ВСПЫШКИ физико-геологической активности Земли происходят постоянно и повсюду. И практически каждый раз гибнут люди и рушатся дома. Только в конце марта - начале апреля текущего года было несколько сейсмических происшествий, заставивших ученых еще раз задуматься, все ли они делают для их предотвращения, оповещения людей об опасности и просто популяризации научных знаний.
Второго апреля смертоносное цунами, вызванное землетрясением в 8,1 балла по шкале Рихтера, буквально смыло Соломоновы острова в Тихом океане, практически полностью оказался затоплен город Гизо, пострадали не менее 25-30 тыс. человек, погибли 15 человек. По некоторым данным, на западе архипелага волна достигала пяти метров. Правда, в этом регионе трясет постоянно, ведь Океания и Индонезия являются частями так называемого тихоокеанского огненного кольца (мощного тектонического разлома. - "BusinessWeek Россия"). Однако ни власти Соломоновых островов, ни жители архипелага не смогли использовать многолетний опыт, чтобы противостоять стихии.
В марте на острове Хонсю произошло землетрясение силой 4,8 балла, что для данного региона не так уж много. Жители были вовремя оповещены и переждали самое опасное время в специальных убежищах. Геофизические службы Страны восходящего солнца весьма озабочены угрозой мегаземлетрясения, аналогичного тому, что произошло в Кобе в 1923 году и унесло жизни 130 тыс. человек. Согласно прогнозам, вероятность того, что в течение ближайших 50 лет катастрофа подобного масштаба повторится, достигает 90 %. Поэтому приветствуются любые научно-технические инновации, способные снизить потери от стихийного бедствия. Одной из них может служить система, разработанная Японским метеорологическим агентством и компанией NTT В этой новинке использована разница в скорости распространения сейсмических волн. Р-волны не обладают особой силой, зато первыми прокатываются через толщу пород. Вслед за ними приходят намного более медленные, но мощные S-волны, которые и вызывают основные разрушения. Разница в скорости составляет несколько секунд, но дает системе время для оповещения.
После фиксации датчиками быстрой волны компьютеры посылают информацию по скоростной оптоволоконной сети NTT на устройства предупреждения, а информацию о силе будущего землетрясения в баллах указывают на мониторе. Но главное - начинается обратный отсчет до удара в секундах. Одновременно голосовой сигнал дает советы правильного поведения при землетрясении: не паниковать, закрыть газ, открыть двери, ведущие во двор, но не выбегать на улицу, а найти подходящее место в доме. Пока такими приборами оснащены офисы, госучреждения и больницы, но со временем они появятся и в обычных жилых домах.
СИМУЛЯЦИЯ И РЕАЛЬНОСТЬ
УЧЕНЫЕ уже создали несколько приборов, имитирующих землетрясения, а вот моделировать извержения вулканов пока можно только на одном - построенном специалистами в Институте вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН. Презентацию установки приурочили ко Дню вулканолога - 30 марта. Разработчик прибора, ведущий научный сотрудник ИВС Алексей Озеров, уточнил: "Комплекс аппаратурного моделирования базальтовых извержений (КАМБИ) позволяет с высокой точностью моделировать процессы, происходящие в недрах вулканов, от вулканического очага до питающих каналов и кратера". Установка даст возможность ученым лучше понять процессы, происходящие в вулкане на большой глубине. Имитация магмы происходит за счет использования газонасыщенной жидкости.
Опасность извержения вулканов состоит не только в их разрушительном действии на прилежащие территории. Они могут влиять на климат, причем в планетарном масштабе и самым негативным образом. Например, известно, что мощнейшее в истории человечества извержение вулкана Тамбора на острове Сумбава в Индонезии 10 апреля 1815 года повлекло за собой резкое понижение температуры на большой территории. Все дело в выбросе огромных масс пепла (свыше 100 куб. км) на высоту 43 км. Согласно современным расчетам ученых, этот пепел облетел планету три раза и вызвал глобальное похолодание, поскольку экранировал Землю от солнечных лучей. Так что следующий, 1816 год вошел в историю как "год без лета". Заморозки нанесли огромный ущерб урожаям практически во всем мире, от Америки до Франции и Германии, в результате последовали эпидемии и голод. Число жертв достигло десятков тысяч человек. В самой Индонезии в одночасье исчезли целых три царства: Пекат, Сангар и Тамбора.
В 2004 году на Сумбаве были проведены раскопки, которыми руководил профессор Сигурдссон, и снят фильм, открывший страшные подробности гибели ничего не подозревавших людей. Кто-то нянчил детей, кто-то готовил еду, чинил крыши домов, рыбачил, и все были погребены под лавой и пеплом.
СТРОИТЬ НУЖНО ЛУЧШЕ
ИЗВЕРЖЕНИЯ вулканов все-таки менее опасны, чем землетрясения. Вулкан подымит-подымит и затихнет. А даже если начнет просыпаться, то население увидит признаки его пробуждения.
С землетрясениями совсем другое дело. Может быть, оттого, что сейсмология еще очень молодая наука, а может, оттого, что тектонические процессы, определяющие напряженное состояние земной коры, мало изучены, но предсказывать землетрясения ученые пока умеют плохо. Особенно это касается краткосрочных (15 минут - 1 час) и среднесрочных прогнозов (1 час - 1 день).
Не так давно для исправления ситуации была принята федеральная программа "Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в РФ до 2010 года" , в которой научную часть модернизации сейсмологических наблюдений, мониторинга и прогнозирования сейсмической опасности и цунами координирует заместитель директора Института физики Земли РАН Евгений Рогожин. Он вспоминает, что предыдущую такую программу, в начале 90-х, благополучно провалили, поскольку финансировали всего один год. Кроме того, Россия чуть не лишилась сети сейсмических станций. "Нормальных цифровых станций в середине 90-х оставалось всего 12 штук, а это для нашей территории капля в море, - заявил "BusinessWeek Россия" Евгений Рогожин. - Теперь ситуация выправляется, Геофизическая служба РАН ежегодно вводит в строй по одной новой станции. Но Китай за то же время создал 80 станций, а Индия закупила у США примерно столько же, да еще со средствами спутниковой связи. С такими темпами мы вынуждены плестись в хвосте".
Однако помимо сейсмостанций, данные с которых анализирует Геофизическая служба РАН, у РФ есть нормальная спутниковая связь, служба предупреждения цунами, строится новый Координационный прогностический центр, который будет заниматься экспертной оценкой всевозможных сейсмических прогнозов. "Причастность Института физики Земли к организации центра объясняется тем, что у нас был свободный участок земли, пригодный для строительства, и специалисты, способные работать в этом центре. Кстати, государство выделило деньги под здание и оснащение центра, но на НИОКР их уже не нашлось".
Глава Всероссийского центра мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера МЧС России Владислав Болов считает, что от опасности землетрясений нас не убережет ни прогноз, ни увеличение количества сейсмических станций. "Проблему нужно решать через обучение населения, чтобы в случае наступления катастрофы люди были подготовлены к ней морально и организационно, но главное - через сейсмостойкое строительство. Карта сейсмоопасных зон России составлена, в Госстрое разработаны нормативы, так что остается потрудиться и возвести здания - пусть дорогостоящие, зато надежные, - говорит Болов. - А прогнозом пока стоит заниматься только как наукой. Бывают случаи, когда российские геофизики делают кратко- и среднесрочный прогноз, передают его в МЧС и настаивают на немедленном реагировании министерства. Например, ученые РАН предсказали, что в 2006 году должно случиться землетрясение разрушительной силы на Камчатке. Министерство по чрезвычайным ситуациям организовало там учения, подготовило территорию. К счастью, реальные землетрясения были очень слабые, и академия пролонгировала прогноз на весь 2007 год. Хотя, строго говоря, если ученые могут назвать время и место, но не знают магнитуды сейсмического события, то никаким прогнозом это не является - лишь оценкой сейсмической активности. МЧС не может позволить себе каждый раз тратить людские ресурсы и денежные средства только затем, чтобы оправдать теоретические расчеты какого-то ученого".
