Jak przewidzieć trzęsienie ziemi. Uwalnianie radonu i zachowanie zwierząt - zwiastuny nadchodzących wstrząsów wtórnych

W ostatnich dniach czerwca 1981 roku stolica Peru - Lima ze złotymi kolumnami - pogrążyła się w chaosie: amerykański naukowiec Brian Bradley przewidział, że w niedzielę 28 czerwca miasto zostanie zniszczone przez trzęsienie ziemi o niezwykłej sile. Dziesiątki potężnych wstrząsów obrócą w popiół zatłoczone bloki miasta, po czym fale tsunami spadną na dymiące ruiny, zmiatając straszliwym naporem wszystko, co jakimś cudem zdoła przeżyć. Przybrzeżne części miasta wokół zatoki Callao opadną poniżej poziomu oceanu i staną się dnem morskim. Kwitnąca „słoneczna” Lima za kilka chwil zniknie z powierzchni Ziemi.

Gdy zbliżał się „dzień zagłady”, sytuacja w stolicy stawała się napięta. Tysiące zrozpaczonych ludzi szturmowało lotniska, dworce kolejowe i nabrzeża statków, próbując opuścić skazane na śmierć miasto. Sznury samochodów, wozów, jucznych mułów i pieszych z wózkami i plecakami na plecach blokowały szosy i wiejskie drogi prowadzące do skazanego na zagładę miasta w poszukiwaniu ratunku. Ceny benzyny i żywności poszybowały w górę, przestępczość wzrosła złowrogo, domy i grunty zostały szybko sprzedane za bezcen, szpitale i szpitale dusiły się od napływu ludzi sparaliżowanych w narastającej panice.

Ale wtedy nadeszła godzina wskazana przez wróżbitę, minęła... - i nic się nie stało. Torturowana, ale nieuszkodzona i wciąż piękna Lima nadal spokojnie kąpała się w promieniach tropikalnego słońca. Następnego dnia i następnych dni nic się nie działo. Stopniowo rany zadane miastu przez popłoch ludności zagoiły się, incydent zaczął odchodzić w niepamięć i stał się historyczną anegdotą. Pechowy predyktor nieudanej katastrofy został uznany za pseudonaukowca i ogłoszony szarlatanem.

Cóż, łatwo zrozumieć wrażliwych mieszkańców peruwiańskiej stolicy, którzy woleli uciec z miasta notorycznej śmierci pod ruinami swoich domów. Ich kraj położony jest w bardzo niebezpiecznym sejsmicznie obszarze globu. W ciągu pięciu stuleci, które upłynęły od odkrycia Nowego Świata, w Peru miało miejsce 35 niszczycielskich trzęsień ziemi, a obserwacje naukowe w ciągu ostatnich 100 lat odnotowały kilka tysięcy wstrząsów o różnej sile. W kraju jest chyba niewiele rodzin, które nie opłakiwałyby swoich bliskich, którzy stracili życie w katastrofach sejsmicznych. Wielokrotnie cierpiał z powodu silnych trzęsień ziemi i pięknej Limy; w innych tragicznych latach elementy podziemne zniszczyły większość miasta.

Paniczny niepokój mieszkańców Limy miał więc najpoważniejsze przyczyny. Wróćmy jednak do nieszczęsnego Briana Bradleya. Na czym, na jakich argumentach zbudował swoje przypuszczenia, wciąż nie wiadomo. Dlatego potępianie go zaocznie, nazywanie go pseudonaukowcem i oskarżanie go o szarlatanizm, jak to czyniły temperamentne gazety latynoamerykańskie, nie powinno być teraz. Lepiej najpierw spróbować zrozumieć istotę pytania: czy można przewidzieć początek trzęsień ziemi metodami współczesnej nauki, to znaczy określić miejsce, w którym wystąpią, ich intensywność i czas? W końcu takie prognozy (jeśli są wydawane z wyprzedzeniem), podobnie jak prognozy pogody, pozwolą ludności zagrożonych obszarów przygotować się na spodziewane klęski żywiołowe, podjąć działania zapobiegawcze, a jeśli nie zapobiegać, to przynajmniej znacząco ograniczyć ciężkie straty i straty .

Możliwość prognozy sejsmicznej podyktowana została doświadczeniem obserwacji zjawisk naturalnych, które poprzedzając wstrząsy sejsmiczne są zwiastunem zbliżających się katastrof. Od dawna zauważono, że przed niektórymi trzęsieniami ziemi nad ziemią rozprzestrzenia się słaba, rozproszona poświata; czasami towarzyszą temu błyskawice lub podobne błyskawice, odbicia na chmurach (tak było w 1966 roku w Taszkencie). W innych miejscach pojawia się mglista mgiełka, która rozprzestrzenia się nad powierzchnią ziemi i znika po wstrząśnięciu. Zdarza się, że przed wstrząsami wieje od ziemi lekki wznoszący się wietrzyk (w Japonii nazywa się to „chiki”) lub słychać stłumiony podziemny pomruk; w tym przypadku występują przypadkowe oscylacje igły magnetycznej i zmienia się siła podnoszenia magnesów trwałych.

Wszystkie te procesy fizyczne poprzedzające drgania sejsmiczne wpływają na zachowanie zwierząt, pozwalając im przewidywać zbliżającą się katastrofę. Mówią o tym kroniki, dokumenty historyczne i ustne tradycje ludów Azji, Ameryki i Europy Południowej. W pałacach chińskich cesarzy w specjalnych akwariach trzymano specjalne ryby słodkowodne, które z niepokojem ostrzegały przed zbliżającą się klęską żywiołową. Ludność Japonii przed trzęsieniem ziemi obserwowała nagłe pojawienie się w morzu dużych stad węgorzy, tuńczyków i łososi, nieznane gatunki głębinowe wypływały na powierzchnię, a powszechnie występujące skały nagle znikały. Wiele ośmiornic dopływało do brzegów, zwykle gnieżdżąc się w szczelinach podwodnych skał.

