Комментарии 0
...комментариев пока нет
Как возникают землетрясения и что может противопоставить угрозе человечество
Недалеко от Камчатки этим летом произошло самое мощное на планете с 2011 года землетрясение. Его магнитуда составила 8,7 балла по 12‑балльной шкале, что поставило Камчатское землетрясение на шестое место по мощности за всю историю наблюдений. К счастью, в результате буйства Земли никто не погиб. Тем не менее определенный экономический и природный ущерб был нанесен, что вновь подняло вопросы о механизме образования землетрясений, возможности их предсказания и методах борьбы с последствиями.
В среде конспирологов популярна еще одна причина возникновения землетрясений — их искусственный вызов с целью нанесения как можно большего вреда определенной стране. В реальности мощные подземные взрывы, как обычные, так и ядерные, что было не раз подтверждено, могут вызвать несильные подземные толчки, однако рабочих концепций, не говоря уже о готовых образцах оружия, способного спровоцировать смещение литосферных плит, сегодня нет.
Поверхность нашей планеты состоит из литосферных плит, под которыми находится полужидкая мантия. Плиты постоянно движутся, сталкиваются, расходятся или скользят друг против друга. В местах их соприкосновения накапливается напряжение, возникающее вследствие того, что свободному скольжению плит препятствует трение. Как только упругое напряжение пород превышает силу трения, происходит резкий их разрыв, сопровождаемый высвобождением энергии. Она распространяется от очага‑гипоцентра в разные стороны, вызывая колебания земной поверхности, которые мы и называем землетрясением. Магнитуда определяется величиной смещения горных пород вдоль линии разлома, которая может составлять от нескольких миллиметров до многих метров. Таким образом, одним из основных факторов, влияющих на разрушительную силу землетрясения, является количество энергии, выделенной в результате разрыва пород.
Помимо природы происхождения, можно классифицировать землетрясения и иначе. Например, по глубине залегания очага ученые выделяют три типа: нормальные на глубине 34 — 70 километров, промежуточные (до 300 километров) и глубокофокусные (свыше 300 километров). Как правило, большая часть содроганий Земли фиксируется на глубине от 30 до 40 километров.
Мощность колебаний традиционно определяется по балльной логарифмической шкале, которая измеряет магнитуду землетрясений на основе амплитуды движения грунта, регистрируемой сейсмографами. Каждое увеличение на единицу соответствует десятикратному увеличению движения грунта. В большинстве стран мира применяются 12‑балльные шкалы, берущие начало от знаменитой шкалы Рихтера, созданной еще в 1935 году, а в Японии принято пользоваться ее семибалльным аналогом.
Самые смертоносные землетрясения в истории человечества
В 12‑балльных шкалах, таких как принятая на постсоветском пространстве и в Восточной Европе шкала Медведева — Шпонхойера — Карника (она же MSK‑64), единица обозначает толчки, не ощущаемые человеком и фиксируемые лишь приборами, а 12 — чудовищную катастрофу, которую не может выдержать ни одна человеческая постройка, в земной коре происходят серьезные преобразования, а рельеф меняется.
Наиболее сейсмически активными зонами мира считаются Альпийско‑Гималайский пояс и Тихоокеанское огненное кольцо. Последнее, в котором и произошло июльское землетрясение у берегов Камчатки, является наиболее опасной зоной: 81 процент мощных землетрясений происходит как раз там.
Более достоверным признаком грядущего землетрясения считаются форшоки, слабые толчки, предваряющие основной удар стихии, но неспособные нанести серьезный урон. Отслеживая их, а также обратив внимание на необычное поведение змей, которые в феврале вышли из спячки, китайские ученые смогли в 1975 году дать команду на эвакуацию в Хайчене, чем спасли сотни тысяч жизней. Однако год спустя в Таншане не удалось предсказать сильное землетрясение, жертвами которого стали 242 тысячи человек.
По мере развития ИИ все больше специалистов предлагают использовать его для анализа сейсмической активности и предсказания катастроф с точностью до нескольких дней. Существует целый ряд разработок, таких как уже запущенный на Западном побережье США ShakeAlert, реагирующий на прибытие быстрых сейсмических волн, проходящий испытание DeepShake, анализирующий колебания поверхности на основе собранного архива, проекты университетов в Техасе, Анкоридже и Киото.
— Беларусь, страны Балтии, западные регионы России и северная часть Украины расположены в западной части древней Восточно‑Европейской платформы, которая характеризуется невысокой сейсмической активностью. Однако и здесь происходили достаточно сильные землетрясения вроде серии Калининградских землетрясений 21 сентября 2004 года. Для нашей территории фактор сейсмической опасности преувеличивать не стоит, но и недоучитывать это нельзя. Верхний порог интенсивности сейсмических воздействий, который в самом неблагоприятном случае может ожидать Беларусь, оценивается примерно в 7 баллов по 12‑балльной шкале, — отметил Аркадий Гесселевич.
