20% din teritoriul Rusiei aparține zonelor active din punct de vedere seismic (inclusiv 5% din teritoriu este supus unor cutremure extrem de periculoase cu magnitudinea 8-10).

În ultimul sfert de secol, în Rusia au avut loc aproximativ 30 de cutremure semnificative, adică cu o magnitudine de peste șapte pe scara Richter. 20 de milioane de oameni trăiesc în zone cu posibile cutremure distructive în Rusia.

Locuitorii din regiunea Orientului Îndepărtat a Rusiei suferă cel mai mult de cutremurele și tsunami. Coasta Pacificului a Rusiei este situată într-una dintre cele mai „fierbinți” zone ale „Inelului de foc”. Aici, în zona de tranziție de la continentul asiatic la Oceanul Pacific și joncțiunea arcurilor vulcanice Kuril-Kamchatka și ale insulei Aleutine, au loc mai mult de o treime din cutremurele Rusiei, există 30 de vulcani activi, inclusiv giganți precum Klyuchevskaya Sopka și Shiveluch. Are cea mai mare densitate de distribuție a vulcanilor activi de pe Pământ: pentru fiecare 20 km de coastă există un vulcan. Cutremurele au loc aici nu mai rar decât în ​​Japonia sau Chile. Seismologii numără de obicei cel puțin 300 de cutremure semnificative pe an. Pe harta de zonare seismică a Rusiei, zonele Kamchatka, Sahalin și Insulele Kuril aparțin așa-numitei zone cu opt și nouă puncte. Aceasta înseamnă că în aceste zone intensitatea tremurului poate ajunge la 8 și chiar 9 puncte. De asemenea, poate rezulta distrugerea. Cel mai distructiv cutremur cu magnitudinea de 9,0 pe scara Richter a avut loc pe insula Sakhalin pe 27 mai 1995. Aproximativ 3 mii de oameni au murit, orașul Neftegorsk, situat la 30 de kilometri de epicentrul cutremurului, a fost aproape complet distrus.

Regiunile seismice active ale Rusiei includ, de asemenea, Siberia de Est, unde se disting zone de 7-9 puncte în regiunea Baikal, regiunea Irkutsk și Republica Buryat.

Yakutia, prin care trece granița plăcilor euro-asiatice și nord-americane, nu este considerată doar o regiune activă din punct de vedere seismic, ci este și deținătoarea recordului: aici au loc adesea cutremure cu epicentre la nord de 70° N. După cum știu seismologii, cea mai mare parte a cutremurelor de pe Pământ au loc în apropierea ecuatorului și la latitudini medii, iar la latitudini mari astfel de evenimente sunt înregistrate extrem de rar. De exemplu, în Peninsula Kola, au fost descoperite multe urme diferite de cutremure de mare putere - în mare parte destul de vechi. Formele de relief seismogen descoperite pe Peninsula Kola sunt similare cu cele observate în zonele cu cutremure cu o intensitate de 9-10 puncte.

Alte regiuni active din punct de vedere seismic ale Rusiei includ Caucazul, pintenii Carpaților și coastele Mării Negre și Caspice. Aceste zone sunt caracterizate de cutremure cu magnitudinea 4-5. Totuși, în perioada istorică, aici au fost înregistrate și cutremure catastrofale cu o magnitudine mai mare de 8,0. Urme ale unui tsunami au fost găsite și pe coasta Mării Negre.

Cutremurele pot apărea însă și în zone care nu pot fi numite active din punct de vedere seismic. Pe 21 septembrie 2004, la Kaliningrad au fost înregistrate două serii de cutremur cu o forță de 4-5 puncte. Epicentrul cutremurului a fost la 40 de kilometri sud-est de Kaliningrad, lângă granița ruso-polonă. Conform hărților de zonare seismică generală a teritoriului Rusiei, regiunea Kaliningrad aparține unei zone sigure din punct de vedere seismic. Aici probabilitatea de a depăși intensitatea unor astfel de tremurături este de aproximativ 1% în decurs de 50 de ani.

Chiar și locuitorii din Moscova, Sankt Petersburg și alte orașe situate pe Platforma Rusă au motive de îngrijorare. Pe teritoriul Moscovei și în regiunea Moscovei, ultimul dintre aceste evenimente seismice cu magnitudinea 3-4 s-a produs în 4 martie 1977, în nopțile de 30-31 august 1986 și 5 mai 1990. Cele mai puternice cutremure seismice cunoscute la Moscova, cu o intensitate de peste 4 puncte, au fost observate la 4 octombrie 1802 și 10 noiembrie 1940. Acestea au fost „ecouri” ale cutremurelor mai mari din Carpații Orientali.

Astăzi, știința avansează cu pași mari, iar oamenii pot prezice și prognoza multe fenomene naturale în avans, inclusiv dezastrele naturale. Un cutremur este una dintre cele mai periculoase manifestări ale naturii planetei noastre, poate provoca pagube enorme. Este posibil să prezicem astăzi astfel de perturbări geologice? Cum fac oamenii de știință acest lucru? Răspunsurile la aceste întrebări sunt de interes pentru mulți oameni, în primul rând pentru cei care locuiesc în zone periculoase din punct de vedere seismic.

Știința a oferit umanității anumite capacități de a prezice dezastrele geologice, deși predicțiile nu sunt întotdeauna 100% precise. Merită să vorbim despre cum sunt făcute.

Ce cauzează cutremure?

Cutremurele sunt o consecință a proceselor geologice care au loc în manta și crustă. Plăcile litosferice se mișcă, iar în situații normale această mișcare abia se observă. Cu toate acestea, stresul se acumulează pe faliile crustale din cauza mișcărilor inegale, care în cele din urmă provoacă cutremure. Aceste fenomene nu sunt observate peste tot, sunt caracteristice locurilor turbulente din punct de vedere geologic de la joncțiunile scoarței terestre. Cel mai instabil loc este așa-numitul „cerc de foc”, care se întinde de-a lungul periferiei Oceanului Pacific. Acesta încadrează cea mai mare placă litosferică de pe planetă, pe care se află acest ocean.