Żaby, węże, robaki i stonogi wypełzają ze swoich schronień przed trzęsieniem ziemi. Szczury wcześnie opuszczają swoje nory. Ptaki odlatują w kierunku spokojniejszych obszarów w głębi lądu. Konie, osły, owce i świnie wykazują zwiększoną nerwowość. Koty i psy wyróżniają się specjalnym przeczuciem; zdarzają się przypadki, gdy psy zmuszały swoich właścicieli do opuszczenia budynków, które następnie zostały zniszczone przez strajki konspiracyjne.

Są też ludzie obdarzeni zdolnością przewidywania drgań sejsmicznych; najczęściej są to pacjenci nerwowi o zwiększonej pobudliwości umysłowej, ale zdarzają się też osoby zdrowe, które charakteryzują się podwyższoną podatnością. Na przykład w 1855 roku sługa japońskiego samuraja przewidział silne trzęsienie ziemi w mieście Iedo (starożytna nazwa Tokio).

Na podstawie wszystkich tych obserwacji naukowcy wpadli na pomysł możliwości naukowego przewidywania trzęsień ziemi. Idea ta zrodziła się w latach 50. naszego stulecia niemal równocześnie w różnych krajach, które zostały poddane miażdżącemu atakowi elementów sejsmicznych. Do jego realizacji konieczne było nauczenie się, za pomocą przyrządów, uchwycenia fizycznych prekursorów wstrząsów i wykorzystania uzyskanych danych do prognozowania.

Do tego czasu było już jasno ustalone, że trzęsienia ziemi występują, gdy bloki skorupy ziemskiej poruszają się szybko wzdłuż uskoków oddzielających te bloki. Wydawałoby się, że warto poczynić obserwacje zachowania się uskoków geologicznych – i problem prognozowania zostanie rozwiązany: wzrost aktywności uskoku będzie wskazywał na zbliżające się zagrożenie wstrząsami sejsmicznymi.

W tym celu zorganizowano systematyczne obserwacje instrumentalne wielu aktywnych sejsmicznie uskoków, które doświadczyły niszczycielskich trzęsień ziemi. Spodziewano się, że przed wstrząsami sejsmicznymi nastąpi wzrost deformacji obciążonych warstw skalnych, podnoszenie się i opadanie sąsiednich bloków skorupy ziemskiej, gwałtowne zmiany nachylenia warstw (tzw. słabe małe wstrząsy poprzedzające wstrząs główny („mikrotrzęsienia ziemi”), wywołane efektem piezoelektrycznym, wzrostem natężenia prądów tellurycznych pochodzących ze źródła sejsmicznego, anomalnymi zmianami pola geomagnetycznego („lokalne burze magnetyczne”) oraz szereg innych zjawisk, które zapowiadają uwolnienie naprężeń tektonicznych w jelitach.

W rzeczywistości sytuacja była znacznie bardziej skomplikowana. Rzeczywiście, w wielu przypadkach zaobserwowano oczekiwane zjawiska; często jednak zaprzeczały teoretycznemu modelowi procesu lub ujawniały zupełnie nieoczekiwany, niewytłumaczalny przebieg. Tak więc w niebezpiecznych sejsmicznie obszarach Alaski zwykle występowało bardzo powolne (kilka centymetrów rocznie) osiadanie powierzchni ziemi. Trzykrotnie – w latach 1923, 1924 i 1952 – odnotowano spazmatyczne „awarie”, podczas których nurkowania przyspieszyły 5-6 razy; nie zaobserwowano jednak żadnych zjawisk sejsmicznych.

Niszczycielskie trzęsienie ziemi w Anchorage na Alasce miało miejsce w 1964 roku bez żadnych przesłanek w postaci gwałtownego obniżenia lub podniesienia się warstw. W japońskiej prowincji Niigata, gdzie przeciwnie, panował stopniowy wzrost, w 1959 roku tempo wzrostu nagle wzrosło 10-krotnie. Silne trzęsienie ziemi nie nastąpiło po tym skoku, ale wybuchło bez widocznych prekursorów dopiero pięć lat później. Te same niespójności zaobserwowano również w obserwowanych zmianach nachylenia warstw, zachowaniu się pól geomagnetycznych, elektrycznych itp., choć w niektórych przypadkach wstrząsy sejsmiczne, jak zakładano teoretycznie, poprzedzone były ostrymi wybuchami anomalii.

Przez trzy dekady badań i poszukiwań nie udało się zidentyfikować niepodważalnych wzorców, na których można polegać przy przewidywaniu wstrząsów sejsmicznych. Dlatego obecnie żaden z ekspertów nie odważy się twierdzić, że pewne zjawiska w skorupie ziemskiej można uznać za jednoznaczne prekursory trzęsień ziemi i dostarczać wiarygodnych podstaw do prognoz.

Obecnie środowisko naukowców zajmujących się problemem przewidywania trzęsień ziemi dzieli się na dwa obozy – sceptyków i optymistów. Sceptycy uważają, że przy obecnym stanie naszej wiedzy, który jest całkowicie niewystarczający, problem ten jest nierozwiązywalny. Kiedyś prezydent Akademii Nauk ZSRR M. V. Keldysh nazwał to fantastycznym. Najwybitniejszy amerykański sejsmolog Charles Richter pisze: „To kuszące wędrujące światło… Obecnie nikt nie może z całą pewnością stwierdzić, że w określonym czasie w danym miejscu nastąpi trzęsienie ziemi. Nie wiadomo, czy taka prognoza będzie możliwa w przyszłości”. Znany sowiecki badacz sejsmiczności Syberii Wschodniej, wiceprezes Solonenko, ironicznie cytuje powiedzenie przypisywane chińskiemu mędrcowi Konfucjuszowi: „Trudno jest złapać czarnego kota w ciemności, zwłaszcza jeśli go tam nie ma”.

