2005-01-24

Планета у форс-мажорі?

Високосний рік на завершення показав характер. Трагедія в Південно-Східній Азії, що призвела до багатотисячних людських жертв, знову змушує нас замислитись. Чому в ХХІ столітті, коли цивілізована людина, здається, технічно та технологічно досягла всього, ми знову потерпаємо від тих природних катаклізмів, які б мали передбачити? Могли б від них убезпечитися?

Над цим складним запитанням сьогодні разом з нашим кореспондентом розмірковує гість редакції - заступник директора Інституту геофізики НАНУ, кандидат фізико-математичних наук Олександр КЕНДЗЕРА. Про Олександра Володимировича можна сказати ще й таке: він один із професіоналів у царині сейсмології.

- Що ж воно з природою коїться? Про це запитують люди. І що можуть відповісти вчені?

- Землетрус в океані поблизу Суматри, якщо брати з 1900 року, не є найбільшим. За потужністю він займає лише п'яте місце. Найсильнішим був землетрус 1960 року поблизу Чилі. Це, звісно, за той час, як ми маємо сейсмічні записи, зафіксовану інформацію, яку можна кількісно оцінити. Оскільки чотири більш потужні землетруси, які відбулися на пам'яті нашого покоління, не призвели до якихось надзвичайних збурень на планеті, то можна очікувати що вона встоїть і цього разу, кардинальних змін клімату знову не відбудеться.

- Ну, а оця страхітлива інформація про зміщення земної осі? Психологічно такі новини виводять людей з рівноваги...

- Річ у тому, що земна вісь увесь час змінює своє положення, навіть без землетрусів. Однак такі зміни є настільки незначними, що внести кардинальні корективи у погоду чи взагалі в геодинаміку планети вони не можуть. Коливання осі є, як кажуть фахівці, в межах фонових. А потепління викликане певними метрологічними явищами, а не землетрусом. Опосередкованих зв'язків між землетрусами і погодою можна очікувати, але прямих генетичних зв'язків поки що встановити не вдалося.

- От зараз суперечка серед учених виникла, що первинне - природні катаклізми чи потепління?

- Геодинамічні процеси на нашій планеті ніколи не зупиняються. Вони були мільйон років тому і тривають зараз. Ясно, що це викликає певні зміни в природі. Якщо геодинамічні процеси зачіпають певні кліматоутворюючі складові, приміром, впливають на основні океанічні течії, то це може призводити до різких змін клімату на планеті.

Серед гіпотез потепління найбільш поширеними є дві. Перша говорить, що потепління чи похолодання постійно циклічно змінюються одне одним залежно від положення Землі стосовно Сонця та інших планет. Циклічне потепління чи похолодання клімату є причиною зміни погоди.

Другу причину зміни клімату і погоди вбачають у техногенному впливі через парниковий ефект, пов'язаний із величезними обсягами викидів вуглекислого газу.

Розвиток людства підвищує ризики, пов'язані з природними небезпечними явищами. Швидке зростання чисельності землян, а також ускладнення технологічних процесів, використовуваних ними в економічній діяльності, загострюють проблему вразливості населених пунктів, фабрик, заводів від природних впливів, які раніше не вважалися небезпечними. Приміром, незначний землетрус під якимось хімічним об'єктом може закінчитися катастрофою. Так, невеликий землетрус у Спітаку (Вірменія) завдав величезних руйнувань і спричинив десятки тисяч людських жертв. І навпаки: землетрус на Алясці, який був другим за потужністю, після чилійського, залишився майже непоміченим для преси і широкої громадськості, бо відбувся в малонаселеній місцевості. В районі Токіо чи іншого великого міста це б призвело до численних жертв, великих економічних втрат і потужних потоків масмедійної інформації про фантастичну катастрофу.

