После турецких разрушительных землетрясений в феврале 2023 года прошло больше двух месяцев, однако в казахстанских СМИ продолжается активное обсуждение этой темы, включая возможные последствия в случае сильного землетрясения.
Высказываются различные мнения относительно уровня сейсмической опасности территории нашей страны, появляются необоснованные прогнозы, предлагаются фантастические проекты снижения уровня сейсмической опасности и т.д. Словом, казахстанцы, особенно жители Алматы, где сосредоточен самый крупный жилой фонд страны, серьезно обеспокоены. В связи с этим хотел бы прояснить некоторые вопросы.
Сейсмически опасные регионы Казахстана
Согласно карте сейсмического районирования около 35% территории республики относится к сейсмически опасным регионам, где возможны землетрясения с интенсивностью 6 и более баллов. При этом наиболее сейсмоопасные зоны (8 и более баллов) располагаются в южных и юго-восточных районах Казахстана и географически приурочены к горным сооружениям северных отрогов Тянь-Шаня, Жонгарии, Тарбагатайской и Алтайской горным системам, которые входят в Средиземноморско-Азиатский сейсмический пояс.
В пределах этого региона известны сильнейшие землетрясения (9-10-балльное Верненское 1887 г. с М=7,3; 10-балльное Чиликское 1889 г. с М=8,4; 10-11-балльное Кеминское 1911 г. с М=8,2), вошедшие в число мировых катастроф.
Центральная, западная и северная части Казахстана до недавнего времени относились к спокойным (стабильным в геологическом смысле) платформенным областям. Однако произошедшие здесь в последние годы несколько ощутимых землетрясений с интенсивностью до 6 баллов говорят о расширении площади сейсмически опасных зон. Это связано, прежде всего, с появлением так называемых техногенных (наведенных, возбужденных) землетрясений, связанных с активными воздействиями на природную среду.
Так, в последние годы несколько ощутимых 4-5 балльных землетрясений произошли в Прикаспийском регионе на нефтегазовых месторождениях Тенгиз и Карашыганак, где ведется интенсивная разработка углеводородного сырья. Возможность проявления здесь более сильных сейсмических событий, а также возникновение их на других крупных нефтегазовых месторождениях республики не исключаются.
В Центральном Казахстане, в районе Жезказганской рудной зоны, где ведется интенсивная разработка рудных месторождений, также произошло несколько землетрясений с интенсивностью в эпицентре до 6 баллов. Менее слабые сейсмические толчки известны в Карагандинском угольном бассейне, на бывшем Семипалатинском полигоне и в ряде других районов, где ведется интенсивная разработка твердых полезных ископаемых.
С учетом всего этого, сейсмической опасности (как естественной, так и техногенной) подвержена огромная часть территории Казахстана, за исключением только северной части. Указанные факты свидетельствуют о большом значении работ, проводимых в республике в области изучения природы землетрясений, разработки методов предупреждения их разрушительных последствий, а также мероприятий по уменьшению ущерба от возможных сейсмических катастроф.
Современная сейсмологическая ситуация в регионе
Внимание к сейсмологической ситуации всегда было достаточно серьезным, но оно значительно усилилось после февральских разрушительных землетрясений 2023 г. в Турции. Это и естественно.
Однако говорить о том, что сейсмическая обстановка на территории Казахстана в последнее время резко изменилась, не приходится. Сейсмологический климат региона в целом стабильный с присущими ему небольшими изменениями. Участившаяся в последние годы в печати информация о росте числа слабых сейсмических событий не показательна – это, прежде всего, связано с тем, что совершенствуются сейсмические сети, повышается возможность регистрации слабых и микроземлетрясений, чего не удавалось раньше.
Кроме того, в печати часто появляется информация о далеких землетрясениях, не имеющая отношения к сейсмической жизни нашей территории. Тем не менее нужно помнить, что мы живем в сейсмически опасном регионе, особенно это касается города Алматы – крупнейшего мегаполиса страны. Сейсмологическая ситуация здесь может измениться в любое время в худшую сторону.