Optymiści, zarówno w kraju, jak i za granicą, uważają, że nauka prognozowania trzęsień ziemi jest na dobrej drodze i robi już stały postęp. Jako niezawodny prekursor wstrząsów, na przykład, wejście do wód gruntowych helu, argonu, radonu, chloru, fluoru i innych pierwiastków z głębokich stref Ziemi, ujawnione przez sowieckich naukowców w niektórych regionach Kaukazu i Azji Środkowej, jest zwany; pokładają też nadzieje w badaniu procesów dylatacji, których rozwój również poprzedza uwolnienie pierwiastka sejsmicznego. Nie wyjaśniono jednak dotychczas, w jakim stopniu zjawiska te są uniwersalne dla terytoriów o różnej budowie geologicznej. Niektórzy eksperci przywiązują dużą wagę do wyjaśnienia okresowości procesów sejsmicznych. Tak więc japońscy naukowcy, którzy ustalili okres aktywności sejsmicznej dla obszaru Tokio na 69 lat, z niepokojem czekają na rok 1992, kiedy ich zdaniem „wielka katastrofa” podobna do trzęsienia ziemi o sile 8,2 stopnia w skali Richtera spustoszyła stolicę Ziemi Powstania w 1923 r. może się powtórzyć niedz. Ale zjawiska nawrotów są nadal bardzo słabo zbadane, ponieważ systematyczne obserwacje wstrząsów w skorupie ziemskiej prowadzone są dopiero od około 100 lat.

W tych warunkach jasne jest, na jakie ryzyko narażone są predyktory trzęsień ziemi i jaką odpowiedzialność biorą na siebie. Nie ma nic dziwnego w tym, że prognoza Briana Bradleya, jeśli oczywiście jest. została dokonana na podstawie autentycznych danych naukowych, nie została potwierdzona. Wręcz przeciwnie, byłoby zaskakujące, gdyby wszystko, co zostało przewidziane, się spełniło.

Istnieją jednak przykłady udanych prognoz. Pierwsza taka prognoza została sporządzona 4 lutego 1975 roku w chińskiej prowincji Liaoning. Na polecenie władz ludność miast Haicheng i Yingkou opuściła tego dnia swoje domy i podjęto działania zapobiegające zniszczeniu fabryk, magazynów żywności, placówek dziecięcych i szpitali. O godzinie 19:36 doszło do silnego trzęsienia ziemi (o sile 7,3), które zniszczyło prawie wszystkie budynki mieszkalne, wiele fabryk, zapór i innych konstrukcji inżynieryjnych i przemysłowych. Dzięki podjętym środkom bezpieczeństwa było bardzo mało ofiar. Następnie przewidziano jeszcze dwa małe trzęsienia ziemi. Jednak tragicznej katastrofy Tien Shan 27 lipca 1976 r., w której zginęło 680 tys. osób, a ponad 700 tys. zostało rannych, a łączna liczba ofiar przekroczyła 1,4 mln osób, chińskim naukowcom nie udało się przewidzieć.

Nasz kraj ma doświadczenie w przewidywaniu jednego z mniejszych (5 punktów) wstrząsów w rejonie Taszkentu, niewielkiego trzęsienia ziemi na niezamieszkanym obszarze doliny Alay w pobliżu Andiżanu i kilku innych podobnych zdarzeń sejsmicznych w innych regionach Azji Środkowej.

Muszę powiedzieć, że we wszystkich podanych przykładach nie ma gwarancji, że dokładność prognozy wynika z wiarygodności prognozy, a nie z przypadkowego zbiegu okoliczności. Istnieje cały szereg odwrotnych przykładów, kiedy to prognozy rzekomo przyszłych trzęsień ziemi nie potwierdziły się.

Od czasu do czasu masowe źródła informacji nagle zaczynają bić w kotły i szeroko ogłaszają niezwykłe sukcesy w prognozowaniu sejsmicznym i wydaje się, że większość problemów tego ważnego kierunku naukowego została już rozwiązana. Jednak w rzeczywistości sytuacja wcale nie wygląda tak zachęcająco, a fałszywy patos tej informacji pozostaje na sumieniu jej autorów i dystrybutorów.

Rzeczywiście, z wyjątkiem jednego przypadku w prowincji Liaoning (miasto Haichen), w ciągu 30 lat prac nad problemem prognozowania sejsmicznego nie przewidziano ani jednego katastrofalnego trzęsienia ziemi w żadnym regionie globu. W szczególności, jak wskazuje znany sowiecki badacz B.A. Pietruszewski, w ZSRR nie sporządzono żadnych prognoz ostrzegawczych ani dla regionu Taszkentu w 1966 r., ani dla regionu Gazli w 1976 i 1984 r., więc zniszczenia okazały się tak nieoczekiwane i ciężki. Z jednej strony współczesne prognozy wciąż nie są w stanie wskazać głównych prekursorów zbliżającego się wyładowania naprężeń sejsmicznych i określić miejsce trzęsienia ziemi: podczas dramatycznej katastrofy w chińskim Tien Shan w 1976 roku wytyczono rozległą strefę zagrożenia sejsmicznego przez obserwacje, ale nie mogli określić ogniska wyładowania elementu sejsmicznego; pod tym względem prognozy wulkaniczne są na lepszej pozycji, ponieważ dotyczą konkretnych punktów na ziemi.