Коли ж ідеться про азійську катастрофу, то її причинами, з одного боку, є реально існуюча сейсмологічна небезпека, а з другого - значна концентрація в прибережній зоні інфраструктури індустрії відпочинку, яка споруджувалася без урахування цієї небезпеки. Постраждалі країни просто зекономили на простій і відносно недорогій системі попередження про цунамі, яка б допомогла вчасно евакуювати людей з небезпечних територій. Приміром, є інформація, що берегів Таїланду хвиля цунамі досягла через дві години після землетрусу. За такий час за наявності відповідної інформації можна багато зробити, щоб попередити небезпечні наслідки цунамі. При наявності служби попередження про цунамі ситуацією можна було б керувати. Служба попереджень про цунамі загалом не потребує великих затрат, вона є простою й ефективною. Однак країни цього регіону так і не змогли її створити, і, як наслідок, постраждали самі і піддали смертельній небезпеці тисячі туристів з інших країн. Вони ще раз підтвердили відому істину, що лихо легше попередити, ніж ліквідувати його наслідки.

- Тобто маємо ситуацію, коли превалює не підхід профілактики, попередження, а тактика "смаженого півня"?

- На жаль. І безпечних людей, які вважають, що без відповідної системи попередження можна обійтись, чимало, не лише в зоні катастрофи. У нас подібна ситуація. Якщо грунтуючись на сучасних світових сейсмологічних досягненнях і даних сейсмологічних спостережень на нашій території, вчені-геофізики говорять про те, що сейсмічна ситуація в Україні дещо небезпечніша, ніж та, що показана на діючій нормативній карті загального сейсмічного районування, то практично цю інформацію мало хто серйозно бере до уваги. Ні керівники місцевої влади, ні директори атомних станцій її майже не враховують.

З другого боку, на жаль, ще не перевелися вчені, які хочуть заробляти собі на хліб вигадуючи всілякі страхи і пропонуючи державі науковоподібні програми їх дослідження і "героїчного" подолання. Зокрема, маю на увазі практику "прогнозування часу виникнення землетрусів" в колишньому СРСР починаючи з 1978 року, коли проблема сейсмічного захисту була безпідставно передана з Академії наук і Держбуду до Міністерства геології СРСР. Ігноруючи світовий досвід і практично повністю зупинивши розвиток спостережних сейсмологічних мереж, значні бюджетні кошти були кинуті на вивчення передвісників землетрусів і "тригерних ефектів", які нібито повинні були забезпечити прогнозування землетрусів подібно до того, як передбачається дощ або тайфун. До аргументів учених-сейсмологів про безперспективність подібних досліджень не прислухалися. Щоб "освоїти" виділені на сейсмічні проблеми кошти, "сейсмологічні" підрозділи почали створювати всі кому не ліньки. Систему сейсмічного захисту розвалили. Гроші освоїли. Наплодили лжесейсмологів. Результати всіх цих "віщунів" більш ніж скромні.

Але припустімо, що прогноз часу виникнення землетрусу став би реальністю. Та що з того, якщо до кабінету мера зайде якийсь аналітик і попередить, що завтра очікується землетрус у сім балів? Що можна зробити в даному випадку, щоб уникнути людських жертв і економічних втрат? По-перше, доведеться перевірити, чи такі землетруси в даномі місці взагалі можливі, чи справді процес підготовки землетрусу є на завершальній стадії, які будинки чи споруди будуть вразливими. Зробити це оперативно неможливо. Отже, ця робота повинна вестися постійно, на випередження.

