Kas maavärinat on võimalik ennustada? Viimaste sajandite jooksul on välja pakutud palju ennustamismeetodeid alates maavärinatele omaste ilmastikutingimuste arvestamisest kuni taevakehade asukoha ja loomade käitumise veidruste jälgimiseni. Enamik katseid ennustada maavärinaid on ebaõnnestunud.

Alates 1960. aastate algusest on maavärinate prognoosimise teadusuuringud omandanud enneolematu ulatuse, eriti Jaapanis, NSV Liidus, Hiinas ja USA-s. Nende eesmärk on muuta maavärinate ennustused vähemalt sama usaldusväärseks kui ilmaennustused. Kõige kuulsam on hävitava maavärina toimumise aja ja koha ennustus, eriti lühiajaline prognoos. Siiski on ka teist tüüpi maavärina prognoos: igas üksikus piirkonnas oodatava seismilise värisemise intensiivsuse hindamine. See tegur mängib olulist rolli oluliste ehitiste, näiteks tammide, haiglate, tuumareaktorite ehitamiseks vajalike kohtade valikul ning on lõppkokkuvõttes kõige olulisem seismiliste ohtude vähendamisel. Selles peatükis vaatleme maavärinate aja ja asukoha ennustamise teaduslikku lähenemist ning 11. peatükis kirjeldame meetodeid tugeva maapinna vibratsiooni ennustamiseks.

Nagu on märgitud peatükis. 1, Maa seismilisuse olemuse uurimine ajaloolisel ajaperioodil võimaldas ennustada kohti, kus võivad tulevikus aset leida hävitavad maapealsed sündmused.

Raputamine. Möödunud maavärinate kroonika ei võimalda aga ennustada järgmise katastroofi täpset aega. Isegi Hiinas, kus viimase 2700 aasta jooksul on toimunud 500–1000 laastavat maavärinat, ei ole statistiline analüüs näidanud suurimate maavärinate selget perioodilisust, kuid on näidanud, et suuri katastroofe võivad lahutada pikad seismilise vaikuse perioodid.

Jaapanis, kus on olemas ka pikaajaline maavärinastatistika (joonis 1), on maavärinate prognoosimise alast intensiivset uurimistööd tehtud alates 1962. aastast, kuid seni pole need edu toonud. (Siiski tuleb meeles pidada, et viimastel aastatel ei ole Jaapani saartel toimunud suuri hävitavaid maavärinaid, kuigi on täheldatud palju nõrku värinaid.) Jaapani programm, mis ühendab sadade seismoloogide, geofüüsikute ja geodeetide jõupingutusi, on tõi kaasa tohutul hulgal mitmekesist teavet ja võimaldas rõhutada, et eelseisvast maavärinast on palju märke. Üks tähelepanuväärsemaid maavärinate eelkäijaid seni uuritute seas on Jaapani Honshu saare läänerannikul täheldatud nähtused. Seal läbiviidud geodeetilised mõõtmised näitasid (vt graafikuid joonisel 2), et Niigata linna ümbruses toimus ca 60 aasta jooksul pidev rannajoone tõus ja langus. 1950. aastate lõpus selle protsessi kiirus langes; Seejärel, Niigata maavärina ajal 16. juunil 1964, täheldati selle piirkonna põhjaosas (epitsentri lähedal) järsku enam kui 20 cm langust. Vertikaalsete liikumiste jaotuse olemus, mis on näidatud joonisel fig. . 2, saadi teada alles pärast maavärinat.
Kuid kui sellised suured muutused kõrguses korduvad, on see kahtlemata ettevaatlik. Hiljem viidi Jaapanis läbi spetsiaalne uuring ajalooliste maavärinatsüklite kohta Tokyo ümbruses, samuti viidi läbi kohaliku maakoore deformatsiooni ja maavärina sageduse mõõtmised. Tulemused on pannud mõned Jaapani seismoloogid väitma, et praegu ei ole oodata suure Kanto maavärina (1923) kordumist, kuid maavärinaid ei saa välistada naaberpiirkondades.

Alates selle sajandi algusest, kui mitte varem, on tehtud oletusi erinevat tüüpi "käivitusmehhanismide" kohta, mis on võimelised põhjustama esialgse liikumise maavärina allika juures. Kõige tõsisemate eelduste hulka kuuluvad rasked ilmastikutingimused, vulkaanipursked ning Kuu, Päikese ja planeetide gravitatsiooniline tõmbejõud). Selliste mõjude leidmiseks analüüsiti arvukalt maavärinate katalooge,

sealhulgas väga põhjalikud nimekirjad California kohta, kuid lõplikke tulemusi ei saadud. Näiteks on väidetud, et kuna iga 179 aasta järel satuvad planeedid ligikaudu ühele reale, põhjustab tekkiv lisatõmme seismilisuse järsu tõusu. Järgmine selline planeetide joondumine on oodata 1982. aastal. Lõuna-California San Andrease murrang ei ole pärast 1857. aasta Fort Tejoni maavärinat tekitanud hävitavaid seismilisi lööke, seega võib selle "planetaarse" päästiku mõju nimetatud rikkele 1982. aastal pidada eriti oluliseks. tõenäoliselt. California õnneks on see argument tõsiselt vigane. Esiteks näitavad maailma maavärinate kataloogid, et planeetide sellise paigutuse varasemates episoodides: aastatel 1803, 1624 ja 1445 ei täheldatud seismilise aktiivsuse suurenemist. Teiseks on suhteliselt väikeste või kaugete planeetide lisatõmme Maa ja Päikese vastasmõjuga võrreldes tühine. See tähendab, et lisaks 179-aastasele perioodile peame arvestama ka paljude teiste suurimate taevakehade ühistegevusega seotud perioodilisuse võimalusega.

Usaldusväärse prognoosi tegemiseks, näiteks Kuu faaside või keemilise reaktsiooni tulemuse ennustamiseks, on tavaliselt vaja tugevat teoreetilist alust. Kahjuks ei ole praegu veel täpselt sõnastatud teooriat maavärinate tekke kohta. Kuid meie praeguste, ehkki piiratud teadmiste põhjal selle kohta, kus ja millal seismilised värinad toimuvad, saame teha ligikaudseid ennustusi selle kohta, millal võib mis tahes teadaoleva rikke korral oodata järgmist suurimat maavärinat. Tõepoolest, pärast 1906. aasta maavärinat G.F. Reed väitis elastse tagasilöögi teooriat (kirjeldatud 4. peatükis) kasutades, et järgmine suurem maavärin San Francisco piirkonnas toimub umbes saja aasta pärast.

Lühidalt, tema argumendid taandusid järgmisele. Enne 1906. aasta maavärinat üle San Andrease rikke tehtud geodeetilised mõõtmised näitasid, et rikke vastaskülgede suhteline nihe saavutas 50 aasta jooksul väärtuse 3,2 m. Pärast elastset tagasilööki sellel rikkel 18. aprillil 1906 oli maksimaalne suhteline nihe. veeväljasurve oli umbes 6,5 m.. Olles teinud aritmeetilise arvutuse, saame: (6,5:3,2)-50 = 100. Järelikult peab tugevalt järgmise maavärinani mööduma 100 aastat. Selles arvutuses peame tegema üsna nõrga eelduse, et regionaalne deformatsioon toimub ühtlaselt ja enne 1906. aasta maavärinat eksisteerinud rikke omadusi see maavärin ei muutnud. Ettevaatlikkus nõuab ka arvestamist, et San Andrease murrangu ääres ei pruugi lähisajanditel toimuda veel üks maavärin magnituudiga 8,25, vaid mitu mõõdukama magnituudiga värinat.

Praegu tehakse palju eksperimentaalset tööd, uuritakse erinevaid nähtusi (loetletud järgmises osas), mis võivad osutuda eelseisva maavärina eelkuulutajateks, “sümptomiteks”. Kuigi püüded probleemile terviklikku lahendust leida tunduvad üsna muljetavaldavad, annavad need optimismiks vähe põhjust: tõenäoliselt ei jõuta prognoosisüsteemi lähitulevikus enamikus maailma osades praktiliselt kasutusele võtta. Lisaks nõuavad meetodid, mis praegu tunduvad kõige lootustandvamad, väga keerulisi seadmeid ja teadlastelt palju pingutust. Prognoosimisjaamade võrkude rajamine kõikidesse kõrge seismilise riskiga piirkondadesse oleks äärmiselt kulukas.

Lisaks on maavärina prognoosimisega lahutamatult seotud üks suur dilemma. Oletame, et seismoloogilised mõõtmisandmed näitavad, et teatud aja jooksul toimub teatud piirkonnas teatud magnituudiga maavärin. Tuleb eeldada, et seda piirkonda peeti varem seismiliseks, muidu poleks sellel selliseid uuringuid tehtud. Sellest järeldub, et kui maavärin kindlaksmääratud ajavahemikul tegelikult aset leiab, võib see osutuda pelgalt kokkusattumuks ega ole kindel tõend selle kohta, et prognoosimiseks kasutatud meetodid on õiged ega too tulevikus kaasa vigu. Ja muidugi, kui tehakse konkreetne ennustus ja midagi ei juhtu, võetakse seda tõendina, et meetod ei ole usaldusväärne.

Californias on viimasel ajal suurenenud maavärinate prognoosimise aktiivsus, mille tulemusena moodustati 1975. aastal teaduskomisjon, kes hindas riigi hädaolukordade lahendamise agentuuri ja seega ka osariigi kuberneri prognooside usaldusväärsust. Nõukogul on oluline, kuid mitte määrav roll üksikisikute või rühmade teatud andmete ja väidete tegeliku tähenduse kindlaksmääramisel (tavaliselt valitsuse või ülikooli laboris töötavate seismoloogi või seismoloogide avaldus). Juhatuse soovitused ei käsitle riigiasutuste poolt väljastatud avalike ohuhoiatuste ajastust ega sisu. 1978. aasta seisuga oli see nõukogu pidanud vaid kahel korral tegelema Californias eeldatavate maavärinatega seotud küsimustega.

Otsustati, et iga arvessevõetav prognoos peaks sisaldama nelja põhielementi: 1) sündmuse toimumise aeg, 2) toimumise koht, 3) suurusjärk, 4) hinnanguline sündmuse tõenäosus. juhuslik kokkusattumus, s.t. et maavärin toimub ilma seosteta nähtustega, mida on spetsiaalselt uuritud.

Sellise nõukogu tähtsus ei seisne mitte ainult selles, et see täidab maavärina ajal minimaalsete kahjude tagamise eest vastutavate ametiasutuste ülesandeid, vaid ka selles, et sellise nõukogu ettevaatus on kasulik prognoose koostavatele teadlastele, kuna see tagab sõltumatu kontrolli. Laiemal ühiskondlikul skaalal aitab selline teaduslik žürii välja rookida kõikvõimalike selgeltnägijate ja mõnikord ka hoolimatute kuulsust – isegi ajutist – või rahalist kasu taotlevate inimeste põhjendamatud ennustused.

Maavärina prognoosimise sotsiaalsed ja majanduslikud tagajärjed on vastuoluliste tõlgendustega. Seismoloogiliste uuringute edenedes erinevates riikides tehakse tõenäoliselt arvukalt ennustusi maavärinate kohta, mis võivad toimuda tõenäolistes allikapiirkondades. Näiteks Hiina on juba palju selliseid prognoose välja andnud ja me vaatame neid selles peatükis hiljem.

Lääneriikides on uuritud nii prognoosi negatiivseid kui ka positiivseid tagajärgi. Kui näiteks Californias oleks võimalik kindlalt ennustada suure hävitava maavärina aega umbes aasta enne eeldatavat kuupäeva ja seejärel seda pidevalt täpsustada, siis oleks selle maavärina ohvrite arv ja isegi materiaalse kahju suurus suurem. oluliselt vähenenud, kuid suhtekorraldus pleisto-seisti piirkonnas katkeks ja kohalik majandus kukuks kokku. Sellise prognoosi kõige olulisemad sotsiaalsed ja majanduslikud tagajärjed on illustreeritud käesoleva peatüki hilisemas lisas 6. Loomulikult näivad sellised hinnangud ilma praktilise testimiseta väga spekulatiivsed; Üldised tagajärjed on väga keerulised, kuna avaliku, avaliku ja erasektori vastused võivad olla üsna erinevad. Näiteks kui pärast teaduslikku prognoosi ja ametlikku hoiatust suureneb avalikkuse nõudlus maavärinakindlustuse järele järsult, kahjustab see selle kättesaadavust ja avaldab ajutist, kuid äärmiselt tõsist mõju kinnisvara, maa ja ehituse väärtusele ning hoiuste väärtusele. ja tööhõive. Elanikkonnal, teadlastel ja valitsusametnikel on kõigist nendest probleemidest endiselt väga ebamäärane ettekujutus.

Nadežda Guseva

geoloogia-mineraloogiateaduste kandidaat

Kas maavärinaid on võimalik ennustada?

Maavärinate ennustamine on keeruline ülesanne. Maakoore plokkide vertikaalsed ja horisontaalsed nihked põhjustavad sügavaid maavärinaid, mis võivad ulatuda katastroofilise jõuni. Madala ohutasemega maavärinad tekivad seetõttu, et mööda maakoore pragusid kerkiv magmasula venitab neid pragusid liikudes. Probleem on selles, et neil kahel omavahel seotud, kuid erineval maavärina põhjustel on sarnased välised ilmingud.

Tongariro rahvuspark, Uus-Meremaa

Wikimedia Commons

Uus-Meremaa teadlaste meeskond suutis aga mitte ainult eristada Tongariro süvamurde tsoonis magmaatiliste ja tektooniliste protsesside põhjustatud maakoore venimise jälgi, vaid ka arvutada välja nii ühest kui ka teisest protsessist tuleneva venimise kiiruse. On kindlaks tehtud, et Tongariro rikke piirkonnas mängivad magmaatilised protsessid teisejärgulist rolli ja tektoonilised protsessid omavad otsustavat mõju. Ameerika Geoloogiaühingu bülletääni juulinumbris avaldatud uuringu tulemused aitavad selgitada ohtlike maavärinate riske selles populaarses turismipargis, mis asub 320 kilomeetri kaugusel Uus-Meremaa pealinnast Wellingtonist, aga ka sarnased struktuurid teistes Maa piirkondades.

Grabenid ja lõhed

Tongariro on Uus-Meremaa Yellowstone. Kolm "suitsetavat mäge" - vulkaanid Ruapehu (2797 meetrit), Ngauruhoe (2291 meetrit) ja Tongariro (1968 meetrit), paljud väiksemad vulkaanikoonused, geisrid, sinise ja smaragdiga värvitud järved, tormised mägijõed moodustavad koos maalilise maastiku maastiku rahvuslik Tongariro park. Need maastikud on paljudele tuttavad, kuna need olid Peter Jacksoni filmitriloogia "Sõrmuste isand" loomuliku paigana.

Muide, nende ilude päritolu on otseselt seotud piirkonna geoloogilise ehituse iseärasustega: paralleelsete rikete olemasoluga maakoores, millega kaasneb rikete vahel paikneva killu “läbikukkumine”. Seda geoloogilist struktuuri nimetatakse grabeniks. Geoloogilist struktuuri, mis sisaldab mitut pikendatud grabeeni, nimetatakse lõheks.

Planetaarsed lõhestruktuurid läbivad ookeanide kesktelgesid ja moodustavad ookeani keskahelikuid. Tektooniliste plaatide piirideks on suured lõhed, mis nagu kilpkonna kesta moodustavad kõvad segmendid moodustavad Maa kõva kesta, selle maakoore.

Uus-Meremaa tekkis kohtades, kus Vaikse ookeani laam taandub aeglaselt Austraalia laama alla. Sellistes tsoonides tekkivaid saarte ahelaid nimetatakse saarekaaredeks. Planeedi skaalal on riftivööndid pikendustsoonid ja saarekaaretsoonid on maakoore kokkusurumistsoonid. Piirkondlikul skaalal ei ole pinged maakoores aga monotoonsed ning igas suuremas kokkusurumisvööndis on lokaalsed pikendustsoonid. Selliste lokaalsete tõmbetsoonide väga jämedaks analoogiaks võib pidada metalltoodete väsimuspragude tekkimist. Tongoriro Graben on selline kohalik laiendustsoon.

Tänu oma asukohale planeedi mastaabis aktiivsete geoloogiliste protsesside vööndis toimub Uus-Meremaal igal aastal umbes 20 tuhat maavärinat, millest umbes 200 on tugevad.

Magma või tektoonika?

Maavärinate prognoosimine on keeruline. Vead on sageli kanalid, mille kaudu magma sügavalt pinnale liigub. Selle protsessiga kaasneb ka maakoore lokaalne venitamine. Sel juhul ei jõua magma alati maapinnani ning mõnel juhul võib see mingil sügavusel peatuda ja seal kristalliseeruda, moodustades pika ja kitsa magmaatilise keha, mida nimetatakse tammiks.

Pinnal on tammide sissetungist põhjustatud maakoore laiendused (magmaatilist laadi pikendused) sageli morfoloogiliselt eristamatud laiendustest, mis on põhjustatud maakoore plokkide üksteise suhtes liikumisel tekkivate pingete vabanemisest ( tektoonilise iseloomuga laiendused). Kuid maavärinate ennustamiseks on äärmiselt oluline eristada neid kahte tüüpi venitusi, sest tammide sissetungimisega seotud maavärinad on maapinnalähedased ega põhjusta katastroofilisi tagajärgi, samas kui tektoonilised maavärinad võivad põhjustada palju probleeme. .

Oli selge, et Uus-Meremaa riftisüsteemis ja eriti Tongoriro grabenis toimusid mõlemat tüüpi pikendused, kuid selle kohta, kumb neist domineerib, oli kaks vastandlikku arvamust.

Katastroofiliste maavärinate oht

Uus-Meremaa Geological Survey ning Aucklandi ja Massey ülikoolide meeskonna poolt läbi viidud uuring viidi läbi selleks, et leida viis, kuidas eristada magmaatilist ja tektoonist laienemist ning selgitada suurte ja katastroofiliste maavärinate riske Tongariro rahvuspargis.

Teadlased kasutasid meetodite kombinatsiooni, sealhulgas suhtelist geokronoloogiat, et määrata maakoore rikete järjestust ja analüüsida vulkaanipursete ajaloolisi andmeid. Uuringu võtmeetapp oli tammide sissetungimisel tekkivate maakoore häiringute parameetrite numbriline modelleerimine ning mudeli ja tegelikult vaadeldud parameetrite hoolikas võrdlemine.

Uuringus jõuti järeldusele, et maakoor Tongoriro grabeni piirkonnas venib tektooniliste sündmuste tõttu 5,8–7 mm aastas ja vulkaanipursete ja tammide sissetungimise tõttu 0,4–1,6 mm aastas. See tähendab, et magmaatilised protsessid ei ole maakoore liikumise peamine põhjus ning ehitusnormid peavad arvestama tugevate ja katastroofiliste maavärinate võimalusega. Ja väljatöötatud metoodika abil saab hinnata magmaatiliste protsesside panust maakoore liikumisse sarnastes struktuurides teistes Maa piirkondades.

Geoloogia- ja mineraloogiateaduste doktor Nikolai Koronovski, geoloogia- ja mineraaliteaduste kandidaat Alfred Naimark.

Maavärin 12. jaanuaril 2010, Port-au-Prince, Haiti Vabariigi pealinn. Hävitatud presidendiloss ja linnakvartalid. Surmajuhtumite koguarv on 220 tuhat.

Teadus ja elu // Illustratsioonid

Seismiohu ja maavärina prognoos võrreldes kliima- ja ilmaprognoosidega (V.I. Ulomovi järgi, http://seismos-u.ifz.ru).

Maavärin Vanis (Türkiye), 2011.

Riis. 1. Prekursor- ja post-seismilised anomaaliad agregeeritud signaalide graafikutel, Hiina (A. Lyubushin, 2007 järgi).

Riis. 2. Anomaaliad enne 25. septembril 2003 ja 11. märtsil 2011 Jaapanis toimunud maavärinaid on piiratud vertikaalsete joontega (A. Lyubushin, 2011 järgi).

Ei möödu aastatki, kui kuskil ei juhtuks katastroofiline maavärin, mis põhjustaks totaalset hävingut ja inimohvreid, mille arv võib ulatuda kümnetesse ja sadadesse tuhandetesse. Ja siis on tsunami – ebaharilikult kõrged lained, mis tekivad ookeanides pärast maavärinaid ja uhuvad minema külad ja linnad koos nende elanikega madalatel kaldal. Need katastroofid on alati ootamatud, nende äkilisus ja ettearvamatus on hirmutav. Kas tänapäeva teadus tõesti ei suuda selliseid kataklüsme ette näha? Lõppude lõpuks ennustavad nad orkaane, tornaadosid, ilmamuutusi, üleujutusi, magnettorme, isegi vulkaanipurskeid, kuid maavärinatega - täielikku ebaõnnestumist. Ja ühiskond usub sageli, et selles on süüdi teadlased. Nii anti Itaalias kohtu alla kuus geofüüsikut ja seismoloogi, kes ei suutnud ennustada 2009. aastal L'Aquila maavärinat, mis nõudis 300 inimese elu.

Näib, et on palju erinevaid instrumentaalmeetodeid ja instrumente, mis registreerivad maakoore vähimaidki deformatsioone. Kuid maavärina prognoos ebaõnnestub. Mis asi siis on? Sellele küsimusele vastamiseks mõelgem esmalt, mis on maavärin.

Maa ülemine kest - litosfäär, mis koosneb ookeanides 5–10 km paksusest ja mäeahelike all kuni 70 km paksusest tahkest maakoorest, on jagatud mitmeks plaadiks, mida nimetatakse litosfääriliseks. All on ka tahke ülemine vahevöö, täpsemalt selle ülemine osa. Need geosfäärid koosnevad mitmesugustest kõrge kõvadusega kivimitest. Kuid ülemise vahevöö paksuses on erinevatel sügavustel kiht, mida nimetatakse astenosfääriliseks (kreeka keelest asthenos - nõrk), millel on madalam viskoossus võrreldes ülaltoodud ja selle all olevate mantlikivimitega. Eeldatakse, et astenosfäär on "määrdeaine", mille kaudu saavad liikuda litosfääriplaadid ja ülemise vahevöö osad.

Liikumise ajal põrkuvad plaadid mõnes kohas kokku, moodustades tohutuid volditud mäeahelikuid, teistes, vastupidi, jagunevad ookeanideks, mille maakoor on mandrite maakoorest raskem ja suudab nende alla vajuda. Need plaatide vastasmõjud põhjustavad kivimites tohutut pinget, surudes neid kokku või, vastupidi, venitades. Kui pinged ületavad kivimite tõmbetugevust, toimuvad need väga kiiresti, peaaegu hetkeliselt nihkuvad ja purunevad. Selle nihke hetk kujutab endast maavärinat. Kui tahame seda ennustada, peame andma prognoosi koha, aja ja võimaliku tugevuse kohta.

Iga maavärin on protsess, mis toimub teatud piiratud kiirusega, mille käigus tekivad ja uuenevad mitmed erineva ulatusega purunemised, millest igaühe rebimine koos energia vabanemise ja ümberjaotumisega. Samal ajal on vaja selgelt mõista, et kivimid ei ole pidev homogeenne massiiv. Sellel on praod, struktuurselt nõrgenenud tsoonid, mis oluliselt vähendavad selle üldist tugevust.

Rebenemise või rebendite levimiskiirus ulatub mitme kilomeetrini sekundis, hävitamisprotsess hõlmab teatud kogust kivimeid - maavärina allikat. Selle keskpunkti nimetatakse hüpotsentriks ja selle projektsiooni Maa pinnale nimetatakse maavärina epitsentriks. Hüpotsentrid asuvad erinevatel sügavustel. Sügavamad on kuni 700 km, kuid sageli palju vähem.

Maavärinate intensiivsust ehk tugevust, mis on prognoosimiseks nii oluline, iseloomustatakse punktidega (hävituse mõõt) skaalal MSK-64: 1 kuni 12, samuti magnituudiga M, mis on välja pakutud mõõtmeteta väärtus. Caltechi professor C. F. Richter, mis peegeldab elastsete vibratsioonide vabanenud koguenergia hulka.

Mis on prognoos?

Maavärina prognoosimise võimalikkuse ja praktilise kasulikkuse hindamiseks on vaja selgelt määratleda, millistele nõuetele see vastama peab. See ei ole oletamine, ilmselgelt regulaarsete sündmuste triviaalne ennustus. Prognoos on teaduslikult põhjendatud hinnang nähtuse koha, aja ja oleku kohta, mille toimumise, leviku ja muutumise mustrid on teadmata või ebaselged.

Seismiliste katastroofide põhimõtteline prognoositavus ei ole tekitanud kahtlusi juba mitu aastat. Usku teaduse piiramatusse ennustavasse potentsiaali toetasid pealtnäha üsna veenvad argumendid. Tohutu energia vabanemisega seismilised sündmused ei saa ilma ettevalmistuseta Maa soolestikus toimuda. See peaks hõlmama teatud struktuuri ja geofüüsikaliste väljade ümberstruktureerimist, mida tugevam on oodatav maavärin. Sellise ümberkorraldamise ilmingud - geoloogilise keskkonna teatud parameetrite anomaalsed muutused - tuvastatakse geoloogilise, geofüüsikalise ja geodeetilise seire meetoditega. Seetõttu oli ülesandeks vajalike tehnikate ja seadmete olemasolul selliste kõrvalekallete esinemine ja areng õigeaegselt fikseerida.

Selgus aga, et isegi piirkondades, kus tehakse pidevaid hoolikaid vaatlusi – Californias (USA), Jaapanis – juhtuvad tugevaimad maavärinad ootamatult iga kord. Empiiriliselt pole võimalik usaldusväärset ja täpset prognoosi saada. Selle põhjuseks nähti ebapiisavaid teadmisi uuritava protsessi mehhanismi kohta.

Seega peeti seismilist protsessi a priori põhimõtteliselt prognoositavaks, kui tänapäeval ebaselgeid või ebapiisavaid mehhanisme, tõendeid ja vajalikke võtteid mõistetakse, täiendatakse ja täiustatakse tulevikus. Prognooside tegemisel pole põhimõtteliselt ületamatuid takistusi. Klassikalisest teadusest päritud teadusliku teadmise piiramatute võimaluste postulaadid ja meid huvitavate protsesside ennustamine olid veel suhteliselt hiljuti igasuguse loodusteadusliku uurimistöö algprintsiibid. Kuidas seda probleemi nüüd mõistetakse?

On üsna ilmne, et ka ilma eriuuringuteta on võimalik enesekindlalt “ennustada” näiteks tugevat maavärinat tugeva seismilise ülemineku tsoonis Aasia mandrilt Vaiksele ookeanile järgmise 1000 aasta jooksul. Sama "mõistlikult" võib väita, et Kuriili seljandikul Iturupi saare piirkonnas toimub homme kell 14:00 Moskva aja järgi maavärin magnituudiga 5,5. Kuid selliste prognooside hind on tühine. Esimene prognoosidest on üsna usaldusväärne, kuid kellelgi pole seda ülimadala täpsuse tõttu vaja; teine ​​on üsna täpne, aga ka kasutu, sest selle töökindlus on nullilähedane.

Sellest on selge, et: a) mis tahes teadmiste tasemel kaasneb prognoosi usaldusväärsuse suurenemisega selle täpsuse vähenemine ja vastupidi; b) kui kahe parameetri (näiteks maavärina asukoha ja tugevuse) prognoositav täpsus on ebapiisav, kaotab isegi kolmanda parameetri (aja) täpne ennustamine praktilise tähenduse.

Seega on maavärina ennustamise peamiseks ülesandeks ja peamiseks raskuseks see, et selle asukoha, aja ja energia või intensiivsuse ennustused rahuldaksid üheaegselt praktilisi nõudeid nii täpsuse kui ka usaldusväärsuse osas. Need nõuded ise ei sõltu aga mitte ainult saavutatud teadmiste tasemest maavärinate kohta, vaid ka konkreetsetest prognoosieesmärkidest, mida eri tüüpi prognoosid täidavad. Tavapärane on esile tõsta:

Seismiline tsoneerimine (seismilisuse hinnangud aastakümneteks - sajanditeks;

Prognoosid: pikaajaline (aastateks - aastakümneteks), keskmise tähtajaga (kuudeks - aastateks), lühiajaliseks (ajaliselt 2-3 päeva - tunnid, kohas 30-50 km) ja mõnikord töökorras (tundides - minutites) ).

Lühiajaline prognoos on eriti asjakohane: see on aluseks konkreetsetele hoiatustele eelseisva katastroofi kohta ja kiireloomulistele meetmetele selle kahju vähendamiseks. Vigade hind on siin väga kõrge. Neid vigu on kahte tüüpi:

1. "Valehäire", kui pärast kõigi ohvrite ja materiaalsete kaotuste arvu minimeerimiseks vajalike meetmete võtmist prognoositud tugevat maavärinat ei toimu.

2. "Sihtmärgi puudumine", kui toimunud maavärinat ei ennustatud. Sellised vead on äärmiselt tavalised: peaaegu kõik katastroofilised maavärinad on ootamatud.

Esimesel juhul võib tuhandete inimeste elu- ja töörütmi häirimisest saadav kahju olla väga suur, teisel juhul on tagajärjed lisaks materiaalsetele kaotustele ka inimohvrid. Mõlemal juhul on seismoloogide moraalne vastutus vale prognoosi eest väga kõrge. See sunnib neid läheneva ohu eest ametivõimudele ametlike hoiatuste tegemisel (või mitteandmisel) olema äärmiselt ettevaatlik. Võimud omakorda, mõistes tohutuid raskusi ja kohutavaid tagajärgi, mis kaasnevad tiheasustusala või suurlinna toimimise peatamisega vähemalt päevaks või paariks, ei kiirusta järgima arvukate "amatöörlike" mitteametlike ennustajate soovitusi. Teie ennustuste 90% ja isegi 100% usaldusväärsus.

Teadmatuse kõrge hind

Vahepeal läheb geokatastroofide ettearvamatus inimkonnale väga kulukaks. Nagu märgib Vene seismoloog A.D. Zavjalov, moodustasid maavärinad aastatel 1965–1999 13% maailma loodusõnnetuste koguarvust. Aastatel 1900–1999 toimus 2000 maavärinat magnituudiga üle 7. Neist 65 puhul oli M suurem kui 8. 20. sajandi maavärinate tagajärjel tekkinud inimkaotused ulatusid 1,4 miljonini. Neist viimase 30 aasta jooksul, mil ohvrite arvu hakati täpsemalt arvutama, oli 987 tuhat inimest ehk 32,9 tuhat inimest aastas. Kõigist loodusõnnetustest on maavärinad hukkunute arvult kolmandal kohal (17% hukkunute koguarvust). Venemaal, 25% -l selle pindalast, kus asub umbes 3000 linna ja alevit, 100 suurt hüdro- ja soojuselektrijaama ning viis tuumaelektrijaama, on võimalikud seismilised šokid intensiivsusega 7 või enam. Kahekümnenda sajandi tugevaimad maavärinad toimusid Kamtšatkal (4. november 1952, M = 9,0), Aleuudi saartel (9. märts 1957, M = 9,1), Tšiilis (22. mai 1960, M = 9,5), a. Alaska (28. märts 1964, M = 9,2).

Viimaste aastate tugevaimate maavärinate nimekiri on muljetavaldav.

2004, 26. detsember. Sumatra-Andamani maavärin, M = 9,3. Tugevaim järellöök (korduv šokk) M = 7,5 toimus 3 tundi 22 minutit pärast põhišokki. Esimese 24 tunni jooksul pärast seda registreeriti umbes 220 uut maavärinat, mille M > 4,6. Tsunami tabas Sri Lanka, India, Indoneesia, Tai, Malaisia ​​rannikut; Hukkus 230 tuhat inimest. Kolm kuud hiljem toimus järeltõuge M = 8,6.

2005, 28. märts. Niase saar, Sumatrast kolme kilomeetri kaugusel, maavärin M = 8,2. 1300 inimest hukkus.

2005, 8. oktoober. Pakistan, maavärin M = 7,6; Hukkus 73 tuhat inimest, üle kolme miljoni jäi kodutuks.

2006, 27. mai. Java saar, maavärin M = 6,2; Hukkus 6618 inimest, 647 tuhat jäi koduta.

2008, 12. mai. Sichuani provints, Hiina, 92 km kaugusel Chengdust, maavärin M = 7,9; 87 tuhat inimest hukkus, 370 tuhat sai vigastada, 5 miljonit jäi kodutuks.

2009, 6. aprill. Itaalia, maavärin M = 5,8 ajaloolise L'Aquila linna lähedal; Ohvriks sai 300 inimest, vigastada sai 1,5 tuhat, koduta jäi üle 50 tuhande.

2010, 12. jaanuar. Haiti saar, rannikust mõne miili kaugusel, toimus mõne minuti jooksul kaks maavärinat M = 7,0 ja 5,9. Hukkus umbes 220 tuhat inimest.

2011, 11. märts. Jaapan, kaks maavärinat: M = 9,0, epitsenter 373 km Tokyost kirdes; M = 7,1, epitsenter 505 km Tokyost kirdes. Katastroofiline tsunami, hukkus üle 13 tuhande inimese, 15,5 tuhat jäi kadunuks, tuumajaama hävitamine. 30 minutit pärast põhilööki - järellöök M = 7,9, seejärel veel üks šokk M = 7,7. Esimesel päeval pärast maavärinat registreeriti umbes 160 lööki magnituudiga 4,6 kuni 7,1, millest 22 lööki M > 6. Teisel päeval registreeriti M > 4,6 järeltõugete arv umbes 130 (millest 7 järeltõuked, mille M > 6,0). Kolmanda päeva jooksul langes see arv 86-ni (sealhulgas üks šokk M = 6,0). 28. päeval toimus maavärin M = 7,1. 12. aprilliks registreeriti 940 järeltõuget, mille M > 4,6. Järeltõugete epitsentrid hõlmasid umbes 650 km pikkuse ja umbes 350 km läbimõõduga ala.

Eranditult kõik loetletud sündmused osutusid ootamatuteks või „ennustatuks“ mitte nii kindlalt ja täpselt, et oleks saanud konkreetseid ohutusmeetmeid rakendada. Samal ajal pole nii teaduspublikatsioonide lehekülgedel kui ka Internetis haruldased väited konkreetsete maavärinate usaldusväärse lühiajalise prognoosi võimalikkuse ja isegi korduva rakendamise kohta.

Lugu kahest prognoosist

Liaoningi provintsis (Hiina) Haichengi linna piirkonnas täheldati eelmise sajandi 70ndate alguses korduvalt märke võimalikust tugevast maavärinast: muutused maapinna nõlvades, geomagnetväli, pinnase elektrienergia. vastupidavus, veetase kaevudes ja loomade käitumine. Jaanuaris 1975 teatati ähvardavast ohust. Veebruari alguseks tõusis kaevude veetase järsult ning nõrkade maavärinate arv kasvas kõvasti. 3. veebruari õhtuks said seismoloogid võimudele teate peatsest katastroofist. Järgmisel hommikul toimus maavärin magnituudiga 4,7. Kell 14.00 teatati, et tõenäoline on veelgi tugevam löök. Elanikud lahkusid oma kodudest ja rakendati turvameetmeid. Kell 19:36 põhjustas võimas šokk (M = 7,3) ulatuslikke purustusi, kuid inimohvreid oli vähe.

See on ainuke näide laastava maavärina üllatavalt täpsest lühiajalisest prognoosist nii ajas, asukohas kui ka (ligikaudselt) intensiivsuses. Teised, väga vähesed täitunud prognoosid olid aga ebapiisavalt kindlad. Peaasi, et nii ettearvamatute reaalsete sündmuste kui ka valehäirete arv jäi ülisuureks. See tähendas, et seismiliste katastroofide stabiilseks ja täpseks ennustamiseks polnud usaldusväärset algoritmi ning Haichengi prognoos oli suure tõenäosusega lihtsalt ebatavaliselt edukas asjaolude kokkulangevus. Niisiis, veidi enam kui aasta hiljem, juulis 1976, toimus Pekingist 200–300 km idas maavärin, mille M = 7,9. Tangshani linn hävis täielikult, hukkus 250 tuhat inimest. Konkreetseid katastroofi kuulutajaid polnud ja häiret ei kuulutatud.

Pärast seda, aga ka pärast seda, kui möödunud sajandi 80. aastate keskel Parkfieldis (USA, California) toimunud maavärina ennustamise pikaajaline katse ebaõnnestus, valitses probleemi lahendamise väljavaadete suhtes skeptilisus. See kajastus enamikus aruannetes Londonis toimunud kohtumisel "Maavärinate prognoosiprojektide hindamine" (1996), mille korraldasid Royal Astronomical Society ja Joint Association of Geophysics, samuti erinevate riikide seismoloogide arutelus. lehekülgi ajakirjas Nature (aasta veebruar - aprill 1999).

Tunduvalt hiljem kui Tangšani maavärin, suutis Vene teadlane A. A. Ljubušin, analüüsides nende aastate geofüüsikalisi seireandmeid, tuvastada sellele sündmusele eelnenud anomaalia (joonis 1 ülemisel graafikul on see esile tõstetud parempoolse vertikaaljoonega). Sellele katastroofile vastav anomaalia on olemas ka signaali alumises modifitseeritud graafikus. Mõlemad graafikud sisaldavad muid anomaaliaid, mis ei ole palju hullemad kui mainitud, kuid ei lange kokku ühegi maavärinaga. Kuid Haichengi maavärina eelkäijat (vasakpoolne vertikaaljoon) esialgu ei leitud; anomaalia ilmnes alles pärast graafiku muutmist (joon. 1, all). Seega, kuigi antud juhul oli võimalik tuvastada Tangshani ja vähemal määral Haichengi maavärinate eelkäijaid tagantjärele, ei leitud tulevaste hävitavate sündmuste märkide usaldusväärset ennustavat tuvastamist.

Tänapäeval, analüüsides pikaajaliste, aastast 1997 Jaapani saarte mikroseismilise tausta pideva salvestuse tulemusi, avastas A. Ljubushin, et isegi kuus kuud enne saare tugevat maavärinat. Hokkaido (M = 8,3; 25. september 2003) toimus lähtesignaali ajakeskmise väärtuse langus, mille järel signaal ei taastunud endisele tasemele ja stabiliseerus madalatel väärtustel. Alates 2002. aasta keskpaigast on sellega kaasnenud selle tunnuse väärtuste sünkroniseerimise suurenemine erinevates jaamades. Katastroofiteooria seisukohalt on selline sünkroniseerimine märk uuritava süsteemi lähenevast üleminekust kvalitatiivselt uude olekusse, antud juhul märku lähenevast katastroofist. Need ja hilisemad olemasolevate andmete töötlemise tulemused viisid oletuseni, et sündmus saarel. Hokkaido, kuigi tugev, on vaid eelhoog veelgi võimsamale eelseisvale katastroofile. Niisiis, joonisel fig. Joonisel 3 on kujutatud kaks anomaaliat lähtesignaali käitumises – teravad miinimumid 2002. ja 2009. aastal. Kuna esimesele neist järgnes maavärin 25. septembril 2003, siis teine ​​miinimum võib olla M = 8,5-9 veelgi võimsama sündmuse eelkuulutaja. Selle kohaks märgiti "Jaapani saared"; see määrati täpsemalt tagantjärele, tagantjärele. Sündmuse toimumise ajaks ennustati esmalt (aprill 2010) 2010. aasta juuli, seejärel alates 2010. aasta juulist määramata ajaks, mis välistas häire väljakuulutamise võimaluse. See juhtus 11. märtsil 2011 ja otsustades joonise fig. 2, seda oleks võinud oodata varem ja hiljem.

See prognoos viitab keskpikatele prognoosidele, mis on varem olnud edukad. Lühiajalised edukad prognoosid on alati haruldased: ei olnud võimalik leida ühtki püsivalt tõhusat lähteainete komplekti. Ja nüüd ei saa kuidagi ette teada, millistes olukordades mõjuvad samad lähteained nagu A. Ljubušini prognoosis.

Mineviku õppetunnid, kahtlused ja tulevikulootused

Milline on seismilise lühiajalise prognoosimise probleemi praegune seis? Arvamuste ring on väga lai.

Viimase 50 aasta jooksul on katsed ennustada mõne päeva jooksul tugevate maavärinate asukohta ja aega ebaõnnestunud. Konkreetsete maavärinate eelkäijaid ei olnud võimalik tuvastada. Erinevate keskkonnaparameetrite lokaalsed häiringud ei saa olla üksikute maavärinate eelkäijad. Võimalik, et nõutava täpsusega lühiajaline prognoos on üldiselt ebareaalne.

2012. aasta septembris Euroopa seismoloogiakomisjoni 33. peaassambleel (Moskva) tunnistas Maa sisemuse Rahvusvahelise Seismoloogia ja Füüsika Assotsiatsiooni peasekretär P. Sukhadolk, et läbimurdelisi lahendusi seismoloogias lähiajal oodata ei ole. Märgiti, et ükski enam kui 600 teadaolevast lähteainest ega ükski nende kogum ei taga ilma lähteaineteta toimuvate maavärinate ennustamist. Katalüsmi kohta, aega ja jõudu pole võimalik kindlalt näidata. Lootused pannakse ainult ennustustele, kus tugevaid maavärinaid esineb teatud sagedusega.

Nii et kas tulevikus on võimalik suurendada nii prognoosi täpsust kui ka usaldusväärsust? Enne vastuse otsimist peaksite mõistma: miks peaksid maavärinad olema etteaimatavad? Traditsiooniliselt arvatakse, et iga nähtus on ennustatav, kui sarnaseid juba aset leidnud sündmusi uuritakse piisavalt põhjalikult, üksikasjalikult ja täpselt ning prognoosimine on võimalik analoogia põhjal. Kuid tulevased sündmused toimuvad tingimustes, mis ei ole eelmistega identsed ja seetõttu erinevad neist kindlasti mingil moel. Selline lähenemine võib olla tõhus siis, kui uuritava protsessi tekke ja arengu tingimuste erinevused erinevates kohtades erinevatel aegadel on väikesed ja muudavad selle tulemust võrdeliselt selliste erinevuste suurusega, st. samuti ebaoluliselt. Kui sellised kõrvalekalded korduvad, on juhuslikud ja neil on erinev tähendus, tühistavad need üksteist oluliselt, võimaldades lõpuks saada mitte absoluutselt täpset, kuid statistiliselt vastuvõetavat prognoosi. Sellise ennustatavuse võimalikkus seati aga 20. sajandi lõpus kahtluse alla.