Z drugiej strony brak możliwości rozpoznania i opanowania „wyzwalacza” trzęsień ziemi nie pozwala na określenie dokładnego czasu zdarzenia: po trzęsieniu ziemi w Anchorage w 1964 r. przypływ, który służył jako „wyzwalacz”, zwiększający obciążenie skorupy ziemskiej. Przed trzęsieniem ziemi nie było to dla nikogo jasne; jednocześnie, zdaniem innych ekspertów, inicjatorem wstrząsu było silne zaburzenie pola magnetycznego, zarejestrowane na 1 godzinę przed katastrofą. Ponadto naukowcy nie mają jeszcze żadnych bezpośrednich sposobów obliczania siły możliwych oscylacji.

Wydaje się, że najrzetelniejszej oceny problemu przewidywania trzęsień ziemi dokonał C. Richter, który uważa, że ​​na obecnym poziomie nauki przewidywanie wyładowania energii sejsmicznej jest możliwe – bez dokładnego wskazania daty – dopiero w dniu pewne, systematycznie i długoterminowo badane uskoki tektoniczne. Prawdopodobnie w przyszłości, wraz z udoskonaleniem metod badań satelitarnych i rozmieszczeniem sieci stacjonarnych obserwacji naziemnych, możliwe będzie przewidywanie zjawisk sejsmicznych na rozległych obszarach powierzchni ziemi.

Należy zauważyć, że prognozy sejsmiczne, choć pomagają rozwiązać problem zmniejszenia liczby ofiar w ludziach, nie zapobiegają stratom materialnym i zniszczeniom podczas trzęsień ziemi. Dlatego znacznie większe znaczenie mają prace nad udoskonaleniem stref sejsmicznych ze zróżnicowaniem terytorium w zależności od stopnia zagrożenia, rozwojem budownictwa odpornego na trzęsienia ziemi na obszarach niebezpiecznych oraz ograniczeniem działalności gospodarczej na obszarach wysoce niebezpiecznych; działania te mają na celu rozwiązanie obu problemów. Nie stawiając sobie za cel dokładnej wiedzy, kiedy nastąpi trzęsienie ziemi, pozwalają sobie być na nie gotowym w każdej chwili.

Ostatnio w sejsmologii inżynierskiej pojawiły się pomysły dotyczące możliwości kontrolowania trzęsień ziemi. Zaobserwowano, że podziemne wybuchy jądrowe powodują serię kolejnych, słabszych trzęsień ziemi; podobne zjawiska występują po wtłoczeniu wody pod wysokim ciśnieniem do podłoża przez studnie głębinowe. Zakłada się, że takie środki techniczne mogą uwalniać energię zgromadzoną w głębinach i rozładowywać ją małymi porcjami, zapobiegając niszczącym wstrząsom. Rozsądni eksperci zauważają: nie ma gwarancji, że proces będzie się rozwijał tak, jak chcemy.

23 lipca w Iranie doszło do czwartego w ciągu doby trzęsienia ziemi, a liczba ofiar sięgnęła 287. Dzień wcześniej wstrząsy o sile 5,2 zarejestrowano w Chile. Ogółem przez 7 miesięcy 2018 roku na Ziemi wystąpiło 6881 trzęsień ziemi, które pochłonęły 227 istnień ludzkich. Ale dlaczego naukowcy nie nauczyli się przewidywać tych kataklizmów? Zrozumiały realista.

Jak wyznaczane są strefy niebezpieczne sejsmicznie

Płyty litosfery są w ciągłym ruchu. Zderzając się i rozciągając, zwiększają naprężenia w skałach, co prowadzi do ich gwałtownego pęknięcia – trzęsienia ziemi. Ognisko (hipocentrum) trzęsienia ziemi znajduje się we wnętrzu ziemi, a epicentrum to jego rzut na powierzchnię.

Siła trzęsień ziemi mierzona jest w skali zniszczenia w punktach (od 1 do 12), a także wielkość - bezwymiarowa wartość odzwierciedlająca uwolnioną energię drgań sprężystych (od 1 do 9,5 w skali Richtera).

Najprostszym sposobem dla nauki jest identyfikacja stref niebezpiecznych sejsmicznie i przewidywanie długoterminowych trzęsień ziemi na następne 10-15 lat. W tym celu naukowcy analizują cykliczność aktywacji procesu sejsmotektonicznego: nie ma powodu sądzić, że w ciągu najbliższych kilkuset lat Ziemia zacznie zachowywać się inaczej niż w podobnym okresie w przeszłości.

Czy można przewidzieć trzęsienia ziemi?

Nie, przynajmniej nie z wystarczającą dokładnością, aby umożliwić planowanie programów ewakuacji ludności. Podczas gdy większość trzęsień ziemi występuje w przewidywalnych miejscach wzdłuż dobrze znanych uskoków geologicznych, wiarygodność prognoz krótkoterminowych pozostawia wiele do życzenia.

„Mamy modele, które pokazują, że w południowej Kalifornii ryzyko trzęsień ziemi o sile 7,5 i wyższej w ciągu najbliższych 30 lat wynosi 38%. Jeśli te modele zostaną użyte do obliczenia prawdopodobieństwa wystąpienia trzęsień ziemi w następnym tygodniu, prawdopodobieństwo to spadnie do około 0,02%” – mówi Thomas Jordan, dyrektor Centrum Trzęsień Ziemi w Południowej Kalifornii.

Takie ryzyko jest dość małe, ale wciąż nie zerowe, a ponieważ uskok transformujący San Andreas przechodzi przez Kalifornię, lokalne szkoły regularnie przeprowadzają ćwiczenia przygotowujące na duże trzęsienie ziemi.

Dlaczego tak trudno przewidzieć duże trzęsienia ziemi?

