Kako predvidjeti zemljotres. Učestalost zemljotresa različitih magnitude u svijetu godišnje. Ostrvo Sumatra, Indonezija

Knjiga o potresima i srodnim prirodnim pojavama. Govori o tome zašto se zemljotresi dešavaju. Daju se malo poznati podaci o seizmičkim katastrofama iz prošlosti i sadašnjosti. O dostignućima seizmologije i ulozi koju su potresi igrali i igraju u povijesti čovječanstva.

* * *

Navedeni uvodni fragment knjige Katastrofe u prirodi: zemljotresi (B. S. Karryev) obezbedio naš partner za knjige - kompanija litara.

Da li je moguće predvidjeti zemljotrese?

Ne sviđa mi se ovaj patološki interes za prognozu. Odvraća nas od već poznatog rizika i od već poznatih mjera koje treba poduzeti da se taj rizik otkloni. Znamo gdje su ugrožena područja i koje strukture u tim područjima su nesigurne.

Čarls Rihter, 1960

Osoba može izbjeći prijetnju samo ako ima informacije o njoj. Znanje vam omogućava da izbegnete greške, ali njegovo odsustvo ili nespremnost da se primeni uvek vodi u tragedije. Na kraju krajeva, sve katastrofe su posljedica određenih radnji ili izostanka istih. U tom smislu, pretpostavka nevinosti potresa zvuči ovako: potrebno je što bolje graditi tamo gdje nema pouzdanih podataka za procjenu seizmičkog hazarda.

Instrumentalna zapažanja, statističke metode i prostorno-vremenska analiza seizmičke aktivnosti omogućile su do kraja 20. stoljeća sastavljanje prediktivnih karata seizmičkog rizika širom svijeta. Oni ističu područja koja se razlikuju po stepenu seizmičkog hazarda.

Mape se izrađuju različitim metodama, ali u suštini imaju isti cilj - predviđanje seizmičkih uticaja na određenom mjestu sa određenom vjerovatnoćom. Ove informacije su regulisane građevinskim standardima otpornim na potrese u mnogim zemljama. Neophodan je za projektovanje inženjerskih objekata, planiranje postavljanja kritičnih objekata, urbanističko planiranje itd. Seizmičke prognoze se rade dugi niz godina, spašavaju hiljade života i čuvaju značajna materijalna dobra.

Zapravo, ovo je prognoza zasnovana na podacima naučnih istraživanja. Slično je već poznatim metodama zaštite ljudi u ekstremnim situacijama - od čamaca za spašavanje na brodovima do zračnih jastuka u automobilima. Nije činjenica da će oni ikada biti potrebni, ali vjerovatnoća ekstremnih situacija nikada nije nula.

Zaglušujuće posljedice seizmičkih katastrofa su psihološki neprihvatljive savremeno čovečanstvo. Stoga se, a najčešće nakon razornih potresa, postavlja pitanje - zašto je nemoguće unaprijed upozoriti na jake potrese, slično kako se prave vremenske prognoze?

Različiti izvještaji o vjesnicima potresa dugo su doveli do ideje da je sasvim moguće predvidjeti trenutak nastanka podzemnog šoka godinama, mjesecima, danima, pa čak i satima unaprijed. Zapravo, za to je potrebno riješiti nekoliko problema.

Razumjeti mehanizam nastanka zemljotresa, identificirati nekoliko pouzdanih prethodnika, kreirati sistem praćenja opasna zona i stvoriti uslugu za upozorenje stanovništva o "seizmičkom vremenu". Međutim, prošlo je mnogo godina od postavljanja ovog problema, ali ne postoji tehnologija za predviđanje potresa, kao što nema ni uspješnih, tj. tačne prognoze koje su omogućile spašavanje života.

Entuzijazam 50-ih godina prošlog stoljeća, kada se činilo da je dovoljno samo odrediti nekoliko parametara za praćenje stanja žarišne zone i da bi problem pravovremene prognoze bio riješen, zamijenjen je sviješću o postojećem stvarnost. Ovdje se, naravno, ne radi o nevoljkosti ili nesposobnosti naučnika da dobiju konkretne rezultate, već o multifaktorskoj prirodi takvog fenomena kao što je zemljotres.

Već iz samo jedne liste poznatih vjesnika podzemnih štrajkova jasno je da ih je prilično teško „spojiti“ u jedan, ali obavezan rezultat je rani, tj. prognoza sati ili dana. Istovremeno, svaki pokušaj predviđanja je koristan, jer približava tačku u vremenu iz koje će se, na ovaj ili onaj način, čovječanstvo osloboditi seizmičke prijetnje.

Vjeruje se da trenutku nastanka potresa prethodi faza intenzivnog pucanja u području njegovog izvora. Istovremeno se povećava intenzitet seizmičke buke i povećava broj mikropotresa. Izvan pripremne zone za jak potres gotovo je nemoguće otkriti ove znakove i nastaje začarani krug - mogu se naći nagovještaji gdje će doći do podzemnog udara, ali za to morate znati gdje će se dogoditi. U tom smislu, potraga za prethodnicima potresa dovodi do nekoliko paradoksa.

Prvi paradoks. Nemoguće je govoriti o fenomenu kao predznaku, jer se takvim može nazvati tek nakon zemljotresa.

Zapravo, čak i nagle promjene u promatranom parametru možda nisu povezane s procesom pripreme podzemnog udara, već nastaju zbog faktora koje posmatrač ne može kontrolirati. Samo sistematsko ponavljanje jedne ili druge pojave, s razumljivom prirodom porijekla, može se nazvati predznakom zemljotresa.

Drugi paradoks. Za veliku većinu potresa nema izvještaja o prethodnicima, ali to ne znači da se uopće nisu dogodili.

Može se reći da su informacije o prethodnicima dostupne samo za vrlo mali dio potresa koji su se dogodili na planeti. Ali to znači samo jedno - informacije o vjesnicima su dostupne tamo gdje postoje osmatrački sistemi ili gdje ljudi obraćaju pažnju na njih.

Po pravilu ne postoje posebni sistemi za evidentiranje prekursora. Ono što danas imamo dolazi od posmatranja sistema dizajniranih za druge svrhe. To mogu biti senzori za mjerenje nivoa vode u bušotinama, instrumenti za mjerenje količine proizvodnje nafte ili bilo koji drugi prilično osjetljiv industrijski sistem za posmatranje koji funkcionira već dugi niz godina. Slično onima koji se koriste za kontrolu režima podzemnih voda u urbanim ili industrijskim područjima. Geofizička i geodetska mjerenja koja se izvode za potrebe kartografije, polaganja transportnih komunikacija ili raznih nadvožnjaka itd.

Na primjer, u oblasti Ashgabat, prije zemljotresa 1948. godine, izvršeno je niveliranje za kartografiju duž profila Krasnovodsk-Ashgabat-Tedzhen 1944. godine. Upoređujući ih sa rezultatima mjerenja izvršenim četiri godine nakon zemljotresa, ustanovljeno je da su se značajne promjene dogodile u oblasti Ashgabat između 1944. i 1952. zemljine površine. Štoviše, slične promjene ustanovljene su u području izvora razornog potresa Kazandžik 1946. godine, koji se dogodio u istoj zoni. Istina, posebno je pitanje da li su nastali prije ili poslije zemljotresa? Ovo još jednom naglašava poteškoće u otkrivanju prekursora i ograničene mogućnosti istraživača.

Treći paradoks. Da bi se uočili prethodnici, potrebno je znati gdje će i kada doći do potresa, a da bi se znalo gdje će se sigurno dogoditi, potrebno je detektirati pojave koje ga nagoveštavaju.

Drugim riječima, prekursori se mogu posmatrati samo tamo gdje se potresi dešavaju, a ne tamo gdje ima opreme ili naučnika.

Istorijski gledano, u prvoj fazi su stvorene seizmičke opservatorije tamo gdje je istraživačima bilo zgodno da žive i rade. Ovaj pristup je bio opravdan jer je omogućio formiranje opšta ideja o seizmičnosti i strukturi Zemljine unutrašnjosti. Tek kasnije, kako bi se dobila detaljna slika o procesima koji se dešavaju u žarišnim zonama, počele su da se postavljaju posmatračke tačke u blizini mjesta na kojima se potresi dešavaju ili su se desili.

Instrumenti za traženje prekursora ne samo da se moraju nalaziti u području budućeg potresa, već moraju vršiti tzv. pozadinske opservacije mnogo prije toga. Neće se moći na bilo koji drugi način dokazati da je ova ili ona pojava zaista preteča. Teškoća njihovog pronalaženja je što se većina izvora jakih potresa nalazi ispod morskog dna i na pustinjskim mjestima, gdje nema naučna zapažanja se ne sprovodi, a često i sami ljudi nisu tu.

Naravno, efekat prekursora može pratiti i slabe potrese, koji se javljaju mnogo češće od jakih. Međutim, vjeruje se da što je energija potresa veća, to je veći kontrast i veća površina mogu se pojaviti znakovi upozorenja. Shodno tome, identificiranje prediktivnih obrazaca iz slabih potresa je tehnički teško, ako ne i nemoguće.

Geofizička, geodetska oprema i drugi tipovi instrumenata koji se danas koriste, po pravilu, nisu predviđeni za traženje predznaka potresa. Osim toga, uređaji se ugrađuju različitim uslovima sa različitim režimima rada. Shodno tome, dobijeni podaci su najčešće neuporedivi u različitim regijama svijeta, a otkrivene anomalije ostavljaju široko polje za spekulacije o njihovoj mogućoj povezanosti s procesom pripreme potresa.

Promjene u visinama referentnih vrijednosti duž ponovljene nivelacijske linije Krasnovodsk-Ashgabat-Tedzhen za 1944. (1) i 1952. (2) (Kolibaev, 1962; Rustanovich, 1961).

U onim slučajevima kada je bilo moguće uočiti slične pojave prije potresa, pokazalo se da se ponašaju drugačije. U nekim slučajevima se može uočiti povećanje protoka i temperature vode u izvorima prije potresa. U drugima se ovi isti parametri ponašaju suprotno - bunari presušuju ili se temperatura vode u njima smanjila. Ako su prije nekih potresa zabilježeni brzi nagibi zemljine površine ili intenzivne anomalije podzemnih plinova (radon i drugi), onda prije drugih takve promjene nisu uočene itd.

