Прогноз землетрясений

Несмотря на все усилия различных исследователей, предсказать десятилетие, год, месяц, день, час и место, где произойдет землетрясе­ние, пока невозможно. Сейсмический удар происходит внезапно и за­стигает врасплох. Силы МЧС в нашей стране призваны не только ока­зывать помощь после катастрофы, но и содействовать тому, чтобы ущерб от них был максимально снижен. Сейсмическое районирование (CP) территории России как раз и предназначено для этого. Когда мы гово­рим о прогнозировании землетрясений, следует различать прогнозиро­вание сейсмичности как режима, т. е. сейсморайонирование, и прогнози­рование отдельных землетрясений по предвестникам, т. е. собственно сейсмопрогнозирование.

Сейсмическое районирование. В настоящее время 20 % площади России подвержено землетрясениям силой до 7 баллов, что требует специальных антисейсмических мер в строительстве. Более 15 % тер­ритории находится в зоне разрушительных землетрясений силой 8-10 баллов. Это Камчатка, Курильские острова и, по существу весь Даль­ний Восток, Северный Кавказ и Байкальский регион.

Сейсмическое районирование — это составление разномасштабных специальных карт сейсмической опасности, на которых показывается возможность землетрясения определенной интенсивности в определенном районе в течение некоторого временного интервала. Карты обладают различным масштабом и разной нагрузкой.

Общее сейсмическое районирование (ОСР) составляется в масштабе от 1:5000000 до 1:2500000; детальное сейсмическое районирование (ДСР) — 1:500000 — 1:100000; сейсмическое микрорайонирование (СМР) — 1:50000 и крупнее. ОСР является основным документом, а СМР используется для отдельных городов, населенных пунктов, крупных промышленных объектов. Карты ОСР используются в экономических целях, для строи­тельства и землепользования. Первая карта ОСР, составленная в 1937 г. Г. П. Горшковым, все время совершенствовалась, и последнее ее издание было в 1997 г. (рис. 18.11). Балльность выделенных опасных в сейсмичес­ком отношении зон непрерывно уточняется, и в карту вносятся корректи­вы. Работа над картой ОСР России продолжается и в наши дни, т. к. необходимость долгосрочного прогноза и оценки сейсмического риска воз­растает.

Рис. 18.11. Сейсмическое районирование территории бывшего СССР. 1-6 — районы с различной балльностью, показанной цифрами. Белый цвет — балльность от 0 до 5

Сейсмопрогиозирование. Прогнозирование землетрясений исполь­зует много факторов, в которые включаются различные модели подго­товки землетрясения и разные предвестники: сейсмологические, гео­физические, гидродинамические, геохимические.

Согласно дилатантно-диффузионной модели, процесс подготовки землетрясения разделяется на три стадии. Первая характеризуется уве­личением тектонического напряжения; вторая — возникновением мик­ротрещин отрыва, т. к. напряжение практически равно пределу прочно­сти пород. При этом происходит некоторое увеличение и упрочнение объема пород, называемое дилатансией. Если напряжения продолжают возрастать, то это приводит к макроразрушению объема пород, т. е. к землетрясению.

Модель лавинно-неустойчивого трещинообразования была предло­жена в 1975 г. В. Н. Мячкиным. Она предполагает процесс взаимодей­ствия полей напряжений трещин и локализации трещинообразова­ния. Напряжения, действующие длительное время в горных породах, вызывают постепенное образование трещин. Когда достигается неко­торая критическая плотность трещин, начинается лавинообразный процесс их объединения, что сопровождается концентрацией трещин в одной узкой зоне, в которой и происходит макроразрыв, т. е. земле­трясение. Существуют также модели неустойчивого скольжения, кон­солидации и др.

Предвестники землетрясений весьма разнообразны. Например, это предвестники электросопротивления, когда за пару месяцев перед зем­летрясением наблюдается понижение электросопротивления глубоких слоев земной коры, что связано с изменением порового давления под­земных вод. Электротеллурические предвестники свидетельствуют о том, что перед землетрясением начинается рост электротеллурических ано­малий, что связывается с изменением поля напряжений. Гидродинами­ческие предвестники связаны с изменением уровня вод в скважинах. Обычно за несколько лет до сильного землетрясения наблюдается па­дение уровня вод, а перед землетрясением — резкий подъем. Геохими­ческие предвестники указывают на аномальное увеличение содержания радона перед землетрясениями.

Нередко, напоминая о трех-четырех удачных предсказаниях, заяв­ляют: прогноз возможен. Подобный вывод совершенно неправомерен. Ибо подлинный прогноз — это вовсе не любые сбывающиеся впослед­ствии предсказания, а лишь те, которые достаточно надежно, устойчи­во сбываются, когда их делают по некоторым определенным правилам (алгоритмам). Естественно, что несколько удачных попаданий на фоне сотен ошибок типа «пропуск цели» или «ложная тревога» никаких ос­нований для вывода о возможности прогноза не дают.

В проблеме прогноза главное открытие последних лет: непредсказу­емость землетрясений вызвана вовсе не недостатком наблюдательных данных, как полагали еще недавно, а особенностями механизма разру­шения, порождающими хаотичность сейсмического процесса.