Wiarygodne prognozy wymagają identyfikacji sygnałów, które wskazywałyby na zbliżające się duże trzęsienie ziemi. Takie sygnały powinny być typowe tylko dla dużych trzęsień ziemi: słabe i umiarkowane wstrząsy o sile do 5 mogą powodować kołysanie się wiszących przedmiotów, grzechotanie szkła czy spadanie tynku, co nie wymaga ewakuacji ludności. Jednak w 5–10% przypadków takie wstrząsy okazują się wstrząsami poprzedzającymi silniejsze trzęsienia ziemi. Według statystyk aktywność przedszokowa jest typowa dla 40% średnich i 70% dużych trzęsień ziemi.

Sejsmolodzy nie byli jeszcze w stanie wyizolować konkretnych zdarzeń, które regularnie występują tuż przed dużymi trzęsieniami ziemi.

Obecnie bada się szeroki wachlarz potencjalnych predyktorów trzęsienia ziemi - od wzrostu stężenia radonu w powietrzu i nietypowych zachowań zwierząt po deformację powierzchni ziemi i zmiany poziomu wód gruntowych. Ale te anomalie są powszechne: każda z nich może wystąpić nawet przed najsłabszymi wstrząsami.

Dlaczego ludzie nie są ewakuowani przy najmniejszym ryzyku dużego trzęsienia ziemi

Głównym powodem jest duże prawdopodobieństwo fałszywych alarmów. Tak więc w 1975 roku w Haicheng (Chiny) sejsmolodzy odnotowali częstsze słabe trzęsienia ziemi i ogłosili ogólny alarm 4 lutego o godzinie 14:00. Po 5 godzinach i 36 minutach w mieście doszło do trzęsienia ziemi o sile ponad 7 punktów, wiele budynków zostało zniszczonych, ale dzięki szybkiej ewakuacji kataklizm nie pochłonął prawie żadnych ofiar.

Niestety, tak udane prognozy nie mogły się powtórzyć w przyszłości: sejsmolodzy przewidzieli kilka dużych trzęsień ziemi, które nie miały miejsca, a zamknięcie przedsiębiorstw i ewakuacja ludności przyniosły jedynie straty ekonomiczne.

Jak działają systemy wczesnego ostrzegania przed trzęsieniami ziemi

Japonia ma obecnie najlepszy system wczesnego ostrzegania przed trzęsieniami ziemi. Kraj jest dosłownie „zaśmiecony” stacjami, które za pomocą czułego sprzętu rejestrują fale sejsmiczne, identyfikują potencjalne wstrząsy wstępne i przekazują informacje do Agencji Meteorologicznej, która z kolei natychmiast przesyła je do telewizji, Internetu i telefonów komórkowych obywateli. Tak więc, zanim nadejdzie druga fala sejsmiczna, ludność została już ostrzeżona o epicentrum trzęsienia ziemi, jego sile i czasie drugiej fali.

Pomimo postępu technologicznego nawet japoński system ostrzegawczy wyłącza się po wystąpieniu klęski żywiołowej. Ale dopóki naukowcy dokładnie nie zbadają procesów fizycznych związanych z trzęsieniami ziemi, nie można liczyć na więcej. Mieszkańcy stref aktywnych sejsmicznie mogą mieć tylko nadzieję, że sejsmometry staną się bardziej czułe, a obserwacje satelitarne pomogą przyspieszyć czas prognozy.

Nadieżda Gusiewa

Kandydat nauk geologicznych i mineralogicznych

Czy można przewidzieć trzęsienia ziemi?

Przewidywanie trzęsień ziemi to trudne zadanie. Pionowe i poziome przemieszczenia bloków skorupy ziemskiej powodują głębokie trzęsienia ziemi, które mogą osiągnąć katastrofalną siłę. Powierzchniowe trzęsienia ziemi o niskim zagrożeniu występują, ponieważ topnienie magmy wznoszące się wzdłuż pęknięć skorupy ziemskiej, gdy się porusza, rozciąga te pęknięcia. Problem polega na tym, że te dwie powiązane, ale różne przyczyny trzęsień ziemi mają podobne zewnętrzne objawy.

Park Narodowy Tongariro, Nowa Zelandia

Wikimedia Commons

Jednak zespołowi naukowców z Nowej Zelandii udało się nie tylko rozróżnić ślady rozciągania skorupy ziemskiej spowodowane procesami magmowymi i tektonicznymi w strefie głębokich uskoków Tongariro, ale także obliczyć tempo rozciągania spowodowane jednym i innymi procesami. Ustalono, że procesy magmowe odgrywają drugorzędną rolę w rejonie uskoku Tongariro, a decydujący wpływ mają procesy tektoniczne. Wyniki badań, opublikowane w lipcowym numerze Biuletynu Amerykańskiego Towarzystwa Geologicznego, pomagają wyjaśnić zagrożenia związane z niebezpiecznymi trzęsieniami ziemi w tym popularnym parku turystycznym, położonym 320 kilometrów od stolicy Nowej Zelandii – Wellington, a także w podobnych struktur w innych regionach Ziemi.

Grabens i ryfty

Tongariro to nowozelandzki Yellowstone. Trzy „dymiące góry” – wulkany Ruapehu (2797 m n.p.m.), Ngauruhoe (2291 m n.p.m.) i Tongariro (1968 m n.p.m.), wiele mniejszych stożków wulkanicznych, gejzery, jeziora pomalowane na niebiesko i szmaragdowo, wzburzone górskie rzeki tworzą razem malowniczy krajobraz park narodowy Tongariro. Te krajobrazy są znane wielu, ponieważ służyły jako naturalne tło dla trylogii Petera Jacksona Władca Pierścieni.