Nedosljednost pojava koje nagovještavaju jak potres posebno je upadljiva kada se analiziraju podaci o slaboj ili pozadinskoj seizmičnosti. Prilikom nekih potresa dolazi do primjetnog intenziviranja seizmičke aktivnosti, a glavni udar se može prevesti u niz malih potresa - predpotresa. Kod drugih, jak potres nastaje bukvalno niotkuda, gdje već duže vrijeme nije bilo primjetne seizmičke aktivnosti, tzv. seizmičke praznine.

Istovremeno, svi otkriveni prekursori imaju jedno zajedničko svojstvo. Gotovo nikada, na mjestu gdje su otkriveni, nije postojao dovoljan period posmatranja da se nedvosmisleno prepoznaju kao takvi. Općenito, problem dobivanja dugotrajnih i kontinuiranih serija opažanja u početku se pojavio i ostaje u nauci o potresima.

Zapravo, danas se ni jedan doktor neće upustiti u liječenje pacijenta ( ekstremne situacije isključen) bez njegove medicinske istorije i testova. Ovdje je sve jasno i ne zahtijeva objašnjenje. Možemo reći da je svako to iskusio sam. Nešto je teže objasniti zašto su za predviđanje potresa potrebna praistorija i stalna opažanja.

Sistemi za kontrolu i prevenciju udesa izgrađeni su na principu datih ili prethodno poznatih granica koje karakterišu njihovo normalno stanje. Oni se zasnivaju na radnim parametrima sistema ili uređaja koji su određeni na osnovu rezultata ispitivanja, odstupanje od kojih se smatra hitnim stanjem. Potrese koji nastaju zbog tektonskih kretanja teško je okarakterizirati bilo kojim skupom standardnih parametara. Njihova žarišta nalaze se na dubinama nedostižnim za savremene instrumente, na kojima su svojstva tvari precizno nepoznata.

Na primjer, mineralna ležišta mogu se otkriti duboko u podzemnoj površini zahvaljujući daljinskim metodama za promjenu seizmičkih svojstava okoliša i potvrđena rezultatima bušenja. Nemoguće je to učiniti u odnosu na budući izvor potresa.

Promjene nivoa radona prije japanskog zemljotresa (Kobe, 1995.).

Ako pokušate da prepoznate anomaliju koja je preteča nadolazećeg zemljotresa po nivou vode u bušotini, onda prvo morate izbušiti bunar i time uneti poremećaj u prirodnu ravnotežu nepoznatih posledica. Tada je potrebno provesti dugoročna osmatranja vodostaja u njemu i, ako se bilježe promjene, utvrditi prirodu njihovog nastanka. Pritom će uvijek ostati nedoumica da li je bušotina izbušena na pravom mjestu ili su promjene uočene u njoj vezane upravo za pripremu potresa, a ne za druge prirodnije faktore. Zašto se ovo dešava?

Prvo, narodna mudrost "Da sam znao gde ćeš pasti, raširio bih malo slame" personificirajući svakodnevni paradoks, postaje paradoks posmatranja predznaka i naučnih budžeta.

Ako imate ideju gdje se očekuje potres, senzori se mogu postaviti unaprijed za snimanje brzih geofizičkih procesa. Međutim, to se može učiniti izuzetno rijetko, a istraživači nemaju uvijek priliku da sprovode takva istraživanja. Ispostavilo se da je skupo i ekonomski neisplativo provoditi dugoročna (najvjerovatnije decenijama) osmatranja geofizičkih polja negdje u Tjen Šanu, Himalajima ili Andima samo da bi se uhvatila važan znak priprema za potres, koji sam po sebi možda neće nanijeti mnogo štete ljudima. Međutim, malo je vjerovatno da će na bilo koji drugi način biti moguće razumjeti prirodu vjesnika.

Drugo, čak i ako se izvor potresa nalazi blizu veliki grad sa odgovarajućim sistemom posmatranja, ovdje se možda neće postići dobar rezultat. Vitalna aktivnost grada unosi velike poremećaje u prirodno stanje prirodno okruženje, na čijoj pozadini je vrlo teško prepoznati znakove potresa koji se približava.

Treće, za razliku od registracije seizmičkih vibracija, fokalna zona za druge vrste osmatranja - geofizička, geodetska, hidrološka itd. nema specificirane parametre okoline za određivanje perioda alarma. Stoga je za izvođenje zaključaka o njegovom prirodnom ili anomalnom stanju potrebno provesti dugoročna promatranja.

Moderna faza istraživanja zemljotresa u velikoj je mjeri povezana s kompjuterizacijom, koja je uklonila težak teret ručne obrade zapisa i podataka o potresima. Kompjuteri su omogućili brzo prikupljanje, obradu i prenošenje velikih količina informacija, te korištenje metoda za modeliranje situacija za određivanje alarmantnog perioda.

Možda će se situacija promijeniti s pojavom umjetne inteligencije (AI). No, trebat će mu i pouzdani podaci s kojima će, bez ljudske intuicije, teško donijeti ispravne zaključke. Snaga kompjuterskih sistema svake godine raste, pojavljuju se globalni sistemi za praćenje životne sredine, što povećava efikasnost traženja pojava vezanih za pripremu zemljotresa.

Promjene u nivou visokofrekventne buke prije primjetnog zemljotresa u regiji Ashgabat, 1982. (Karryev, 1985.).

Tridesetih godina prošlog stoljeća, američki matematičar John von Neumann, raspravljajući o izgledima korištenja računskih metoda za predviđanje vremena, primijetio je: “Klimu određuju stabilni i nestabilni procesi, odnosno oni koji zavise od malih poremećaja. Računari će nam omogućiti da izračunamo i prvo i drugo. I tada ćemo moći da predvidimo sve što ne možemo da kontrolišemo i da kontrolišemo sve što ne možemo da predvidimo.”

Što se tiče vremena, mnogo toga što je rečeno pokazalo se kao istina, ali u prognozi potresa sve se pokazalo pogrešnim. Međutim, danas poznati prekursori su već klasifikovani. Pokazalo se, opet retrospektivno, da se svi oni različito manifestuju u različitim okolnostima, ali su uglavnom povezani sa geološkim i geofizičkim karakteristikama strukture zemljine unutrašnjosti na jednom ili drugom mjestu. Stoga, odajući počast stanju u proučavanju prethodnika potresa, japanski seizmolog Keiichi Kasahara je prije mnogo godina primijetio: “Naučna istraživanja predviđanja su još uvijek u fazi u kojoj empirizam igra značajnu ulogu. Zbog toga bitan dokumentovanje događaja koji su se već desili ima značenje za nas.”

Zasebno je pitanje odgovornosti naučnika i nenaučnika za lažne ili nepouzdane prognoze, tačnije za predviđanja zemljotresa i drugih peripetija prirode. Takva predviđanja u pravilu mogu uzrokovati ekonomske posljedice i, rjeđe, ljudske žrtve. Osnovni uzrok tome je dobro poznat – historijsko sjećanje ljudi na patnju i nesreću, podstaknuto vjerskim izjavama o neizbježnoj kazni ljudi itd., čini ih posebno ranjivim na takve poruke. Ovo je jedna strana problema.

Drugi, ozbiljniji, uključuje obmanjivanje stanovništva o stvarnoj prijetnji. Postoji mnogo primjera za to. Od potcenjivanja stepena opasnosti u vreme kada je to sasvim realno tokom izgradnje, planiranja zaštitnih mera itd. Ovo se dešavalo na teritoriji bivši SSSR više puta. Brojni su slučajevi ignorisanja stvarne prijetnje, kako u ekonomski razvijenim tako iu siromašnim zemljama. Indikativan slučaj dogodio se u italijanskom gradu L'Aquila.

Apelacioni sud italijanskog grada L'Aquila je 2014. godine oslobodio sedam eksperata komisije za procjenu rizika koji su prethodno bili osuđeni na šest godina zatvora zbog greške u procjeni seizmičke situacije u gradu 2009. godine. Slučaj je pokrenut jer Tridesetak stanovnika grada podnijelo je zvaničan zahtjev pravosudnim organima, koji smatraju da su naučnici trebali upozoriti grad na opasnost barem nekoliko dana unaprijed.

Potres u L'Aquili sa M = 6,3 Rihterove skale dogodio se 6. aprila 2009. u 3:32 ujutro po lokalnom vremenu. Prema podacima Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju Italije, hipocentar potresa bio je na dubini od 8,8 kilometara, pet kilometara od centra grada. Broj mrtvih do 11. aprila 2009. uveče iznosio je 293 osobe, 10 osoba je nestalo, 29 hiljada ljudi ostalo je bez krova nad glavom.

Pozadina je ovo. Šest mjeseci prije velikog zemljotresa u gradu su se osjećali slabi potresi. U blizini budućeg potresa zabilježena je anomalna seizmička aktivnost. Sedmicu prije glavnog udara 30. marta i neposredno prije njega, na vrlo maloj dubini - oko dva kilometra od zemljine površine, dogodila su se dva predšoka magnitude od oko četiri stepena Rihterove skale.

Dana 31. marta, šest dana prije tragedije, služba javne zaštite sastala se sa komisijom za procjenu rizika od šest naučnika kako bi procijenila mogućnost velikog zemljotresa. Komisija je to zaključila "Nema razloga za pretpostavku da je niz manjih potresa uvod u veliki seizmički događaj", I “Veliki potres u ovoj regiji je malo vjerojatan, iako nije nemoguć.”

Međutim, potres se dogodio, a šest naučnika, uključujući predsjednika Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju u Rimu, Enza Boschija, postali su optuženi u slučaju ubistva. S jedne strane, ovo je netipičan slučaj kada su naučnici optuženi za krivično djelo. S druge strane, pitanje je da i pored svih opasnih znakova, stručnjaci nisu upozorili stanovnike na mogućnost zemljotresa.

Praksa je pokazala da je prijetnja bila stvarna i da ljudi koji su se oslanjali na vlastita osjećanja nisu povrijeđeni. S druge strane, razumijevanje prijetnje omogućilo je da se unaprijed preduzmu mjere kako bi se poboljšala seizmička otpornost zgrada i pripremilo stanovništvo za hitan slučaj. Naravno, to nije stvar naučnika, već administratora na svim nivoima, tačnije u sistemu javne uprave, čiji je jedan od zadataka da osigura zaštitu svojih građana. Sličan primjer se može naći u Japanu.

Veliki zemljotres Kobe Hanšin dogodio se 17. januara 1995. godine. Prije glavnog udara, seizmička opservatorija je zabilježila nekoliko predpotresa u zoni izvora potresa. Prije potresa u Hanšinu, gradsko područje nije doživjelo veći potres skoro 400 godina. Drugim riječima, postojali su svi preduslovi da se prijetnja ocijeni kao stvarna i unaprijed preduzmu potrebne mjere.

