O carte despre cutremure și fenomene naturale conexe. Explică de ce au loc cutremure. Sunt oferite informații puțin cunoscute despre catastrofele seismice din trecut și prezent. Despre realizările seismologiei și rolul pe care l-au jucat și îl joacă cutremurele în istoria omenirii.

* * *

Următorul fragment din carte Catastrofe în natură: cutremure (B. S. Karryev) oferit de partenerul nostru de carte - compania LitRes.

Este posibil să prezicem cutremure?

Nu-mi place acest interes patologic pentru prognostic. Ne distrage atenția de la riscul deja cunoscut și de la măsurile deja cunoscute care ar trebui luate pentru a elimina acest risc. Știm unde sunt situate locurile care sunt în pericol și ce clădiri din aceste locuri sunt nesigure.

Charles Richter, 1960

O persoană este capabilă să evite o amenințare numai dacă are informații despre aceasta. Cunoașterea vă permite să evitați greșelile, dar absența sau lipsa ei de a aplica duce întotdeauna la tragedii. În cele din urmă, toate dezastrele sunt consecințele unei acțiuni sau lipsei acestora. În acest sens, prezumția de nevinovăție a cutremurelor sună așa: este necesar să se construiască cât mai bine acolo unde nu există date sigure pentru evaluarea hazardului seismic.

observatii instrumentale, metode statisticeși analiza spațio-temporală activitate seismică a făcut posibilă până la sfârșitul secolului al XX-lea elaborarea de hărți predictive ale riscului seismic din întreaga lume. Pe ele sunt identificate teritorii care diferă ca grad de hazard seismic.

Hărțile sunt construite conform metode diferite dar, de fapt, urmăresc același scop - cu o oarecare probabilitate de a prezice efecte seismice într-un anumit loc. Aceste informații sunt reglementate în multe țări de codurile de construcție rezistente la cutremure. Este necesar pentru proiectarea structurilor de inginerie, planificarea amplasării unor instalații critice, planificarea urbană etc. Prognozele seismice au fost făcute de mulți ani, permițându-le să salveze mii de vieți și să salveze valori materiale semnificative.

De fapt, aceasta este o prognoză bazată pe date de cercetare științifică. Este similar modalităților deja familiare de a proteja o persoană în situații extreme - de la bărci de salvare pe nave la airbag-uri în mașini. Nu faptul că vor fi vreodată necesare, dar probabilitatea situațiilor extreme nu este niciodată zero.

Consecințele asurzitoare ale dezastrelor seismice sunt inacceptabile din punct de vedere psihologic pentru umanitatea modernă. Prin urmare, și cel mai adesea după cutremure devastatoare, se pune întrebarea - de ce este imposibil să avertizați în avans despre cutremure puternice, așa cum se fac prognozele meteo?

O varietate de rapoarte despre precursorii cutremurelor au condus mult timp la ideea că este foarte posibil să se prezică momentul producerii unui șoc subteran în ani, luni, zile și chiar ore. Pentru a face acest lucru, trebuie rezolvate mai multe probleme.

Înțelegeți mecanismul cutremurelor, identificați mai mulți precursori de încredere, creați un sistem de monitorizare pentru zona periculoasă și formați un serviciu care să alerteze publicul despre „vreme seismică”. Cu toate acestea, au trecut mulți ani de la momentul în care s-a pus această problemă, dar nu există o tehnologie pentru prezicerea cutremurelor, la fel cum nu există cele de succes, de exemplu. permis să salveze viețile oamenilor cu previziuni precise.

Entuziasmul anilor 50 ai secolului trecut, când părea că era suficient doar să se determine câțiva parametri pentru a urmări starea zonei sursă și problema prognozării în timp util, a fost înlocuită de o conștientizare a realității existente. . Ideea aici, desigur, nu este lipsa de dorință sau incapacitatea oamenilor de știință de a obține rezultate specifice, ci natura multifactorială a unui astfel de fenomen precum un cutremur.

Chiar și dintr-o listă de prevestitori bine-cunoscuți ai loviturilor subterane, este clar că este destul de dificil să le „unești” într-una singură, dar rezultatul obligatoriu este devreme, adică. pentru prognoza de ore sau zile. În același timp, orice încercare de prognoză este utilă, deoarece aduce momentul în timp din care, într-un fel sau altul, omenirea va scăpa de amenințarea seismică.

Se crede că momentul producerii unui cutremur este precedat de o etapă de crăpare intensă în zona sursei sale. În același timp, crește intensitatea zgomotului seismic și crește numărul de microseisme. În afara zonei de pregătire pentru un cutremur puternic, este aproape imposibil să detectați aceste semne și apare un cerc vicios - precursorii pot fi găsiți acolo unde are loc un șoc subteran, dar pentru aceasta trebuie să știți unde se va întâmpla. În acest sens, căutarea precursorilor de cutremur duce la mai multe paradoxuri.

Primul paradox. Este imposibil să vorbim despre fenomen ca un precursor, deoarece poate fi numit astfel numai după un cutremur.

Într-adevăr, chiar și schimbările bruște ale parametrului observat pot să nu fie asociate cu procesul de pregătire a unei lovituri subterane, dar pot apărea din cauza unor factori care nu pot fi controlați de observator. Numai repetarea sistematică a acestui sau aceluia fenomen, cu o natură de înțeles a originii, poate fi numită un prevestitor al unui cutremur.

Al doilea paradox. Pentru marea majoritate a cutremurelor, nu există rapoarte despre precursori, dar asta nu înseamnă că aceștia nu au existat deloc.

Se poate afirma că informațiile despre precursori sunt disponibile doar pentru o foarte mică parte din cutremurele care au avut loc pe planetă. Dar asta înseamnă un singur lucru - informațiile despre precursori sunt disponibile acolo unde există sisteme de observare sau unde oamenii le acordă atenție.

Obișnuit, sisteme speciale nu există precursori de înregistrat. Ceea ce este disponibil astăzi se datorează sistemelor de observare destinate altor scopuri. Aceștia pot fi senzori pentru măsurarea nivelului apei din puțuri, instrumente pentru măsurarea producției de petrol sau orice alt senzor suficient de sensibil, dar care funcționează de mulți ani. sistem industrial observatii. Similar cu cele folosite pentru controlul regimului apelor subterane într-o zonă urbană sau industrială. Măsurători geofizice și geodezice efectuate în scopuri de cartografie, pozare comunicatii de transport sau diverse treceri supraterane etc.

De exemplu, în regiunea Ashgabat, înainte de cutremurul din 1948, în 1944 s-a efectuat nivelarea în scopul cartografierii de-a lungul profilului Krasnovodsk-Ashgabat-Tejen. Comparându-le cu rezultatele măsurătorilor efectuate la patru ani după cutremur, s-a constatat că între 1944 și 1952 în regiunea Așgabat au avut loc schimbări semnificative la suprafața pământului. Mai mult, schimbări similare au fost găsite în zona sursei devastatorului cutremur Kazanjik din 1946, care a avut loc în aceeași zonă. Adevărat, o întrebare separată este dacă au apărut înaintea cutremurelor sau după ele? Acest lucru subliniază încă o dată dificultatea de a detecta precursori și posibilitățile limitate ale cercetătorilor.

Paradoxul trei. Pentru a observa precursorii este necesar să se știe unde și când va avea loc un cutremur, iar pentru a ști unde se va întâmpla cu siguranță este necesar să se detecteze fenomenele care îl prefigurează.

Cu alte cuvinte, precursorii pot fi observați doar acolo unde au loc cutremure, și nu acolo unde există echipamente sau oameni de știință.

Din punct de vedere istoric, în prima etapă, au fost create observatoare seismice acolo unde era convenabil pentru cercetători să trăiască și să lucreze. Această abordare s-a justificat, deoarece a făcut posibilă formarea unei idei generale despre seismicitatea și structura interiorului Pământului. Abia mai târziu, pentru a obține o imagine detaliată a proceselor care au loc în zonele sursă, au început să fie amplasate puncte de observație în apropierea locurilor în care au loc sau s-au produs cutremure.

Dispozitivele de căutare a precursorilor nu ar trebui să fie situate numai în zona unui viitor cutremur, dar ar trebui să efectueze și așa-numitul. observații de fundal cu mult înainte. În caz contrar, nu se va putea dovedi că acest sau altul fenomen este cu adevărat un prevestitor. Complexitatea căutării lor constă și în faptul că majoritatea surselor de cutremure puternice sunt situate sub fundul mării și în locuri deșertice unde nu se fac observații științifice și, adesea, nu există oameni înșiși.

Desigur, efectul precursor poate însoți și cutremure slabe, care apar mult mai des decât cele puternice. Cu toate acestea, se crede că cu cât energia unui cutremur este mai mare, cu atât mai mult contrast și suprafata mai mare pot apărea semne de avertizare. În consecință, este dificil din punct de vedere tehnic, dacă nu imposibil, să identificăm regularitățile precursoare de la cutremure slabe.