Nawiasem mówiąc, pochodzenie tych piękności jest bezpośrednio związane ze specyfiką budowy geologicznej regionu: obecnością równoległych uskoków w skorupie ziemskiej, czemu towarzyszy „zapadanie się” fragmentu znajdującego się między uskokami. Ta struktura geologiczna nazywana jest rowem. Struktura geologiczna obejmująca kilka rozciągniętych rowów nazywana jest szczeliną.

Struktury szczelin w skali planetarnej przechodzą przez środkowe osie oceanów i tworzą grzbiety śródoceaniczne. Duże szczeliny służą jako granice płyt tektonicznych, które podobnie jak stałe segmenty tworzące skorupę żółwia, tworzą twardą skorupę Ziemi, jej skorupę.

Nowa Zelandia powstała tam, gdzie płyta pacyficzna powoli podsuwała się pod płytę australijską. Łańcuchy wysp, które powstają w takich strefach, nazywane są łukami wysp. W skali planetarnej strefy szczelin są strefami rozszerzeń, podczas gdy strefy łuków wysp są strefami kompresji skorupy ziemskiej. Jednak w skali regionalnej naprężenia w skorupie ziemskiej nie są monotonne, aw każdej dużej strefie kompresji istnieją lokalne strefy rozszerzenia. Jako bardzo zgrubną analogię takich lokalnych stref naprężeń można rozważyć występowanie pęknięć zmęczeniowych w wyrobach metalowych. Graben Tongoriro jest taką lokalną strefą rozszerzenia.

W Nowej Zelandii, ze względu na położenie w strefie aktywnych procesów geologicznych w skali planetarnej, co roku dochodzi do około 20 tysięcy trzęsień ziemi, z czego około 200 jest silnych.

Magma czy tektonika?

Przewidywanie trzęsień ziemi jest trudne. Uskoki często służą jako kanały, przez które magma przemieszcza się z głębokich horyzontów na powierzchnię. Procesowi temu towarzyszy również lokalne rozciąganie skorupy ziemskiej. Jednocześnie magma nie zawsze dociera do powierzchni ziemi, aw niektórych przypadkach może zatrzymać się na określonej głębokości i tam krystalizować, tworząc długie i wąskie ciało magmowe zwane groblą.

Na powierzchni rozszerzenia skorupy ziemskiej spowodowane wtargnięciem grobli (rozszerzenia magmowe) są często morfologicznie nie do odróżnienia od rozszerzeń spowodowanych uwolnieniem naprężeń w wyniku ruchu bloków skorupy ziemskiej względem siebie (rozszerzenia tektoniczne). Jednak w przypadku przewidywania trzęsień ziemi bardzo ważne jest rozróżnienie tych dwóch typów rozszerzenia, ponieważ trzęsienia ziemi związane z umieszczaniem grobli są blisko powierzchni i nie prowadzą do katastrofalnych konsekwencji, podczas gdy trzęsienia ziemi o charakterze tektonicznym mogą powodować wiele problemów.

Wiadomo było, że w nowozelandzkim systemie ryftowym, a w szczególności w rowach Tongoriro, zachodzą oba typy przedłużeń, ale istniały dwie wzajemnie sprzeczne opinie, która z nich dominuje.

Zagrożenie katastrofalnymi trzęsieniami ziemi

Badanie, przeprowadzone przez zespół składający się z przedstawicieli nowozelandzkiej służby geologicznej oraz uniwersytetów w Auckland i Massey, zostało przeprowadzone w celu znalezienia sposobu na rozróżnienie między rozszerzeniem magmowym i tektonicznym oraz wyjaśnienia zagrożeń związanych z silnymi i katastrofalnymi trzęsieniami ziemi w Parku Narodowym Tongariro.

Naukowcy wykorzystali kombinację metod, w tym metody geochronologii względnej, do określenia kolejności występowania naruszeń integralności fragmentów skorupy ziemskiej oraz analizy historycznych zapisów erupcji wulkanów. Kluczowym etapem badań było modelowanie numeryczne parametrów zaburzeń skorupy ziemskiej, które powstałyby w wyniku posadowienia wałów przeciwpowodziowych oraz dokładne porównanie modelu z faktycznie obserwowanymi parametrami.

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że skorupa ziemska w rejonie rowu Tongoriro rozciąga się o 5,8–7 mm rocznie w wyniku zjawisk tektonicznych oraz o 0,4–1,6 mm rocznie w wyniku erupcji wulkanów i intruzji wałów. A to oznacza, że ​​procesy magmowe nie są główną przyczyną ruchów skorupy ziemskiej, a przepisy budowlane muszą uwzględniać możliwość silnych i katastrofalnych trzęsień ziemi. A opracowana technika może posłużyć do oceny udziału procesów magmowych w ruchach skorupy ziemskiej w podobnych strukturach w innych regionach Ziemi.

Cześć wszystkim! Witam na stronach mojego bloga poświęconego bezpieczeństwu. Nazywam się Vladimir Raichev i dziś postanowiłem opowiedzieć wam, jakie są zwiastuny trzęsień ziemi. Zastanawiam się, dlaczego tak wielu ludzi pada ofiarą trzęsień ziemi? Czy nie da się ich przewidzieć?

Ostatnio zadali mi to pytanie moi studenci. Pytanie oczywiście nie jest bezczynne, jest dla mnie bardzo interesujące. W podręczniku dotyczącym bezpieczeństwa życia przeczytałem, że istnieje kilka rodzajów przewidywania trzęsień ziemi:

1. Długoterminowy. Prosta statystyka, jeśli analizujesz trzęsienia ziemi na pasach sejsmicznych, możesz zidentyfikować pewną prawidłowość w występowaniu trzęsień ziemi. Z błędem kilkuset lat, ale czy to naprawdę dużo nam pomaga?
2. Średnioterminowy. Badany jest skład gleby (zmienia się podczas trzęsień ziemi) i z błędem kilkudziesięciu lat można założyć trzęsienie ziemi. Czy stało się to łatwiejsze? nie sądzę.
3. Krótki. Ten rodzaj prognozy polega na śledzeniu aktywności sejsmicznej i pozwala wychwycić początkowe wahania powierzchni ziemi. Myślisz, że ta prognoza nam pomoże?