Posljedice potresa bile su strašne jer grad i njegovi stanovnici nisu bili spremni za njega. Retrospektivno su identificirani faktori koji su odredili razmjere tragedije i, čini se, izvučeni su svi potrebni zaključci. Međutim, sljedeća tragedija u Japanu, zemljotres na istočnoj obali Honšua 11. marta 2011. godine, pokazala je još jednu nesposobnost vlasti da ispravno procijene prirodne opasnosti. Ne samo u smislu preventivnih mjera, već iu modeliranju kvarova kako u sistemu upravljanja, tako iu osiguranju sigurnosti velikih infrastrukturnih jedinica i nuklearnih elektrana.

Vrhovni sud Čilea naložio je 2013. godine vladi te zemlje da isplati odštetu porodici Marija Ovanda, koji je poginuo tokom cunamija u februaru 2010. godine. Očigledno, odluka suda da rodbini nadoknadi sto hiljada dolara mogla bi otvoriti put za stotine sličnih tužbi. Može se složiti sa argumentima porodice Ovando da je Mariova smrt rezultat nemara vlasti koje su kobne noći objavile da nema opasnosti od cunamija. Ubrzo nakon radio poruke, stihije su odnijele kuću Marija Ovanda u luci Talcahuano na jugu zemlje. Ukupno je oko 500 ljudi poginulo u potresu i cunamiju u Čileu.

Drugim riječima, zvanični izvještaji o odsustvu opasnosti, kada je postoji, dovode do tragedija. Slični slučajevi uključuju događaje u L'Aquili, Kobeu i Fakushimi. Veliki rizik tvrditi da se ništa neće dogoditi u situaciji kada nema ni metodologije ni podataka za prognozu, jer je sama pretpostavka o minimalnom riziku od prirodne katastrofe, zapravo, realna prognoza.

Ako ne postoji seizmička istorija istraživanog područja, koji podaci se onda mogu koristiti za prognozu jedan dan, sedmicu, mjesec ili godinu prije očekivanog zemljotresa?

Naučnici sugerišu da se kako se zemljotres približava, fizička i hemijska svojstva životne sredine na njenom izvoru menjaju. Dakle, čak i bez predstave o seizmičkom režimu teritorije i posmatranja stanja podzemlja u dužem vremenskom periodu različitim metodama (seizmoakustika, režim podzemnih voda, gravimetrija, nivelacija, elektromagnetna merenja itd.) može se detektovati trenutak pripreme zemljotresa. To djelimično potvrđuju i rezultati laboratorijskih eksperimenata i terenskih opservacija. Donekle, o tome svjedoče brojne činjenice o abnormalnom ponašanju životinja prije podzemnog udara.

Kraj uvodnog fragmenta.

Doktor geoloških i mineraloških nauka Nikolaj Koronovski, kandidat geoloških i mineraloških nauka Alfred Naimark.

Zemljotres 12. januara 2010. godine, Port-au-Prince, glavni grad Republike Haiti. Uništena predsednička palata i gradski blokovi. Ukupan broj umrlih je 220 hiljada.

Nauka i život // Ilustracije

Prognoza seizmičkog hazarda i potresa u poređenju sa klimatskim i vremenskim prognozama (prema V.I. Ulomovu, http://seismos-u.ifz.ru).

Potres u Vanu (Turska), 2011.

Rice. 1. Prekursorske i postseizmičke anomalije na grafovima agregiranih signala, Kina (prema A. Lyubushin, 2007).

Rice. 2. Anomalije prije zemljotresa u Japanu 25. septembra 2003. i 11. marta 2011. ograničene su vertikalnim linijama (prema A. Lyubushin, 2011).

Ne prođe godina a da se negdje ne dogodi katastrofalan potres koji prouzrokuje totalna razaranja i žrtve, čiji broj može doseći desetine i stotine hiljada. A tu je i cunami - nenormalno visoki talasi koji nastaju u okeanima nakon zemljotresa i odnose sela i gradove zajedno sa njihovim stanovnicima na niskim obalama. Ove katastrofe su uvijek neočekivane, njihova iznenadnost i nepredvidivost su zastrašujuće. Zar moderna nauka zaista nije u stanju da predvidi takve kataklizme? Uostalom, predviđaju uragane, tornada, promjene vremena, poplave, magnetske oluje, čak i vulkanske erupcije, ali sa zemljotresima - potpuni neuspjeh. A društvo često vjeruje da su naučnici krivi. Tako je u Italiji suđeno šestorici geofizičara i seizmologa jer nisu predvidjeli potres u L'Aquili 2009. godine, koji je odnio živote 300 ljudi.

Čini se da postoji mnogo različitih instrumentalnih metoda i uređaja koji bilježe i najmanje deformacije zemljine kore. Ali prognoza zemljotresa nije uspjela. U čemu je stvar? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, prvo razmotrimo šta je potres.

Najgornja ljuska Zemlje - litosfera, koja se sastoji od čvrste kore debljine 5-10 km u okeanima i do 70 km ispod planinskih lanaca - podijeljena je na niz ploča koje se nazivaju litosferne. Ispod je također čvrsti gornji plašt, odnosno njegov gornji dio. Ove geosfere se sastoje od raznih stijena visoke tvrdoće. Ali u debljini gornjeg plašta na različitim dubinama nalazi se sloj koji se naziva astenosferski (od grčkog asthenos - slab), koji ima niži viskozitet u odnosu na gornje i donje stijene plašta. Pretpostavlja se da je astenosfera „mazivo“ kroz koje se mogu kretati litosferske ploče i dijelovi gornjeg omotača.

Tokom svog kretanja, ploče se na nekim mjestima sudaraju, formirajući ogromne presavijene planinske lance; na drugim se, naprotiv, cijepaju i formiraju oceane čija je kora teža od kore kontinenata i sposobna je potonuti ispod njih. Ove interakcije ploča uzrokuju ogroman stres u stijenama, sabijajući ih ili, obrnuto, rastežući ih. Kada naprezanja premašuju vlačnu čvrstoću stijena, one se podvrgavaju vrlo brzom, gotovo trenutnom pomaku i pucanju. Trenutak ovog pomjeranja predstavlja potres. Ako želimo to predvidjeti, moramo dati prognozu mjesta, vremena i moguće snage.

Svaki potres je proces koji se odvija određenom ograničenom brzinom, sa formiranjem i obnavljanjem mnogih pukotina različitih razmjera, rascjepkanjem svakog od njih uz oslobađanje i preraspodjelu energije. Istovremeno, potrebno je jasno razumjeti da stijene nisu neprekidni homogeni masiv. Ima pukotine, strukturno oslabljene zone, koje značajno smanjuju njegovu ukupnu čvrstoću.

Brzina širenja puknuća ili ruptura doseže nekoliko kilometara u sekundi, proces uništavanja pokriva određeni volumen stijena - izvor potresa. Njegovo središte naziva se hipocentar, a njegova projekcija na površinu Zemlje naziva se epicentar potresa. Hipocentri se nalaze na različitim dubinama. Najdublji su do 700 km, ali često i mnogo manje.

Intenzitet, odnosno jačina potresa, koji je toliko važan za predviđanje, karakteriše se u tačkama (mjera razaranja) na skali MSK-64: od 1 do 12, kao i magnitudom M, bezdimenzionalnoj vrijednosti koju predlaže Caltech profesor C. F. Richter, koji odražava količinu oslobođene ukupne energije elastičnih vibracija.

Šta je prognoza?

Za procjenu mogućnosti i praktične korisnosti prognoze potresa, potrebno je jasno definirati koje zahtjeve ono mora ispunjavati. Ovo nije nagađanje, nije trivijalno predviđanje očigledno redovnih događaja. Prognoza se definiše kao naučno utemeljen sud o mjestu, vremenu i stanju neke pojave čiji su obrasci nastanka, širenja i promjene nepoznati ili nejasni.

Fundamentalna predvidljivost seizmičkih katastrofa duge godine nije bilo sumnje. Vjerovanje u neograničeni prediktivni potencijal nauke potkrijepljeno je naizgled prilično uvjerljivim argumentima. Seizmički događaji sa oslobađanjem ogromne energije ne mogu se dogoditi u utrobi Zemlje bez pripreme. Trebalo bi uključiti određeno restrukturiranje strukture i geofizičkih polja, što je veći to je očekivani potres intenzivniji. Manifestacije takvog restrukturiranja - abnormalne promjene Metodama geološkog, geofizičkog i geodetskog monitoringa utvrđuju se određeni parametri geološke sredine. Zadatak je, dakle, bio da se, raspolažući potrebnom tehnikom i opremom, blagovremeno evidentira pojava i razvoj ovakvih anomalija.

Međutim, pokazalo se da se čak i na područjima gdje se vrše kontinuirana pažljiva posmatranja - u Kaliforniji (SAD), Japanu - svaki put neočekivano dogode najjači potresi. Budite pouzdani i tacna prognoza empirijski to nije moguće. Razlog za to se vidi u nedovoljnom poznavanju mehanizma procesa koji se proučava.

Stoga se seizmički proces smatrao a priori načelno predvidljivim ako se mehanizmi, dokazi i potrebne tehnike, danas nejasne ili nedostatne, razumiju, dopune i poboljšaju u budućnosti. Ne postoje suštinski nepremostive prepreke za predviđanje. Postulati neograničenih mogućnosti naslijeđeni iz klasične nauke naučna saznanja, predviđanja procesa od interesa za nas su donedavno bili početni principi svakog prirodnonaučnog istraživanja. Kako se sada shvata ovaj problem?

Sasvim je očito da je i bez posebnih istraživanja moguće pouzdano „predvidjeti“, na primjer, jak potres u visokoseizmičkoj zoni prijelaza sa azijskog kontinenta na Tihi ocean u sljedećih 1000 godina. Jednako "razumno" se može reći da će na području ostrva Iturup na Kurilskom grebenu sutra u 14 sati po moskovskom vremenu doći do zemljotresa jačine 5,5 stepeni. Ali cijena za takve prognoze je sitna. Prva od prognoza je prilično pouzdana, ali nikome nije potrebna zbog izuzetno niske tačnosti; drugi je prilično precizan, ali i beskorisan, jer je njegova pouzdanost blizu nule.

Iz ovoga je jasno da: a) na bilo kom datom nivou znanja, povećanje pouzdanosti prognoze povlači smanjenje njene tačnosti, i obrnuto; b) ako je tačnost prognoze bilo koja dva parametra (na primjer, lokacija i magnituda potresa) nedovoljna, čak i tačno predviđanje trećeg parametra (vremena) gubi praktično značenje.