Echipamentele geofizice, geodezice și alte tipuri de instrumente folosite astăzi, de regulă, nu sunt concepute pentru a căuta precursori de cutremur. În plus, dispozitivele sunt instalate în diferite condiții cu diferite moduri de funcționare. În consecință, datele obținute sunt cel mai adesea incomparabile în ceea ce privește regiuni diferite lume, iar anomaliile detectate lasă un câmp larg de reflecție asupra posibilei lor legături cu procesul de pregătire a cutremurului.

Modificarea înălțimii reperelor de-a lungul liniei de renivelare Krasnovodsk-Ashkhabad-Tejen pentru 1944 (1) și 1952 (2) (Kolibaev, 1962; Rustanovici, 1961).

În acele cazuri în care a fost totuși posibil să se observe același tip de fenomene înainte de cutremure, s-a dovedit că acestea se comportă diferit. În unele cazuri, se poate observa o creștere a debitului și a temperaturii apei în izvoarele dinaintea unui cutremur. În altele, aceiași parametri se comportă în sens invers - fântânile se usucă sau temperatura apei din ele scade. Dacă înaintea unor cutremure s-au înregistrat pante rapide ale suprafeței pământului sau anomalii intense ale gazelor subsolului (radon și altele), atunci înainte de altele asemenea modificări nu au fost detectate etc.

Inconsecvența fenomenelor care prefigurează un cutremur puternic este deosebit de contrastantă atunci când se analizează datele privind seismicitatea slabă sau de fond. În timpul unor cutremure, există o activare vizibilă a activității seismice și lovitura principala poate fi transformat într-o serie de mici cutremure – foreshocks. Cu alții, un cutremur puternic are loc literalmente pe " loc gol» unde nu a existat o activitate seismică notabilă de mult timp, așa-numita. goluri seismice.

În același timp, toți precursorii descoperiți au o proprietate comună. Aproape niciodată în locul în care au fost găsiți, nu a existat suficientă perioadă de observație pentru recunoașterea lor fără echivoc ca atare. În general, problema obținerii unor serii lungi și continue de observații a fost și este încă în știința cutremurelor.

De fapt, astăzi nici un singur medic nu se va angaja să trateze un pacient (excludem situațiile extreme) fără antecedente de boală și analize. Totul este clar aici și nu necesită explicații. Putem spune că fiecare a experimentat-o ​​singur. Este ceva mai dificil de explicat de ce sunt necesare preistorie și observații continue pentru a prezice cutremure.

Sistemele care controlează și previn accidentele sunt construite pe principiul limitelor predeterminate sau cunoscute anterior care caracterizează starea lor normală. Acestea se bazează pe parametrii de funcționare ai sistemului sau dispozitivului determinați din rezultatele testelor, abaterea de la care este luată ca stare de urgență. Cutremurele care decurg din mișcările tectonice sunt dificil de caracterizat cu un set de parametri standard. Focarele lor sunt situate la adâncimi de neatins pentru instrumentele moderne, la care proprietățile substanței nu sunt cunoscute cu exactitate.

De exemplu, zăcămintele minerale pot fi găsite adânc în subsol datorită metodelor de la distanță pentru a modifica proprietățile seismice ale mediului și a confirma cu rezultatele forajului. În legătură cu viitoarea sursă a cutremurului, este imposibil să se facă acest lucru.

Modificări ale nivelurilor de radon înainte de cutremurul din Japonia (Kobe, 1995).

Dacă încercați să identificați o anomalie, un precursor al unui cutremur care se apropie în ceea ce privește nivelul apei dintr-o fântână, atunci mai întâi trebuie să forați o sondă și, prin urmare, să introduceți o perturbare care este de neînțeles din punct de vedere al consecințelor în echilibrul natural. Apoi, este necesar să se efectueze observații pe termen lung ale nivelului apei din acesta și, dacă se înregistrează modificări, să se determine natura originii lor. În același timp, vor exista întotdeauna îndoieli dacă o sondă a fost forată în locul potrivit sau dacă modificările observate în ea sunt legate tocmai de pregătirea unui cutremur, și nu de alți factori mai naturali. De ce se întâmplă asta?

În primul rând, înțelepciunea populară „Ca să știi unde cazi, ai pune paie”, personificarea paradoxului cotidian, devine paradoxul observării precursorilor și bugetelor științifice.

Dacă există o ipoteză în care este de așteptat un cutremur, senzorii pot fi plasați în avans pentru a înregistra procesele geofizice rapide. Cu toate acestea, acest lucru se poate face extrem de rar, iar cercetătorii nu au întotdeauna posibilitatea de a efectua astfel de studii. Se dovedește a fi costisitor și neprofitabil din punct de vedere economic să efectueze observații pe termen lung (cel mai probabil de zeci de ani) ale câmpurilor geofizice undeva în Tien Shan, Himalaya sau Anzi doar pentru a prinde un semn important al pregătirii unui cutremur, care în în sine nu poate aduce prea mult rău.oameni. Cu toate acestea, este puțin probabil să fie posibil să se înțeleagă natura precursorilor într-un mod diferit.

În al doilea rând, chiar dacă sursa cutremurului este situată nu departe de oraș mare asigurat de un sistem de observare adecvat, un rezultat bun, aici nu îl puteți obține. Activitatea vitală a orașului produce mari tulburări în stare naturală mediu natural, față de care este foarte greu să distingem semnele unui cutremur care se apropie.

În al treilea rând, spre deosebire de înregistrarea vibrațiilor seismice, zona sursă pentru alte tipuri de observații - geofizice, geodezice, hidrologice etc., nu are parametri de mediu specificați pentru determinarea perioadei de alarmă. Prin urmare, pentru a trage concluzii despre starea sa naturală sau anormală, este necesar să se efectueze observații pe termen lung.

Scena modernă Studiul cutremurelor este în mare parte asociat cu computerizarea, care a eliminat sarcina grea a procesării manuale a înregistrărilor și datelor cutremurelor. Calculatoarele au făcut posibilă colectarea, procesarea și transmiterea rapidă a unor cantități mari de informații, aplicarea metodelor de modelare a situațiilor pentru a determina perioada de alarmă.

Poate că situația se va schimba odată cu apariția inteligență artificială(ISKIN). Cu toate acestea, va avea nevoie și de date de încredere, cu care, fără intuiție umană, îi va fi dificil să tragă concluzii corecte. Putere sisteme informatice crește în fiecare an, sistemele globale de monitorizare a stării mediu inconjurator, iar acest lucru crește eficiența căutării evenimentelor asociate cu pregătirea cutremurelor.

Schimbarea nivelului de zgomot de înaltă frecvență înainte de un cutremur perceptibil în regiunea Ashgabat, 1982 (Karryev, 1985).

În anii 30 ai secolului trecut, matematicianul american John von Neumann, vorbind despre perspectivele utilizării metodelor de calcul pentru predicția vremii, a remarcat: „Clima este determinată de procese care sunt stabile și instabile, adică cele care depind de mici perturbări. Mașini de calcul ne va permite să-l calculăm atât pe primul, cât și pe cel de-al doilea. Și atunci vom fi capabili să prezicem tot ceea ce nu putem controla și să controlăm tot ceea ce nu putem prevedea.”

În ceea ce privește vremea, multe din cele spuse s-au dovedit a fi adevărate, dar în prognoza cutremurelor totul s-a dovedit a fi greșit. Cu toate acestea, vestitorii cunoscuți astăzi au fost deja clasificați. S-a dovedit, din nou retrospectiv, că toate se manifestă diferit în circumstanțe diferite, dar în principal asociat cu caracteristicile geologice și geofizice ale structurii interiorului pământului într-un loc sau altul. Prin urmare, aducând un omagiu stării studiului precursorilor de cutremur, seismologul japonez Keichi Kasahara a remarcat cu mulți ani în urmă: „Cercetarea științifică privind predicția este încă în stadiul în care rol esential joacă empirism. Prin urmare, este important pentru noi să documentăm ceea ce sa întâmplat deja.”

problemă separată despre responsabilitatea oamenilor de știință și a celor ne-oameni de știință pentru prognozele false sau nesigure, mai exact, pentru previziunile cutremurelor și a altor vicisitudi ale naturii. De regulă, astfel de predicții pot provoca consecințe economiceși mai rar victime umane. Motivul pentru aceasta este bine cunoscut - memoria istorică oamenii despre suferințele și necazurile lor, alimentate de declarații religioase despre pedeapsa inevitabilă a oamenilor etc., îi face deosebit de vulnerabili la astfel de mesaje. Aceasta este o parte a problemei.

Un altul, mai grav, este legat de inducerea în eroare a populației cu privire la o amenințare reală. Există multe exemple în acest sens. De la subestimarea nivelului de pericol într-un moment în care este destul de real în timpul construcției, planificării măsuri de protecție etc.Asta s-a întâmplat pe teritoriu fosta URSS repetat. Cazurile de ignorare a amenințării reale sunt numeroase, atât în ​​țările dezvoltate economic, cât și în țările sărace. Incidentul petrecut în orașul italian L „Aquila este orientativ.