В Казахстане современная сейсмическая обстановка находится под контролем МЧС РК (Институт сейсмологии и Сейсмологическая экспедиция). Однако для полного мониторинга за сейсмологической обстановкой всей территории республики предстоит сделать еще многое в сфере организации системы сейсмологических наблюдений и обеспечения полноценного научного анализа поступающей информации.
Что представляют собой тектонические разломы?
Разломы (разрывы, разрывные нарушения) – зоны сочленения (границы) крупных блоков земной коры, обладающие определенной протяженностью и шириной. Они играют важнейшую роль в геологической истории не только нашего региона, но и всей планеты в целом. Разломы присутствуют везде и всюду, земная кора представляет собой что-то похожее на разбитую тарелку.
Разломы бывают глубинные, поверхностные, активные и пассивные и т.д. Но не все разломы активные и генерируют землетрясения. Особую роль здесь играют глубинные разломы, они рассекают всю земную кору, даже проникают в верхнюю мантию и являются естественными границами крупных структурных элементов. Именно с ними связаны очаги крупных землетрясений.
Разломы присутствуют и под городом Алматы, однако они не глубинные и не активные (не сейсмогенные), в них не выявлены очаги землетрясений. Они могут проявиться только при сильных сейсмических сотрясениях и представлять потенциальную опасность для зданий и сооружений, расположенных на них или непосредственно вблизи них.
В этой связи у меня вызывает сомнение наличие на территории города 27 тектонических разломов, которые отнесены к сейсмически активным. Этот вопрос требует дальнейшего изучения и уточнения.
Генетическая связь сильных землетрясений с активными разрывами была доказана достаточно давно. При этом сильные землетрясения, как сказано выше, возникают по долгоживущим крупным активным разломам (разрывам) в результате резких подвижек по ним. Нет никаких оснований полагать, что сильные и разрушительные землетрясения обуславливаются внезапным образованием где-либо новых разломов длиной в десятки и сотни километров. В подавляющем большинстве случаев это происходит при возобновлении известных крупных разломов, разделяющих значительные блоки земной коры.
О проблеме прогноза землетрясений
Несмотря на ряд положительных результатов, полученных в последние десятилетия, проблема еще очень далека от своего решения. Вполне вероятно, что надежные и полезные прогнозы не появятся еще много и много лет – настолько сложна эта тема. Сложность ее связана с решением двух главных задач.
- Первая задача. Какие физико-химические процессы, вызывающие землетрясения, происходят в районе будущего очага землетрясения. К сожалению, недра Земли не доступны прямому наблюдению, т.е. объект изучения находится под многокилометровой толщей горных пород. Очаги землетрясений зарождаются на глубинах в десятки, а иногда и сотни километров, и проследить за их поведением очень трудно. Кроме того, геологические процессы, приводящие к землетрясениям, протекают очень медленно.
- Вторая задача. Существуют неполные знания 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 заранее точно не определены, то любой неточный прогноз может привести к существенным последствиям.
Неточный прогноз либо «ложная тревога» (когда землетрясение объявлено, но не произошло) особенно опасны. На следующую тревогу люди могут не среагировать – у них будет отсутствовать вера в то, что эта опасность реальна.
Основные способы борьбы с разрушительными эффектами землетрясений
Ясно, что успешные прогнозы, если они когда-нибудь появятся, не избавят человечество от землетрясений; они будут причинять ущерб зданиям и сооружениям. Поэтому основным способом борьбы с разрушительными эффектами землетрясений должно быть антисейсмическое строительство новых объектов и укрепление старых зданий до такой степени, чтобы они смогли выдержать натиск стихии.
Хотя, как показывает печальный опыт многих сильных землетрясений, даже высокое качество антисейсмического строительства не предохраняет полностью современный город от огромных прямых и косвенных потерь. В современных условиях основные усилия должны быть направлены на улучшение качества строительства. Я имею в виду и проектные решения, и их реализацию в ходе строительства. На мой взгляд, это наиболее перспективное направление для защиты населения.