Dakle, glavni zadatak i glavna poteškoća predviđanja potresa je da predviđanja njegove lokacije, vremena i energije ili intenziteta istovremeno zadovoljavaju praktične zahtjeve u smislu tačnosti i pouzdanosti. Međutim, sami ovi zahtjevi variraju u zavisnosti ne samo od postignutog nivoa znanja o potresima, već i od specifičnih ciljeva prognoze koje ispunjavaju različite vrste prognoze. Uobičajeno je istaknuti:

Seizmičko zoniranje (procjene seizmičnosti za decenije - stoljeća;

Prognoze: dugoročne (za godine - decenije), srednjoročne (za mjesece - godine), kratkoročne (u vremenu 2-3 dana - sati, na mjestu 30-50 km) i ponekad operativne (u satima - minutima ).

Kratkoročna prognoza je posebno relevantna: ona je osnova za konkretna upozorenja o nadolazećoj katastrofi i za hitna akcija kako bi se smanjila šteta od toga. Cena grešaka je ovde veoma visoka. Ove greške su dvije vrste:

1. „Lažna uzbuna“, kada se nakon preduzimanja svih mjera za smanjenje broja žrtava i materijalnih gubitaka ne dogodi predviđeni jak potres.

2. „Promašivanje cilja“, kada zemljotres koji se dogodio nije bio predviđen. Takve greške su izuzetno česte: gotovo svi katastrofalni potresi su neočekivani.

U prvom slučaju šteta od narušavanja ritma života i rada hiljada ljudi može biti vrlo velika, u drugom, posljedice su pune ne samo materijalnih gubitaka, već i ljudskih žrtava. U oba slučaja, moralna odgovornost seizmologa za pogrešnu prognozu je veoma visoka. To ih tjera da budu izuzetno oprezni kada izdaju (ili ne izdaju) službena upozorenja nadležnima o prijetećoj opasnosti. Zauzvrat, vlasti, uviđajući ogromne poteškoće i strašne posljedice zaustavljanja funkcionisanja gusto naseljenog područja ili veliki grad barem dan-dva ne žure se pridržavati preporuka brojnih “amaterskih” neslužbenih prognostičara koji deklariraju 90% pa čak i 100% pouzdanost svojih predviđanja.

Visoka cijena neznanja

U međuvremenu, nepredvidljivost geokatastrofa je veoma skupa za čovečanstvo. Kako primjećuje ruski seizmolog A.D. Zavyalov, na primjer, od 1965. do 1999. zemljotresi su činili 13% ukupnog broja prirodnih katastrofa u svijetu. Od 1900. do 1999. godine bilo je 2.000 zemljotresa magnitude veće od 7. U 65 od njih M je bio veći od 8. Ljudski gubici od zemljotresa u 20. vijeku iznosili su 1,4 miliona ljudi. Od toga je u posljednjih 30 godina, kada se broj žrtava počeo preciznije računati, bilo 987 hiljada ljudi, odnosno 32,9 hiljada ljudi godišnje. Među svim prirodnim katastrofama, potresi su na trećem mjestu po broju umrlih (17% od ukupnog broja umrlih). U Rusiji, na 25% njene površine, gdje se nalazi oko 3.000 gradova i naselja, 100 velikih hidro i termoelektrana, te pet nuklearnih elektrana, mogući su seizmički udari intenziteta 7 i više. Najjači zemljotresi u dvadesetom veku dogodili su se na Kamčatki (4. novembra 1952, M = 9,0), na Aleutskim ostrvima (9. marta 1957, M = 9,1), u Čileu (22. maja 1960, M = 9,5), u Aljaska (28. mart 1964, M = 9,2).

Lista najjačih potresa posljednjih godina je impresivna.

2004, 26. decembar. Sumatra-Andaman zemljotres, M = 9,3. Najjači naknadni potres (ponovljeni šok) sa M = 7,5 dogodio se 3 sata i 22 minuta nakon glavnog udara. U prva 24 sata nakon njega registrovano je oko 220 novih potresa sa M > 4,6. Cunami je pogodio obale Šri Lanke, Indije, Indonezije, Tajlanda, Malezije; Umrlo je 230 hiljada ljudi. Tri mjeseca kasnije dogodio se naknadni potres sa M = 8,6.

2005, 28. mart. Ostrvo Nias, tri kilometra od Sumatre, potres sa M = 8,2. 1300 ljudi je umrlo.

2005, 8. oktobar. Pakistan, zemljotres sa M = 7,6; Umrlo je 73 hiljade ljudi, više od tri miliona je ostalo bez krova nad glavom.

2006, 27. maj. Ostrvo Java, zemljotres sa M = 6,2; Umrlo je 6.618 ljudi, 647 hiljada je ostalo bez krova nad glavom.

2008, 12. maj. Provincija Sichuan, Kina, 92 km od Chengdua, potres M = 7,9; Ubijeno je 87 hiljada ljudi, 370 hiljada je ranjeno, 5 miliona je ostalo bez krova nad glavom.

2009, 6. april. Italija, zemljotres sa M = 5,8 u blizini istorijskog grada L'Aquila; Žrtve je postalo 300 ljudi, povrijeđeno 1,5 hiljada, više od 50 hiljada je ostalo bez krova nad glavom.

2010, 12. januar. Ostrvo Haiti, nekoliko milja od obale, dva zemljotresa sa M = 7,0 i 5,9 u roku od nekoliko minuta. Umrlo je oko 220 hiljada ljudi.

2011, 11. mart. Japan, dva zemljotresa: M = 9,0, epicentar 373 km sjeveroistočno od Tokija; M = 7,1, epicentar 505 km sjeveroistočno od Tokija. Katastrofalan cunami, više od 13 hiljada ljudi je poginulo, 15,5 hiljada je nestalo, uništenje nuklearne elektrane. 30 minuta nakon glavnog šoka - naknadni potres sa M = 7,9, zatim drugi udar sa M = 7,7. Tokom prvog dana nakon potresa registrovano je oko 160 potresa magnitude od 4,6 do 7,1, od čega 22 šoka sa M > 6. Tokom drugog dana registrovano je oko 130 naknadnih potresa sa M > 4,6 (od čega 7 naknadni potresi sa M > 6,0). Tokom trećeg dana, ovaj broj je pao na 86 (uključujući jedan šok sa M = 6,0). 28. dana dogodio se potres sa M=7,1. Do 12. aprila registrovano je 940 naknadnih potresa sa M > 4,6. Epicentri naknadnih potresa zahvatili su područje dužine oko 650 km i širine oko 350 km.

Svi, bez izuzetka, navedeni događaji su se pokazali kao neočekivani ili „predviđeni“ ne tako definitivno i tačno da bi se mogle preduzeti određene sigurnosne mere. U međuvremenu, izjave o mogućnosti, pa čak i ponovljenoj implementaciji pouzdane kratkoročne prognoze konkretnih potresa, nisu neuobičajene kako na stranicama naučnih publikacija tako i na internetu.

Priča o dvije prognoze

Na području grada Haicheng, provincija Liaoning (Kina), početkom 70-ih godina prošlog stoljeća, u više navrata su uočeni znaci mogućeg jakog potresa: promjene nagiba zemljine površine, geomagnetsko polje, električna energija tla. otpor, nivo vode u bunarima i ponašanje životinja. U januaru 1975. godine najavljena je opasnost koja prijeti. Početkom februara nivo vode u bunarima naglo je porastao, a broj slabih potresa se znatno povećao. Do večeri 3. februara, seizmolozi su obavijestili vlasti o neposrednoj katastrofi. Sljedećeg jutra dogodio se potres jačine 4,7 stepeni. U 14 sati najavljeno je da je vjerovatno još jači udar. Stanovnici su napustili svoje domove i preduzete su mjere obezbjeđenja. U 19:36 snažan udar (M = 7,3) izazvao je široka razaranja, ali je bilo malo žrtava.

Ovo je jedini primjer kratkoročne prognoze koja je iznenađujuće precizna u vremenu, lokaciji i (približno) intenzitetu razornog zemljotresa. Međutim, druge, vrlo rijetke prognoze koje su se ostvarile bile su nedovoljno određene. Glavna stvar je da je broj i nepredviđenih stvarnih događaja i lažnih uzbuna ostao izuzetno velik. To je značilo da nije postojao pouzdan algoritam za stabilno i tačno predviđanje seizmičkih katastrofa, a prognoza Haicheng-a je najvjerovatnije bila samo neobično uspješan stjecaj okolnosti. Dakle, nešto više od godinu dana kasnije, u julu 1976. godine, 200-300 km istočno od Pekinga dogodio se potres sa M = 7,9. Grad Tangshan je potpuno uništen, ubivši 250 hiljada ljudi. Nije bilo konkretnih nagovještaja katastrofe, niti je proglašena uzbuna.

Nakon ovoga, kao i nakon neuspjeha dugogodišnjeg eksperimenta predviđanja potresa u Parkfieldu (SAD, Kalifornija) sredinom 80-ih godina prošlog stoljeća, zavladao je skepticizam u pogledu izgleda za rješavanje problema. To se odrazilo na većinu izvještaja na skupu “Evaluacija projekata prognoze zemljotresa” u Londonu (1996.), koji su održali Kraljevsko astronomsko društvo i Zajedničko udruženje geofizičara, kao i u raspravi seizmologa iz različitih zemalja u stranice časopisa Nature (februar - april 1999. godine).

Mnogo kasnije od potresa u Tangshanu, ruski naučnik A. A. Lyubushin, analizirajući podatke geofizičkog monitoringa tih godina, uspio je identificirati anomaliju koja je prethodila ovom događaju (na gornjem grafikonu slike 1 istaknuta je desnom okomitom linijom). Anomalija koja odgovara ovoj katastrofi je takođe prisutna u donjem, modifikovanom grafikonu signala. Oba grafikona sadrže druge anomalije koje nisu mnogo gore od pomenutog, ali se ne poklapaju ni sa jednim zemljotresom. Ali u početku nije pronađen prethodnik potresa u Haichengu (lijeva okomita linija); anomalija je otkrivena tek nakon modifikacije grafikona (slika 1, dole). Stoga, iako je u ovom slučaju bilo moguće identificirati prethodnike potresa Tangshan i, u manjoj mjeri, Haicheng a posteriori, nije pronađena pouzdana prediktivna identifikacija znakova budućih destruktivnih događaja.