Розумна, ефективна концепція сеймічного захисту грунтується не на прогнозуванні часу виникнення землетрусу, а на прогнозуванні його місця, ймовірності виникнення, встановленні величини у вогнищі і навіть форми майбутніх коливань. Цим займається наука сейсмологія, створюючи карти загального сейсмічного районування у вигляді нормативного державного документа, карти сейсмічного мікрайонування для населених пунктів, територій проектованих будинків і важливих народногосподарських об'єктів, а також генеруючи відповідні їм розрахункові акселерограми. З карт сейсмічного районування видно: отут можна ставити екологічно або техногенно небезпечні об'єкти, а ось тут - ні за яких умов. Є ще варіант: якщо зводити об'єкт у сейсмічній зоні, то можна так його зміцнити, щоб землетруси прогнозованої сили йому не зашкодили. Наприклад, в Японії, де вся територія знаходиться в сейсмічно небезпечній зоні, є атомні станції, але побудовані вони з урахуванням максимально можливих сейсмічних впливів при прогнозованих землетрусах. Час виникнення цих землетрусів ролі не грає. АЕС надійно захищені.

На жаль, на практиці спостерігається один цікавий психологічний момент. Керівники населених пунктів, АЕС, ГЕС, заводів і комбінатів бояться замовляти дослідження з уточнення сейсмічної небезпеки. А раптом з'ясується, що об'єкт перебуває в небезпечній зоні? Що тоді робити? Сподіваються, що обійдеться, якось воно та буде. Хоча, за нашими законами, за відсутність підготовки об'єкта до землетрусу відповідатимуть керівники.

Повертаючись до катастрофи в Південно-Східній Азії, зазначимо, що уряди країн, місцеві власті і забудовники берегів прекрасно знали, що такі природні катаклізми тут можливі. Однак системи попередження про цунамі не створили, а будиночки, бунгало, які хвиля знесла, мов корова язиком злизала, також будували з єдиним розрахунком, що обійдеться. Не обійшлося, загинуло безліч людей.

Так само з нашими атомними станціями. МАГАТЕ рекомендує на кожній АЕС обладнати сейсмічну станцію, щоб можна було контролювати зміну несучих властивостей підстилаючих грунтів, накопичити інформацію про реальну сейсмічну небезпеку і геодинаміку близьких тектонічних структур, однак у нас цього не роблять. постає запитання: чому ліцензії на діяльність АЕС видаються без дотримання рекомендацій МАГАТЕ? Якщо три з чотирьох діючих в Україні АЕС провели відповідні сейсмічні дослідження, переконалися, що їхні об'єкти не будуть зруйновані на випадок природних катаклізмів, то найбільша Запорізька АЕС цього не зробила. Хоч саме вона розташована у складних сейсмотектонічних умовах і потребує уточнення сейсмічних ризиків.

Конституція гарантує кожному із нас захист від різних небезпек, у т. ч. від землетрусів. Захищатися кожен може і повинен на місцях (населений пункт, підприємство, будинок) в рамках своєї компетенції, виходячи з допустимого для нього ризику. Однак для того, щоб захищатися, треба знати параметри реально існуючої сейсмічної небезпеки. Видати зацікавленим організаціям і особам їх може лише держава, забезпечивши функціонування достатньо густої сейсмічної мережі, об'єктивні дані якої накопичуються протягом багатьох десятиріч і використовуються вченими для встановлення параметрів сейсмічної небезпеки для майданчиків існуючих об'єктів, ділянок, відведених під будівництво тощо. Постає запитання: чи може сьогодні наша країна мати повну картину про сейсмічну небезпеку її території? Не зовсім. Приміром, маленька Австрія має на своїй території 280 сейсмічних станцій, а велика Україна - всього 34. Така мережа нездатна забезпечити своєчасною і повною інформацією про невеликі місцеві землетруси, які відображають місця сучасної геодинамічної активізації тектонічних структур на нашій території, даючи можливість тим самим передбачати місця можливих значних катастроф.

- Я зрозумів з вашої інформації, що нині наука сейсмологія досягла того рівня, коли білих плям залишилося малувато. Чи можна, зрештою, поставити в режим жорсткого контролю всю планету? Щоб не було катастроф, таких як азійські?