Что касается старых объектов (зданий и сооружений), то они в процессе своей эксплуатации подвергались различным воздействиям в т.ч. сильных и ощутимых землетрясений и, вследствие этого, утратили запас прочности, заложенный при их проектировании. Состояние их сейсмостойкости требует периодического контроля со стороны администрации сейсмоактивных регионов, что, в свою очередь, требует выделения существенных дополнительных финансовых и материальных ресурсов.
Эти меры стоят очень недешево! Особо хочу подчеркнуть, что на словах легко сказать об усилении сейсмической устойчивости старых объектов, а на самом деле сложно все рассчитать таким образом, чтобы укрепить слабые узлы старых объектов, не навредив всему остальному.
О снижении уровня сейсмической опасности
Есть ли надежда предотвратить землетрясение? В данном случае речь идет об управлении сейсмичностью путем организации полигонов в зоне возможного очага землетрясения и инициирования слабых землетрясений. Данное предложение в конечном итоге сводится к тому, чтобы предотвратить сильное землетрясение, необходимо вызвать в области будущего очага разрядку накопившихся тектонических напряжений посредством серии слабых толчков.
Идея управления сейсмичностью не нова, подобные высказывания появлялись и ранее во времена Советского Союза. Некоторыми учеными предлагалось заранее пробурить скважины вдоль потенциально опасного разлома и, поочередно накачивая и откачивая из них воду, создать слабые искусственные землетрясения, которые снимут опасное напряжение в окружающих пластах. Или же предлагалось заложить в эпицентральной зоне будущего землетрясения небольшой ядерный заряд и серией слабых землетрясений постепенно разрядить накопленную в глубинах Земли энергию.
Подобные смелые проекты в настоящее время технически осуществимы, но вся загвоздка в том, что неизвестно, каковы будут возможные геологические и сейсмические последствия такого вмешательства в сокровенную жизнь земных недр. Нельзя гарантировать то, что сейсмический процесс будет развиваться по намеченному плану и нарушение равновесия в системе сейсмогенного разлома, где существуют мощные тектонические напряжения, не вызовет крупных землетрясений с всевозможными последствиями.
Кроме того, воздействие должно быть направлено на непосредственный очаг будущего крупного землетрясения, иначе не будет никакого эффекта. А определение места будущего очага крупного землетрясения на глубине десятков километров – на сегодняшний день мечта всей сейсмологической науки.
Таким образом, пока все это только смелые гипотезы. Особо хочу напомнить, для оценки какого-либо эксперимента в обязательном порядке применяется следующее правило: эксперимент должен быть воспроизводимым и должен иметь однозначную интерпретацию.
Об этике прогнозирования землетрясений
Параллельно с научными исследованиями в области прогноза землетрясений существуют «предсказатели», даже из числа научных сотрудников, и так называемые «лжепрогнозисты» землетрясений. И поскольку такие сведения о прогнозе землетрясений могут иметь негативный характер, появилась необходимость урегулировать взаимоотношения властей, науки и общества и определить для них соответствующие «правила поведения».
Еще в 1991 году был даже принят «Европейский кодекс этики составления прогнозов землетрясений». В соответствии с этим кодексом, прежде чем объявить о прогнозе, ученый должен проверить правильность научных данных и методик, а уж потом довести его до сведения официальных органов, но не через газеты и телевидение, а по предусмотренным информационным каналам.
На самом же деле очень часто без всяких экспертиз СМИ распространяют тот или иной прогноз отдельных авторов, весьма далеких от сейсмологии, забывая о том, какая ответственность на них при этом ложится (недавно, в марте месяце, в СМИ появилась очередная информация о возможном разрушительном землетрясении в южной столице Казахстана!).
В Республике Казахстан существует утвержденный «Порядок действий республиканской системы сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений, акимов, министерств, ведомств, дежурных служб в случае угрозы и возникновения землетрясения». Этот документ четко оговаривает действия соответствующих служб, в том числе и по оповещению населения об угрозе сильного землетрясения.