În 2014 Curtea de Apel oras italian L „Aquila a achitat șapte experți ai comisiei de stabilire a riscurilor, care anterior au fost condamnați la șase ani de închisoare pentru că au comis o greșeală în evaluarea situației seismice din oraș în 2009. Dosarul a fost deschis pentru că aproximativ treizeci de locuitori ai orașului au făcut o cerere formală către judiciar. Au simțit că oamenii de știință ar trebui macar, câteva zile pentru a avertiza orașul de pericol.

Un cutremur în L'Aquila cu M = 6,3 pe scara Richter a avut loc pe 6 aprilie 2009 la ora locală 3:32 am. Potrivit Institutului Național de Geofizică și Vulcanologie din Italia, hipocentrul cutremurului se afla la o adâncime de 8,8 km, la cinci kilometri de centrul orașului. Numărul morților în seara zilei de 11 aprilie 2009 a fost de 293 de persoane, 10 persoane au fost date dispărute, 29 de mii de persoane au rămas fără adăpost.

Povestea de fundal este aceasta. Cutremurele slabe au fost resimțite în oraș în timpul celor șase luni dinaintea unui cutremur major. Activitate seismică anormală a fost înregistrată în vecinătatea viitorului cutremur. Cu o săptămână înainte de șocul principal din 30 martie și imediat înaintea acestuia, au avut loc două șocuri anticipate cu magnitudini de aproximativ patru pe scara Richter la o adâncime foarte mică - la aproximativ doi kilometri de suprafața pământului.

Pe 31 martie, cu șase zile înainte de tragedie, serviciul de protecție publică s-a întâlnit cu un grup de evaluare a riscurilor format din șase oameni de știință pentru a evalua posibilitatea unui cutremur major. Comisia a concluzionat că „Nu există niciun motiv să presupunem că o serie de cutremure minore este un preludiu al unui eveniment seismic grav.”și „Un cutremur major în această regiune este puțin probabil, deși nu este exclus”.

Cutremurul a avut loc însă și șase oameni de știință, printre care și președintele Institutului Național de Geofizică și Vulcanologie din Roma, Enzo Boschi, au fost implicați în cazul crimei. Pe de o parte, acesta este un caz atipic când oamenii de știință au fost acuzați de o infracțiune. Pe de altă parte, problema este că, în ciuda tuturor semnelor periculoase, experții nu au avertizat locuitorii cu privire la posibilitatea unui cutremur.

Practica a arătat că amenințarea era reală și oamenii care se bazau pe propriile sentimente nu au suferit. Pe de altă parte, înțelegerea amenințării a făcut posibilă luarea de măsuri în avans pentru îmbunătățirea rezistenței seismice a clădirilor și pregătirea populației pentru de urgență. Desigur, aceasta nu este o chestiune pentru oameni de știință, ci pentru administratorii de la toate nivelurile, mai precis în sistem controlat de guvern, una dintre sarcinile căreia este de a asigura protecția cetățenilor săi. Un exemplu similar poate fi găsit în Japonia.

Marele cutremur Hanshin din Kobe a avut loc pe 17 ianuarie 1995. Înainte de șocul principal, observatorul seismic a înregistrat mai multe șocuri în zona sursă a cutremurului. Înainte de cutremurul de la Hanshin, nu au existat cutremure majore în zona orașului timp de aproape 400 de ani. Cu alte cuvinte, existau toate premisele pentru a evalua amenințarea ca fiind reală și pentru a lua măsurile necesare în avans.

Consecințele cutremurului au fost teribile, pentru că orașul și locuitorii săi nu erau pregătiți pentru el. Factorii care au determinat amploarea tragediei au fost identificați retrospectiv și, se pare, s-au tras toate concluziile necesare. Cu toate acestea, următoarea tragedie din Japonia, cutremurul de pe coasta de est a orașului Honshu din 11 martie 2011, a arătat un alt eșec al autorităților de a evalua în mod corespunzător pericolele naturale. Nu doar în ceea ce privește măsurile preventive, ci și în simularea defecțiunilor atât în ​​sistemul de control, cât și în asigurarea securității nodurilor mari de infrastructură și a centralelor nucleare.

În 2013 Curtea Supremă de Justiție Chile a ordonat guvernului să plătească despăgubiri familiei lui Mario Ovando, care a murit în timpul tsunamiului din februarie 2010. Se pare că o decizie judecătorească de a compensa rudele cu 100.000 de dolari ar putea deschide ușa la sute de plângeri similare. Se poate fi de acord cu argumentele familiei Ovando că moartea lui Mario este rezultatul neglijenței autorităților, care au anunțat în noaptea fatidică a pericolului zero de tsunami. La scurt timp după adresa radio, elementele au spălat casa lui Mario Ovando din portul Talcahuano din sudul țării. În total, aproximativ 500 de oameni au murit din cauza cutremurului și tsunami-ului din Chile.

Cu alte cuvinte, rapoartele oficiale despre absența pericolului, atunci când există, duc la tragedii. Astfel de cazuri includ evenimentele din L „Aquila, Kobe și Fakushima. Există un risc mare de a susține că nu se va întâmpla nimic într-o situație în care nu există nici metodologie, nici date pentru prognoză, deoarece însăși asumarea unui risc minim de dezastru natural. este, de fapt, prognoza reală.

Dacă nu există un istoric seismic al zonei de studiu, atunci ce date pot fi folosite pentru a face o prognoză cu o zi, săptămână, lună sau an înainte de cutremurul așteptat?

Oamenii de știință sugerează că, pe măsură ce se apropie un cutremur, caracteristici fizico-chimice mediu în vatra lui. Prin urmare, chiar și fără a avea idee despre regimul seismic al teritoriului și observarea stării subsolului pentru o perioadă lungă de timp prin diverse metode (seismoacustică, panza freatica, gravimetrie, nivelare, măsurători electromagnetice etc.) pot detecta momentul pregătirii cutremurului. Acest lucru este parțial confirmat de rezultate experimente de laboratorși observații naturale. Într-un fel, acest lucru este evidențiat de numeroase fapte de comportament anormal al animalelor înainte de un impact subteran.

Sfârșitul segmentului introductiv.

Nu trece nici măcar un an fără un cutremur catastrofal cu distrugere totală și victime umane, al căror număr poate ajunge la zeci și sute de mii. Și apoi sunt tsunami - valuri anormal de înalte care apar în oceane după cutremure și spală orașele și orașele împreună cu locuitorii lor de pe țărmurile joase. Aceste catastrofe sunt întotdeauna neașteptate, bruscitatea și imprevizibilitatea lor înspăimântă. Este știința modernă incapabilă să prevadă astfel de cataclisme? La urma urmei, ei prezic uragane, tornade, schimbări de vreme, inundații, furtuni magnetice, chiar erupții vulcanice, și cu cutremure - un eșec complet. Și societatea crede adesea că oamenii de știință sunt de vină. Așadar, în Italia, au fost trimiși în judecată șase geofizicieni și seismologi, care în 2009 nu au putut prezice cutremurul din L'Aquila, care s-a soldat cu viața a 300 de oameni.

S-ar părea că există multe metode instrumentale diferite, dispozitive care fixează cele mai mici deformații ale scoarței terestre. Și prognoza de cutremur eșuează. Deci care e treaba? Pentru a răspunde la această întrebare, să ne gândim mai întâi ce este un cutremur.

Cel mai înveliș superior Pământul - litosfera, constând dintr-o crustă terestră solidă cu o grosime de 5-10 km în oceane și până la 70 km sub lanțurile muntoase - este împărțită într-un număr de plăci numite litosferice. Mai jos este și o manta superioară solidă, mai precis, partea superioară. Aceste geosfere sunt compuse din diverse roci cu duritate mare. Dar în grosimea mantalei superioare la diferite adâncimi există un strat numit astenosferic (din grecescul asthenos - slab), care are o vâscozitate mai mică în comparație cu rocile de deasupra și de dedesubt ale mantalei. Se presupune că astenosfera este „lubrifiantul” prin care se pot deplasa plăcile litosferice și părțile mantalei superioare.

În timpul mișcării, plăcile se ciocnesc în unele locuri, formând lanțuri uriașe de pliuri muntoase, în altele, dimpotrivă, se rup odată cu formarea oceanelor, a căror crustă este mai grea decât crusta continentelor și este capabilă să scufunda sub ele. Aceste interacțiuni ale plăcilor provoacă solicitări colosale în roci, comprimându-le sau, dimpotrivă, întinzându-le. Când tensiunile depășesc rezistența la întindere a rocilor, acestea sunt foarte rapide, aproape instantanee, deplasări, rupere. Momentul acestei schimbări este un cutremur. Dacă vrem să o prezicem, atunci trebuie să dăm o prognoză a locului, a timpului și a posibilității puterii.