ОБУЗДАЕМ ИЛИ СПРОВОЦИРУЕМ?
ДОВОЛЬНО давно, еще в середине 60-х, нынешний президент РНЦ "Курчатовский институт" Евгений Велихов выдвинул интересную идею использования магнитогидродинамических генераторов в геологической разведке, а также в мониторинге и воздействии на неглубокие землетрясения, которым предшествует период, сопровождаемый сдвигами, деформациями пород и движением подземных вод. С помощью мощных электрических импульсов, создаваемых МГД-генераторами, можно приводить в движение минерализованную воду в окрестности очага неглубоких землетрясений. Даже незначительное количество воды, попавшей в трещину под действием электрических сил, может спровоцировать искусственное землетрясение, разряжающее природное напряжение земной коры. Так можно предотвращать реальные катастрофы. Эту гипотезу подтвердили эксперименты на Гармском полигоне в горах Памира и под Бишкеком в Киргизии, где на очаг воздействовали с помощью мощных МГД-генераторов. Землетрясения были перераспределены во времени и пространстве, а их сила значительно ослаблена.
Для разрядки землетрясений можно использовать не только генераторы, но и разнообразные формы активного воздействия, в том числе взрывы. Профессор Михаил Савин, много лет занимавшийся проблемой снятия напряжения земной коры, сопоставил сейсмоактивность и подземные ядерные взрывы, регулярно проводившиеся СССР и США с 1964 года. "Из мирового каталога практически исчезли землетрясения с магнитудой 8, 3 балла. Единственное исключение - землетрясение 20 октября 1986 года в 8, 8 балла, которое произошло в период моратория на ядерные испытания спустя 15 месяцев после их прекращения" , - отмечает Савин.
Однако использование МГД-генераторов для разрядки геологического напряжения и предупреждения землетрясений небезопасно. "Идея в принципе верна, но нет гарантий, что искусственно созданные колебания помимо нейтрализации местного землетрясения не отправятся дальше "гулять" по планете и не спровоцируют нечто более глобальное за тысячи километров, - предупреждает Владислав Болов. - Это нежелательно где угодно, но если через какое-то время "шарахнет" за рубежом, то случится международный скандал. Подобное происходит не только с землетрясениями. Например, можно расстрелять лавиноопасный склон, и с него сойдет катастрофическая лавина, какой никогда не сходило в природных условиях. Активное воздействие можно использовать в качестве техногенного носителя, если создана хорошая модель, позволяющая точно рассчитать все условия. Например, следует знать, в каком состоянии напряжения находится объект. Так что воплощение идеи активного воздействия в сейсмологии требует международной кооперации и доскональных расчетов".
ПРИРОДА НАМ ПОМОЖЕТ
АМЕРИКАНСКИЕ исследователи во главе с Джейсоном Дейонгом из Университета Калифорнии в Дэвисе отыскали микроорганизм, способный помочь человечеству в борьбе с землетрясениями. Речь идет об открытии определенных свойств аэробных бактерий Bacillus pasteurii, способных "цементировать" зыбкую песчаную почву, на которой построены здания в сейсмоопасной зоне. Ведь в момент землетрясения такая почва ведет себя как жидкость - дома в ней буквально тонут. На сегодняшний день строители научились укреплять пески, добавляя в них реактивы, связывающие отдельные песчинки. Но многие из них, например эпоксидная смола, выделяют яды не только в почву, но и в воду. А ученые добавили в песок бактерии Bacillus pasteurii, да еще внесли мочевину и кальций. В процессе жизнедеятельности микроорганизм стал вырабатывать кальцит, а тот - заполнять пустоты вокруг песчинок, тем самым "цементируя" их. В результате нет никаких выбросов токсичных веществ и не меняется структура почвы.
Значит, как бы скептически ни относились к достижениям научных умов ликвидаторы природных катастроф, ученая мысль все же способна помочь обуздать стихию.
http://www.ras.ru/
