Техника - молодёжи 1989-04, страница 13

—трудно, отказаться—невозможно

литосферных плит. При их зацеплении начинают накапливаться деформации и напряжения в породах, формируются возможные очаги будущих подземных ударов. Но это пока лишь возможность землетрясения, а случится оно или нет — зависит от того, какие процессы снятия напряжений возобладают. Это могут быть так называемые подвижки и проскальзывания (практически без толчков), рои слабых землетрясений и, наконец, динамический разрыв, порождающий сильные, разрушительные толчки.

В ИФЗ найдены усредненные зависимости между тремя главными параметрами подземного удара — энергией, объемом очага и временем подготовки. Объем очага и энергия толчка оказались прямо пропорциональными друг другу (причем выяснилось, что это справедливо и для подземных ядерных взрывов).

Сейчас известно, что землетрясения повторяются. Время подготовки землетрясения как раз и связано с его повторяемостью, или, как чаще говорят, длительностью сейсмического цикла. Установлено, что она пропорциональна кубическому корню из величины энергии будущего толчка. Например, такие слабые землетрясения, как Ташкентское (магнитуда 5.3), имеют длительность цикла примерно 10—15 лет, а для сильнейших землетрясений планеты цикл достигает 100—200 лет.

Другими словами — чем сильнее землетрясение, тем реже оно случается. А это значит, что особенно трудно набирать статистику как раз по самым важным, самым опасным событиям. Ведь вся современная сейсмология существует 50—60 лет, то есть куда меньше времени подготовки крупного землетрясения.

Мехико после землетрясения 1985 года.

Длительность цикла, конечно,— величина случайная, и ее нельзя использовать для прямого прогноза. Например, сильные подземные толчки в районе Лиссабона повторялись в 1344, 1531 и 1755 годах, так что намечается цикл примерно в 200—210 лет, но вот прошло уже 234 года со дня последнего, самого страшного Лиссабонского землетрясения, а там спокойно.

Время появления первых признаков (предвестников) подземного удара — примерно одна десятая сейсмического цикла перед его концом.

Пока идет простое накопление напряжений земной коры, отмечаются в основном изменения нормального сейсмического режима и деформации поверхности в районе возможного землетрясения (сейсмические и геодинамические предвестники). На их основе и формируется предварительный, долгосрочный прогноз. По мере «созревания» землетрясения в сжатых породах начинаются физико-химические процессы, которые порождают все новые эффекты — средне- и краткосрочные предвестники разной природы.

Сейчас выявлены многие десятки, даже сотни явлений, предшествующих землетрясениям. Но надо сразу же сказать: среди них нет ни одного абсолютно надежного предвестника. Часть из них обнаруживается в большинстве случаев, но не всегда, другие дают много «ложных тревог», и почти все, кроме очень немногих, даже не изучены по-настоящему: нет статистики.

Главная причина неудач — слабая изученность механизма подготовки сильного землетрясения в реальных многофазных, иерархически неоднородных системах блоков земной коры.

Предложено много теоретических моделей землетрясения, но ни одна не объясняет всего комплекса предвестников. Поэтому чаще всего просто непонятно, откуда «выскакивает» большинство предвестников к датчикам приборов, а значит, неясно — что, собственно, они предвещают, да и предвещают ли? Трудности усугубляются тем, что «машина землетрясений» надежно скрыта в глубинах Земли (вибрационное просвечивание, сейсмическая томография — все же пока дело будущего).

Кроме сейсмологических данных, для построения теоретических моделей используют результаты лабораторных исследований: образцы пород подвергают сжатию, регистрируя все сопутствующие эффекты. Неплохо изучено, например, аномальное увеличение объема сжатого образца за счет растрескивания. Оно может объяснить изменение скоростей продольных сейсмических волн, удельного электрического сопротивления и многие другие предвестники, проявляющиеся в сжатых породах.

Почти в каждой модели предлагаются свои этапы «созревания» подземного толчка, и потому деление предвестников и этапов прогноза по срокам довольно условно. Один из распространенных вариантов таков долгосрочные прогнозы (десятки лет и годы) соответствуют появлению предвестников на стадии накопления деформации и напряжений земной коры; средне- и краткосрочные (месяцы и дни) — развитию трещин; оперативные (часы) — необратимым процессам непосредственно перед толчком. Предвестники разной природы проявляются на разных этапах, но и «перекрываются» один другим.

Процессы на первом этапе изучены настолько, что долгосрочный прогноз — вещь уже вполне реальная, и, по мнению большинства ученых, его обязаны учитывать все — вплоть до государственных органов. Сейчас точность этого прогноза — 1—3 года при вероятности ошибок обоих видов («необнаружения» и «ложной тревоги») не более 10—20%.

Но, получив долгосрочный прогноз, его нужно постоянно проверять и уточнять, привлекая все новые данные, чтобы он «перерастал» в среднесрочный, а затем в краткосрочный. Вот тут и возникает главная трудность: чем ближе мы к событию, чем точнее хотим предсказать его — тем ниже достоверность прогноза. Множество потенциальных предвестников создает очень пеструю, мозаичную картину. Выводы, которые из нее делаются, пока чаще всего или ошибочны, или не удовлетворяют современным требованиям практики, не годятся для принятия мер.

Чтобы многочисленные предвестники стали не помехой, а помощью, в них надо навести порядок. Выделим же хотя бы основные их типы, а значит — и основные методы прогнозирования землетрясений.

1 1