Более мощные толчки в Беларуси, как правило, являются отголосками катаклизмов, происходящих за сотни километров от нас. Так, например, из исторических источников известно, что в 1908 году в районе станции Гудогай были зафиксированы колебания земной коры магнитудой 7 баллов — специалисты считают, что так нам аукнулась Мессинская катастрофа. Гродненскую область немного задело и во время уже упомянутых Калининградских землетрясений. Однако больше всего отголосков до нас доходит из так называемой зоны Вранча в румынских Восточных Карпатах. Там на глубине до 200 километров постоянно происходят глубокофокусные землетрясения, последствия которых ощущались в Беларуси несколько раз на протяжении минувшего века, а в последний раз регистрировались на Гомельщине в 2014 году. Более того, как считает Аркадий Аронов, именно отголосок мощного толчка в Румынии стал причиной обрушения Туровского храма в 1230 году.
Одна из важнейших рекомендаций при землетрясении — немедленно покидать здания. Чтобы не допустить их обрушения, применяют технологии сейсмоустойчивого строительства. Самая древняя, но от этого не менее действенная — сухая кладка стен, которая применялась еще древними инками и состояла в очень плотной подгонке каменных блоков без использования раствора, что при сильном землетрясении заставляло камни «плясать», возвращаясь затем на свои места.
Сегодня же разработан целый ряд еще более эффективных технологий виброконтроля, ослабляющих сейсмическую нагрузку на здания. К ним относятся наружные антисейсмические стальные фермы наподобие установленной в Университете Беркли, сейсмические амортизаторы на роликовых подшипниках и демпферы — гасители колебаний, которые могут как устанавливаться на крышах зданий или между этажами, так и иметь вид свинцово‑резиновых, пружинных или фрикционно‑маятниковых опор.
В Беларуси, как рассказал Аркадий Аронов, есть нормативный документ, который предусматривает при строительстве особо ответственных объектов вроде АЭС, высотных зданий, гидротехнических сооружений проведение инженерных изысканий по оценке степени сейсмических воздействий в зависимости от грунтовых условий площадки строительства и организацию системы инструментального геотехнического мониторинга на весь период эксплуатации здания. В основу этого документа положена карта общего сейсмического районирования Северной Евразии ОСР‑97‑D, которую разработали в Институте физики Земли РАН с участием белорусских специалистов. В соответствии с ней значение расчетного максимального сейсмического воздействия, например, для Минска составляет 7 баллов по 12‑балльной шкале MSK‑64 для средних грунтов. Поскольку территория нашей страны относится к слабоактивной в сейсмическом отношении, то нет необходимости в организации системы оповещения о подземных толчках и подготовки алгоритмов действий для населения при возникновении сильных землетрясений.
ФАКТ
По информации регионального филиала Единой геофизической службы Российской академии наук, южная часть Камчатки переместилась на два метра на юго‑восток в результате землетрясения, которое произошло этим летом. Столица региона Петропавловск‑Камчатский сдвинулся примерно на 50 сантиметров.
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Споры о причинах землетрясений велись еще в Античности. Древнегреческие философы считали, что их провоцируют «газы внутри Земли» или «напряжение между водной и земной сферами». Первым же верно в общих чертах природу подземных толчков описал в 1760 году английский исследователь Джон Митчелл, который подчеркнул, что землетрясения и распространяемые в их ходе «волны энергии» вызваны «перемещением горных пород на глубине множествa миль от поверхности».
Тектонический сдвиг
Землетрясение — одно из наиболее разрушительных природных бедствий, которое изучено в меньшей степени, чем другие типы катастроф, трудно поддается прогнозированию, а технологий, позволяющих предотвратить его, не существует.Землетрясением называют подземные толчки и колебания земной поверхности. Часто к этому определению прибавляют также слова «происходящие вследствие движения тектонических плит», однако не для всех случаев дрожи Земли это верно. Так, например, ученые выделяют вулканические землетрясения, вызываемые давлением лавы и газов в недрах вулканов, обвальные, возникающие в результате образования пустот в горных породах, промытых грунтовыми водами, оползневые — происходящие в результате смещения больших масс грунта или горных пород, а также техногенные.
В среде конспирологов популярна еще одна причина возникновения землетрясений — их искусственный вызов с целью нанесения как можно большего вреда определенной стране. В реальности мощные подземные взрывы, как обычные, так и ядерные, что было не раз подтверждено, могут вызвать несильные подземные толчки, однако рабочих концепций, не говоря уже о готовых образцах оружия, способного спровоцировать смещение литосферных плит, сегодня нет.