Orice cutremur este un proces care merge cu unii viteza finala, cu formarea și reînnoirea multor rupturi de diferite scale, ruperea fiecăreia dintre ele cu eliberarea și redistribuirea energiei. În același timp, trebuie să se înțeleagă clar că stânci nu sunt o matrice omogenă continuă. Are crăpături, zone slăbite structural, care îi reduc semnificativ rezistența generală.

Viteza de propagare a unei rupturi sau rupturi atinge câțiva kilometri pe secundă, procesul de distrugere acoperă un anumit volum de roci - sursa unui cutremur. Centrul său se numește hipocentru, iar proiecția pe suprafața Pământului se numește epicentrul cutremurului. Hipocentrii sunt localizați la adâncimi diferite. Cel mai adânc - până la 700 km, dar adesea mult mai puțin.

Intensitatea sau puterea cutremurelor, care este atât de importantă pentru prognoză, este caracterizată în puncte (măsura distrugerii) pe scara MSK-64: de la 1 la 12, precum și magnitudinea M - o valoare adimensională propusă de profesor de California Institutul de Tehnologie Ch. F. Richter, care reflectă cantitatea de energie totală eliberată vibratii elastice.

Ce este o prognoză?

Pentru a evalua posibilitatea și utilitatea practică a prognozării cutremurelor, este necesar să se definească clar ce cerințe trebuie să îndeplinească. Aceasta nu este o ghicire, nu o predicție banală a unor evenimente evident regulate. Predicția este definită ca fiind științific judecată informată despre locul, timpul și starea fenomenului, ale căror modele de apariție, distribuție și modificări sunt necunoscute sau neclare.

Previzibilitatea fundamentală a catastrofelor seismice a fost fără îndoială de mulți ani. Credința în potențialul predictiv nelimitat al științei a fost susținută de argumente aparent destul de convingătoare. Evenimentele seismice cu eliberare de energie uriașă nu pot avea loc în intestinele Pământului fără pregătire. Ar trebui să includă o anumită restructurare a structurii și a câmpurilor geofizice, cu atât mai mare, cu atât mai intens va fi cutremurul așteptat. Manifestările unor astfel de rearanjamente - modificări anormale ale anumitor parametri ai mediului geologic - sunt detectate prin metode de monitorizare geologică, geofizică și geodezică. Prin urmare, sarcina a fost să remedieze în timp util apariția și dezvoltarea unor astfel de anomalii, având metodele și echipamentele necesare.

Cu toate acestea, s-a dovedit că chiar și în zonele în care se efectuează observații continue cu atenție - în California (SUA), Japonia - cele mai puternice cutremure au loc de fiecare dată în mod neașteptat. Nu este posibil să se obțină o prognoză fiabilă și precisă empiric. Motivul pentru aceasta a fost văzut în cunoașterea insuficientă a mecanismului procesului studiat.

Astfel, procesul seismic a fost considerat a priori previzibil în principiu, dacă mecanismele, dovezile și tehnicile necesare, neclare sau insuficiente astăzi, sunt înțelese, completate și îmbunătățite în viitor. Nu există obstacole fundamental de netrecut în calea prognozei. Moștenite din știința clasică, postulatele posibilităților nemărginite ale cunoașterii științifice, predicția proceselor de interes pentru noi, au fost, până relativ recent, principiile de bază ale oricărei cercetări în științe naturale. Cum se înțelege această problemă acum?

Este destul de evident că, chiar și fără studii speciale, se poate „prevaza”, de exemplu, un cutremur puternic în zona de tranziție puternic seismică de la continentul asiatic la Oceanul Pacific în următorii 1000 de ani. La fel de „rezonabil” se poate argumenta că un cutremur cu magnitudinea de 5,5 va avea loc mâine la ora 14:00, ora Moscovei, în zona insulei Iturup din lanțul Kuril. Dar prețul unor astfel de prognoze este un ban spart. Prima dintre prognoze este destul de fiabilă, dar nimeni nu are nevoie de ea din cauza preciziei sale extrem de scăzute; al doilea este suficient de precis, dar și inutil, deoarece fiabilitatea sa este aproape de zero.

Din aceasta rezultă clar că: a) la orice anumit nivel de cunoaștere, o creștere a fiabilității prognozei atrage după sine o scădere a acurateței acesteia și invers; b) cu o acuratețe insuficientă a prognozării oricăror doi parametri (de exemplu, locația și magnitudinea unui cutremur), chiar și o predicție precisă a celui de-al treilea parametru (timpul) își pierde sensul practic.

Astfel, sarcina principală și principala dificultate a prognozării cutremurelor este ca previziunile locului, timpului și energiei sau intensității acestuia să satisfacă cerințele practicii atât în ​​ceea ce privește acuratețea, cât și fiabilitatea. Cu toate acestea, aceste cerințe în sine sunt diferite în funcție nu numai de nivelul atins de cunoștințe despre cutremure, ci și de obiectivele specifice ale prognozei, care sunt îndeplinite de diferite tipuri de prognoză. Se obișnuiește să se evidențieze:

• zonarea seismică (evaluarea seismicității decenii - secole);
• prognoze: pe termen lung (pentru ani - decenii), pe termen mediu (pentru luni - ani), pe termen scurt (în timp 2-3 zile - ore, în loc 30-50 km) și uneori operaționale (pe ore - minute). ).

Prognoza pe termen scurt este deosebit de relevantă: ea stă la baza avertismentelor specifice despre catastrofa viitoare și pentru acțiuni urgente de reducere a pagubelor cauzate de aceasta. Prețul greșelilor aici este foarte mare. Aceste erori sunt de două tipuri:

1. „Alarmă falsă” atunci când, după luarea tuturor măsurilor de minimizare a numărului de victime și pierderi materiale, cutremurul puternic prezis nu are loc.
2. „Rasarea țintei” atunci când cutremurul care a avut loc nu a fost prezis. Astfel de erori sunt extrem de frecvente: aproape toate cutremurele catastrofale sunt neașteptate.

În primul caz, prejudiciul cauzat de perturbarea ritmului vieții și muncii a mii de oameni poate fi foarte mare, în al doilea caz, consecințele sunt pline nu numai de pierderi materiale, ci și de victime umane. În ambele cazuri responsabilitate morală seismologii pentru prognoza greșită este foarte mare. Acest lucru îi obligă să fie extrem de atenți atunci când emit (sau nu emit) avertismente oficiale către autorități cu privire la pericolul iminent. La rândul lor, autoritățile, realizând dificultățile enorme și consecințele grave ale închiderii funcționării unei zone dens populate sau a unui oraș mare pentru cel puțin o zi sau două, nu se grăbesc deloc să urmeze recomandările numeroșilor „amatori”. " meteorologii neoficiali care declară fiabilitate de 90% și chiar 100%. predicțiile lor.

Dragă preț al ignoranței

Între timp, imprevizibilitatea geocatastrofelor este foarte costisitoare pentru umanitate. După cum a menționat, de exemplu, seismologul rus A. D. Zavyalov, între 1965 și 1999, cutremurele au reprezentat 13% din numărul total. dezastre naturale in lume. Din 1900 până în 1999, au avut loc 2.000 de cutremure cu o magnitudine mai mare de 7. În 65 dintre ele, M a fost mai mare de 8. Pierderile umane cauzate de cutremure în secolul al XX-lea s-au ridicat la 1,4 milioane de oameni. Dintre aceștia, în ultimii 30 de ani, când numărul victimelor a început să fie numărat mai precis, erau 987 mii persoane, adică 32,9 mii persoane pe an. Dintre toate dezastrele naturale, cutremurele se situează pe locul trei în ceea ce privește numărul deceselor (17% din numărul total al deceselor). În Rusia, pe 25% din suprafața sa, unde există aproximativ 3.000 de orașe și orașe, 100 de hidrocentrale mari și termocentrale, cinci centrale nucleare, este posibilă scuturarea seismică cu o intensitate de 7 sau mai mult. Cele mai puternice cutremure din secolul XX au avut loc în Kamchatka (4 noiembrie 1952, М = 9,0), în Insulele Aleutine (9 martie 1957, М = 9,1), în Chile (22 mai 1960, М = 9,5), în Alaska (28 martie 1964, M = 9,2).

Lista celor mai puternice cutremure din ultimii ani este impresionantă.

26 decembrie 2004 Cutremur Sumatro-Andaman, M = 9,3. Cea mai puternică replică (al doilea șoc) cu M = 7,5 a avut loc la 3 ore și 22 de minute după șocul principal. În prima zi după aceasta, au fost înregistrate circa 220 de noi cutremure cu M > 4,6. Tsunami-ul a lovit coastele din Sri Lanka, India, Indonezia, Thailanda, Malaezia; 230 de mii de oameni au murit. Trei luni mai târziu, a avut loc o replici cu М = 8,6.

28 martie 2005 Insula Nias, la trei kilometri de Sumatra, un cutremur cu M = 8,2. 1300 de oameni au murit.

