Землетрясение – бедствие, которое сложно спрогнозировать

Итак, сумбурные передвижения плит становятся основным источником сейсмической опасности. Там, где одна плита наталкивается на другую, и происходят обычно землетрясения. Именно в зоне контакта плит накапливаются сильные напряжения – потом они моментально разряжаются, следует подземный толчок. Вечный ритм, в котором затишье перемежается хлесткими ударами. И чем оно дольше длится, тем вероятнее будет очередной подземный удар. Ученые без труда назовут сотни городов, которым могут угрожать землетрясения. Но когда они произойдут?

Вскоре после того, как гипотеза Вегенера утвердилась на правах канонической теории, геолог Уильям Брас из Массачусетского технологического института сделал важное открытие. Лабораторные эксперименты, проделанные им, показали, что физические свойства горных пород незадолго перед разрушением меняются. В материале появляются трещины, еще когда величина напряжения достигает примерно половины предела прочности. Они постепенно разрастаются, и это влияет на величину электрического сопротивления горных пород или характерную скорость распространения в них звука. А эти параметры уже можно измерять на расстоянии, следя за тем, как вот-вот готова будет разразиться ударом подземная стихия. Казалось, теперь-то уж ученым будет по силам предсказывать землетрясения.

Семидесятые годы стали временем эйфории. Один исследователь за другим обещал, что проблема предсказания землетрясений будет решена в ближайшие десятилетия. Ведь благодаря новым чувствительным приборам мы научимся замечать, когда напряжение в недрах достигнет критической величины. Дело останется за малым: сообщить, что скоро «спящий проснется».

Но к каким сигналам прислушаться? Список феноменов, предвещавших разгул подземной стихии, стал разрастаться… как оставленные ею руины. В него в разное время включали характерную картину микросейсмической активности, предшествующей основному удару, крохотные деформации подземных пород, повышенное выделение газа радона, локальные изменения магнитного поля Земли и напряженности электрического поля, колебания уровня грунтовых вод, таинственное свечение, исходящее от гор и холмов, температурные аномалии в зоне грядущего бедствия… Даже животные стали считаться индикаторами тревоги, ведь они гораздо чувствительнее к сигналам, доходящим из недр Земли, нежели человек.

Проблема в том, что большинство сигналов, трактуемых как предвестия сейсмической катастрофы, достаточно неопределенно предсказывают, произойдет она или нет. Все эти феномены можно объяснить совсем иными причинами.

Поэтому сейсмологи пытаются теперь учитывать любые возможные предвестия землетрясений, ведь опыт показывает, что полагаться на какой-либо один сигнал ненадежно. Прогноз тем более вероятен, чем больше природных феноменов его подтверждают. Все чаще можно слышать такие прогнозы: с вероятностью в «столько-то процентов» в ближайшие «столько-то лет»в этом районе или городе произойдет землетрясение. Но разве поможет это вовремя спасти людей от грозящей им беды?

Между тем ученые убеждаются, что в различных районах планеты признаки нарастания сейсмической активности разнятся. Ведь и литосферные плиты ведут себя по-иному на всех широтах и меридианах. Так, в Японии одна плита «подныривает» под другую – здесь зона субдукции, а в Калифорнии две плиты движутся параллельно друг другу, соприкасаясь при этом. Можно предположить, что сейсмическую активность в обоих регионах будут сопровождать разные феномены. Сильные и слабые землетрясения могут подчиняться различным закономерностям. Например, если магнитуда землетрясения будет равна 7, то, может быть, бесполезно ожидать тех же предвестий, что и в канун землетрясения, чья магнитуда равна 5?

В последние годы предлагаются все новые методы прогнозирования сейсмической активности. Пока на этом пути есть и многочисленные неудачи, и некоторые успехи. Но об этом – отдельный разговор.

Так какие же феномены знаменуют стихийную активность земных недр? Попробуем рассмотреть некоторые из них по отдельности. Начнем с сигналов, улавливаемых сейсмографами. В недрах Земли явно что-то начинает происходить. Что это может быть?

Специалисты полагают, что незадолго до удара стихии меняется картина микросейсмической активности. Ведь Землю постоянно «трясет». Каждый год приборы регистрируют несколько миллионов неприметных для нас землетрясений. Возможно, по характерной картине их распределения удастся проследить за тем, как стихия собирается с силами, готовится нанести особенный удар. Во всяком случае, в Международном институте теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, созданном на базе научной группы, существовавшей в Институте физики Земли с 1960-х годов, давно занимаются этим. Подобная методика особенно хороша тем, что позволяет вести наблюдения, находясь на большом расстоянии от эпицентра землетрясения.

Каждый год приборы регистрируют несколько миллионов неприметных для нас землетрясений

Возможно, в ближайшее время мы научимся предсказывать хотя бы некоторые подводные землетрясения. Американский геолог Джеффри Макгир, анализируя сведения, собранные за последние годы, обратил внимание на то, что землетрясениям в районе хребтов в восточной части Тихого океана предшествуют небольшие подземные толчки. Они становятся предвестиями главного удара стихии. Так, перед землетрясением, имевшим магнитуду 5,4, наблюдались подземные толчки с магнитудой не менее 2,5.

Исследователи даже провели мысленный эксперимент. Обрабатывая сведения о сейсмической активности в этой части Тихого океана за 1996—2001 годы, они всякий раз, когда обнаруживали подземные толчки подобной силы, прогнозировали, что через час в радиусе 15 километров непременно должно было состояться более мощное землетрясение. Так они предсказали задним числом шесть из девяти самых крупных землетрясений в окрестностях этих подводных хребтов в указанные годы.

Еще один метод прогноза чуть ли не навеян библейскими откровениями. «Будут большие землетрясения по местам, и глады, и моры, и ужасные явления, и великие знамения с неба» (Лк. 21: 11). В самом деле, в канун сильного землетрясения, разразившегося на Аляске 27 марта 1964 года, не только «малые мира сего», но и ученые видели «великие знамения с неба». Впоследствии специалисты признали, что иногда незадолго до подземных ударов меняются электромагнитные свойства ионосферы. Не поможет ли это вовремя предсказать беду?

На примере нескольких землетрясений – в частности, в Мексике (21 января 2003 года) и индийском штате Гуджарат (26 января 2001 года) – российский ученый Сергей Пулинец показал, что за 5—7 дней до катастрофы в ионосфере меняется концентрация свободных электронов, а это влияет на качество сигналов системы спутниковой навигации. Но выяснилось и другое: это случается вовсе не перед каждым всплеском сейсмической активности. Кроме того, на результаты измерений, то есть на уровень сигнала GPS, влияют и бури на Солнце. Использовать данный метод все равно что заниматься астрономическими наблюдениями, находясь на палубе корабля, где малейшая качка вносит погрешность в окончательный результат.