Большинство землетрясений из более чем миллиона регистрируемых ежегодно относятся к тектоническому типу, то есть связаны с внутренними эндогенными силами планеты.
Помимо природы происхождения, можно классифицировать землетрясения и иначе. Например, по глубине залегания очага ученые выделяют три типа: нормальные на глубине 34 — 70 километров, промежуточные (до 300 километров) и глубокофокусные (свыше 300 километров). Как правило, большая часть содроганий Земли фиксируется на глубине от 30 до 40 километров.
Мощность колебаний традиционно определяется по балльной логарифмической шкале, которая измеряет магнитуду землетрясений на основе амплитуды движения грунта, регистрируемой сейсмографами. Каждое увеличение на единицу соответствует десятикратному увеличению движения грунта. В большинстве стран мира применяются 12‑балльные шкалы, берущие начало от знаменитой шкалы Рихтера, созданной еще в 1935 году, а в Японии принято пользоваться ее семибалльным аналогом.
Самые смертоносные землетрясения в истории человечества
В 12‑балльных шкалах, таких как принятая на постсоветском пространстве и в Восточной Европе шкала Медведева — Шпонхойера — Карника (она же MSK‑64), единица обозначает толчки, не ощущаемые человеком и фиксируемые лишь приборами, а 12 — чудовищную катастрофу, которую не может выдержать ни одна человеческая постройка, в земной коре происходят серьезные преобразования, а рельеф меняется.
Знаки беды
Самые надежные предсказания землетрясений, которые можно применять на практике, — это долгосрочные прогнозы. Если ученым известна степень сейсмоактивности региона, то они могут предсказать на основе ранее полученных данных и оценки процессов в земной коре, что, например, в течение следующих 10 — 15 лет в этой локации может произойти сильное землетрясение. От этой информации можно отталкиваться при ведении сейсмоустойчивого строительства и разработке систем предупреждения населения. Однако средне‑ и краткосрочные прогнозы по‑прежнему являются во многом терра инкогнита. Наиболее сейсмически активными зонами мира считаются Альпийско‑Гималайский пояс и Тихоокеанское огненное кольцо. Последнее, в котором и произошло июльское землетрясение у берегов Камчатки, является наиболее опасной зоной: 81 процент мощных землетрясений происходит как раз там.
В сейсмологии существует понятие «сейсмологический калейдоскоп», которое означает, что каждое сейсмическое событие меняет взаимное расположение тектонических плит. То есть после землетрясения геологам необходимо заново определять положение пород и структуру напряжений.Еще один способ вовремя узнать о грозящей беде — отслеживание природных маркеров. Сегодня исследователи рассматривают целый ряд возможных признаков надвигающегося катаклизма вроде изменений в ионосфере, электромагнитных аномалий, выбросов газов, таких как радон, странного поведения животных. Однако каждый из них не бесспорен. Например, коты и собаки могут нервно реагировать на приближение мощного циклона, а не чуять приближение подземного катаклизма.
Более достоверным признаком грядущего землетрясения считаются форшоки, слабые толчки, предваряющие основной удар стихии, но неспособные нанести серьезный урон. Отслеживая их, а также обратив внимание на необычное поведение змей, которые в феврале вышли из спячки, китайские ученые смогли в 1975 году дать команду на эвакуацию в Хайчене, чем спасли сотни тысяч жизней. Однако год спустя в Таншане не удалось предсказать сильное землетрясение, жертвами которого стали 242 тысячи человек.
По мере развития ИИ все больше специалистов предлагают использовать его для анализа сейсмической активности и предсказания катастроф с точностью до нескольких дней. Существует целый ряд разработок, таких как уже запущенный на Западном побережье США ShakeAlert, реагирующий на прибытие быстрых сейсмических волн, проходящий испытание DeepShake, анализирующий колебания поверхности на основе собранного архива, проекты университетов в Техасе, Анкоридже и Киото.