Danas, analizirajući rezultate dugotrajnih, od 1997. godine, kontinuiranih snimanja mikroseizmičke pozadine na Japanskim ostrvima, A.Ljubušin je to otkrio čak šest mjeseci prije snažnog zemljotresa na ostrvu. Hokkaido (M = 8,3; 25. septembra 2003.) došlo je do smanjenja vremenske prosječne vrijednosti signala prekursora, nakon čega se signal nije vratio na prethodni nivo i stabilizirao se na niskim vrijednostima. Od sredine 2002. godine, ovo je praćeno povećanjem sinhronizacije vrijednosti ove karakteristike na različitim stanicama. Sa stanovišta teorije katastrofe, takva sinhronizacija je znak približavanja prelaska sistema koji se proučava u kvalitativno novo stanje, u ovom slučaju naznaka predstojeće katastrofe. Ovi i kasniji rezultati obrade dostupnih podataka doveli su do pretpostavke da je događaj na ostrvu. Hokaido, iako snažan, samo je predznak još snažnije nadolazeće katastrofe. Dakle, na sl. Na slici 3 prikazane su dvije anomalije u ponašanju signala prekursora - oštri minimumi 2002. i 2009. godine. Budući da je prvi od njih bio praćen zemljotresom 25. septembra 2003. godine, drugi minimum bi mogao biti predznak još snažnijeg događaja sa M = 8,5-9. Njegovo mjesto je označeno kao “japanska ostrva”; tačnije je utvrđeno retrospektivno, naknadno. Vrijeme događaja je prvo predviđeno (april 2010.) za jul 2010. godine, a zatim od jula 2010. godine na neodređeno vrijeme, što je isključilo mogućnost proglašavanja alarma. Desilo se to 11. marta 2011. godine, a sudeći prema sl. 2, moglo se očekivati ​​ranije i kasnije.

Ova prognoza se odnosi na srednjoročne, koje su i ranije bile uspješne. Kratkoročne uspješne prognoze su uvijek rijetke: pronaći bilo kakvu stabilnu efektivni set nije bilo znakova upozorenja. A sada ne postoji način da se unaprijed zna u kojim će situacijama isti prethodnici biti efikasni kao u prognozi A. Lyubushin-a.

Pouke iz prošlosti, sumnje i nade za budućnost

Kakvo je trenutno stanje problema kratkoročnog seizmičkog predviđanja? Raspon mišljenja je veoma širok.

U posljednjih 50 godina, pokušaji da se predvidi mjesto i vrijeme jakih potresa u roku od nekoliko dana bili su neuspješni. Nije bilo moguće identificirati prethodnike određenih potresa. Lokalni poremećaji različitih parametara životne sredine ne mogu biti prethodnici pojedinačnih potresa. Moguće je da je kratkoročna prognoza sa potrebnom tačnošću generalno nerealna.

U septembru 2012. godine, tokom 33. Generalne skupštine Evropske seizmološke komisije (Moskva), generalni sekretar Međunarodnog udruženja za seizmologiju i fiziku unutrašnjosti Zemlje P. Sukhadolk priznao je da se u bliskoj budućnosti ne očekuju prodorna rješenja u seizmologiji. Uočeno je da nijedan od više od 600 poznatih prekursora i nijedan njihov skup ne garantuje predviđanje zemljotresa, koji se dešavaju bez prekursora. Nije moguće pouzdano naznačiti mjesto, vrijeme i snagu kataklizme. Nade se polažu samo u predviđanja u kojima se jaki potresi javljaju s određenom učestalošću.

Dakle, da li je moguće u budućnosti povećati i tačnost i pouzdanost prognoze? Prije nego što tražite odgovor, trebali biste razumjeti: zašto bi, u stvari, potresi trebali biti predvidljivi? Tradicionalno se vjeruje da je bilo koja pojava predvidljiva ako se slični događaji koji su se već dogodili prouče dovoljno potpuno, detaljno i precizno, a predviđanje se može izgraditi analogno. Ali budući događaji se dešavaju pod uslovima koji nisu identični prethodnim, pa će se stoga sigurno na neki način razlikovati od njih. Ovaj pristup može biti efikasan ako su, kako se podrazumijeva, razlike u uvjetima nastanka i razvoja procesa koji se proučava na različitim mjestima u različito vrijeme male i mijenjaju njegov rezultat srazmjerno veličini takvih razlika, tj. takođe beznačajno. Kada se takva odstupanja ponavljaju, slučajna i imaju različita značenja, ona se značajno poništavaju, što omogućava da se na kraju dobije ne baš tačna, ali statistički prihvatljiva prognoza. Međutim, mogućnost takve predvidljivosti dovedena je u pitanje krajem 20. vijeka.

Klatno i pješčana gomila

Poznato je da je ponašanje mnogih prirodnih sistema sasvim zadovoljavajuće opisano nelinearnim diferencijalnim jednadžbama. Ali njihove odluke u određenoj kritičnoj tački evolucije postaju nestabilne i dvosmislene - teorijska putanja razvoja se grana. Jedna ili druga grana se nepredvidivo realizuje pod uticajem jedne od mnogih malih nasumičnih fluktuacija koje se uvek dešavaju u bilo kom sistemu. Izbor bi bilo moguće predvideti samo uz precizno poznavanje početnih uslova. Ali nelinearni sistemi su vrlo osjetljivi na njihove najmanje promjene. Zbog toga, uzastopno biranje putanje u samo dvije ili tri tačke grananja (bifurkacije) dovodi do činjenice da se ponašanje rješenja potpuno determinističkih jednadžbi pokazuje kaotično. To se izražava - čak i uz postupno povećanje vrijednosti bilo kojeg parametra, na primjer pritiska - u samoorganizaciji kolektivnih nepravilnih, naglo preuređenih kretanja i deformacija elemenata sistema i njihovih agregacija. Takav režim, koji paradoksalno kombinuje determinizam i haos i definiše se kao deterministički haos, različit od potpunog nereda, nikako nije izuzetan, i to ne samo po prirodi. Navedimo najjednostavnije primjere.

Stiskanjem fleksibilnog ravnala striktno duž uzdužne ose, nećemo moći predvidjeti u kojem smjeru će se savijati. Zamahujući klatno bez trenja toliko da dođe do tačke gornjeg, nestabilnog ravnotežnog položaja, ali ne više, nećemo moći predvidjeti hoće li se klatno vratiti unazad ili će napraviti punu revoluciju. Slanjem jedne bilijarske loptice u smjeru druge približno predviđamo putanju ove druge, ali nakon njenog sudara s trećom, a još više s četvrtom loptom, naša predviđanja će se pokazati vrlo netačnima i nestabilnim. Povećanjem gomile peska ravnomernim dodavanjem, kada se postigne određeni kritični ugao njenog nagiba, videćemo, uz kotrljanje pojedinačnih zrna peska, nepredvidiva lavinska kolapsa spontano nastalih nakupina zrna. Ovo je determinističko-haotično ponašanje sistema u stanju samoorganizovane kritičnosti. Obrasci mehaničkog ponašanja pojedinačnih zrna pijeska ovdje su dopunjeni kvalitativno novim karakteristikama određenim unutrašnjim vezama agregata zrna pijeska kao sistema.

Na principijelno sličan način formira se diskontinuirana struktura stijenskih masa - od početne raspršene mikropukotine do rasta pojedinačnih pukotina, zatim do njihovih interakcija i međusobne povezanosti. Brzi rast jednog, ranije nepredvidivog poremećaja među konkurentskim poremećajima pretvara ga u veliki seizmogeni prekid. U tom procesu svaki pojedinačni čin rupture uzrokuje nepredvidiva preuređivanja strukture i naponskog stanja u masivu.

U gornjim i drugim sličnim primjerima ne predviđaju se ni konačni ni međurezultati nelinearne evolucije određene početnim uvjetima. Ovo nije zbog uticaja mnogih faktora koje je teško uzeti u obzir, ne zbog nepoznavanja zakona mehaničkog kretanja, već zbog nemogućnosti da se početni uslovi apsolutno tačno procene. U ovim okolnostima, čak i najmanje razlike brzo guraju inicijalno slične razvojne putanje koliko god želite.

Tradicionalna strategija za predviđanje katastrofa svodi se na identifikaciju posebne anomalije prekursora, nastalu, na primjer, koncentracijom naprezanja na krajevima, pregibima i sjecištima diskontinuiteta. Da bi postala pouzdan znak šoka koji se približava, takva anomalija mora biti pojedinačna i isticati se u kontrastu s okolnom pozadinom. Ali pravo geookruženje je drugačije strukturirano. Pod opterećenjem se ponaša kao hrapav i sebi sličan blok (fraktal). To znači da blok bilo koje razine mjerila sadrži relativno malo blokova manjih veličina, a svaki od njih sadrži isti broj još manjih, itd. U takvoj strukturi ne može biti jasno izoliranih anomalija na homogenoj pozadini, već sadrži nekontrastne makro-, mezo- i mikroanomalije.

To čini tradicionalnu taktiku za rješavanje problema uzaludnom. Praćenje pripreme seizmičkih katastrofa istovremeno u nekoliko relativno bliskih potencijalnih izvora opasnosti smanjuje vjerovatnoću propuštanja događaja, ali istovremeno povećava vjerovatnoću lažnog alarma, budući da uočene anomalije nisu izolirane i nisu kontrastne u okruženju. prostor. Moguće je predvidjeti determinističko-haotičnost nelinearnog procesa u cjelini, njegovih pojedinačnih faza i scenarija za prelazak iz faze u fazu. Ali potrebna pouzdanost i tačnost kratkoročnih prognoza konkretnih događaja ostaju nedostižna. Dugogodišnje i gotovo univerzalno uvjerenje da je svaka nepredvidivost samo posljedica nedovoljnog znanja i da će potpunijom i detaljnijom studijom složena, haotičnija slika sigurno biti zamijenjena jednostavnijom, a prognoza će postati pouzdana, okrenuta da bude iluzija.

Da li je moguće predvidjeti potres? Tokom proteklih stoljeća, predložene su mnoge metode predviđanja - od računovodstva vremenskim uvjetima, tipično za zemljotrese, na opažanja položaja nebeskih tijela i neobičnosti u ponašanju životinja. Većina pokušaja predviđanja zemljotresa bila je neuspješna.

Od ranih 1960-ih Naučno istraživanje Prema prognozi, zemljotresi su poprimili neviđene razmjere, posebno u Japanu, SSSR-u, Kini i SAD-u. Njihov cilj je da predviđanje zemljotresa učini barem jednako pouzdanim kao i vremenska prognoza. Najpoznatije je predviđanje vremena i mjesta nastanka razornog potresa, posebno kratkoročna prognoza. Međutim, postoji još jedna vrsta prognoze potresa: procjena intenziteta seizmičkog potresa koji se očekuje u svakom pojedinom području. Ovaj faktor igra glavnu ulogu u odabiru lokacija za izgradnju važnih građevina kao što su brane, bolnice, nuklearni reaktori, i na kraju je najvažniji u smanjenju seizmičkih opasnosti.

