Счет на секунды

НАУКА
27 января в турецкой провинции Элязыг произошло землетрясение магнитудой 4,2, подземные толчки были зафиксированы в 19.12 по местному времени в районе Сивридже. Очаг землетрясения залегал на глубине около 12 километров. А тремя днями ранее в том же районе в 20.55 по местному времени произошло землетрясение магнитудой 6,8, в результате которого погибли не менее 20 человек и пострадали около полутора тысяч.
Эксперты напоминают, что Турция расположена в сейсмоактивной зоне, и землетрясения, которые нередко приводят к человеческим жертвам, здесь происходят достаточно часто. Наиболее мощные колебания земной коры в этой стране были отмечены в 1999 году в районе Мраморного моря. Магнитуда подземных толчков тогда составила 7,4. Тогда в результате землетрясения погибло порядка 18 тыс. человек.
Нужна единая система предупреждения
Подземные толчки, зафиксированные в Турции 24 января и последовавшие затем афтершоки, похоже, «аукнулись» и в других странах - Сирии, Грузии, Армении и Азербайджане. Так, 26 января в 03.43 по местному времени в Каспийском море произошло землетрясение с магнитудой 3,3. Эпицентр находился на глубине 27 км, подземные толчки не ощущались.
Через день в 10 км к северо-западу от Мингячевира произошло землетрясение магнитудой 3,4. Его очаг залегал на глубине 28 км, подземные толчки также не ощущались.
По мнению экспертов, современные системы предупреждения о землетрясениях более эффективны, когда речь идет о слабых толчках, а при мощных толчках могут подвести. К такому выводу пришли ученые из Геологической службы США в новом исследовании. Сейсмологи смоделировали землетрясение вдоль трансформного разлома Сан-Андреас, проходящего через побережье Тихого океана по территории американского штата Калифорния. В ближайшие 30 лет там ожидается мощное землетрясение магнитудой 6,5 или более.
Можно выиграть время, раньше предупреждая население о грядущем катаклизме. Однако в таком случае калифорнийцам придется терпеть некоторое число «ложных тревог» по поводу более мелких происшествий.
Увеличить время предупреждения можно, если начинать бить тревогу, когда землетрясение только начинается, то есть до момента, когда будет измерена его полная магнитуда. В таком случае люди, живущие вдали от эпицентра, иногда будут получать сигналы тревоги о толчках, которых они даже не почувствуют. «Мы можем добиться увеличения времени предупреждения для слабых толчков, но мы не можем сильно загодя предсказать сильные землетрясения», - сказала одна из авторов исследования Сара Минсон в интервью ВВС. - Как вариант, мы можем предупреждать вас каждый раз, когда происходит землетрясение, могущее привести к слабому сотрясению земли в месте, где вы находитесь. Многие маленькие землетрясения не перерастают в большие».
Системы раннего предупреждения о землетрясениях используются уже многие годы в Мексике и Японии. Сегодня аналогичную систему под названием ShakeAlert разрабатывают для западного побережья Северной Америки. Как она сможет предсказать непредсказуемое? Если коротко отвечать на этот вопрос, никак. «Это неверное название. Система предупреждает о землетрясениях не заранее, а уже после того, как они происходят. Это система раннего предупреждения о колебаниях земной поверхности», - говорит доктор Минсон.
Как известно, землетрясения возникают вдоль границ тектонической плиты и изъянов в земной коре - протяженных трещин, где со временем происходит трение. Однако движение происходит не по всей длине разлома, говорит доктор Люси Джонс, сейсмолог, - оно начинается из эпицентра, а затем разрыв проходит по остальной длине разлома, как будто бы вы разрываете лист бумаги, энергия высвобождается в два этапа.
За сейсмической активностью тщательно следят во всех странах, где происходят землетрясения. Сначала происходит сейсмический удар в форме первичных волн (p-волны) - самых быстрых и ранних. За ним следуют более медленные вторничные s-волны, которые вызывают колебания земли вверх-вниз - тряску, которую ощущают люди в ходе землетрясения.
Физика землетрясений - одна из причин, из-за которой до сих пор не существует единой универсальной системы предупреждения о землетрясениях для всех сейсмически чувствительных стран. К примеру, в Калифорнии и Японии люди живут рядом с тектоническими разломами, поэтому в деле их предупреждения дорога каждая секунда.
Мощные землетрясения трудно предсказать
Обычно система дает предупреждение как минимум за минуту. В случае легкого землетрясения речь может идти о дополнительных 50 секундах, при крупном землетрясении - всего лишь 8 секундах, показало исследование доктора Минсон и ее коллег.
Для обеспечения более высокого уровня сейсмологических исследований с 2008 года на всей территории Азербайджана стали устанавливать телеметрические сейсмические станции (Kinemetriks, США), работающие посредством телеметрического спутника. Кроме того, в целях расширения геофизических исследований впервые в азербайджанском секторе Каспийского моря установлены три глубоководные сейсмические и GPS-станции. «Наши исследования, - заявил директор РЦСС Гурбан Етирмишли, - с интересом встречаются зарубежными коллегами. РЦСС сотрудничает с более чем 20 сейсмологическими центрами зарубежных стран, является членом четырех важных международных сейсмологических организаций».
Поэтому неудивительно, что Баку часто проводит научные мероприятия международного уровня, где ученые обсуждают новейшие программы по переработке и идентификации сейсмологических сведений, сейсмонаблюдений и сейсмотектонических особенностей Кавказа, а также методические аспекты определения магнитуд. Что касается возможности в настоящее время точно прогнозировать время и место землетрясения, завотделом геодинамики Института геологии и геофизики НАНА академик Фахраддин Гадиров отвечает, что это невозможно.