Materiale conexe:

Cum s-a schimbat suprafața Pământului?

Orice mișcare, chiar și cea mai mică, a unei astfel de mase a scoarței terestre nu poate avea loc fără durere, astfel încât cutremurele au loc constant de-a lungul periferiei sale. Există, de asemenea, o activitate vulcanică masivă acolo.

Previziunile cutremurelor din trecut

Oamenii au căutat de mult să prezică dezastrele naturale. Primii pași de succes în această direcție au fost făcuți cu mii de ani în urmă în regiunile turbulente din punct de vedere geologic. În China, oamenii de știință antici au reușit să creeze o vază neobișnuită, care a fost găsită de arheologii moderni în timpul săpăturilor. Dragonii din ceramică stau pe marginea vazei, fiecare ținând o minge în gură. La cele mai mici vibrații ale pământului, prevestitoare ale unui cutremur iminent, din gura dragonilor au căzut bile - în primul rând, din direcția sursei viitorului cutremur. Astfel oamenii ar putea afla la timp despre un dezastru iminent și chiar despre ce parte ar fi localizată sursa cataclismului.

Japonia a avut și propriile evoluții - această țară a fost întotdeauna un loc turbulent. Aici oamenii se bazau mai mult pe observațiile naturii. Înainte de un cutremur, peștii de jos se ridică în straturile superioare ale apei sunt deosebit de îngrijorați. Acest lucru a fost observat de pescari, care de fiecare dată în astfel de cazuri s-au grăbit acasă pentru a-și avertiza pe cei dragi despre dezastrul iminent.

Materiale conexe:

De ce au loc cutremure?

Fapt interesant: Somnul în legendele japoneze este văzut ca un pește simbolizând pământul și stabilitatea. Poate că acest lucru se datorează tocmai faptului că, într-o situație geologică calmă, peștele înoată liniștit și încet la fund, iar înainte de cutremure începe să se repeze și să caute adăpost..

S-a remarcat, de asemenea, că focul care arde pe o lumânare sau așchie scade brusc înainte de cutremure, iar lumânarea se stinge foarte repede. Acest lucru se datorează schimbărilor geomagnetice care au loc înaintea unui cataclism. De asemenea, peste tot, oamenii au remarcat anxietatea animalelor de companie și dorința lor de a părăsi casa înainte de un dezastru. Pe baza acestor semne și a altora, oamenii din trecut au reușit adesea să se salveze pe ei înșiși, pe cei dragi sau pe proprietăți, părăsindu-și la timp casele și orașele.

Metode moderne de predicție a cutremurelor

Astăzi, seismografele sunt folosite pentru a preveni cutremure. Aceste dispozitive sunt senzori deosebit de sensibili care înregistrează orice vibrații de pe suprafața pământului. Deoarece microșocurile sunt observate pentru prima dată înainte de orice cutremur, dispozitivul oferă predicții destul de precise. El înregistrează aceste semne de avertizare și transmite informațiile oamenilor de știință, care avertizează oamenii prin mass-media. Astăzi, fiecare individ poate avea la dispoziție propriul său mic seismograf - sunt la vânzare monitoare seismice individuale care înregistrează modificările și le transmit în cadrul unei rețele, ceea ce vă permite să primiți avertismente și să le trimiteți.

Pe 23 iulie, în Iran s-a produs cel de-al patrulea cutremur într-o zi, iar numărul victimelor a ajuns la 287. Cu o zi mai devreme, în Chile au fost înregistrate cutremure cu magnitudinea de 5,2. În total, pe parcursul a 7 luni ale anului 2018, pe Pământ au avut loc 6881 de cutremure, luând 227 de vieți omenești. Dar de ce oamenii de știință nu au învățat niciodată să prezică aceste cataclisme? Realistul și-a dat seama.

Cum sunt determinate zonele seismice?

Plăcile litosferice sunt în continuă mișcare. Ciocnind și întinzându-se, ele cresc stresul în roci, ceea ce duce la ruperea lor rapidă - un cutremur. Sursa (hipocentrul) unui cutremur este situată în intestinele pământului, iar epicentrul este proiecția acestuia la suprafață.

Puterea cutremurelor este măsurată pe o scară de distrugere în puncte (de la 1 la 12), precum și magnitudinea - o mărime adimensională care reflectă energia eliberată a vibrațiilor elastice (de la 1 la 9,5 pe scara Richter).

Cel mai simplu mod pentru știință este identificarea zonelor periculoase din punct de vedere seismic și prognozarea pe termen lung a cutremurelor pentru următorii 10-15 ani. Pentru a face acest lucru, cercetătorii analizează activarea ciclică a procesului seismotectonic: nu există niciun motiv să credem că în următoarele câteva sute de ani Pământul va începe să se comporte diferit decât într-o perioadă similară de timp din trecut.

Este posibil să se prezică cutremure

Nu, cel puțin cu suficientă precizie pentru a permite planificarea programelor de evacuare. Și deși cele mai multe cutremure au loc în locații previzibile de-a lungul unor falii geologice binecunoscute, fiabilitatea prognozelor pe termen scurt lasă mult de dorit.

„Avem modele care arată că în sudul Californiei riscul de cutremure cu magnitudinea 7,5 sau mai mare în următorii 30 de ani este de 38%. Dacă aceste modele sunt folosite pentru a calcula probabilitatea de cutremure în săptămâna viitoare, probabilitatea scade la aproximativ 0,02%”, comentează Thomas Jordan, directorul Centrului de Cutremur din California de Sud.

Acest risc este destul de mic, dar încă nu este zero și, din moment ce falia de transformare San Andreas trece prin statul California, școlile locale efectuează în mod regulat exerciții pentru a se pregăti pentru un cutremur mare.

De ce sunt atât de greu de prezis cutremurele mari?

Predicțiile fiabile necesită identificarea semnalelor care ar indica un viitor cutremur mare. Asemenea semnale ar trebui să fie caracteristice doar cutremurelor mari: tremurăturile slabe și moderate cu o magnitudine de până la 5 pot duce la balansarea obiectelor suspendate, zdrăngănirea sticlei sau căderea tencuielii, ceea ce nu necesită evacuarea populației. Cu toate acestea, în 5-10% din cazuri, astfel de tremurături se dovedesc a fi șocuri premergătoare, care preced cutremurele mai puternice. Potrivit statisticilor, activitatea foreshock este caracteristică pentru 40% din cutremure medii și 70% din cutremure mari.

Seismologii încă nu au reușit să identifice evenimente specifice care au loc în mod regulat doar înaintea cutremurelor mari.

Astăzi, au fost studiate o gamă largă de potențiali predictori de cutremur, de la concentrații crescute de radon în aer și comportament neobișnuit al animalelor până la deformarea suprafeței pământului și modificări ale nivelurilor apelor subterane. Dar aceste anomalii sunt generale: fiecare dintre ele poate apărea chiar înainte de cele mai slabe șocuri.

De ce oamenii nu sunt evacuați cu cel mai mic risc de cutremur major?

Motivul principal este probabilitatea ridicată a unei alarme false. Astfel, în 1975, în Haicheng (China), seismologii au înregistrat o frecvență tot mai mare a cutremurelor slabe și au declarat o alarmă generală pe 4 februarie la ora 14.00. După 5 ore și 36 de minute, în oraș a avut loc un cutremur cu magnitudinea mai mare de 7, multe clădiri au fost distruse, dar datorită evacuării la timp, cataclismul s-a produs practic fără victime.

Din păcate, astfel de predicții de succes nu au putut fi repetate în viitor: seismologii au prezis mai multe cutremure mari care nu au avut loc, iar închiderea întreprinderilor și evacuarea populației au dus doar la pierderi economice.

Cum funcționează sistemele de avertizare timpurie a cutremurelor?

Japonia are astăzi cel mai bun sistem de avertizare timpurie pentru cutremure. Țara este literalmente „împrăștiată” cu posturi care, folosind echipamente sensibile, înregistrează undele seismice, identifică potențiale șocuri și transmit informații către Agenția de Meteorologie, care, la rândul ei, le transmite imediat la televizor, internet și telefoanele mobile ale cetățenilor. Astfel, până la sosirea celui de-al doilea val seismic, populația a fost deja avertizată cu privire la epicentrul cutremurului, amploarea acestuia și momentul de apropiere al celui de-al doilea val.

În ciuda progreselor tehnologice, chiar și sistemul de avertizare japonez se declanșează după ce a avut loc un dezastru natural. Dar până când cercetătorii studiază în detaliu procesele fizice asociate cutremurelor, nu se poate conta pe mai mult. Locuitorii din zonele active din punct de vedere seismic nu pot decât să spere că seismometrele vor deveni mai sensibile, iar observarea prin satelit va ajuta la accelerarea timpilor de prognoză.

Doctor în Științe Geologice și Mineralogice Nikolai Koronovsky, Candidatul în Științe Geologice și Mineralogice Alfred Naimark.

Cutremur din 12 ianuarie 2010, Port-au-Prince, capitala Republicii Haiti. Palatul prezidențial și blocurile orașului au fost distruse. Numărul total al deceselor este de 220 de mii.

Știință și viață // Ilustrații

Prognoza hazardului seismic și a cutremurelor în comparație cu prognozele climatice și meteorologice (conform V.I. Ulomov, http://seismos-u.ifz.ru).

Cutremur în Van (Türkiye), 2011.

Orez. 1. Anomalii precursoare și post-seismice pe grafice ale semnalelor agregate, China (conform A. Lyubushin, 2007).

Orez. 2. Anomaliile înainte de cutremurele din Japonia din 25 septembrie 2003 și 11 martie 2011 sunt limitate de linii verticale (conform A. Lyubushin, 2011).

Nu trece un an fără să se întâmple undeva un cutremur catastrofal, care să provoace distrugeri totale și victime, al căror număr poate ajunge la zeci și sute de mii. Și apoi există tsunami - valuri anormal de înalte care apar în oceane după cutremure și spală satele și orașele împreună cu locuitorii lor de pe țărmurile joase. Aceste dezastre sunt întotdeauna neașteptate; Este oare știința modernă în imposibilitatea de a prevedea astfel de cataclisme? La urma urmei, ei prezic uragane, tornade, schimbări de vreme, inundații, furtuni magnetice, chiar erupții vulcanice, dar cu cutremure - eșec complet. Și societatea crede adesea că oamenii de știință sunt de vină. Astfel, în Italia, șase geofizicieni și seismologi au fost trimiși în judecată pentru că nu au prezis cutremurul de la L'Aquila din 2009, care s-a soldat cu viețile a 300 de oameni.

S-ar părea că există multe metode și instrumente instrumentale diferite care înregistrează cele mai mici deformații ale scoarței terestre. Dar prognoza de cutremur eșuează. Deci care e problema? Pentru a răspunde la această întrebare, să ne gândim mai întâi ce este un cutremur.

Învelișul cel mai de sus al Pământului - litosfera, constând dintr-o crustă solidă cu o grosime de 5-10 km în oceane și până la 70 km sub lanțuri muntoase - este împărțită într-un număr de plăci numite litosferice. Mai jos se află și mantaua superioară solidă, sau mai precis, partea superioară a acesteia. Aceste geosfere constau din diverse roci care au duritate mare. Dar în grosimea mantalei superioare la diferite adâncimi există un strat numit astenosferic (din grecescul asthenos - slab), care are o vâscozitate mai mică în comparație cu rocile de manta de mai sus și subiacente. Se presupune că astenosfera este „lubrifiantul” prin care se pot deplasa plăcile litosferice și părțile mantalei superioare.

În timpul mișcării lor, plăcile se ciocnesc în unele locuri, formând în altele uriașe lanțuri de munți pliate, dimpotrivă, se despart formând oceane, a căror crusta este mai grea decât crusta continentelor și este capabilă să se scufunde sub ele. Aceste interacțiuni ale plăcilor provoacă stres enorm în roci, comprimându-le sau, dimpotrivă, întinzându-le. Când tensiunile depășesc rezistența la tracțiune a rocilor, acestea suferă o deplasare și o rupere foarte rapidă, aproape instantanee. Momentul acestei deplasări constituie un cutremur. Dacă vrem să o prezicem, trebuie să dăm o prognoză a locului, a timpului și a posibilelor forțe.

Orice cutremur este un proces care are loc la o anumită viteză finită, cu formarea și reînnoirea multor rupturi de scară diferită, ruperea fiecăreia dintre ele cu eliberarea și redistribuirea energiei. În același timp, este necesar să înțelegem clar că rocile nu sunt un masiv continuu omogen. Are crăpături, zone slăbite structural, care îi reduc semnificativ rezistența generală.

Viteza de propagare a unei rupturi sau rupturi atinge câțiva kilometri pe secundă, procesul de distrugere acoperă un anumit volum de roci - sursa cutremurului. Centrul său se numește hipocentru, iar proiecția sa pe suprafața Pământului este numită epicentrul cutremurului. Hipocentrii sunt localizați la diferite adâncimi. Cele mai adânci sunt până la 700 km, dar adesea mult mai puțin.

Intensitatea sau puterea cutremurelor, care este atât de importantă pentru prognoză, este caracterizată în puncte (o măsură a distrugerii) pe scara MSK-64: de la 1 la 12, precum și prin magnitudinea M, o valoare adimensională propusă de Profesorul Caltech C. F. Richter, care reflectă cantitatea de energie totală eliberată de vibrațiile elastice.

Ce este o prognoză?

Pentru a evalua posibilitatea și utilitatea practică a prognozării cutremurelor, este necesar să se definească clar ce cerințe trebuie să îndeplinească. Aceasta nu este o ghicire, nu o predicție banală a unor evenimente evident regulate. O prognoză este definită ca o judecată bazată științific despre locul, timpul și starea unui fenomen, ale cărui modele de apariție, răspândire și schimbare sunt necunoscute sau neclare.

Previzibilitatea fundamentală a dezastrelor seismice nu a ridicat niciun dubiu de mulți ani. Credința în potențialul predictiv nelimitat al științei a fost susținută de argumente aparent destul de convingătoare. Evenimentele seismice cu eliberare de energie enormă nu pot avea loc în intestinele Pământului fără pregătire. Ar trebui să includă o anumită restructurare a structurii și a câmpurilor geofizice, cu atât mai mare cu atât cutremurul așteptat este mai intens. Manifestările unei astfel de restructurari - modificări anormale ale anumitor parametri ai mediului geologic - sunt detectate prin metode de monitorizare geologică, geofizică și geodezică. Sarcina, prin urmare, a fost să, având tehnicile și echipamentele necesare, să înregistreze în timp util apariția și dezvoltarea unor astfel de anomalii.

Cu toate acestea, s-a dovedit că chiar și în zonele în care se efectuează observații continue cu atenție - în California (SUA), Japonia - cele mai puternice cutremure au loc în mod neașteptat de fiecare dată. Nu este posibil să se obțină o prognoză fiabilă și precisă empiric. Motivul pentru aceasta a fost văzut în cunoașterea insuficientă a mecanismului procesului studiat.

Astfel, procesul seismic a fost considerat a priori previzibil în principiu dacă mecanismele, dovezile și tehnicile necesare, neclare sau insuficiente astăzi, sunt înțelese, completate și îmbunătățite în viitor. Nu există obstacole fundamental de netrecut în calea prognozei. Postulatele posibilităților nelimitate ale cunoașterii științifice, moștenite din știința clasică, și predicția proceselor care ne interesează au fost, până relativ recent, principiile inițiale ale oricărei cercetări științifice naturale. Cum se înțelege această problemă acum?

Este destul de evident că, chiar și fără cercetări speciale, este posibil să „prevăd” cu încredere, de exemplu, un cutremur puternic în zona extrem de seismică de tranziție de la continentul asiatic la Oceanul Pacific în următorii 1000 de ani. La fel de „rezonabil” se poate afirma că un cutremur cu magnitudinea de 5,5 va avea loc mâine, la ora 14:00, ora Moscovei, în zona Insulei Iturup din creasta Kuril. Dar prețul pentru astfel de previziuni este jalnic. Prima dintre prognoze este destul de fiabilă, dar nimeni nu are nevoie de ea datorită preciziei sale extrem de scăzute; al doilea este destul de precis, dar și inutil, deoarece fiabilitatea sa este aproape de zero.

Din aceasta rezultă clar că: a) la orice nivel de cunoaștere, o creștere a fiabilității prognozei atrage după sine o scădere a acurateței acesteia și invers; b) dacă precizia prognozei a oricăror doi parametri (de exemplu, locația și magnitudinea unui cutremur) este insuficientă, chiar și o predicție precisă a celui de-al treilea parametru (timp) își pierde sensul practic.

Astfel, sarcina principală și principala dificultate a prevederii unui cutremur este aceea că previziunile privind locația, timpul și energia sau intensitatea acestuia ar satisface cerințele practice în același timp în ceea ce privește acuratețea și fiabilitatea. Cu toate acestea, aceste cerințe în sine variază în funcție nu numai de nivelul atins de cunoștințe despre cutremure, ci și de obiectivele specifice de prognoză care sunt îndeplinite de diferitele tipuri de prognoză. Se obișnuiește să se evidențieze:

Zonarea seismică (estimări de seismicitate pentru decenii - secole;

Prognoze: pe termen lung (pentru ani - decenii), pe termen mediu (pentru luni - ani), pe termen scurt (în timp 2-3 zile - ore, în loc 30-50 km) și uneori operaționale (în ore - minute). ).

Prognoza pe termen scurt este deosebit de relevantă: aceasta este baza pentru avertismente specifice despre dezastrul viitor și pentru acțiuni urgente de reducere a pagubelor cauzate de acesta. Costul greșelilor aici este foarte mare. Aceste erori sunt de două tipuri:

1. „Alarma falsă”, când după luarea tuturor măsurilor pentru a minimiza numărul de victime și pierderi materiale, cutremurul puternic prezis nu are loc.

2. „Ratărirea țintei”, când cutremurul care a avut loc nu a fost prezis. Astfel de erori sunt extrem de frecvente: aproape toate cutremurele catastrofale sunt neașteptate.

În primul caz, prejudiciul cauzat de perturbarea ritmului vieții și muncii a mii de oameni poate fi foarte mare, în al doilea, consecințele sunt pline nu numai de pierderi materiale, ci și de victime umane; În ambele cazuri, responsabilitatea morală a seismologilor pentru o prognoză incorectă este foarte mare. Acest lucru îi obligă să fie extrem de atenți atunci când emit (sau nu emit) avertismente oficiale către autorități cu privire la pericolul iminent. La rândul lor, autoritățile, realizând dificultățile uriașe și consecințele groaznice ale opririi funcționării unei zone dens populate sau a unui oraș mare pentru cel puțin o zi sau două, nu se grăbesc să urmeze recomandările numeroșilor meteorologi neoficiali „amatori” care declară 90% și chiar 100% fiabilitate previziunile tale.

Prețul mare al ignoranței

Între timp, imprevizibilitatea geocatastrofelor este foarte costisitoare pentru umanitate. După cum notează seismologul rus A.D. Zavyalov, de exemplu, din 1965 până în 1999, cutremurele au reprezentat 13% din numărul total de dezastre naturale din lume. Din 1900 până în 1999, au avut loc 2.000 de cutremure cu o magnitudine mai mare de 7. În 65 dintre ele, M a fost mai mare de 8. Pierderile umane cauzate de cutremure în secolul al XX-lea s-au ridicat la 1,4 milioane de oameni. Dintre aceștia, în ultimii 30 de ani, când numărul victimelor a început să fie calculat mai precis, au fost 987 mii persoane, adică 32,9 mii persoane pe an. Dintre toate dezastrele naturale, cutremurele ocupă locul trei în ceea ce privește numărul deceselor (17% din numărul total al deceselor). În Rusia, pe 25% din suprafața sa, unde se află aproximativ 3.000 de orașe și orașe, 100 de hidrocentrale mari și termocentrale și cinci centrale nucleare, sunt posibile șocuri seismice cu o intensitate de 7 sau mai mult. Cele mai puternice cutremure din secolul al XX-lea au avut loc în Kamchatka (4 noiembrie 1952, M = 9,0), în Insulele Aleutine (9 martie 1957, M = 9,1), în Chile (22 mai 1960, M = 9,5 ), în Alaska (28 martie 1964, M = 9,2).

Lista celor mai puternice cutremure din ultimii ani este impresionantă.

2004, 26 decembrie. Cutremur Sumatra-Andaman, M = 9,3. Cea mai puternică replică (șoc repetat) cu M = 7,5 a avut loc la 3 ore și 22 de minute după șocul principal. În primele 24 de ore după aceasta, au fost înregistrate circa 220 de noi cutremure cu M > 4,6. Tsunami-ul a lovit coastele din Sri Lanka, India, Indonezia, Thailanda, Malaezia; 230 de mii de oameni au murit. Trei luni mai târziu, a avut loc o replici cu M = 8,6.

2005, 28 martie. Insula Nias, la trei kilometri de Sumatra, cutremur cu M = 8,2. 1300 de oameni au murit.

2005, 8 octombrie. Pakistan, cutremur cu M = 7,6; 73 de mii de oameni au murit, peste trei milioane au rămas fără adăpost.

2006, 27 mai. Insula Java, cutremur cu M = 6,2; 6.618 persoane au murit, 647 mii au rămas fără adăpost.

2008, 12 mai. Provincia Sichuan, China, la 92 km de Chengdu, cutremur M = 7,9; 87 de mii de oameni au fost uciși, 370 de mii au fost răniți, 5 milioane au rămas fără adăpost.

2009, 6 aprilie. Italia, cutremur cu M = 5,8 lângă orașul istoric L'Aquila; 300 de persoane au fost victime, 1,5 mii au fost rănite, peste 50 de mii au rămas fără adăpost.

2010, 12 ianuarie. Insula Haiti, la câteva mile de coastă, două cutremure cu M = 7,0 și 5,9 în câteva minute. Aproximativ 220 de mii de oameni au murit.

2011, 11 martie. Japonia, două cutremure: M = 9,0, epicentrul la 373 km nord-est de Tokyo; M = 7,1, epicentrul la 505 km nord-est de Tokyo. Tsunami catastrofal, peste 13 mii de oameni au murit, 15,5 mii au dispărut, distrugerea centralei nucleare. La 30 de minute după șocul principal - o replici cu M = 7,9, apoi un alt șoc cu M = 7,7. În prima zi după cutremur s-au înregistrat circa 160 de șocuri cu magnitudini de la 4,6 la 7,1, dintre care 22 de șocuri cu M > 6. În a doua zi, numărul de replici înregistrate cu M > 4,6 a fost de circa 130 (din care 7). replici cu M > 6,0). În timpul celei de-a treia zile, acest număr a scăzut la 86 (inclusiv un șoc cu M = 6,0). În a 28-a zi a avut loc un cutremur cu M = 7,1. Până la 12 aprilie, au fost înregistrate 940 de replici cu M > 4,6. Epicentrele replicilor au acoperit o zonă de aproximativ 650 km lungime și aproximativ 350 km diametru.

Toate evenimentele enumerate, fără excepție, s-au dovedit a fi neașteptate sau „prevăzute” nu atât de clar și de exact încât să poată fi luate măsuri de siguranță specifice. Între timp, declarațiile despre posibilitatea și chiar implementarea repetată a unei prognoze fiabile pe termen scurt a unor cutremure specifice nu sunt neobișnuite atât în ​​paginile publicațiilor științifice, cât și pe internet.

O poveste cu două previziuni

În zona orașului Haicheng, provincia Liaoning (China), la începutul anilor 70 ai secolului trecut, au fost observate în mod repetat semnele unui posibil cutremur puternic: modificări ale pantelor suprafeței pământului, câmp geomagnetic, electricitate a solului. rezistență, nivelul apei în fântâni și comportamentul animalului. În ianuarie 1975, a fost anunțat pericolul iminent. Până la începutul lunii februarie, nivelul apei din fântâni a crescut brusc, iar numărul cutremurelor slabe a crescut foarte mult. Până în seara zilei de 3 februarie, autoritățile au fost anunțate de seismologi despre un dezastru iminent. A doua zi dimineață a avut loc un cutremur cu magnitudinea de 4,7 grade. La ora 14:00 s-a anunțat că este probabil un impact și mai puternic. Locuitorii și-au părăsit locuințele și au fost luate măsuri de securitate. La 19:36, un șoc puternic (M = 7,3) a provocat distrugeri pe scară largă, dar au fost puține victime.

Acesta este singurul exemplu de prognoză surprinzător de precisă pe termen scurt a unui cutremur distructiv în timp, locație și (aproximativ) intensitate. Cu toate acestea, alte, foarte puține previziuni care s-au adeverit au fost insuficient de certe. Principalul lucru este că atât numărul evenimentelor reale neprevăzute, cât și al alarmelor false a rămas extrem de mare. Acest lucru însemna că nu exista un algoritm de încredere pentru predicția stabilă și precisă a dezastrelor seismice, iar prognoza Haicheng a fost cel mai probabil doar o coincidență neobișnuit de reușită a circumstanțelor. Așadar, puțin mai mult de un an mai târziu, în iulie 1976, a avut loc un cutremur cu M = 7,9 la 200-300 km est de Beijing. Orașul Tangshan a fost complet distrus, ucigând 250 de mii de oameni. Nu au existat prevestitori specifici ai dezastrului și nicio alarmă nu a fost declarată.

După aceasta, precum și după eșecul unui experiment pe termen lung de a prezice cutremurul din Parkfield (SUA, California) la mijlocul anilor 80 ai secolului trecut, scepticismul a predominat cu privire la perspectivele de rezolvare a problemei. Acest lucru s-a reflectat în majoritatea rapoartelor de la întâlnirea „Evaluation of Earthquake Forecast Projects” de la Londra (1996), organizată de Royal Astronomical Society și Joint Association of Geophysics, precum și în discuțiile cu seismologii din diferite țări din pagini ale revistei Nature (anul februarie - aprilie 1999).

Mult mai târziu decât cutremurul de la Tangshan, omul de știință rus A. A. Lyubushin, analizând datele de monitorizare geofizică din acei ani, a reușit să identifice o anomalie care a precedat acest eveniment (în graficul de sus al Fig. 1 este evidențiată de linia verticală din dreapta). Anomalia corespunzătoare acestei catastrofe este prezentă și în graficul inferior, modificat, al semnalului. Ambele grafice conțin alte anomalii care nu sunt cu mult mai grave decât cea menționată, dar nu coincid cu niciun cutremur. Dar nu a fost găsit inițial niciun precursor al cutremurului Haicheng (linia verticală din stânga); anomalia a fost dezvăluită numai după modificarea graficului (fig. 1, jos). Astfel, deși a fost posibil să se identifice precursorii cutremurelor Tangshan și, într-o măsură mai mică, Haicheng a posteriori în acest caz, nu a fost găsită o identificare predictivă fiabilă a semnelor viitoarelor evenimente distructive.

În zilele noastre, analizând rezultatele înregistrărilor continue pe termen lung, începând cu 1997, ale fondului microseismic de pe insulele japoneze, A. Lyubushin a descoperit că chiar cu șase luni înainte de puternicul cutremur de pe insulă. Hokkaido (M = 8,3; 25 septembrie 2003) a avut loc o scădere a valorii medii în timp a semnalului precursor, după care semnalul nu a revenit la nivelul anterior și s-a stabilizat la valori scăzute. De la mijlocul anului 2002, acest lucru a fost însoțit de o creștere a sincronizării valorilor acestei caracteristici în diferite stații. Din punctul de vedere al teoriei catastrofelor, o astfel de sincronizare este un semn al tranziției apropiate a sistemului studiat la o stare calitativ nouă, în acest caz, un indiciu al unui dezastru iminent. Aceste și rezultatele ulterioare ale prelucrării datelor disponibile au condus la presupunerea că evenimentul de pe insulă. Hokkaido, deși puternic, este doar un precursor al unei catastrofe viitoare și mai puternice. Deci, în fig. Figura 3 prezintă două anomalii în comportamentul semnalului precursor - minime ascuțite în 2002 și 2009. Întrucât primul dintre ele a fost urmat de un cutremur pe 25 septembrie 2003, al doilea minim ar putea fi un prevestitor al unui eveniment și mai puternic cu M = 8,5-9. Locul său a fost indicat ca „Insulele japoneze”; a fost determinată mai exact retroactiv, după fapt. Ora evenimentului a fost prevăzută mai întâi (aprilie 2010) pentru iulie 2010, apoi din iulie 2010 pe perioadă nedeterminată, ceea ce excludea posibilitatea declanșării unei alarme. S-a întâmplat pe 11 martie 2011 și, judecând după Fig. 2, s-ar fi putut aștepta mai devreme și mai târziu.

Această prognoză se referă la cele pe termen mediu, care au avut succes înainte. Prognozele de succes pe termen scurt sunt întotdeauna rare: nu a fost posibil să se găsească niciun set de precursori eficient în mod constant. Și acum nu există nicio modalitate de a ști dinainte în ce situații vor fi eficienți aceiași precursori ca în prognoza lui A. Lyubushin.

Lecții din trecut, îndoieli și speranțe pentru viitor

Care este starea actuală a problemei prognozei seismice pe termen scurt? Gama de opinii este foarte largă.

În ultimii 50 de ani, încercările de a prezice locația și ora cutremurelor puternice în câteva zile nu au avut succes. Nu a fost posibil să se identifice precursorii unor cutremure specifice. Perturbațiile locale ale diferiților parametri de mediu nu pot fi precursori ale cutremurelor individuale. Este posibil ca o prognoză pe termen scurt cu acuratețea necesară să fie în general nerealistă.

În septembrie 2012, în cadrul celei de-a 33-a Adunări Generale a Comisiei Europene de Seismologie (Moscova), secretarul general al Asociației Internaționale de Seismologie și Fizica Interiorului Pământului P. Sukhadolk a recunoscut că nu sunt așteptate soluții inovatoare în seismologie în viitorul apropiat. S-a remarcat că niciunul dintre cei peste 600 de precursori cunoscuți și niciun set dintre aceștia nu garantează predicția cutremurelor, care au loc fără precursori. Nu este posibil să indicați cu încredere locul, timpul și puterea cataclismului. Speranțele sunt puse doar pe predicții în care cutremure puternice au loc cu o oarecare frecvență.

Deci, este posibil în viitor să creștem atât acuratețea, cât și fiabilitatea prognozei? Înainte de a căuta răspunsul, ar trebui să înțelegeți: de ce, de fapt, cutremurele ar trebui să fie previzibile? În mod tradițional, se crede că orice fenomen este previzibil dacă evenimente similare care au avut loc deja sunt studiate suficient de complet, în detaliu și cu acuratețe, iar prognoza poate fi construită prin analogie. Dar evenimentele viitoare au loc în condiții care nu sunt identice cu cele anterioare și, prin urmare, vor diferi cu siguranță de ele într-un fel. Această abordare poate fi eficientă dacă, după cum se presupune, diferențele în condițiile originii și dezvoltării procesului studiat în diferite locuri în momente diferite sunt mici și își modifică rezultatul proporțional cu amploarea acestor diferențe, adică de asemenea nesemnificativ. Atunci când astfel de abateri sunt repetate, aleatorii și au semnificații diferite, ele se anulează, în esență, una pe cealaltă, făcând posibilă obținerea în cele din urmă a unei previziuni nu absolut precise, dar acceptabile statistic. Cu toate acestea, posibilitatea unei astfel de predictibilitate a fost pusă sub semnul întrebării la sfârșitul secolului al XX-lea.

Pendul și grămada de nisip

Se știe că comportarea multor sisteme naturale este descrisă destul de satisfăcător prin ecuații diferențiale neliniare. Dar deciziile lor la un anumit punct critic al evoluției devin instabile și ambigue - traiectoria teoretică a dezvoltării se ramifică. Una sau alta dintre ramuri se realizează în mod imprevizibil sub influența uneia dintre numeroasele mici fluctuații aleatorii care apar întotdeauna în orice sistem. Ar fi posibil să se prezică alegerea doar cu cunoașterea precisă a condițiilor inițiale. Dar sistemele neliniare sunt foarte sensibile la cele mai mici modificări ale acestora. Din această cauză, alegerea unei căi secvențial la doar două sau trei puncte de ramificare (bifurcații) duce la faptul că comportamentul soluțiilor la ecuații complet deterministe se dovedește a fi haotic. Acest lucru se exprimă - chiar și cu o creștere treptată a valorilor oricărui parametru, de exemplu presiunea - în auto-organizarea colectivă neregulată, rearanjarea bruscă a mișcărilor și deformărilor elementelor sistemului și a agregațiilor acestora. Un astfel de regim, combinând paradoxal determinismul și haosul și definit ca haos determinist, diferit de dezordinea completă, nu este deloc excepțional, și nu numai în natură. Să dăm cele mai simple exemple.

Prin strângerea unei rigle flexibile strict de-a lungul axei longitudinale, nu vom putea prezice în ce direcție se va îndoi. Balanțând un pendul fără frecare atât de mult încât să ajungă în punctul de poziția superioară, de echilibru instabil, dar nu mai mult, nu putem prezice dacă pendulul va merge înapoi sau va face o revoluție completă. Trimițând o minge de biliard în direcția alteia, prezicem aproximativ traiectoria acesteia din urmă, dar după ciocnirile sale cu a treia, și cu atât mai mult cu a patra minge, previziunile noastre se vor dovedi a fi foarte inexacte și instabile. Prin creșterea unui morman de nisip cu o adăugare uniformă, când este atins un anumit unghi critic al pantei sale, vom vedea, împreună cu rostogolirea boabelor individuale de nisip, prăbușiri imprevizibile de tip avalanșă ale agregațiilor de boabe care apar spontan. Acesta este comportamentul determinist-haotic al unui sistem într-o stare de criticitate auto-organizată. Tiparele de comportare mecanică a granulelor de nisip individuale sunt completate aici cu caracteristici calitative noi determinate de conexiunile interne ale agregatului de granule de nisip ca sistem.

Într-un mod fundamental similar, se formează structura discontinuă a maselor de rocă - de la microfisurarea inițială dispersată până la creșterea fisurilor individuale, apoi la interacțiunile și interconexiunile lor. Creșterea rapidă a unei singure tulburări, anterior imprevizibile, între cele concurente o transformă într-o ruptură seismogenă majoră. În acest proces, fiecare act de formare a ruperii provoacă rearanjamente imprevizibile ale structurii și stării de stres în masiv.