Далекие отголоски
В Беларуси отслеживанием сейсмической ситуации занимается Центр геофизического мониторинга НАН РБ. Главный научный сотрудник центра доктор физико‑математических наук Аркадий Аронов рассказал, что находящиеся в распоряжении ученых приборы фиксируют как подземные толчки в самой республике, так и сильные землетрясения по всему земному шару. В настоящее время в системе сейсмологического мониторинга имеется 18 станций наблюдений. Одна их группа, называемая локальной сетью, расположена в районе Старобинского месторождения калийных солей, вторая — недалеко от БелАЭС. Станции в этих группах в основном предназначены для регистрации близкой сейсмичности, а вот геофизические обсерватории «Плещеницы» и «Нарочь» за счет установленных в специально оборудованных подземных сооружениях чувствительных широкополосных сейсмометров позволяют регистрировать колебания земной поверхности почти по всей планете, что дает нашим сейсмологам возможность участвовать в программах международного обмена данными.— Беларусь, страны Балтии, западные регионы России и северная часть Украины расположены в западной части древней Восточно‑Европейской платформы, которая характеризуется невысокой сейсмической активностью. Однако и здесь происходили достаточно сильные землетрясения вроде серии Калининградских землетрясений 21 сентября 2004 года. Для нашей территории фактор сейсмической опасности преувеличивать не стоит, но и недоучитывать это нельзя. Верхний порог интенсивности сейсмических воздействий, который в самом неблагоприятном случае может ожидать Беларусь, оценивается примерно в 7 баллов по 12‑балльной шкале, — отметил Аркадий Гесселевич.
Самая сейсмоактивная локация нашей страны — район Старобинского месторождения калийных солей. Здесь в год регистрируется около 60 событий, однако большинство из них для человека незаметны.С 1983 года в Солигорском районе инструментально было зарегистрировано только пять ощутимых землетрясений, верхний порог самого сильного из которых оценивается в 4 — 5 баллов.
Более мощные толчки в Беларуси, как правило, являются отголосками катаклизмов, происходящих за сотни километров от нас. Так, например, из исторических источников известно, что в 1908 году в районе станции Гудогай были зафиксированы колебания земной коры магнитудой 7 баллов — специалисты считают, что так нам аукнулась Мессинская катастрофа. Гродненскую область немного задело и во время уже упомянутых Калининградских землетрясений. Однако больше всего отголосков до нас доходит из так называемой зоны Вранча в румынских Восточных Карпатах. Там на глубине до 200 километров постоянно происходят глубокофокусные землетрясения, последствия которых ощущались в Беларуси несколько раз на протяжении минувшего века, а в последний раз регистрировались на Гомельщине в 2014 году. Более того, как считает Аркадий Аронов, именно отголосок мощного толчка в Румынии стал причиной обрушения Туровского храма в 1230 году.
Предотвратить нельзя — спастись можно
Бороться с самой причиной возникновения землетрясений человечество не может, и вряд ли в обозримом будущем в его руках появятся необходимые инструменты и ресурсы.Поэтому сегодня основной упор делается на обеспечение сейсмоустойчивости зданий, своевременную эвакуацию населения и как можно более быструю и слаженную организацию спасательной операции.
Одна из важнейших рекомендаций при землетрясении — немедленно покидать здания. Чтобы не допустить их обрушения, применяют технологии сейсмоустойчивого строительства. Самая древняя, но от этого не менее действенная — сухая кладка стен, которая применялась еще древними инками и состояла в очень плотной подгонке каменных блоков без использования раствора, что при сильном землетрясении заставляло камни «плясать», возвращаясь затем на свои места.
Сегодня же разработан целый ряд еще более эффективных технологий виброконтроля, ослабляющих сейсмическую нагрузку на здания. К ним относятся наружные антисейсмические стальные фермы наподобие установленной в Университете Беркли, сейсмические амортизаторы на роликовых подшипниках и демпферы — гасители колебаний, которые могут как устанавливаться на крышах зданий или между этажами, так и иметь вид свинцово‑резиновых, пружинных или фрикционно‑маятниковых опор.
В Беларуси, как рассказал Аркадий Аронов, есть нормативный документ, который предусматривает при строительстве особо ответственных объектов вроде АЭС, высотных зданий, гидротехнических сооружений проведение инженерных изысканий по оценке степени сейсмических воздействий в зависимости от грунтовых условий площадки строительства и организацию системы инструментального геотехнического мониторинга на весь период эксплуатации здания. В основу этого документа положена карта общего сейсмического районирования Северной Евразии ОСР‑97‑D, которую разработали в Институте физики Земли РАН с участием белорусских специалистов. В соответствии с ней значение расчетного максимального сейсмического воздействия, например, для Минска составляет 7 баллов по 12‑балльной шкале MSK‑64 для средних грунтов. Поскольку территория нашей страны относится к слабоактивной в сейсмическом отношении, то нет необходимости в организации системы оповещения о подземных толчках и подготовки алгоритмов действий для населения при возникновении сильных землетрясений.
ФАКТ
По информации регионального филиала Единой геофизической службы Российской академии наук, южная часть Камчатки переместилась на два метра на юго‑восток в результате землетрясения, которое произошло этим летом. Столица региона Петропавловск‑Камчатский сдвинулся примерно на 50 сантиметров.
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА