Петр Шебалин: «Примерно на 75% территории России могут происходить землетрясения»
Многим кажется, что в последнее время Землю трясет в буквальном смысле слова так, как никогда прежде. Действительно ли землетрясений становится больше, мы выяснили у геофизика, сейсмолога, члена-корреспондента РАН Петра Шебалина.
Справка. Шебалин Петр Николаевич, выпускник физического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, директор Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики Российской академии наук. Научные интересы Петра Николаевича связаны с развитием методов прогноза землетрясений, статистической сейсмологии, оценки сейсмической опасности.
Периодичность роста сейсмической активности в 50 лет, возможно, и есть. Но это может быть и случайным стечением обстоятельств. Подробных данных о том, что было, скажем, еще на 50 лет раньше, у нас нет — тогда просто не было точных измерений.
Действительно ли сейсмическая активность растет в последнее время?
Скорее, растет интерес к ней после того, как произошло два катастрофических землетрясения в Турции, на границе с Сирией. Явного усиления активности нет, но какие-то изменения с течением времени происходят, хотя они не очень очевидны.
В начале XXI века произошло сразу несколько достаточно сильных землетрясений: в 2004 году на Суматре, в 2010 году в чилийской провинции Мауле, в 2011-м в Тохоку в Японии. Эти три землетрясения были магнитудой девять или почти девять баллов. Аналогичная ситуация складывалась и в середине прошлого столетия: можно вспомнить камчатское землетрясение 1952 года, в Чили в 1960-м и спустя четыре года на Аляске.
Периодичность роста сейсмической активности в 50 лет, возможно, и есть. Но это может быть и случайным стечением обстоятельств. Подробных данных о том, что было, скажем, еще на 50 лет раньше, у нас нет — тогда просто не было точных измерений.
На фото: 1. Разрушенные дома после землетрясения в Турции и Сирии, 2023 год. 2. Обвал дороги в результате землетрясения, Япония, 2011 год
Сейчас более или менее понятно, какие зоны сейсмически опасны. А могут ли они со временем изменяться?
Конечно, ведь меняется облик планеты. Была Пангея, потом она разделилась, и образовалась современная структура континентов и океанов. Но все эти изменения происходят в течение большого периода времени, а в масштабе жизни человека они очень малозначительны.
А в России какие зоны наиболее опасны в сейсмическом отношении?
Две наши столицы, Москва и Санкт-Петербург, абсолютно безопасны. Они находятся в очень тектонически устойчивом месте, на Среднерусской платформе, где нет возможных источников землетрясений, потому что просто нет активного движения тектонических плит.
Сейсмическое движение происходит в основном по границам или вблизи границ России. Прежде всего, это Камчатка, Курилы, Сахалин, Байкал и Забайкалье, в меньшей степени Алтай и Саяны, дальше Кавказ. В Крыму тоже могут быть землетрясения, но несколько меньшей силы, чем даже на Кавказе. Кроме того, есть еще сейсмичность в арктической зоне. Небольшие землетрясения могут быть и в Калининградской области, и на Урале, достаточно ощутимые — на Кольском полуострове и на севере Якутии, который является высокой сейсмической областью.
В целом примерно на 75% территории России могут происходить землетрясения, которые человек способен ощутить. Другой вопрос: насколько они могут быть разрушительными? Разрушительные могут быть в тех местах, которые я только что перечислил.
Предсказать можно, но с низкой точностью. По времени это порядка пяти лет. Иногда мы можем опуститься до нескольких месяцев, но это будет еще менее точный прогноз.
Насколько возможно предсказать время землетрясения?
Предсказать можно, но с низкой точностью. По времени это порядка пяти лет. Иногда мы можем опуститься до нескольких месяцев, но это будет еще менее точный прогноз. И, к сожалению, по пространству точность невелика. Мы пока не можем предсказать точное место будущего землетрясения.
А в чем заключается принцип построения прогнозов? Какие факторы учитываются?
Пока надежной информации для прогноза землетрясений очень мало. Основной источник данных — это сами землетрясения, только более слабые, в тех областях, где мы в принципе ожидаем более сильные землетрясения.
В последнее время очень большое значение начинают получать геодинамические наблюдения с помощью спутниковой геодезии. Это почти как система GPS, только наблюдения гораздо более высокоточные. Они позволяют отслеживать мельчайшие взаимные перемещения участков земной поверхности. Эти исследования чрезвычайно важны для прогноза, но в нашей стране они пока только начинают развиваться.
В последний год возникла еще одна существенная проблема: мы больше не получаем модели и решения из международной системы IGS, которая обеспечивает обработку данных для миллиметровой точности определения координат точек земной поверхности. Нам нужно создавать свою систему и ставить свои станции в большем количестве, чтобы такие работы велись. Пока они идут в явно недостаточной степени, например на Сахалине и Камчатке.
А как выглядят эти станции?
Это жестко привязанные к земле приемники, которые обмениваются сигналами со спутниками, чтобы можно было точно определить координаты.
На фото: 1. Наблюдение за вулканической активностью. Вулкан Карымский, Камчатский край. 2. Геодезический GPS-приемник
Прогноз погоды значительно легче сделать, чем прогноз землетрясений, потому что атмосфера — газ, она не обладает свойствами твердого тела, и все определяется только двумя параметрами: давлением и температурой. Тогда как в твердых телах есть тензор напряжений — это уже как минимум шесть параметров — и плюс температура.
Но если можно определить колебания земной коры с точностью до миллиметра, почему нельзя точно определить время, когда произойдет землетрясение?
Основная проблема в том, что на момент возникновения землетрясения влияет очень много факторов. Это очень неустойчивое явление; когда факторов очень много, моделирование практически невозможно или сильно затруднено. Того объема данных, которые есть, и тех счетных возможностей, которые доступны, явно недостаточно, чтобы рассчитать модели для прогноза землетрясений так, как это делается, скажем, для прогноза погоды.
Хотя даже прогноз погоды, как мы знаем, делается на три дня, не больше. При этом прогноз погоды значительно легче сделать, чем прогноз землетрясений, потому что атмосфера — газ, она не обладает свойствами твердого тела, и все определяется только двумя параметрами: давлением и температурой. Тогда как в твердых телах есть тензор напряжений — это уже как минимум шесть параметров — и плюс температура.
Одним словом, моделирование крайне затруднено тем, что система гораздо более сложная и ее свойства очень неоднородные.
На фото: 1. Сейсмограф регистрирует землетрясение. 2. Разлом дороги после землетрясения
Но были ли в принципе случаи, когда землетрясение удалось предсказать достаточно точно и предотвратить большое число жертв?
Такой прогноз был в Китае в 1976 году перед землетрясением в Хайчене, когда население было эвакуировано и удалось избежать жертв. Наверное, это единственный пример успешного прогноза. Но это было в иерархически организованной китайской командной системе, когда информация собиралась по вертикальной структуре начальников и подчиненных.
К сожалению, буквально через год очень недалеко от этого места произошло таншаньское землетрясение, где было колоссальное число жертв. Его предсказать не удалось. Так что один пример за почти 50 лет говорит о том, что это скорее исключение, а не правило. Причем редкое исключение.
Мы не можем точно предсказывать время, но зато знаем, где есть тектонические разломы, на которых могут происходить сильные землетрясения. Например, землетрясение в Турции произошло на территории, про которую это было известно. И многие другие города тоже строились в таких же местах. Токио сильно пострадал в начале прошлого века, Алма-Ата, тогда город Верный, была разрушена в начале прошлого века, Порт-о-Пренс на Гаити был разрушен трижды.
Таких примеров очень много. Так зачем же строить крупные жилые комплексы или большие общественные здания там, где такие землетрясения могут происходить? Почему не разбить там парк и не построить немного в стороне? Вот это хороший вопрос. Но отвечать на него должны не столько ученые, сколько власти, которые дают разрешение на строительство.
А в России есть такие города, где могут быть сильные землетрясения?
Из крупных городов в опасной зоне находится Петропавловск-Камчатский, там недавно было землетрясение, которое даже ощущалось. Сейчас идут споры о том, насколько велика опасность сильного землетрясения в Красноярске. Все-таки ученые склоняются к тому, что очень большой опасности там нет.
Кавказские города, скажем Махачкала или Сочи, — это такие места, где тоже могут происходить сильные землетрясения. Вероятность невелика, сильные землетрясения происходят очень редко, но она не нулевая. Хотя все сооружения, которые есть в Сочи, строились с учетом сейсмической безопасности. Пребывание в Сочи, в принципе, безопасно, сильных разрушений не будет, и бояться не стоит.
На фото: Петропавловск-Камчатский расположен в сейсмоопасном регионе России
Где можно больше узнать о землетрясениях и сейсмологии?
Московский планетарий. На симуляторе-экспонате «Землетрясение» воспроизводятся динамические нагрузки, которые возникают при сейсмической активности. Посетители сами могут выбрать силу «землетрясения»: три, шесть или даже девять баллов.
Музей геофизического центра РАН. Музей открылся в Москве три года назад. Один из его залов посвящен развитию магнитных наблюдений в нашей стране и оформлен в виде павильона геомагнитной обсерватории.
Музей развития сейсмологии в России. Музей в Обнинске, как и музей Геофизического центра РАН, создан учеными. Помимо прочего, здесь собрано более 50 образцов сейсмического оборудования. Они отражают столетнюю историю развития инструментальных сейсмических наблюдений.
Музей Байкала. Интерактивный музей в Иркутске создан в первую очередь для детей, но в нем есть объемная экспозиция рельефа Байкальской рифтовой зоны, куда с удовольствием заглянет любой взрослый. А нажав на кнопку, можно ощутить на себе землетрясение в шесть баллов, подобное тому, что произошло на Байкале в 2008 году.
Вам также будет интересно:
Фото: Sergey Nikolaev, Sergey Svechnikov, — Unsplash; ИТПЗ РАН (2); Saigh Anees, austinding, Maximillian cabinet, Belish, Tom Wang, — Shutterstock.com; Роскосмос