- Справді, сейсмологія в нинішньому стані може дати чимало відповідей. Але лише для тих місць, де є оптимальна мережа відповідних спостережних станцій. Інакше кажучи, є об'єктивні дані, які можна аналізувати і на основі яких можна робити висновки про кількісні характеристики потенційної сейсмічної небезпеки. Усілякі інші підходи та методи, навіть найкращі, слід розглядати і використовувати лише як допоміжні, кардинально справі вони не зарадять.

Попередженням про підготовку землетрусу слугують зміни практично усіх відомих геофізичних полів, пов'язаних із трансформацією напружено-деформованого стану геологічного середовища. Але такі зміни не обов'язково призводять до землетрусу. Щоб однозначно сказати, почнеться землетрус чи ні, треба досить точно знати будову середовища і ті процеси, які в ньому відбуваються. Отримати такі знання поки що нереально.

- Про саму мережу станцій. Була інформація, що акваторія Тихого океану ними забезпечена, а от Індійського - ні. Це так?

- Слід уточнити, про яку саме мережу мова. Якщо про сейсмічні спостереження, то вони розвинуті в обох океанах достатньо добре. Власне, не в океанах, а на суші. А от системи слідкування за цунамі в Індійському океані справді немає. Якби вона існувала, то більшість людей залишилися б живими.

- Наслідки трагедії, за інформацією деяких світових ЗМІ, були б не такими трагічними, якби відкритіше повелася туристична індустрія регіону. Організатори відпочинку були поінформовані про загрозу?

- Частка правди в цій інформації є. Бо яка туристична компанія буде себе рекламувати як таку, що пропонує відпочиваючим небезпечні місця? Хоча коли ми подивимося на карту зон рекреації, і порівняємо з сейсмічно активними районами, то виявиться їхній значний збіг. Річь у тому, що там, де сучасні тектонічні процеси найактивніші, утворюються гори, є море. Тобто маємо найпрекрасніші куточки Землі. Ось і наш, приміром, Крим. Найцікавіші краєвиди, прекрасний клімат і... найвища сейсмічна активність. Однак про це ніколи не говорять організатори відпочинку. Із зрозумілих причин.

Біда постраждалого регіону навіть не в тому, що туроператори щось там замовчали. Більше вона полягає в тому, що споруди там будувалися без урахування вимог сейсмо-, а головне, цунамостійкості. Якби землетрус стався безпосередньо під цими бунгало, гадаю, нічого б подібного з людьми не сталося. Навіть якби карткові будиночки розвалилися, руйнування особливої шкоди не завдало б. А от потужна хвиля цунамі наробила біди, бо просто змила всю цю нестійку інфраструктуру.

Капітальні споруди, зведені на побережжі з урахуванням необхідних норм, витримали хвилю цунамі. Люди намокли, але залишилися живими.

Чи знали в тих зонах про можливість землетрусу? Так. Є відповідні карти сейсмічної активності і прогнозованої небезпеки. На них добре видно, що саме в тій зоні Індійського океану є висока сейсмічна небезпека. Тут є ще один цікавий момент. Потужний сейсмічний пояс, в якому змістилися тектонічні плити поблизу Суматри, проходить також близько від території України. Він виник на стику Євразійської, Африканської, Індійської тектонічних плит і називається Азорсько-Середземноморсько-Альпійським -Трансазійським сейсмічним поясом планети. В Азії він розгалужується, одна частина відходить у бік Байкалу, а друга - через Гіндукуш, Гімалаї вниз до Індійського океану. Правда, на нашій території цей сейсмічний пояс захоплює лише Закарпаття, південний захід Одеської області і Крим. Але знаходитися поблизу від нього також небезпечно. Середини тектонічних плит також піддаються деформаціям, хоча і меншим, ніж їхні краї.

У тому місці, де відбувся катастрофічний землетрус 26 грудня 2004 р., раніше сформувалося кілька менших субплит. Саме підповзання великої Індійської плити під невелику субплиту Бурма викликало значні вертикальні переміщення морського дна, які спричинили цунамі.