Проблемы, связанные с прогнозированием землетрясений, и сегодня не теряют своей актуальности в силу необходимости разъяснения ряда факторов. К таковым, в частности, специалисты относят механизм причинно-следственных геофизических процессов, связанных с накоплением избыточных упругих напряжений в сейсмогенных областях.
Свое мнение по поводу недавних землетрясений в Турции и прогноза сейсмоопасности в Азербайджане высказал в интервью корреспонденту газеты «Каспiй» один из известных в мире экспертов, ведущий специалист в области геодинамики и региональной геофизики профессор Тель-Авивского университета Лев Эппельбаум. По его мнению, последние геодинамические события в турецкой провинции Элязыг Турции никак не могут быть связаны с прогнозом геодинамической активности в Азербайджане. «На земном шаре, - пояснил он, - статистически ежегодно случается около 100 землетрясений силой 6,0-6,9 балла. По всей видимости, между турецким землетрясением и территорией Азербайджана нет ни тектонической, ни геодинамической связи. Скорее, может обнаружиться некоторая связь с Израилем, так как разлом Мертвого моря может гипотетически протягиваться до района землетрясения в Турции (хотя знаменитый израильский тектонист профессор Цви Бен-Аврахам в этом не уверен).
Должен отметить, что в Азербайджане создана эффективная система геодинамического прогноза, во главе которой стоят известные ученые Гурбан Етирмишли, Фахраддин Гадиров, Гулам Бабаев. Все они профессионалы высокого уровня и в подчинении у них находятся многие десятки специалистов, постоянно повышающих свой уровень на специальных курсах как в Азербайджане, так и за рубежом. А сейсмологическая сеть Азербайджана включает почти
50 специальных сейсмических станций, наблюдаются также аномальные изменения вариаций поля силы тяжести, вариаций магнитного и электрического полей, эманации газа радон, ряд геохимических показателей».
Время и вероятность события
- Но даже наилучшие эксперты, собранные вместе, не дают гарантии точного предсказания землетрясений, так?
- Совершенно верно. Несмотря на усилия специалистов многих стран, системы точного предсказания землетрясений пока не создано. Один известный американский геофизик-сейсмолог на своих презентациях на конференциях любит демонстрировать следующий график. На оси «икс» отмечается время, а на оси «игрек» - вероятность события. Так вот, народ желает получить предсказание землетрясений с временной точностью до нескольких минут (или несколько десятков минут), и вероятностью 100%, а геофизики дают такой прогноз с временной точностью в несколько лет и с вероятностью в 20-30%. Естественно, что это вызывает общее недовольство такими прогнозами.
- Почему это происходит?
- Предсказание геодинамических событий на глубине - очень сложный процесс. Не вдаваясь в подробности, можно отметить, что на регистрируемый на земной поверхности (в приповерхностной области, в пределах атмосферы, или в космическом пространстве) геофизический сигнал влияет множество различных факторов. Это, например, изменение плотности среды, ее намагниченности, вязкости, изменение скорости и направления движения больших и малых плит, слагающих земную кору, лунно-солнечное воздействие, вращение Земли и ряд других. В целом многие ученые (и я в том числе) полагают, что интегральное воздействие всех этих факторов нелинейно и даже сильно нелинейно. Это говорит в частности о том, что даже небольшое изменение одного из факторов может привести к динамическому толчку (землетрясению).
Говоря о геофизических трудностях предсказания землетрясений, хочу привести один наглядный сильно упрощенный пример (я обычно даю его своим студентам). Пусть мы имеем чан диаметром 1 метр, в котором готовится некая пища. Разместим его на небольшой высоте над поверхностью земли (20-50 см). Повесим некоим образом над ним на высоте в 100-200 метров высокочувствительный термометр с разрешением в 0.001оС. Будем производить мониторинг температуры с целью выявить источник тепла и классифицировать тип приготавливаемой пищи.
Итак, какие главные параметры будут влиять на производимый мониторинг - площадь огня, интенсивность огня, материал, из которого изготовлен чан (сталь, железо, сплав), расстояние между огнем и чаном, температура окружающей среды, влажность окружающей среды, порывы ветра различного направления, рельеф местности, тип приготавливаемой пищи (суп, борщ, плов, мясо) и т.д. Учесть все эти параметры, даже когда они известны (чан находится на поверхности земли), крайне сложно. Что же говорить о ситуации, когда «чан» (источник землетрясения) находится на глубине в десятки и сотни километров?
- В чем же выражаются последние тенденции в мире прогноза землетрясений?
- Знаменитый ученый-сейсмолог академик советской и российской АН профессор Владимир Кейлис-Борок последние годы своей жизни провел в Калифорнии, где пытался создать систему повышенной надежности, работающей на алгоритмах, разработанных в математической теории хаоса. К сожалению, и эта система не позволила производить надежный прогноз опасных геодинамических событий. Разработанный алгоритм гораздо лучше работал для прогнозирования поведения американской биржи, чем для прогноза землетрясений.
По-видимому, будущее прогноза повышенной надежности лежит в области комплексного прогнозирования, дающего возможности численно (подчеркиваю, численно, а не визуально) объединять показания различных по своей природе физических сигналов. То есть показания отдельных геофизических методов могут по отдельности давать обычный фоновый сигнал, а их совместная обработка может показать тревожную интеграционную амплитуду. Такие способы обработки сигналов, основанные на концепциях теории информации и wavelet-методе, были разработаны с моим участием и экспертов из отделения компьютерных наук в Тель-Авивском университете.
Галия АЛИЕВА