În exemplele de mai sus și în alte exemple similare, nu sunt prezise nici rezultatele finale, nici rezultatele intermediare ale evoluției neliniare determinate de condițiile inițiale. Acest lucru nu se datorează influenței multor factori care sunt greu de luat în considerare, nu necunoașterii legilor mișcării mecanice, ci incapacității de a estima condițiile inițiale cu absolut exactitate. În aceste circumstanțe, chiar și cele mai mici diferențe împing rapid traiectorii de dezvoltare similare inițial atât de departe cât se dorește.

Strategia tradițională de predicție a dezastrelor se rezumă la identificarea unei anomalii precursoare distincte, generate, de exemplu, de concentrarea tensiunilor la capete, îndoituri și intersecții ale discontinuităților. Pentru a deveni un semn de încredere al unui șoc care se apropie, o astfel de anomalie trebuie să fie unică și să iasă în evidență în contrast cu fundalul înconjurător. Dar geomediul real este structurat diferit. Sub sarcină, se comportă ca un bloc aspru și auto-similar (fractal). Aceasta înseamnă că un bloc de orice nivel de scară conține relativ puține blocuri de dimensiuni mai mici și fiecare dintre ele conține același număr de blocuri chiar mai mici etc. Într-o astfel de structură nu pot exista anomalii clar izolate pe un fond omogen ea conține macro-, mezo- și microanomalii necontrastate.

Acest lucru face ca tacticile tradiționale de rezolvare a problemei să fie inutile. Monitorizarea simultană a pregătirii dezastrelor seismice în mai multe surse potențiale de pericol relativ apropiate reduce probabilitatea pierderii unui eveniment, dar în același timp crește probabilitatea unei alarme false, deoarece anomaliile observate nu sunt izolate și nu sunt contrastante în împrejurimi. spaţiu. Este posibil să se prevadă natura deterministică-haotică a procesului neliniar în ansamblu, etapele sale individuale și scenariile pentru trecerea de la o etapă la alta. Dar fiabilitatea și acuratețea necesare previziunilor pe termen scurt ale evenimentelor specifice rămân de neatins. Convingerea de lungă durată și aproape universală că orice imprevizibilitate este doar o consecință a cunoștințelor insuficiente și că, cu un studiu mai complet și mai detaliat, o imagine complexă, haotică va fi cu siguranță înlocuită cu una mai simplă, iar prognoza va deveni fiabilă, transformată. a fi o iluzie.

În sens tehnic, un cutremur este definit ca o eliberare neașteptată de energie în scoarța terestră, care duce la formarea de unde seismice. Cutremurele înseamnă, de asemenea, tremurări sau tremurări ale scoarței terestre. Mulți oameni se întreabă dacă este posibil să se prezică cutremure, dar înainte de a răspunde la această întrebare, merită să înțelegeți următoarele: cutremurele sunt un proces complet natural pe care umanitatea nu îl poate controla în prezent.

Astăzi, oamenii de știință sunt capabili să identifice doar locuri individuale de pe planetă unde există o probabilitate de cutremure mari. Cu toate acestea, în prezent, știința modernă nu poate determina ora, locul și probabilitatea de 100% a unui cutremur. Poate că în viitor, oamenii de știință vor putea prezice cutremure, la fel cum meteorologii pot prezice vremea, dar deocamdată acestea sunt doar vise și speranțe pentru viitor.

Ghici și ipoteze

Cercetătorii fenomenelor seismice au la dispoziție echipamente moderne, care le permit să facă anumite presupuneri cu privire la posibilitatea ca un cutremur să se producă într-un punct sau altul al planetei. Cu toate acestea, acestea sunt doar presupuneri și ipoteze și nu există nicio garanție că acestea pot fi confirmate în realitate.

Analizând istoria cutremurelor dintr-o anumită regiune, oamenii de știință sunt capabili să construiască anumite ipoteze și să facă ipoteze cu privire la posibilitatea unor tremurături repetate în acest loc.

Având rezultatele cercetărilor lor, oamenii de știință, folosind echipamente speciale și tehnologii moderne, identifică punctele de creștere a presiunii în scoarța subterană și determină liniile perturbărilor tectonice. Doar după o analiză scrupuloasă a acestor date, specialiștii își pot asuma foarte aproximativ posibilitatea ca un cutremur să se producă într-un punct dat. Astfel de predicții sunt foarte, foarte nesigure.

Ce s-a realizat

Oamenii de știință au făcut progrese semnificative în prezicerea apariției unor tremurături suplimentare care pot urma principalul cutremur inițial, astfel de fenomene sunt uneori numite replici.

În ultimii ani, multe dintre aceste predicții s-au dovedit a fi sută la sută corecte. Astfel de prognoze se bazează în primul rând pe o analiză și un studiu aprofundat și atent al graficelor și caracteristicilor generale în urma primului cutremur, replicilor, iar la baza unor astfel de studii se află studiul liniilor de falie tectonice identificate în timpul sau după primul cutremur.

Desigur, oamenii de știință din cercetarea cutremurelor de astăzi au făcut progrese semnificative în comparație cu situația din acest domeniu, care a fost observată cu câteva decenii în urmă. Dezvoltarea tehnologiei și a metodelor moderne de cercetare ar putea ajuta în curând oamenii de știință să avanseze și mai departe.

Cercetătorii cred că veriga cheie în teoria studierii cutremurelor și a posibilității de a le prezice este o înțelegere clară a relațiilor dintre sarcinile magnetice și electrice ale rocilor și apariția unui cutremur ca fenomen.

Experții consideră că studiul încărcăturii electromagnetice a rocilor este fundamental important, deoarece s-a constatat că, cu foarte puțin timp înainte de cutremure, proprietățile câmpurilor electromagnetice se modifică într-o anumită măsură. Este destul de evident că cheia pentru dezlegarea apariției cutremurelor și a posibilității de a le prezice cu succes constă într-un studiu detaliat al câmpurilor electromagnetice și al modelelor modificărilor acestora. Oamenii de știință continuă să efectueze cercetări în acest domeniu, dar, din păcate, astăzi este practic imposibil de prezis cu un grad semnificativ de probabilitate apariția unui cutremur într-unul sau altul punct al planetei.