8 octombrie 2005 Pakistan, cutremur cu M = 7,6; 73 de mii de oameni au murit, peste trei milioane au rămas fără adăpost.

27 mai 2006 Insula Java, cutremur cu M = 6,2; 6618 persoane au murit, 647 mii au rămas fără adăpost.

12 mai 2008 Provincia Sichuan, China, la 92 km de Chengdu, cutremur М = 7,9; 87 de mii de oameni au murit, 370 de mii au fost răniți, 5 milioane au rămas fără adăpost.

6 aprilie 2009 Italia, cutremur cu M = 5,8 lângă orașul istoric L'Aquila; 300 de persoane au fost victime, 1,5 mii au fost rănite, peste 50 de mii au rămas fără adăpost.

12 ianuarie 2010 Insula Haiti, la câteva mile de coastă, două cutremure cu M = 7,0 și 5,9 în câteva minute. Aproximativ 220 de mii de oameni au murit.

11 martie 2011 Japonia, două cutremure: M = 9,0, epicentrul la 373 km nord-est de Tokyo; M = 7,1, epicentrul la 505 km nord-est de Tokyo. Un tsunami catastrofal a ucis peste 13 mii de oameni, 15,5 mii au fost dispăruți, distrugerea unei centrale nucleare. La 30 de minute după șocul principal, o replici cu M = 7,9 urmată de un alt șoc cu M = 7,7. În prima zi după cutremur s-au înregistrat circa 160 de replici cu magnitudini de la 4,6 la 7,1, dintre care 22 de replici cu M > 6. În a doua zi, numărul de replici cu M > 4,6 a fost de aproximativ 130 (inclusiv 7 replici cu M > 4,6). M > 6,0). Pentru a treia zi, acest număr a scăzut la 86 (inclusiv un șoc cu М = 6,0). În a 28-a zi a avut loc un cutremur cu М = 7,1. Până la 12 aprilie, au fost înregistrate 940 de replici cu M > 4,6. Epicentrele replicilor au acoperit o zonă de aproximativ 650 km lungime și aproximativ 350 km diametru.

Toate fără excepție evenimente enumerate s-a dovedit a fi neașteptat sau „prevăzut” nu atât de clar și de exact încât să fie posibil să se ia măsuri de securitate specifice. Între timp, declarațiile despre posibilitatea și chiar implementările multiple ale unei prognoze fiabile pe termen scurt a unor cutremure specifice nu sunt neobișnuite, atât pe pagini. publicații științifice, precum și pe Internet.

Istoria a două predicții

În zona orașului Haicheng, provincia Liaoning (China), la începutul anilor 70 ai secolului trecut, au fost observate în mod repetat semne ale unui posibil cutremur puternic: modificări ale pantelor suprafeței pământului, câmp geomagnetic, rezistența electrică a solului, nivelul apei în puțuri, comportamentul animalelor. În ianuarie 1975, a fost anunțat un pericol iminent. Până la începutul lunii februarie, nivelul apei din fântâni a crescut brusc, iar numărul de cutremure slabe a crescut foarte mult. Până în seara zilei de 3 februarie, autoritățile au fost anunțate de seismologi despre un dezastru iminent. A doua zi dimineață a avut loc un cutremur cu magnitudinea de 4,7 grade. La ora 14:00, s-a anunțat că probabilitatea de și mai mult lovit puternic. Locuitorii au fugit din case și au fost luate măsuri de securitate. La 19:36 un șoc puternic (M = 7,3) a provocat pagube mari, dar au fost puține victime.

Aceasta este singurul exemplu remarcabil de precisă în timp, loc și (aproximativ) intensitate a prognozei pe termen scurt cutremur devastator. Cu toate acestea, alte, foarte puține previziuni care s-au adeverit nu erau suficient de sigure. Principalul lucru este că numărul atât de evenimente reale neprevăzute, cât și de alarme false a rămas extrem de mare. Acest lucru însemna că un algoritm de încredere pentru un sistem stabil și predicție precisă Nu există catastrofe seismice, iar prognoza Haicheng este cel mai probabil doar o combinație neobișnuit de norocoasă de circumstanțe. Așadar, puțin mai mult de un an mai târziu, în iulie 1976, a avut loc un cutremur cu M = 7,9 la 200–300 km est de Beijing. Orașul Tangshan a fost complet distrus, 250 de mii de oameni au murit. Nu au fost observați anumiți prevestitori ai catastrofei, nu a fost anunțată alarma.

După aceea, și, de asemenea, după eșecul unui experiment de predicție de cutremur pe termen lung în Parkfield (SUA, California) la mijlocul anilor 1980, a prevalat o atitudine sceptică față de perspectivele de rezolvare a problemei. Acest lucru s-a reflectat în majoritatea rapoartelor de la întâlnirea „Evaluation of Earthquake Prediction Projects” de la Londra (1996), organizată de Royal Astronomical Society și Asociația Asociată de Geofizică, precum și în discuțiile seismologilor din diferite țări cu privire la pagini ale jurnalului "natură"(februarie - aprilie 1999).

Mult mai târziu decât cutremurul de la Tangshan, omul de știință rus A.A. Lyubushin, analizând datele de monitorizare geofizică din acei ani, a reușit să identifice anomalia care a precedat acest eveniment (în graficul de sus al Fig. 1 este evidențiată de linia verticală din dreapta) . Anomalia corespunzătoare acestei catastrofe este prezentă și pe graficul de semnal modificat inferior. Pe ambele grafice există și alte anomalii, nu cu mult inferioare celei menționate, dar care nu coincid cu niciun cutremur. Dar niciun prevestitor al cutremurului Haicheng (stânga linie verticala) nu a fost găsit inițial; anomalia a fost dezvăluită numai după modificarea graficului (Fig. 1, jos). Astfel, deși pentru a identifica precursorii cutremurelor Tangshan și, într-o mai mică măsură, Haicheng în acest caz a posteriori reușit, identificarea predictivă fiabilă a semnelor unor evenimente distructive viitoare nu a fost găsită.

În zilele noastre, analizând rezultatele pe termen lung, începând cu 1997, înregistrări continue de fond microseismic în Insulele Japoneze, A. Lyubushin a constatat că chiar cu șase luni înainte de un cutremur puternic pe insulă. Hokkaido (M = 8,3; 25 septembrie 2003) a avut loc o scădere a valorii medii în timp a semnalului precursor, după care semnalul nu a revenit la nivelul anterior și s-a stabilizat la valori scăzute. De la mijlocul anului 2002, acest lucru a fost însoțit de o creștere a sincronizării valorilor acestei caracteristici la diferite stații. O astfel de sincronizare din punctul de vedere al teoriei catastrofelor este un semn al tranziției apropiate a sistemului studiat la o stare calitativ nouă, în acest caz, un indiciu al unui dezastru iminent. Aceste și rezultatele ulterioare ale prelucrării datelor disponibile au condus la presupunerea că evenimentul a avut loc aproximativ. Hokkaido, deși puternic, nu este decât un șoc înainte al unui dezastru și mai puternic care urmează. Deci, în fig. Figura 2 prezintă două anomalii în comportamentul semnalului precursor - minime ascuțite în 2002 și 2009. Deoarece primul dintre ele a fost urmat de un cutremur pe 25 septembrie 2003, al doilea minim ar putea fi un prevestitor al unui eveniment și mai puternic cu М = 8,5–9. Locul lui era indicat ca „Insulele japoneze”; mai precis, s-a determinat retrospectiv, ulterior faptului. Ora evenimentului a fost prevăzută mai întâi (aprilie 2010) pentru iulie 2010, apoi - din iulie 2010 pe perioadă nedeterminată, ceea ce excludea posibilitatea declanșării unei alarme. S-a întâmplat pe 11 martie 2011 și, judecând după Fig. 2, se putea aștepta mai devreme și mai târziu.

Această prognoză se referă la termenul mediu, care au avut succes înainte. Prognozele de succes pe termen scurt sunt întotdeauna rare: nu a fost posibil să se găsească niciun set de precursori eficient în mod constant. Și acum nu există nicio modalitate de a ști dinainte în ce situații vor fi eficienți aceiași vestitori ca în prognoza lui A. Lyubushin.

Lecții din trecut, îndoieli și speranțe pentru viitor

Ce este de ultimă oră probleme de prognoză seismică pe termen scurt? Gama de opinii este foarte largă.

În ultimii 50 de ani, încercările de a prezice locul și ora cutremurelor puternice timp de câteva zile au fost fără succes. Nu a fost posibil să se izoleze precursorii unor cutremure specifice. Perturbațiile locale ale diferiților parametri ai mediului nu pot fi precursorii cutremurelor individuale. Este posibil ca o prognoză pe termen scurt cu acuratețea necesară să fie în general nerealistă.

În septembrie 2012, în cadrul celei de-a 33-a Adunări Generale a Comisiei Europene de Seismologie (Moscova), secretarul general al Asociației Internaționale de Seismologie și Fizica Interiorului Pământului, P. Suchadolk, a recunoscut că nu sunt așteptate soluții inovatoare în seismologie în viitorul apropiat. S-a remarcat că niciunul dintre cei peste 600 de precursori cunoscuți și niciun set dintre aceștia nu garantează predicția cutremurelor, care au loc fără precursori. Indicați cu încredere locul, timpul, puterea cataclismului eșuează. Speranțele sunt puse doar pe predicții în care cutremurele puternice au loc cu o anumită periodicitate.

Deci, este posibil în viitor să îmbunătățim atât acuratețea, cât și fiabilitatea prognozei? Înainte de a căuta un răspuns, ar trebui să înțelegem: de ce, de fapt, cutremurele ar trebui să fie previzibile? În mod tradițional, se crede că orice fenomen este previzibil, dacă evenimente similare care au avut loc deja sunt studiate suficient, în detaliu și cu acuratețe, iar prognoza poate fi construită prin analogie. Dar evenimentele viitoare au loc în condiții care nu sunt identice cu cele anterioare și, prin urmare, cu siguranță vor diferi de ele într-un fel. O astfel de abordare poate fi eficientă dacă, așa cum este implicit, diferențele în condițiile de origine și de desfășurare a procesului studiat în diferite locuri, în timp diferit sunt mici și își schimbă rezultatul proporțional cu amploarea unor astfel de diferențe, adică și în mod nesemnificativ. Odată cu repetarea, aleatoritatea și ambiguitatea unor astfel de abateri, ele sunt compensate reciproc în mod semnificativ, făcând posibilă obținerea, ca urmare, a unei previziuni nu absolut exacte, dar acceptabile statistic. Cu toate acestea, posibilitatea unei astfel de previzibilități la sfârșitul secolului al XX-lea a fost pusă sub semnul întrebării.

Pendul și grămada de nisip

Se știe că comportamentul ansamblului sisteme naturale este descrisă satisfăcător prin ecuații diferențiale neliniare. Dar deciziile lor la un punct critic al evoluției devin instabile, ambigue - traiectoria teoretică a dezvoltării se bifurcă. Una sau alta dintre ramuri se realizează în mod imprevizibil sub acțiunea uneia dintre numeroasele mici fluctuații aleatorii care apar întotdeauna în orice sistem. Alegerea ar putea fi prezisă numai dacă condițiile inițiale ar fi cunoscute exact. Dar la cea mai mică schimbare a lor sisteme neliniare foarte sensibil. Din această cauză, alegerea unei căi în mod constant la doar două sau trei puncte de ramificație (bifurcații) duce la faptul că comportamentul soluțiilor ecuațiilor complet deterministe se dovedește a fi haotic. Acest lucru se exprimă - chiar și cu o creștere lină a valorilor oricărui parametru, cum ar fi presiunea - în auto-organizarea mișcărilor și deformărilor colective neregulate, spasmodice ale elementelor sistemului și agregarilor acestora. Un astfel de regim, care îmbină în mod paradoxal determinismul și haosul și este definit ca haos determinist, distinct de dezordinea completă, nu este deloc excepțional, și nu numai în natură. Să dăm cele mai simple exemple.

Prin strângerea unei rigle flexibile strict de-a lungul axei longitudinale, nu vom putea prezice în ce direcție se va îndoi. Prin balansarea unui pendul fără frecare atât de mult încât să ajungă în punctul unei poziții superioare, de echilibru instabil, dar nu mai mult, nu vom putea prezice dacă pendulul se va întoarce sau nu se va întoarce. viraj complet. Trimițând o minge de biliard în direcția alteia, prevăzăm aproximativ traiectoria acesteia din urmă, dar după ciocnirile sale cu a treia, și cu atât mai mult cu a patra minge, previziunile noastre se vor dovedi a fi foarte inexacte și instabile. Creșterea unui morman de nisip cu umplutură uniformă, la atingerea unui anumit unghi critic de-a lungul pantei sale, vom vedea, odată cu rostogolirea granulelor individuale de nisip, prăbușiri imprevizibile, asemănătoare avalanșelor, ale agregărilor de boabe care apar spontan. Acesta este comportamentul determinist-haotic al unui sistem într-o stare de criticitate auto-organizată. Regularitățile comportării mecanice ale granulelor de nisip individuale sunt completate aici cu caracteristici calitative noi datorită conexiunilor interne ale agregatului de granule de nisip ca sistem.

Structura discontinuă a maselor de rocă este fundamental similară - de la microfisurarea inițială dispersată la creșterea fisurilor individuale, apoi la interacțiunile și interconexiunile lor. Creșterea depășitoare a cuiva, perturbarea imprevizibilă între cei concurenti o transformă într-o ruptură seismogenă principală. În acest proces, fiecare act de formare a ruperii provoacă rearanjamente imprevizibile ale structurii și stării de stres în masa de rocă.

În cele de mai sus și altele exemple similare nici rezultatele finale și nici cele intermediare ale evoluției neliniare determinate de condițiile inițiale nu sunt previzibile. Acest lucru se datorează nu influenței multor factori care sunt greu de luat în considerare, nu necunoașterii legilor mișcării mecanice, ci incapacității de a estima condițiile inițiale cu absolut exactitate. În aceste circumstanțe, chiar și cele mai mici diferențe ale acestora împing rapid traiectoriile de dezvoltare inițial apropiate în mod arbitrar.

Strategia tradițională de predicție a catastrofelor se reduce la identificarea unei anomalii precursoare distincte generate, de exemplu, de concentrarea tensiunilor la capete, îndoituri și intersecții ale discontinuităților. Pentru a deveni un semn de încredere al unui șoc care se apropie, o astfel de anomalie trebuie să fie unică și să iasă în evidență în contrast cu fundalul înconjurător. Dar geo-mediul real este aranjat diferit. Sub sarcină, se comportă ca un bloc aspru și auto-similar (fractal). Aceasta înseamnă că un bloc de orice nivel de scară conține relativ puține blocuri de dimensiuni mai mici, iar fiecare dintre ele conține același număr de blocuri chiar mai mici etc. Într-o astfel de structură nu pot exista anomalii clar izolate pe un fundal omogen, conține non -contrastând macro-, mezo- și microanomalii.

Acest lucru face ca tactica tradițională de rezolvare a problemei să fie nepromițătoare. Urmărirea pregătirii dezastrelor seismice simultan în mai multe surse relativ apropiate de pericol potențial reduce probabilitatea de a pierde un eveniment, dar în același timp crește probabilitatea unei alarme false, deoarece anomaliile observate nu sunt izolate și nu sunt contrastante în împrejurimi. spaţiu. Este posibil să se prevadă natura deterministică-haotică a procesului neliniar în ansamblu, etapele sale individuale, scenariile de trecere de la etapă la etapă. Dar fiabilitatea și acuratețea necesare previziunilor pe termen scurt ale evenimentelor specifice rămân de neatins. Convingerea de lungă durată și aproape universală că orice imprevizibilitate este doar o consecință a cunoașterii insuficiente și că, cu o mai completă și studiu detaliat o imagine complexă, haotică va fi cu siguranță înlocuită cu una mai simplă, iar prognoza va deveni fiabilă, s-a dovedit a fi o iluzie.

Buna! Bun venit pe paginile blogului meu de securitate. Mă numesc Vladimir Raichev și astăzi m-am hotărât să vă spun care sunt prevestitorii cutremurelor. De ce, mă întreb, atât de mulți oameni devin victime ale cutremurelor? Nu pot fi prezise?

Recent mi s-a pus această întrebare de către studenții mei. Întrebarea, desigur, nu este inactivă, este foarte interesantă pentru mine. Într-un manual despre siguranța vieții, am citit că există mai multe tipuri de predicții pentru cutremur:

1. Termen lung. Statistici simple Dacă analizăm cutremure pe centuri seismice, atunci putem identifica o anumită regularitate în apariția cutremurelor. Cu o eroare de câteva sute de ani, dar ne ajută acest lucru cu adevărat?
2. Termen mediu. Se studiază compoziția solului (se modifică în timpul cutremurelor) și, cu o eroare de câteva zeci de ani, se poate presupune un cutremur. A devenit mai ușor? Eu nu cred acest lucru.
3. Mic de statura. Acest tip de prognoză implică urmărirea activității seismice și vă permite să surprindeți fluctuațiile inițiale ale suprafeței terestre. Crezi că această prognoză ne va ajuta?

Cu toate acestea, dezvoltarea acestei probleme este extrem de dificilă. Poate că nicio știință nu se confruntă cu astfel de dificultăți precum seismologia. Dacă, prezicând vremea, meteorologii pot observa direct starea masele de aer: temperatura, umiditatea, viteza vantului, atunci interiorul Pamantului este accesibil observatiilor directe doar prin foraje.

Cel mai fântâni adânci nu ajung nici măcar la 10 kilometri, în timp ce cutremure au loc la adâncimi de 700 de kilometri. Procesele asociate cu producerea cutremurelor pot capta adâncimi și mai mari.