Proučavanje prirode seizmičnosti na Zemlji u istorijskom vremenskom periodu omogućilo je predviđanje onih mjesta na kojima bi se u budućnosti mogli dogoditi razorni zemljotresi. Međutim, kronika prošlih potresa ne omogućava predviđanje tačnog vremena sljedeće katastrofe. Čak i u Kini, gdje se u proteklih 2.700 godina dogodilo između 500 i 1.000 razornih potresa, statistička analiza nije otkrila jasnu periodičnost najvećih potresa, ali je pokazala da se velike katastrofe mogu razdvojiti dugim periodima seizmičke tišine.

U Japanu, koji također ima dugu povijest potresa, intenzivno se istraživanje predviđanja potresa provodi od 1962. godine, ali do sada nije donijelo nikakav uspjeh. Japanski program, kombinirajući napore stotina seizmologa, geofizičara i geodeta, doveo je do primanja ogromne količine raznolikih informacija i omogućio je prepoznavanje mnogih znakova nadolazećeg potresa. Jedan od najistaknutijih prethodnika potresa među onima koji su do sada proučavani je fenomen zabilježen na zapadnoj obali japanskog ostrva Honshu. Tamo obavljena geodetska mjerenja pokazala su da je u blizini grada Niigata postojalo kontinuirano uzdizanje i spuštanje oko 60 godina. obala. Krajem 1950-ih, stopa ovog procesa se smanjila; zatim tokom zemljotresa. Niigata 16. juna 1964. godine u sjevernom dijelu ovog područja (blizu epicentra) zabilježeno je naglo slijeganje veće od 20 cm. Priroda raspodjele vertikalnih kretanja prikazanih na grafikonima razjašnjena je tek nakon potresa. Ali ako se ovakve velike promjene u nadmorskoj visini ponovo dogode, to će nesumnjivo poslužiti kao oprez. Kasnije je u Japanu sprovedeno posebno istraživanje istorijskih ciklusa potresa u okolini Tokija, a takođe su izvršena i lokalna merenja savremene deformacije kore i učestalosti potresa. Rezultati su naveli neke japanske seizmologe da sugeriraju da se trenutno ne očekuje ponavljanje velikog zemljotresa Kanto (1923.), ali da se ne mogu isključiti potresi u susjednim područjima.

Od početka ovog stoljeća, ako ne i ranije, iznijele su se pretpostavke o različitim tipovima „okidačkih mehanizama“ koji su u stanju da izazovu početno kretanje izvora potresa. Među najozbiljnijim pretpostavkama su uloga oštrih vremenskih uslova, vulkanskih erupcija i gravitacionog privlačenja Mjeseca, Sunca i planeta. Da bi se pronašli takvi efekti, analizirani su brojni katalozi potresa, uključujući vrlo pune liste za Kaliforniju, ali nisu dobijeni konačni rezultati. Na primjer, sugerirano je da se svakih 179 godina planete nađu otprilike u jednoj liniji, rezultirajuća dodatna privlačnost uzrokuje nagli porast seizmičnosti. Rasjed San Andreas u južnoj Kaliforniji nije proizveo destruktivne seizmičke udare od potresa u Fort Tejonu 1857. godine, tako da bi se utjecaj ovog "planetarnog" okidača na spomenuti rasjed 1982. smatrao posebno vjerovatnim. Na sreću po Kaliforniju, ovaj argument je ozbiljno pogrešan. Prvo, svjetski katalozi potresa pokazuju da u prošlim epizodama takvog rasporeda planeta: 1803., 1624. i 1445. godine nije uočeno povećanje seizmičke aktivnosti. Drugo, dodatno privlačenje relativno malih ili udaljenih planeta je zanemarivo u poređenju sa interakcijom između Zemlje i Sunca. To znači da pored perioda od 179 godina, moramo uzeti u obzir i mogućnost mnogih drugih periodičnosti povezanih sa zajedničko djelovanje najveća nebeska tela.

Za pružanje pouzdane prognoze kao što je predviđanje mjesečevih faza ili ishoda hemijska reakcija, obično potreban, izdržljiv teorijska osnova. Nažalost, trenutno još uvijek ne postoji precizno formulirana teorija nastanka potresa. Međutim, na osnovu našeg trenutnog, iako ograničenog, znanja o tome gdje i kada se seizmički potresi javljaju, možemo napraviti gruba predviđanja o tome kada se može očekivati ​​sljedeći najveći potres na bilo kojem poznatom rasjedu. Zaista, nakon zemljotresa 1906. G. F. Reed je, koristeći teoriju elastičnog trzaja, izjavio da će se sljedeći veliki potres u oblasti San Francisca dogoditi za otprilike stotinu godina.

Trenutno se provodi veliki broj eksperimentalnih radova. Istražuju se razne pojave, što se može pokazati kao preteča, “simptoma” nadolazećeg zemljotresa. Iako pokušaji sveobuhvatnog rješenja problema izgledaju prilično impresivno, oni daju malo razloga za optimizam: malo je vjerovatno da će sistem prognoze biti praktično implementiran u većini dijelova svijeta u bliskoj budućnosti. Osim toga, metode koje se sada čine najperspektivnijim zahtijevaju vrlo složenu opremu i mnogo truda naučnika. Uspostavljanje mreže prognostičkih stanica u svim područjima visokog seizmičkog rizika bilo bi izuzetno skupo.

Osim toga, jedna velika dilema je neraskidivo povezana s prognozom zemljotresa. Pretpostavimo da podaci seizmoloških mjerenja ukazuju da će se u određenom području u određenom vremenskom periodu dogoditi potres određene magnitude. Mora se pretpostaviti da se ovo područje ranije smatralo seizmičkim, inače se takva istraživanja na njemu ne bi provodila. Iz toga slijedi da ako se potres zaista dogodi u navedenom periodu, to se može pokazati kao puka slučajnost i neće biti jak dokaz da su metode korištene za prognozu ispravne i da neće dovesti do grešaka u budućnosti. I naravno, ako napravite konkretno predviđanje i ništa se ne dogodi, to će se uzeti kao dokaz da je metoda nepouzdana.

IN U poslednje vreme aktivnosti predviđanja zemljotresa su intenzivirane u Kaliforniji; Kao rezultat toga, 1975. godine formiran je naučni savjet čiji je zadatak da ocijeni pouzdanost prognoza za državnu agenciju za hitne slučajeve.

Odlučeno je da svaka prognoza koja se razmatra treba uključivati ​​četiri glavna elementa: 1) vrijeme tokom kojeg će se događaj dogoditi, 2) lokaciju na kojoj će se dogoditi, 3) granice magnitude, 4) procjenu vjerovatnoće slučajna slučajnost, tj. da će se zemljotres dogoditi bez veze sa pojavama koje su bile podvrgnute posebnom proučavanju.

Značaj ovakvog savjeta nije samo u tome što izvršava zadatak organa nadležnih za osiguranje minimalnih gubitaka tokom zemljotresa, već i u tome što je oprez koji takav savjet pokazuje koristan naučnicima koji prave prognoze, jer omogućava nezavisnu verifikaciju. Na široj društvenoj skali, takav naučni žiri pomaže da se iskorijene neutemeljena predviđanja svih vrsta vidovnjaka, a ponekad i beskrupuloznih ljudi koji traže slavu.

Društvene i ekonomske posljedice predviđanja potresa podliježu oprečnim tumačenjima. Kako seizmološka istraživanja napreduju u raznim zemljama Vjerovatno će se napraviti brojna predviđanja o potresima za koje se očekuje da će se dogoditi u zonama vjerovatnih izvora.

IN zapadne zemlje Proučavane su kako negativne tako i pozitivne posljedice prognoze. Kada bi, na primjer, na nekom mjestu bilo moguće pouzdano predvidjeti vrijeme velikog razornog potresa oko godinu dana prije očekivanog datuma i zatim ga kontinuirano precizirati, tada bi broj žrtava, pa čak i visina materijalne štete od ovog potresa biti značajno smanjen, ali bi odnosi s javnošću u ovoj oblasti bili poremećeni i lokalna ekonomija bi propala.

Jedini primjer uspješno predviđenog zemljotresa do danas je potres Haicheng 1975. godine u provinciji Liaoning u Kini. Tih godina, mnogo prije potresa, u Kini je organizirana mreža geoloških, geofizičkih i drugih promatranja promjena. psihičko stanje unutrašnjost zemlje, nagibi površine, seizmička aktivnost, nivoi podzemnih voda i sadržaj raznih gasova u njima. Na osnovu svih dobijenih podataka donesena je odluka o evakuaciji stanovništva grada. Nekoliko sati kasnije našao se pod ruševinama, ali gotovo da nije bilo žrtava.

Vraćajući se izuzetno složenom zadatku predviđanja potresa, napominjemo da naučnici u mnogim zemljama nastavljaju tragati za najavljivačima potresa. Danas su podijeljeni u nekoliko grupa.

Prije svega, to su seizmološki prethodnici - povećanje broja predpotresa velikog potresa.

Geofizički znakovi uključuju smanjenje električnog otpora stijena, fluktuacije u modulu vektora ukupnog magnetnog polja itd.

Među hidrogeološkim prethodnicima potresa su smanjenje, a zatim i nagli porast nivoa podzemne vode u bunarima i bunarima, promjena temperature vode, povećan sadržaj radon, ugljični dioksid i žive pare.

I, naravno, abnormalno ponašanje životinja

Ljudi su se suočili sa nasiljem zemaljskog svoda otprilike od vremena kada su sišli na ovaj svod sa drveća. Očigledno, prvi pokušaji da se objasni priroda potresa datiraju još od početka ljudske ere, u kojoj se podzemni bogovi, demoni i drugi pseudonimi tektonskih pokreta pojavljuju u izobilju. Kako su naši preci sticali stalne nastambe sa pratećim tvrđavama i kokošinjcima, šteta od podrhtavanja tla pod njima bivala je sve veća, a želja da se Vulkan umiri, ili barem predvidi njegovu nemilost, jača.

Kako god, različite zemlje u davna vremena potresali su ih razni entiteti. Japanska verzija daje vodeću ulogu onima koji žive pod zemljom džinovski som, koji se ponekad pomeraju. U martu 2011. dovela je do još jedne pobune riba najjači zemljotres i cunami.