- І кажуть науковці, що глибина океану відчутно зменшилася...

- Ну, не значно. Щоб виникло потужне цунамі, не потрібно суттєвих зміщень плит. Достатньо раптово перемістити у вертикальному напрямку величезні маси води на 20-40 сантиметрів, щоб під дією гравітаційних сил вона почала перетікати в напрямку нормального рівня океану. І коли нижня частина такого потоку гальмується на шельфі острова чи материка або потрапляє в бухту, то фронт хвилі багатокра зростає, формуючи цунамі.

- А чи має право на існування така аналогія? Як у людини хребет слугує опорою всього організму, так і тектонічні плити є основою фізичного стану планети.

- Далека аналогія. Адже частину планети займає ядро, потім мантія, яка складається з базальтів і має найбільший об'єм. А на поверхні розташована земна кора. Якщо взяти звичайне яйце, порівняти його з нашою планетою, то порівняно із шкаралупою земна кора - тонша. Тому казати, що саме кора є "хребтом" планети, недоречно. Навпаки, більшість небезпечних збурень відбуваються саме в земній корі і безпосередньо під нею. І наше щастя в тому, що ці процеси є відносно повільними. Ми маємо цілі геологічні епохи, які характеризуються порівняно стабільною геодинамікою. У в'язкій мантії спостерігаються конвективні потоки, які в серединно-океанічних хребтах розривають кору, нарощують і розтягують її, а в інших місцях (рифтах) молода, тонка, але важка кора зустрічається з старою, легшою корою і підповзає під неї. Це характерно для всіх острівних дуг, включаючи Японські і Курильські острови. Але Земля - стара планета, відносно стабільна, і чекати якихось незвичайних геодинамічних процесів не варто. Якщо після більш потужних землетрусів, які сталися за історичної пам'яті людства, Земля залишилася на своїй орбіті, нічого кардинального з нею не трапилося, то це ознака того, що й далі все буде гаразд. У всякому разі, геофізичних підтверджень кінця світу, про який періодично говорять віщуни, ми не знаходимо.

- Чи не могли б ви перекинути місток в царину інших наук, приміром, зоології? Була інформація про те, що звірі, надто домашні, в місці катастрофи вчасно втекли, убезпечилися. Яким чином вони відчувають небезпеку, адже ніхто їх основам сейсмології не вчить?

- Можна в цьому сенсі говорити не лише про тварин, а й про деякі племена, які живуть відокремлено від цивілізації. Вони теж покинули берег і пішли глибше на територію островів. І цьому є пояснення. В нашому інституті діє лабораторія, яка займається вивченням поведінки тварин перед землетрусами. Приміром, ящірки виповзають зі своїх сховищ перед землетрусами навіть взимку. Все це пов'язано з тим, що в процесі виникнення і розвитку життя на нашій планеті усе живе мусило пристосовуватися до природних катастроф, які, повторюю, були весь час.

Я вже звертав вашу увагу на те, що під час підготовки землетрусів змінюються усі фізичні поля. Для того, щоб накопичена пружна енергія землетрусу вивільнилася, потрібно, щоб напруження досягли порогу міцності матеріалу земної кори і почалося його руйнування. Зміна напруженого стану викликає деформації: змінюється відносне положення атомів і молекул, викликаючи зміни усіх фізичних полів. Їх можна реєструвати чутливими приладами. Але їх відчувають також більшою або меншою мірою живі організми.

У цивілізованої людини здатність відчувати і правильно інтерпретувати зміни фізичних полів просто відмерла. Тобто більш залежні від природи дикуни в цьому випадку мають більше шансів на виживання. Але через кілька поколінь, якщо ці діти природи піддадуться впливові цивілізації, відчуття небезпеки, пов'язане із зміною фізичних полів, буде втрачатися. Безперечно, поведінку тварин слід вивчати, але, на жаль, захиститись від землетрусів, покладаючись лише на здатність тварин передбачати природні небезпеки, не вдасться. Дослідження показали, що незвичайна поведінка тварин може бути пов'язана з багатьма причинами, далекими від процесів, що супроводжують підготовку землетрусів.