Repoziționarea țărmului ca semn al unui cutremur iminent

Cu toate acestea, încercările de a identifica factorii care preced cutremurele, deși încet, dar totuși conduc la rezultate pozitive. S-ar părea că o schimbare a poziţiei liniei de coastă în raport cu nivelul oceanului poate servi ca un prevestitor al cutremurelor.

Cu toate acestea, în multe țări, în aceleași condiții, cutremure nu au fost observate și invers - cu o poziție stabilă a litoralului, au avut loc cutremure. Acest lucru se explică, aparent, prin diferența dintre structurile geologice ale Pământului.

Prin urmare, acest atribut nu poate fi universal pentru prognozele de cutremur. Dar trebuie arătat că modificarea înălțimii liniei de coastă a fost impulsul pentru stabilirea unor observații speciale ale deformațiilor scoarței terestre cu ajutorul cercetărilor geodezice și a instrumentelor speciale.

O modificare a conductibilității electrice a rocilor este un alt indicator al unui cutremur incipient.

Modificările vitezelor de propagare a vibrațiilor elastice, rezistențelor electrice și proprietăților magnetice ale scoarței terestre pot fi utilizate ca precursori de cutremur. Da, în zone Asia Centrala la studierea conductivității electrice a rocilor, s-a constatat că unele cutremure au fost precedate de o modificare a conductibilității electrice.

În timpul cutremurelor puternice din intestinele Pământului este eliberat mare energie. Este greu de admis că procesul de acumulare a unei energii enorme înainte de începerea unei rupturi a scoarței terestre, adică a unui cutremur, decurge imperceptibil. Probabil, în timp, cu ajutorul unor echipamente geofizice mai avansate, observațiile acestor procese vor face posibilă prezicerea cu acuratețe a cutremurelor.

Dezvoltarea tehnologiei moderne, care deja face posibilă utilizarea fasciculelor laser pentru măsurători geodezice mai precise, calculatoarele electronice pentru prelucrarea informațiilor din observațiile seismologice și instrumentele moderne ultra-sensibile deschid perspective mari pentru seismologie.

Eliberarea de radon și comportamentul animalului - vestigii ale viitoarelor replici

Oamenii de știință au reușit să afle că înainte de tremurăturile din scoarța terestră, conținutul de gaz radon se modifică. Acest lucru se întâmplă, aparent, din cauza comprimării rocilor de pământ, în urma căreia gazul este deplasat de la adâncimi mari. Acest fenomen a fost observat în timpul șocurilor seismice repetate.

Comprimarea rocilor terestre, evident, poate explica un alt fenomen, care, spre deosebire de cele enumerate, a dat nastere multor legende. În Japonia, pești mici dintr-o anumită varietate au fost observați că se deplasează la suprafața oceanului înainte de un cutremur.

Se crede că animalele în unele cazuri anticipează apropierea cutremurelor. Cu toate acestea, este practic dificil să folosiți aceste fenomene ca precursori, deoarece compararea comportamentului animalului în situații normale și înainte de începerea unui cutremur atunci când acesta a avut deja loc. Aceasta dă uneori naștere la diverse hotărâri nefondate.

Lucrările legate de căutarea precursorilor de cutremur se desfășoară cel mai mult diverse direcții. S-a observat că creaţia rezervoare mari la centralele hidroelectrice din unele zone active seismic din SUA, Spania contribuie la creșterea cutremurelor.

O comisie internațională special creată pentru a studia efectul rezervoarelor mari asupra activității seismice a sugerat că pătrunderea apei în roci reduce rezistența acestora, ceea ce poate provoca un cutremur.

Experiența a arătat că munca în căutarea precursorilor de cutremur necesită o cooperare mai strânsă între oamenii de știință. Dezvoltarea problemei de predicție a cutremurelor a intrat într-o nouă fază de cercetare mai fundamentală bazată pe mijloace tehnice moderne și există toate motivele să sperăm că va fi rezolvată.

Vă recomand să citiți articolele mele despre cutremure, de exemplu, despre cutremurul Messinian din Italia, sau TOPUL celor mai puternice cutremure din istoria omenirii.

După cum puteți vedea, prieteni, prezicerea unui cutremur este foarte sarcină dificilă ceea ce nu este întotdeauna posibil de realizat. Și îmi iau rămas bun de la tine în privința asta. Nu uitați să vă abonați la știrile blogului pentru a fi printre primii care află despre articole noi. Distribuie articolul prietenilor tăi retele sociale, fleac, dar sunt mulțumit. Îți doresc toate cele bune, la revedere.

Întrebarea unde poate avea loc un cutremur este relativ ușor de răspuns. Există de mult hărți seismice, care a marcat zone seismic active globul(Fig. 17). Acestea sunt părțile scoarței terestre unde mișcări tectonice apar mai ales frecvent.

Trebuie remarcat faptul că epicentrii de cutremur sunt localizați în zone foarte înguste, care, potrivit unui număr de oameni de știință, determină marginile care interacționează ale plăcilor litosferice. Există trei centuri seismice principale - Pacific, Mediterană și Atlantic. Aproximativ 68% din toate cutremurele au loc în primul dintre ele. Include coasta Pacificului Americii și Asiei și prin sistemul insular ajunge la coasta Australiei și Noii Zeelande. Centura mediteraneană se întinde într-o direcție latitudinală - de la Insulele Capului Verde peste coasta Mediteranei, la sud Uniunea Sovietică spre China Centrală, Himalaya și Indonezia. În cele din urmă, Centura Atlantică se desfășoară de-a lungul întregii creasta subacvatică Mid-Atlantic, de la Spitsbergen și Islanda până la Insula Bouvet.

Orez. 17. Schema de localizare a zonelor active seismic ale globului. 1, 2, 3 - puncte superficiale, intermediare și, respectiv, adânci.

Pe teritoriul Uniunii Sovietice, aproximativ 3 milioane de kilometri pătrați sunt ocupați de regiuni periculoase din punct de vedere seismic, unde sunt posibile cutremure de magnitudine 7 sau mai mare. Acestea sunt unele zone din Asia Centrală, regiunea Baikal, creasta Kamchatka-Kuril. activ seismic partea de sud Crimeea, unde încă nu a fost uitat cutremurul de la Ialta de 8 grade din 1927. Nu mai puțin active sunt regiunile Armeniei, unde în 1968 a avut loc și un cutremur puternic de 8 grade.

Cutremurele sunt posibile în toate zonele active seismic, în alte locuri sunt puțin probabile, deși nu sunt excluse: unii moscoviți își pot aminti cum a avut loc un cutremur de 3 grade în capitala noastră în noiembrie 1940.

Este relativ ușor de prezis unde va avea loc un cutremur. Este mult mai greu de spus când se va întâmpla. S-a observat că înainte de un cutremur, panta suprafeței pământului, măsurată cu instrumente speciale (înclinatoare), începe să se modifice rapid și în direcții diferite. Există o „furtună de înclinare”, care poate servi drept unul dintre prevestitorii unui cutremur. O altă modalitate de a prezice este să asculți „șoapta” rocilor, acele zgomote subterane care apar înaintea unui cutremur și cresc pe măsură ce acesta se apropie. Dispozitivele foarte sensibile înregistrează întărirea câmpului electric local - rezultatul comprimării rocilor înainte de cutremur. Dacă pe coastă, după tremurături, nivelul apei din ocean se schimbă dramatic, atunci trebuie să ne așteptăm la un tsunami.

Poate fi prezis un cutremur? De-a lungul secolelor trecute, au fost propuse multe metode de predicție - de la luare în considerare conditiile meteo, tipice cutremurelor, la observații ale poziției corpurilor cerești și ciudățenii în comportamentul animalelor. Majoritatea încercărilor de a prezice un cutremur nu au avut succes.

De la începutul anilor 1960 Cercetare științifică Potrivit prognozei de cutremur, acestea au luat o amploare fără precedent, mai ales în Japonia, URSS, RPC și SUA. Scopul lor este de a obține cel puțin aceeași fiabilitate în predicția cutremurelor ca și în prognoza meteo. Cea mai cunoscută este predicția orei și locului unui cutremur devastator, în special prognoza pe termen scurt. Cu toate acestea, există un alt tip de prognoză pentru cutremur: o estimare a intensității tremurului seismic așteptat în fiecare regiune în parte. Acest factor joacă rol principal atunci când selectați locații pentru construcția de structuri importante, cum ar fi baraje, spitale, reactoare nucleare și, în cele din urmă, cele mai importante pentru reducerea pericolului seismic.

Studiul naturii seismicității pe Pământ pentru perioada istorica timpul a făcut posibilă prezicerea acelor locuri unde pot avea loc cutremure distructive în viitor. Cu toate acestea, cronica cutremurelor din trecut nu face posibilă prevederea timpul exact următorul dezastru. Chiar și în China, unde au avut loc între 500 și 1000 de cutremure devastatoare în ultimii 2.700 de ani, analiza statistică nu a relevat o periodicitate clară a celor mai puternice cutremure, dar a arătat că dezastre majore pot fi separate prin perioade lungi de tăcere seismică.