Shema širenja cunamija u akvatoriju pacifik. Slika u boji prikazuje visinu valova koji se razilaze u različitim smjerovima, a koje je generirao zemljotres u blizini Japana. Podsjetimo, potres 11. marta oborio je talas cunamija na obalu Japana, koji je doveo do smrti najmanje 20 hiljada ljudi, širokog razaranja i transformacije riječi “Fukushima” u sinonim za Černobil. Reagiranje na cunami zahtijeva veliku brzinu. Brzina okeanskih talasa mjeri se kilometrima na sat, a seizmički valovi mjere se kilometrima u sekundi. Zbog toga postoji vremenska rezerva od 10-15 minuta za koje je potrebno obavijestiti stanovnike ugroženog područja.

Nestabilan Firmament

Zemljina kora se kreće veoma sporo, ali neprekidno. Ogromni blokovi se pritiskaju jedan na drugi i deformišu se. Kada naprezanja pređu vlačnu čvrstoću, deformacija postaje neelastična - zemljine čvrste tvari se lome, a slojevi se pomiču duž rasjeda uz elastični trzaj. Ovu teoriju prvi je predložio prije skoro sto godina američki geofizičar Harry Reid, koji je proučavao potres 1906. koji je gotovo potpuno uništio San Francisco. Od tada, naučnici su predložili mnoge teorije, detaljno opisuju tok događaja na različite načine, ali osnovni princip je uglavnom ostao isti.

Dubina mora je promjenjiva. Dolasku cunamija često prethodi povlačenje vode sa obale. Elastične deformacije zemljine kore koje prethode zemljotresu ostavljaju vodu na mestu, ali se dubina dna u odnosu na nivo mora često menja. Praćenje dubine mora provodi se mrežom posebnih instrumenata - mjerača plime i oseke, postavljenih kako na obali tako i na udaljenosti od obale.

Raznolikost verzija, nažalost, ne povećava obim znanja. Poznato je da je izvor (u znanstvenom smislu hipocentar) potresa prošireno područje u kojem dolazi do razaranja stijena uz oslobađanje energije. Njegov volumen je direktno povezan s veličinom hipocentra - što je veći, to je drhtanje jače. Žarišta razornih potresa protežu se na desetine i stotine kilometara. Tako je izvor potresa na Kamčatki 1952. imao dužinu od oko 500 km, a potres na Sumatranu, koji je izazvao najgori u decembru 2004. moderna istorija cunami - najmanje 1300 km.

Dimenzije hipocentra ne zavise samo od naprezanja akumuliranih u njemu, već i od fizičke čvrstoće stijena. Svaki pojedinačni sloj koji se nađe u zoni uništenja može ili puknuti, povećavajući razmjer događaja, ili preživjeti. Ispostavilo se da konačni rezultat ovisi o mnogim faktorima nevidljivim sa površine.

Tektonika u slikama. Sudar litosferskih ploča dovodi do njihove deformacije i nagomilavanja naprezanja.

Seizmička klima

Seizmičko zoniranje teritorije omogućava predviđanje jačine mogućih podrhtavanja na datoj lokaciji, čak i bez navođenja tačne lokacije i vremena. Dobivena karta se može uporediti sa klimatskom kartom, ali umjesto atmosferska klima prikazuje seizmiku—procjenu moguće jačine potresa na datoj lokaciji.

Početna informacija su podaci o seizmičkoj aktivnosti u prošlosti. Nažalost, povijest instrumentalnih promatranja seizmičkih procesa seže nešto više od stotinu godina, au mnogim regijama i manje. Određenu pomoć može pružiti prikupljanje podataka iz povijesnih izvora: opisi čak i antičkih autora obično su dovoljni da se utvrdi jačina potresa, budući da se odgovarajuće skale grade na osnovu svakodnevnih posljedica - razaranja zgrada, reakcija ljudi itd. Ali ovo, naravno, nije dovoljno - čovječanstvo je još premlado. Samo zato što nije bilo zemljotresa magnitude 10 u određenom regionu u proteklih nekoliko hiljada godina, to ne znači da se neće desiti tamo sledeće godine. Dokle god je riječ o običnoj niskogradnji, rizik ovog nivoa se može tolerirati, ali postavljanje nuklearnih elektrana, naftovoda i drugih potencijalno opasnih objekata očito zahtijeva veću preciznost.

Pokazalo se da je problem rješiv ako se sa pojedinačnih potresa prijeđe na razmatranje toka seizmičkih događaja, koje karakteriziraju određeni obrasci, uključujući gustinu i ponavljanje. U ovom slučaju moguće je utvrditi ovisnost učestalosti potresa o njihovoj jačini. Što su potresi slabiji, to je njihov broj veći. Ova zavisnost se može analizirati matematičkim metodama, a utvrđivanjem za određeno vremensko razdoblje, iako malo, ali potkrijepljeno instrumentalnim zapažanjima, moguće je s dovoljno pouzdanosti ekstrapolirati tok događaja nakon stotina, pa čak i hiljada godina. Vjerovatni pristup omogućava nametanje prihvatljivih ograničenja tačnosti na razmjeru budućih katastrofa.

Karta seizmičkog zoniranja OSR-97D. Boje označavaju maksimalnu razornu moć potresa s periodom ponavljanja od oko 10.000 godina. Ova karta se koristi u izgradnji nuklearnih elektrana i drugih kritičnih objekata. Jedna od manifestacija zemaljskih aktivnosti su vulkani. Njihove erupcije su šarene i ponekad destruktivne, ali seizmički udari koje stvaraju su u pravilu slabi i ne predstavljaju samostalnu prijetnju.

Kao primjer kako se to radi, možemo navesti OSR-97 set karata seizmičkog zoniranja koji se trenutno koristi u Rusiji. Prilikom sastavljanja utvrđeni su rasjedi na osnovu geoloških podataka – potencijalni izvori potresa. Njihova seizmička aktivnost je modelirana korištenjem vrlo složene matematike. Virtuelni tokovi seizmičkih događaja su zatim provjereni u odnosu na stvarnost. Rezultirajuće zavisnosti mogle bi se relativno pouzdano ekstrapolirati u budućnost. Rezultat je bio niz mapa koje prikazuju maksimalan broj događaja koji se mogu ponoviti na datoj teritoriji sa periodikom od 100 do 10.000 godina.

Preteče nevolje

Seizmičko zoniranje omogućava razumijevanje gdje treba „postaviti slamu“. Ali da bi se šteta svela na najmanju moguću meru, bilo bi dobro znati tačno vrijeme i mjesto događaja - osim procjene „klime“, imati i „vremensku“ prognozu.

Najimpresivnija kratkoročna prognoza zemljotresa napravljena je 1975. godine u kineskom gradu Haichen. Naučnici koji su nekoliko godina pratili seizmičku aktivnost oglasili su alarm 4. februara oko 14 sati. Stanovnici su izvedeni na ulice, a trgovine i industrijska preduzeća zatvoreni. Zemljotres jačine 7,3 stepena po Rihterovoj skali dogodio se u 19:36 sati, pričinivši značajnu štetu gradu, ali je bilo malo žrtava. Nažalost, ovaj primjer ostaje jedan od rijetkih do sada.

Naponi koji se nakupljaju u debljini zemlje dovode do promjena u njenim svojstvima, a u većini slučajeva mogu biti „uhvaćeni” instrumentima. Danas je poznato nekoliko stotina takvih promjena — seizmolozi ih nazivaju vjesnicima — i njihova lista raste iz godine u godinu. Povećana naprezanja zemlje mijenjaju brzinu elastičnih valova u njima, električnu provodljivost, nivo podzemne vode itd.

Jedna od tipičnih posljedica razornog zemljotresa. Stručnjaci bi intenzitet potresa ocijenili sa oko 10 bodova (na skali od 12 bodova).

Problem je u tome što su vjesnici hiroviti. Ponašaju se drugačije u različite regije, koji se pred istraživačima pojavljuje u različitim, ponekad bizarnim kombinacijama. Da biste pouzdano sastavili „mozaik“, morate znati pravila njegovog sastava, ali nemamo potpune informacije i nije činjenica da će ga jednog dana biti.

Studije od 1950-ih do 1970-ih pokazale su korelaciju između nivoa radona u podzemne vode u oblasti Taškenta sa seizmičkom aktivnošću. Sadržaj radona prije potresa u radijusu do 100 km mijenjao se 7-9 dana prije udara, prvo se povećao do maksimuma (pet dana), a zatim opao. Ali slične studije u Kirgistanu i Tien Shanu nisu pokazale stabilnu korelaciju.

Elastične deformacije zemljine kore dovode do relativno brze (mjeseci i godine) promjene nadmorske visine područja. Ove promjene su dugo i pouzdano „uhvaćene“. Početkom 1970-ih, američki stručnjaci su identificirali površinsko izdizanje u blizini grada Palmdalea u Kaliforniji, koje se nalazi direktno na rasjedu San Andreas, kojem država duguje svoju reputaciju seizmički problematičnog mjesta. Znatan trud, novac i oprema utrošeni su na pokušaj praćenja razvoja događaja i na vrijeme upozoravanja. Do sredine 1970-ih, porast površine je porastao na 35 cm, a zabilježeno je i smanjenje brzine elastičnih valova u debljini zemlje. Posmatranja vjesnika su se nastavljala dugi niz godina, koštali su mnogo dolara, ali... nije se dogodila katastrofa, stanje područja se postepeno vraćalo u normalu.

Posljednjih godina pojavili su se novi pristupi predviđanju koji se odnose na razmatranje seizmičke aktivnosti na globalnom nivou. Konkretno, seizmolozi Kamčatke, koji su tradicionalno na „najboljoj ivici“ nauke, izvještavali su o prediktivnim uspjesima. Ali stav prema predviđanju naučnog sveta u celini ipak bi se pravilnije okarakterisao kao oprezni skepticizam.

Zemlja ima jedno nesretno svojstvo: ponekad vam izmiče ispod nogu, a to nije uvijek povezano s rezultatima vesele zabave u prijateljskom krugu. Podrhtavanje tla dovodi do toga da se asfalt prevrće i kuće se urušavaju. Šta ima kod kuće?! — katastrofalni zemljotresi mogu podići ili uništiti planine, isušiti jezera i preokrenuti rijeke. U takvim situacijama stanovnicima kuća, planina i obala preostaje samo jedno: pokušati što bolje preživjeti.

