их не удалось удержать там и они разошлись по другим организациям. И все!
С тех пор никто нигде не готовит специалистов по сейсмологии. Наши неоднократные обращения в министерство не увенчались успехом. Кстати, в этой отрасли не осталось специалистов, могущих вести занятия с молодежью. Недавно сейсмологические исследования перешли под юрисдикцию МЧС, возможно, какие-то сдвиги в этом вопросе произойдут.
Мы должны помнить, что живем в сейсмически опасной зоне и рано или поздно землетрясение произойдет. Как говорится, «последующая природная катастрофа всегда происходит тогда, когда уже забыт горький урок предыдущей».
Карту сейсмического микрорайонирования, составленную профессором А. НУРМАГАМБЕТОВЫМ в 1983 году
Алкуат НУРМАГАМБЕТОВ, профессор, фото из личного архива