- І щодо недавніх подій в акваторії Балтійського моря. Дехто знайшов зв'язок між ними і катаклізмом в Індійському океані. Мовляв, сталися зміни взагалі в Світовому океані. В усякому разі, тисячокілометрова тріщина, яка утворилася на дні Індійського океану, вражає. Це так чи ні?

- У 1960 році в Чилі тріщина на поверхні землі сягала приблизно трьох тисяч кілометрів. І, як ми переконалися, ніяких кардинальних змін на планеті не сталося. То будемо сподіватися, що втричі менша тріщина в Індійському океані теж не завдасть планеті, і Світовому океанові зокрема, великих клопотів. Хоча зрозуміло: зміни в океані відбуваються постійно, так само, як і на поверхні. Але це природний, закономірний процес.

- Загалом ви як фахівець вважаєте, що у виникненні землетрусів існують якісь часові закономірності? Приміром, землетрус в Індійському океані стався рівно через рік після трагедії в іранському місті Бам...

- Таких закономірностей не встановлено, однак віддавати землетруси цілком на поталу стихійності теж не варто. Адже існує таке поняття, як пускові механізми землетрусів (тригерні ефекти). Землетрус може готуватися впродовж і ста років, наближаючи внутрішньоземні напруження до межі міцності матеріалу, але перевищити її можна раптово сьогодні після обіду або через місяць уранці, додавши напруження за рахунок гравітаційних ефектів при зміні положення планет, за рахунок магнітострикційних ефектів при сонячних викидах тощо. Можна також понизити саму межу міцності матеріалу, змінивши температуру, тиск, обводнення тощо. Іноді пусковим механізмом може стати дуже незначний чинник.

З огляду на це, прогнозування землетрусів ускладнюється не лише тим, що ми не маємо точної моделі сейсмоактивної зони і моделі процесу накопичення пружної енергії, а й тому, що неможливо прослідкувати за всіма тригерними ефектами, яких є надзвичайно багато. Однак слід зазначити, що неможливість точно визначити час виникнення землетрусів не становить труднощів для сейсмічного захисту людей і економіки. Сучасні методи захисту від землетрусів грунтуються на знанні положення сейсмогенних зон, типу геотектонічних рухів в них, величини гранично можливих в них сейсмічних подій, знанні регіональних законів розповсюдження сейсмічних хвиль, інженерно-геологічних умов на будівельному майданчику і на використанні методів сейсмостійкого проектування споруд. Знаючи це, легко зрозуміти, на що варто витрачати гроші, щоб розв'язати проблему захисту від землетрусів.

- Іноді з гіркотою кажуть, що трагедії, на жаль, вчать нас мало чого. Які уроки можна винести з азійської катастрофи?

- По-перше, до реально існуючих небезпек слід готуватися заздалегідь. На значній частині території України можуть проявитися небезпечні землетруси, отже, треба захищатися від них.

По-друге, надійні дані про реально існуючу небезпеку можна одержати лише з достатньо густої мережі сейсмічних станцій. Українську державну сейсмологічну мережу слід розвивати, наближаючи до міжнародного рівня. Її фінансування слід здійснювати так само, як фінансування інших важливих державних служб, незалежно від існуючих чи майбутніх науково-технічних програм.

По-третє, зусилля спеціалістів сейсмологів і спеціалістів в галузі сейсмостійкого будівництва слід зосередити на створенні науково обгрунтованих карт загального сейсмічного районування і тісно пов'язаних з ними норм сейсмостійкого будівництва, як основи для надійного сейсмостійкого захисту. Це можна зробити в рамках спеціальної державної науково-технічної програми.