Ljudi su se suočili sa nasiljem zemaljskog svoda otprilike od vremena kada su sišli na ovaj svod sa drveća. Očigledno, prvi pokušaji da se objasni priroda potresa datiraju još od početka ljudske ere, u kojoj se podzemni bogovi, demoni i drugi pseudonimi tektonskih pokreta pojavljuju u izobilju. Kako su naši preci sticali stalne nastambe sa pratećim tvrđavama i kokošinjcima, šteta od podrhtavanja tla pod njima bivala je sve veća, a želja da se Vulkan umiri, ili barem predvidi njegovu nemilost, jača.

Međutim, različite zemlje u drevnim vremenima potresali su različiti entiteti. Japanska verzija daje vodeću ulogu divovskim somovima koji žive pod zemljom, koji se ponekad kreću. U martu 2011. još jedan nered riba doveo je do snažnog zemljotresa i cunamija.

Shema širenja cunamija u Tihom okeanu. Slika u boji prikazuje visinu valova koji se razilaze u različitim smjerovima, a koje je generirao zemljotres u blizini Japana. Podsjetimo, potres 11. marta oborio je talas cunamija na obalu Japana, koji je doveo do smrti najmanje 20 hiljada ljudi, širokog razaranja i transformacije riječi “Fukushima” u sinonim za Černobil. Reagiranje na cunami zahtijeva veliku brzinu. Brzina okeanskih talasa mjeri se kilometrima na sat, a seizmički valovi mjere se kilometrima u sekundi. Zbog toga postoji vremenska rezerva od 10-15 minuta za koje je potrebno obavijestiti stanovnike ugroženog područja.

Nestabilan Firmament

Zemljina kora se kreće veoma sporo, ali neprekidno. Ogromni blokovi se pritiskaju jedan na drugi i deformišu se. Kada naprezanja pređu vlačnu čvrstoću, deformacija postaje neelastična - zemljine čvrste tvari se lome, a slojevi se pomiču duž rasjeda uz elastični trzaj. Ovu teoriju prvi je predložio prije skoro sto godina američki geofizičar Harry Reid, koji je proučavao potres 1906. koji je gotovo potpuno uništio San Francisco. Od tada, naučnici su predložili mnoge teorije, detaljno opisuju tok događaja na različite načine, ali osnovni princip je uglavnom ostao isti.

Dubina mora je promjenjiva. Dolasku cunamija često prethodi povlačenje vode sa obale. Elastične deformacije zemljine kore koje prethode zemljotresu ostavljaju vodu na mestu, ali se dubina dna u odnosu na nivo mora često menja. Praćenje dubine mora provodi se mrežom posebnih instrumenata - mjerača plime i oseke, postavljenih kako na obali tako i na udaljenosti od obale.

Raznolikost verzija, nažalost, ne povećava obim znanja. Poznato je da je izvor (u znanstvenom smislu hipocentar) potresa prošireno područje u kojem dolazi do razaranja stijena uz oslobađanje energije. Njegov volumen je direktno povezan s veličinom hipocentra - što je veći, to je drhtanje jače. Žarišta razornih potresa protežu se na desetine i stotine kilometara. Tako je izvor potresa na Kamčatki 1952. bio dug oko 500 km, a potres na Sumatranu, koji je u decembru 2004. izazvao najgori cunami u modernoj istoriji, bio je dugačak najmanje 1.300 km.

Dimenzije hipocentra ne zavise samo od naprezanja akumuliranih u njemu, već i od fizičke čvrstoće stijena. Svaki pojedinačni sloj koji se nađe u zoni uništenja može ili puknuti, povećavajući razmjer događaja, ili preživjeti. Ispostavilo se da konačni rezultat ovisi o mnogim faktorima nevidljivim sa površine.

Tektonika u slikama. Sudar litosferskih ploča dovodi do njihove deformacije i nagomilavanja naprezanja.

Seizmička klima

Seizmičko zoniranje teritorije omogućava predviđanje jačine mogućih podrhtavanja na datoj lokaciji, čak i bez navođenja tačne lokacije i vremena. Dobivena karta se može uporediti sa klimatskom kartom, ali umjesto atmosferske klime prikazuje seizmičku klimu – procjenu moguće jačine potresa na datom mjestu.

Početna informacija su podaci o seizmičkoj aktivnosti u prošlosti. Nažalost, povijest instrumentalnih promatranja seizmičkih procesa seže nešto više od stotinu godina, au mnogim regijama i manje. Određenu pomoć može pružiti prikupljanje podataka iz povijesnih izvora: opisi čak i antičkih autora obično su dovoljni da se utvrdi jačina potresa, budući da se odgovarajuće skale grade na osnovu svakodnevnih posljedica - razaranja zgrada, reakcija ljudi itd. Ali ovo, naravno, nije dovoljno - čovječanstvo je još premlado. Samo zato što nije bilo zemljotresa magnitude 10 u određenom regionu u proteklih nekoliko hiljada godina, to ne znači da se neće desiti tamo sledeće godine. Dokle god je riječ o običnoj niskogradnji, rizik ovog nivoa se može tolerirati, ali postavljanje nuklearnih elektrana, naftovoda i drugih potencijalno opasnih objekata očito zahtijeva veću preciznost.

Pokazalo se da je problem rješiv ako se sa pojedinačnih potresa prijeđe na razmatranje toka seizmičkih događaja, koje karakteriziraju određeni obrasci, uključujući gustinu i ponavljanje. U ovom slučaju moguće je utvrditi ovisnost učestalosti potresa o njihovoj jačini. Što su potresi slabiji, to je njihov broj veći. Ova zavisnost se može analizirati matematičkim metodama, a utvrđivanjem za određeno vremensko razdoblje, iako malo, ali potkrijepljeno instrumentalnim zapažanjima, moguće je s dovoljno pouzdanosti ekstrapolirati tok događaja nakon stotina, pa čak i hiljada godina. Vjerovatni pristup omogućava nametanje prihvatljivih ograničenja tačnosti na razmjeru budućih katastrofa.

Karta seizmičkog zoniranja OSR-97D. Boje označavaju maksimalnu razornu moć potresa s periodom ponavljanja od oko 10.000 godina. Ova karta se koristi u izgradnji nuklearnih elektrana i drugih kritičnih objekata. Jedna od manifestacija zemaljskih aktivnosti su vulkani. Njihove erupcije su šarene i ponekad destruktivne, ali seizmički udari koje stvaraju su u pravilu slabi i ne predstavljaju samostalnu prijetnju.

Kao primjer kako se to radi, možemo navesti OSR-97 set karata seizmičkog zoniranja koji se trenutno koristi u Rusiji. Prilikom sastavljanja utvrđeni su rasjedi na osnovu geoloških podataka – potencijalni izvori potresa. Njihova seizmička aktivnost je modelirana korištenjem vrlo složene matematike. Virtuelni tokovi seizmičkih događaja su zatim provjereni u odnosu na stvarnost. Rezultirajuće zavisnosti mogle bi se relativno pouzdano ekstrapolirati u budućnost. Rezultat je bio niz mapa koje prikazuju maksimalan broj događaja koji se mogu ponoviti na datoj teritoriji sa periodikom od 100 do 10.000 godina.

Preteče nevolje

Seizmičko zoniranje omogućava razumijevanje gdje treba „postaviti slamu“. Ali da bi se šteta svela na najmanju moguću meru, bilo bi dobro znati tačno vrijeme i mjesto događaja - osim procjene „klime“, imati i „vremensku“ prognozu.

Najimpresivnija kratkoročna prognoza zemljotresa napravljena je 1975. godine u kineskom gradu Haichen. Naučnici koji su nekoliko godina pratili seizmičku aktivnost oglasili su alarm 4. februara oko 14 sati. Stanovnici su izvedeni na ulice, a trgovine i industrijska preduzeća zatvoreni. Zemljotres jačine 7,3 stepena po Rihterovoj skali dogodio se u 19:36 sati, pričinivši značajnu štetu gradu, ali je bilo malo žrtava. Nažalost, ovaj primjer ostaje jedan od rijetkih do sada.

Naponi koji se nakupljaju u debljini zemlje dovode do promjena u njenim svojstvima, a u većini slučajeva mogu biti „uhvaćeni” instrumentima. Danas je poznato nekoliko stotina takvih promjena — seizmolozi ih nazivaju vjesnicima — i njihova lista raste iz godine u godinu. Povećana naprezanja zemlje mijenjaju brzinu elastičnih valova u njima, električnu provodljivost, nivo podzemne vode itd.

Jedna od tipičnih posljedica razornog zemljotresa. Stručnjaci bi intenzitet potresa ocijenili sa oko 10 bodova (na skali od 12 bodova).

Problem je u tome što su vjesnici hiroviti. Oni se različito ponašaju u različitim regijama, pojavljujući se istraživačima u različitim, ponekad bizarnim kombinacijama. Da biste pouzdano sastavili „mozaik“, morate znati pravila njegovog sastava, ali nemamo potpune informacije i nije činjenica da će ga jednog dana biti.

Studije od 1950-ih do 1970-ih su pokazale korelaciju sadržaja radona u podzemnim vodama u oblasti Taškenta sa seizmičkom aktivnošću. Sadržaj radona prije potresa u radijusu do 100 km mijenjao se 7-9 dana prije udara, prvo se povećao do maksimuma (pet dana), a zatim opao. Ali slične studije u Kirgistanu i Tien Shanu nisu pokazale stabilnu korelaciju.

Elastične deformacije zemljine kore dovode do relativno brze (mjeseci i godine) promjene nadmorske visine područja. Ove promjene su dugo i pouzdano „uhvaćene“. Početkom 1970-ih, američki stručnjaci su identificirali površinsko izdizanje u blizini grada Palmdalea u Kaliforniji, koje se nalazi direktno na rasjedu San Andreas, kojem država duguje svoju reputaciju seizmički problematičnog mjesta. Znatan trud, novac i oprema utrošeni su na pokušaj praćenja razvoja događaja i na vrijeme upozoravanja. Do sredine 1970-ih, porast površine je porastao na 35 cm, a zabilježeno je i smanjenje brzine elastičnih valova u debljini zemlje. Posmatranja vjesnika su se nastavljala dugi niz godina, koštali su mnogo dolara, ali... nije se dogodila katastrofa, stanje područja se postepeno vraćalo u normalu.

Posljednjih godina pojavili su se novi pristupi predviđanju koji se odnose na razmatranje seizmičke aktivnosti na globalnom nivou. Konkretno, seizmolozi Kamčatke, koji su tradicionalno na „najboljoj ivici“ nauke, izvještavali su o prediktivnim uspjesima. Ali stav prema predviđanju naučnog sveta u celini ipak bi se pravilnije okarakterisao kao oprezni skepticizam.