Jednak rozwój tego problemu jest niezwykle trudny. Być może żadna nauka nie doświadcza takich trudności jak sejsmologia. Jeśli prognozując pogodę meteorolodzy mogą bezpośrednio obserwować stan mas powietrza: temperaturę, wilgotność, prędkość wiatru, to trzewia Ziemi są dostępne do bezpośrednich obserwacji tylko przez odwierty.

Najgłębsze studnie nie sięgają nawet 10 kilometrów, a trzęsienia ziemi występują na głębokości 700 kilometrów. Procesy związane z występowaniem trzęsień ziemi mogą uchwycić jeszcze większe głębokości.

Zmiana położenia linii brzegowej jako znak zbliżającego się trzęsienia ziemi

Niemniej jednak próby identyfikacji czynników poprzedzających trzęsienia ziemi, choć powoli, prowadzą jednak do pozytywnych rezultatów. Wydawać by się mogło, że zmiana położenia linii brzegowej względem poziomu oceanu może być zwiastunem trzęsień ziemi.

Jednak w wielu krajach w tych samych warunkach nie zaobserwowano trzęsień ziemi i odwrotnie - przy stabilnym położeniu linii brzegowej wystąpiły trzęsienia ziemi. Wyjaśnia to najwyraźniej różnica w budowie geologicznej Ziemi.

Dlatego ten atrybut nie może być uniwersalny dla prognoz trzęsień ziemi. Trzeba jednak wykazać, że zmiana wysokości linii brzegowej była impulsem do ustanowienia specjalnych obserwacji deformacji skorupy ziemskiej za pomocą pomiarów geodezyjnych i specjalnych instrumentów.

Zmiana przewodnictwa elektrycznego skał jest kolejnym wskaźnikiem rozpoczynającego się trzęsienia ziemi.

Zmiany prędkości propagacji drgań sprężystych, oporów elektrycznych i właściwości magnetycznych skorupy ziemskiej mogą być wykorzystane jako prekursory trzęsień ziemi. Tak więc w regionach Azji Środkowej, badając przewodnictwo elektryczne skał, stwierdzono, że niektóre trzęsienia ziemi były poprzedzone zmianą przewodnictwa elektrycznego.

Podczas silnych trzęsień ziemi z trzewi Ziemi uwalniana jest ogromna energia. Trudno przyznać, że proces gromadzenia się ogromnej energii przed rozpoczęciem pękania skorupy ziemskiej, czyli trzęsienia ziemi, przebiega niepostrzeżenie. Prawdopodobnie z czasem, przy pomocy bardziej zaawansowanego sprzętu geofizycznego, obserwacje tych procesów pozwolą dokładnie przewidywać trzęsienia ziemi.

Rozwój nowoczesnej technologii, która już teraz umożliwia wykorzystanie wiązek laserowych do dokładniejszych pomiarów geodezyjnych, komputerów elektronicznych do przetwarzania informacji z obserwacji sejsmologicznych oraz nowoczesnych ultraczułych instrumentów otwiera przed sejsmologią wielkie perspektywy.

Uwalnianie radonu i zachowanie zwierząt - zwiastuny nadchodzących wstrząsów wtórnych

Naukowcom udało się dowiedzieć, że przed wstrząsami w skorupie ziemskiej zmienia się zawartość gazu radonowego. Dzieje się tak najwyraźniej z powodu kompresji skał ziemnych, w wyniku której gaz jest wypierany z dużych głębokości. Zjawisko to zaobserwowano podczas powtarzających się wstrząsów sejsmicznych.

Kompresja skał ziemskich oczywiście może wyjaśnić inne zjawisko, które w przeciwieństwie do wymienionych, dało początek wielu legendom. W Japonii zaobserwowano, że przed trzęsieniem ziemi małe ryby pewnego rodzaju wypłynęły na powierzchnię oceanu.

Uważa się, że zwierzęta w niektórych przypadkach przewidują nadejście trzęsień ziemi. Jednak praktycznie trudno jest użyć tych zjawisk jako prekursorów, ponieważ porównanie zachowania zwierząt w normalnych sytuacjach i przed trzęsieniem ziemi zaczyna się wtedy, gdy ono już nastąpiło. Prowadzi to czasem do różnych nieuzasadnionych sądów.

Prace związane z poszukiwaniem prekursorów trzęsień ziemi prowadzone są w różnych kierunkach. Zauważono, że powstawanie dużych zbiorników przy elektrowniach wodnych w niektórych strefach aktywnych sejsmicznie w USA i Hiszpanii przyczynia się do wzrostu trzęsień ziemi.

Specjalnie utworzona międzynarodowa komisja do badania wpływu dużych zbiorników na aktywność sejsmiczną zasugerowała, że ​​wnikanie wody w skały zmniejsza ich wytrzymałość, co może spowodować trzęsienie ziemi.

Doświadczenie pokazało, że prace nad poszukiwaniem prekursorów trzęsień ziemi wymagają bliższej współpracy naukowców. Rozwój problemu przewidywania trzęsień ziemi wszedł w nową fazę bardziej podstawowych badań opartych na nowoczesnych środkach technicznych i istnieją wszelkie powody, aby mieć nadzieję, że zostanie on rozwiązany.