Сейсмическая грамотность населения – залог безопасности при землетрясении
Землетрясения сами по себе не так уж интересуют людей, их волнуют те последствия и беды, которые они влекут, тот вред, который землетрясения могут нанести их здоровью и собственности, благополучию родных и друзей. К сожалению, разрушительные землетрясения пока еще не подконтрольны человеку. В этих условиях жителям сейсмически активных областей следует быть готовым к неожиданным толчкам, чтобы встретить опасность во всеоружии.
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.
Система знаний, предлагаемых для населения в области снижения риска от землетрясений, должна состоять из двух составляющих: общих сведений в области сейсмологии, которые являются основой понимания явления с точки зрения угрозы для людей. Это способствует осознанному восприятию следующей ступени знаний, относящихся к снижению риска. Поскольку риску подвержены все слои общества, содержание и представление обучающего материала видоизменяется в зависимости от группы населения, которой он предназначается: дети, школьники, студенты, руководители, семья и т.д. Полученные знания требуют закрепления регулярными тренинговыми мероприятиями. Люди должны быть научены правильному алгоритму действий до того, как произойдет землетрясение, где бы они ни находились. В первую очередь они должны знать, где безопасно, а где небезопасно в собственном доме.
Следует особо отметить, что чрезвычайно важна роль печати в деле улучшения сейсмической грамотности населения. Книги и брошюры, посвященные научно-популярному изложению проблемы сейсмической опасности на государственном и русском языках, издаются и в Казахстане (хотя, в очень и очень малом количестве!). Авторы этих книг – профессионалы высокой квалификации, преимущественно сейсмологи. В них показаны не только достижения науки, но и вся противоречивость нерешенных проблем, в первую очередь, в области прогноза землетрясений.
Что такое система раннего предупреждения о землетрясениях?
Сразу отмечу это не то же самое, что прогноз землетрясений, который в настоящее время практически невозможен.
Система раннего предупреждения о землетрясениях (Earthquake warning system) основана на различии скорости распространения сейсмических и звуковых волн. Ее основу составляет сеть надежных сейсмических датчиков, установленных в местах возможных очагов сильных землетрясений (в нашем случае вдоль сейсмогенерирующих зон, представляющих потенциальную сейсмическую опасность для Алматы).
Сеть сейсмических датчиков, обнаружив первые сейсмические волны от очага землетрясения, проводит немедленную «экспертную» оценку, автоматически активирует предупреждающий радиосигнал и передает его на Центральный сервер при ДЧС Алматы или в другое место. Далее по утвержденной схеме сигнал распространяется по объектам. Скорость распространения первой (продольной) сейсмической волны около 6 км/сек, а скорость звуковой волны 300 000 км/сек, т.е. радиосигнал, передаваемый из района землетрясения (сейсмических датчиков), мгновенно достигнет Центрального сервера.
Таким образом, если предположить, что эпицентр землетрясения расположен на расстоянии около 60 км от Центрального сервера (сервер располагается в пределах города), то первая сейсмическая волна достигнет его через 10 сек., тогда как Центральный сервер «узнает» об этом сразу же. Это даст возможность особо ответственным объектам осуществить экстренное отключение (газ, электричество и т.д.), а людям в опасной зоне – ценные секунды для их спасения. Главное здесь – надежность работы звеньев самой системы, чтобы исключить ложных срабатываний.
Что касается работы данной системы применительно к условиям города Алматы, то следует отметить, что границы южных сейсмогенерирующих зон, потенциально опасных для города, располагаются в непосредственной близости от города, что ограничивает работу системы в данном направлении.
Как передал 15 января т.г. корреспондент телеканала Хабар-24, в июле месяце 2023 года в Алматы запустят систему раннего оповещения о сильных землетрясениях, и жители города практически мгновенно смогут получать предупреждение через мобильное приложение (11 объектов уже размещены в горах Заилийского Алатау; планируется установка еще 17-ти).