În Japonia, unde există și statistici de cutremur pe termen lung, din 1962 s-au efectuat cercetări intense privind predicția cutremurelor, dar până acum nu au adus niciun succes cert. program japonez, unind eforturile a sute de seismologi, geofizicieni și topografi, a condus la sumă uriașă o varietate de informații și a făcut posibilă identificarea multor semne ale unui cutremur iminent. Unul dintre cei mai remarcabili precursori de cutremur studiati pana acum este fenomenele observate pe coasta de vest a insulei japoneze Honshu. Măsurătorile geodezice efectuate acolo au arătat că în vecinătatea orașului Niigata timp de aproximativ 60 de ani a existat o creștere și o scădere continuă a coastei. La sfârșitul anilor 1950, acest proces a încetinit; apoi în timpul unui cutremur. La 16 iunie 1964, în partea de nord a acestei regiuni (în apropierea epicentrului) în Niigata, s-a observat o tasare bruscă de peste 20 cm Natura distribuției mișcărilor verticale prezentate în grafice a fost clarificată abia după cutremur. . Dar în caz de repetare a unor asemenea schimbari majoreînălțimea reliefului, aceasta va servi, fără îndoială, ca un avertisment. Mai târziu, în Japonia, a fost efectuat un studiu special al ciclurilor istorice ale cutremurelor din vecinătatea Tokyo și au fost efectuate și măsurători locale ale deformării moderne a scoarței și ale frecvenței cutremurelor. Rezultatele obținute le-au permis unor seismologi japonezi să presupună că în prezent nu este așteptată o reapariție a celui mai puternic cutremur Kanto (1923), dar că nu sunt excluse cutremure în zonele învecinate.

De la începutul secolului nostru, dacă nu mai devreme, au început să se facă presupuneri despre diferite tipuri de „mecanisme de declanșare” capabile să provoace o mișcare inițială a sursei cutremurului. Printre cele mai serioase presupuneri se numără rolul vremii severe, erupțiile vulcanice, atracție gravitațională Luna, Soarele și planetele. Pentru a găsi astfel de efecte, au fost analizate numeroase cataloage de cutremure, inclusiv foarte liste complete pentru California, dar nu s-au obținut rezultate certe. De exemplu, s-a sugerat că, din moment ce la fiecare 179 de ani, planetele sunt aproximativ în linie, atracția suplimentară rezultată provoacă o creștere bruscă a seismicității. Vina San Andreas sudul Californiei nu a produs șocuri seismice distructive după cutremurul din Fort Tejon din 1857, deci impactul acestui „planetar” declanșatorul asupra greşelii indicate în 1982 ar putea fi considerată deosebit de probabilă. Din fericire pentru California, acest argument este serios defectuos. În primul rând, cataloagele mondiale ale cutremurelor arată că în episoadele trecute ale unei astfel de aranjamente a planetelor: în 1803, 1624 și 1445, nu a fost observată nicio creștere a activității seismice. În al doilea rând, atracția suplimentară a planetelor relativ mici sau îndepărtate este neglijabilă în comparație cu interacțiunea dintre Pământ și Soare. Aceasta înseamnă că, pe lângă perioada de 179 de ani, este necesar să se ia în considerare posibilitatea multor alte periodicități asociate cu acțiunea comună a celor mai mari corpuri cerești.

Pentru a oferi o predicție fiabilă, cum ar fi prezicerea fazelor lunii sau a rezultatului unei reacții chimice, o puternică fundal teoretic. Din păcate, în prezent, nu există încă o teorie formulată cu precizie a originii cutremurelor. Cu toate acestea, pe baza cunoștințelor noastre actuale, deși limitate, despre unde și când șocuri seismice, putem face predicții aproximative despre momentul în care se poate aștepta următorul cutremur major pe o falie cunoscută. Într-adevăr, după cutremurul din 1906, H. F. Reed, folosind teoria reculului elastic, a declarat că următorul cel mai puternic cutremur din zona San Francisco ar trebui să aibă loc peste aproximativ o sută de ani.

În prezent se desfășoară o mulțime de lucrări experimentale. Sunt investigate diferite fenomene care s-ar putea dovedi a fi vestigii, „simptome” ale unui cutremur viitor. Deși încercările de a soluționa problema cuprinzătoare par destul de impresionante, ele oferă puține motive de optimism: este puțin probabil ca sistemul de prognoză să fie implementat practic în majoritatea părților lumii în viitorul apropiat. În plus, metodele care acum par a fi cele mai promițătoare necesită echipamente foarte sofisticate și eforturi mari ale oamenilor de știință. Înființarea de rețele de stații de prognoză în toate zonele cu risc seismic ridicat ar fi o întreprindere extrem de costisitoare.

În plus, o dilemă majoră este indisolubil legată de predicția cutremurelor. Să presupunem că măsurătorile seismologice indică faptul că un cutremur de o anumită magnitudine va avea loc într-o anumită zonă într-o anumită perioadă de timp. Trebuie presupus că zonă datăși a fost considerat anterior seismic, altfel nu s-ar fi făcut astfel de studii asupra lui. Rezultă că, dacă un cutremur are loc în perioada specificată, acesta se poate dovedi a fi o simplă coincidență și nu va constitui o dovadă puternică că metodele utilizate pentru prognoză sunt corecte și nu vor duce la erori în viitor. Și, desigur, dacă se întâmplă, făcând o predicție specifică și nu se întâmplă nimic, aceasta va fi luată ca dovadă că metoda nu este de încredere.

LA timpuri recenteîn California, activitatea legată de prognoza cutremurului a fost intens intensificată; care a dus la formarea unui consiliu științific în 1975 a cărui sarcină este să evalueze fiabilitatea prognozelor pentru agenția de intervenție a statului de urgență.

Sa convenit ca fiecare prognoză care trebuie luată în considerare să includă patru elemente principale: 1) timpul în care se efectuează eveniment dat, 2) locația în care va avea loc, 3) limitele de magnitudine, 4) estimarea probabilității coincidență, adică faptul că seismul se va produce fără legătură cu fenomenele care au fost supuse unui studiu special.

Semnificația unui astfel de consiliu nu este doar că îndeplinește sarcina autorităților responsabile cu asigurarea pierderilor minime în caz de cutremur, ci și că discreția arătată de acest consiliu este utilă pentru oamenii de știință de prognoză, întrucât asigură verificarea independentă. Într-o mai largă din punct de vedere social un astfel de juriu științific ajută la eliminarea predicțiilor nefondate ale tuturor tipurilor de clarvăzători și, uneori, ale oamenilor fără scrupule care caută faima.

Implicațiile sociale și economice ale predicției cutremurelor sunt controversate. Pe măsură ce cercetările seismologice se dezvoltă în diferite țări, este posibil să se facă numeroase predicții de cutremure, care ar trebui să aibă loc în zonele sursă probabile.

LA tarile vestice a fost efectuat studiul consecințelor negative, precum și pozitive ale prognozei. Dacă, de exemplu, într-un loc a fost posibil să se prezică cu încredere ora unui cutremur distructiv major cu aproximativ un an înainte de data estimată și apoi să o rafinați continuu, atunci numărul victimelor și chiar cantitatea daunelor materiale cauzate de acest cutremur ar fi ar fi redus semnificativ, dar relațiile publice din zonă ar fi perturbate și economia locală s-ar prăbuși.

Singurul exemplu de cutremur prezis cu succes până în prezent este cutremurul Haicheng din 1975 din provincia Liaoning din China. În acei ani, cu mult înainte cutremurîn China, a fost organizată o rețea de observații geologice, geofizice și de altă natură pentru a monitoriza modificările stării fizice a interiorului pământului, pantele suprafeței, activitatea seismică, nivelurile apelor subterane și conținutul diferitelor gaze din acestea. Pe baza tuturor datelor primite s-a decis evacuarea populației orașului. Câteva ore mai târziu, se afla sub ruine, dar aproape că nu au fost victime.

Revenind la sarcina unui grad ultra-înalt de complexitate - predicția cutremurelor, observăm că oamenii de știință din multe țări continuă să caute precursori de cutremur. Astăzi sunt împărțiți în mai multe grupuri.

În primul rând, aceștia sunt precursori seismologici - o creștere a numărului de șocuri anticipate ale unui cutremur major.

Semnele geofizice includ o scădere a rezistenței electrice a rocilor, fluctuații ale modulului vectorului câmpului magnetic total etc.

Dintre precursorii hidrogeologici ai unui cutremur, ei numesc o scădere și apoi o creștere bruscă a nivelului apei subterane în fântâni și fântâni, o modificare a temperaturii apei, un conținut crescut de radon, dioxid de carbon și vapori de mercur.

Și, desigur, comportamentul anormal al animalelor