Polecam przeczytać moje artykuły o trzęsieniach ziemi, na przykład o mesyńskim trzęsieniu ziemi we Włoszech, czy TOP najsilniejszych trzęsień ziemi w historii ludzkości.

Jak widzicie, przyjaciele, przewidywanie trzęsienia ziemi to bardzo trudne zadanie, które nie zawsze jest możliwe do wykonania. I żegnam się z tobą w tej sprawie. Nie zapomnij zasubskrybować aktualności na blogu, aby być jednym z pierwszych, którzy dowiadują się o nowych artykułach. Udostępnij artykuł znajomym w sieciach społecznościowych, to dla ciebie drobiazg, ale cieszę się. Życzę ci wszystkiego najlepszego, do widzenia.

20% terytorium Rosji należy do regionów aktywnych sejsmicznie (w tym 5% terytorium podlega wyjątkowo niebezpiecznym trzęsieniom ziemi o sile 8-10 stopni).

W ciągu ostatniego ćwierćwiecza w Rosji miało miejsce około 30 znaczących trzęsień ziemi, czyli o sile ponad siedmiu stopni w skali Richtera. W strefach możliwych niszczycielskich trzęsień ziemi w Rosji żyje 20 milionów ludzi.

Mieszkańcy regionu Dalekiego Wschodu Rosji najbardziej cierpią z powodu trzęsień ziemi i tsunami. Wybrzeże Pacyfiku w Rosji znajduje się w jednej z „najgorętszych” stref „Pierścienia ognia”. Tutaj, w obszarze przejściowym od kontynentu azjatyckiego do Oceanu Spokojnego i na skrzyżowaniu łuków wulkanicznych Kuril-Kamczatka i Aleuty, występuje ponad jedna trzecia trzęsień ziemi w Rosji, istnieje 30 aktywnych wulkanów, w tym takie giganty jak Klyuchevskaya Sopka i Szyweluch. Oto największa gęstość rozmieszczenia aktywnych wulkanów na Ziemi: na każde 20 km wybrzeża - jeden wulkan. Trzęsienia ziemi występują tu nie rzadziej niż w Japonii czy Chile. Sejsmolodzy zwykle liczą co najmniej 300 odczuwalnych trzęsień ziemi rocznie. Na sejsmicznej mapie strefowej Rosji regiony Kamczatki, Sachalinu i Wysp Kurylskich należą do tzw. strefy ośmio- i dziewięciopunktowej. Oznacza to, że w tych obszarach intensywność wstrząsów może sięgać 8, a nawet 9 punktów. Zniszczenie może być również istotne. Najbardziej niszczycielskie trzęsienie ziemi o sile 9 stopni w skali Richtera miało miejsce na wyspie Sachalin 27 maja 1995 roku. Zginęło około 3 tysiące osób, miasto Neftegorsk, położone 30 kilometrów od epicentrum trzęsienia ziemi, zostało prawie całkowicie zniszczone.

Do aktywnych sejsmicznie regionów Rosji należy również Syberia Wschodnia, gdzie wyróżnia się strefy 7-9-punktowe w regionie Bajkał, obwód Irkucki i Republika Buriacka.

Jakucja, przez którą przebiega granica płyt euroazjatyckiej i północnoamerykańskiej, jest nie tylko uważana za region aktywny sejsmicznie, ale także jest rekordzistą: często występują tu trzęsienia ziemi z epicentrami na północ od 70° szerokości geograficznej północnej. Jak wiedzą sejsmolodzy, główna część trzęsień ziemi na Ziemi występuje w rejonie równika i na średnich szerokościach geograficznych, a na dużych szerokościach geograficznych takie zdarzenia są rejestrowane niezwykle rzadko. Na przykład na Półwyspie Kolskim znaleziono różnorodne ślady trzęsień ziemi o dużej sile - w większości dość stare. Formy rzeźby sejsmogenicznej odkryte na Półwyspie Kolskim są podobne do obserwowanych w strefach trzęsień ziemi o intensywności 9-10 punktów.

Wśród innych aktywnych sejsmicznie regionów Rosji są Kaukaz, ostrogi Karpat, wybrzeża Morza Czarnego i Kaspijskiego. Obszary te charakteryzują się trzęsieniami ziemi o sile 4-5. Jednak w okresie historycznym odnotowano tu również katastrofalne trzęsienia ziemi o sile ponad 8,0. Ślady tsunami znaleziono także na wybrzeżu Morza Czarnego.

Jednak trzęsienia ziemi mogą również wystąpić na obszarach, których nie można nazwać aktywnymi sejsmicznie. 21 września 2004 w Kaliningradzie zarejestrowano dwie serie wstrząsów o sile 4-5 punktów. Epicentrum trzęsienia ziemi znajdowało się 40 kilometrów na południowy wschód od Kaliningradu, w pobliżu granicy rosyjsko-polskiej. Zgodnie z mapami ogólnego podziału stref sejsmicznych terytorium Rosji obwód kaliningradzki należy do regionu bezpiecznego sejsmicznie. Tutaj prawdopodobieństwo przekroczenia intensywności takiego wstrząsu wynosi około 1% przez 50 lat.

Nawet mieszkańcy Moskwy, Sankt Petersburga i innych miast położonych na rosyjskim peronie mają powody do zmartwień. Na terytorium Moskwy i regionu moskiewskiego ostatnie z tych zdarzeń sejsmicznych o sile 3-4 punktów miało miejsce 4 marca 1977 r., W nocy z 30 na 31 sierpnia 1986 r. I 5 maja 1990 r. Najsilniejsze znane wstrząsy sejsmiczne w Moskwie, o intensywności ponad 4 punktów, zaobserwowano 4 października 1802 r. i 10 listopada 1940 r. Były to „echa” większych trzęsień ziemi w Karpatach Wschodnich.