Pendel ja liivahunnik

On teada, et paljude looduslike süsteemide käitumist kirjeldavad üsna rahuldavalt mittelineaarsed diferentsiaalvõrrandid. Kuid nende otsused evolutsiooni teatud kriitilises punktis muutuvad ebastabiilseks ja mitmetähenduslikuks – arengu teoreetiline trajektoor hargneb. Üks või teine ​​haru realiseerub ettearvamatult ühe paljude väikeste juhuslike kõikumiste mõjul, mis igas süsteemis alati esinevad. Valikut oleks võimalik ennustada ainult algtingimuste täpse teadmisega. Kuid mittelineaarsed süsteemid on nende väikseimate muutuste suhtes väga tundlikud. Seetõttu viib tee valimine järjestikku ainult kahes või kolmes hargnemispunktis (hargnemispunktis) selleni, et täiesti deterministlike võrrandite lahenduste käitumine osutub kaootiliseks. See väljendub - isegi mis tahes parameetri, näiteks rõhu väärtuste järkjärgulise suurenemise korral - süsteemi elementide ja nende agregatsioonide kollektiivsete ebaregulaarsete, järsult ümberkorraldavate liikumiste ja deformatsioonide iseorganiseerumises. Selline režiim, mis paradoksaalselt ühendab determinismi ja kaost ning on määratletud deterministliku kaosena, mis erineb täielikust korratusest, pole sugugi erandlik ja mitte ainult oma olemuselt. Toome lihtsaimad näited.

Pigistades painduvat joonlauda rangelt piki pikitelge, ei saa me ennustada, millises suunas see paindub. Hõõrdumiseta pendlit nii palju õõtsutades, et see jõuab ülemise ebastabiilse tasakaaluasendi punktini, kuid mitte enam, ei saa me ennustada, kas pendel läheb tagurpidi või teeb täispöörde. Saates ühe piljardipalli teise suunas, ennustame ligikaudu viimase trajektoori, kuid pärast selle kokkupõrkeid kolmanda ja veelgi enam neljanda palliga osutuvad meie ennustused väga ebatäpseteks ja ebastabiilseteks. Liivahunnikut ühtlase lisandiga suurendades, kui selle kalde kalde teatud kriitiline nurk on saavutatud, näeme koos üksikute liivaterade rullumisega spontaanselt tekkivate terade kogumite ettearvamatuid laviinitaolisi kokkuvarisemisi. See on iseorganiseerunud kriitilisuse seisundis süsteemi deterministlik-kaootiline käitumine. Üksikute liivaterade mehaanilise käitumise mustrid on siin täienenud kvalitatiivselt uute tunnustega, mille määravad liivaterade agregaadi kui süsteemi sisemised seosed.

Põhimõtteliselt sarnasel viisil moodustub kivimmasside katkendlik struktuur - esialgsest hajutatud mikropragunemisest üksikute pragude väljakasvamiseni, seejärel nende vastasmõjude ja omavaheliste seosteni. Üksiku, varem ettearvamatu häire kiire kasv konkureerivate seas muudab selle suureks seismogeenseks rebendiks. Selles protsessis põhjustab iga üksiku rebenemise toiming massiivi struktuuri ja pingeseisundi ettearvamatuid ümberkorraldusi.

Ülaltoodud ja teistes sarnastes näidetes ei ennustata esialgsete tingimustega määratud mittelineaarse evolutsiooni lõpp- ega vahetulemusi. See ei tulene mitte paljude raskesti arvestatavate tegurite mõjust, mitte mehaanilise liikumise seaduste teadmatusest, vaid suutmatusest algtingimusi absoluutselt täpselt hinnata. Sellistes oludes nihutavad isegi väikseimad erinevused algselt sarnased arengutrajektoorid üksteisest nii kaugele, kui soovitakse.

Traditsiooniline katastroofide ennustamise strateegia taandub selge eelkäija anomaalia tuvastamisele, mis on põhjustatud näiteks pingete koondumisest otstes, tõmblustes ja katkestuste ristumiskohtades. Et saada läheneva šoki usaldusväärseks märgiks, peab selline anomaalia olema üksik ja paistma ümbritseva tausta taustal kontrastselt silma. Kuid tegelik geokeskkond on struktureeritud teisiti. Koormuse all käitub see jämeda ja isesarnase plokina (fraktaalina). See tähendab, et suvalise mastaabitasemega plokis on suhteliselt vähe väiksema suurusega plokke ja igaüks neist sisaldab sama palju veelgi väiksemaid jne. Sellises struktuuris ei saa olla homogeensel taustal selgelt eraldatud anomaaliaid, see sisaldab mittekontrastseid makro-, meso- ja mikroanomaaliaid.

See muudab traditsioonilised taktikad probleemi lahendamisel mõttetuks. Seismiliste katastroofide ettevalmistamise jälgimine samaaegselt mitmes suhteliselt lähedal asuvas potentsiaalses ohuallikas vähendab sündmuse ärajäämise tõenäosust, kuid samal ajal suurendab valehäire tõenäosust, kuna täheldatud anomaaliad ei ole isoleeritud ega ole ümbritsevas kontrastsed. ruumi. Võimalik on ette näha mittelineaarse protsessi kui terviku, selle üksikute etappide ja stsenaariumide deterministlikku-kaootilisust etapist staadiumisse üleminekuks. Kuid konkreetsete sündmuste lühiajaliste prognooside nõutav usaldusväärsus ja täpsus on endiselt saavutamatu. Pööratud on kauaaegne ja peaaegu universaalne arvamus, et igasugune ettearvamatus on vaid ebapiisavate teadmiste tagajärg ning terviklikuma ja üksikasjalikuma uurimistööga asendub keeruline, kaootiline pilt kindlasti lihtsamaga ning prognoos muutub usaldusväärseks. olema illusioon.

Maavärin on üks ohtlikumaid nähtusi maailmas, mis sageli toob kaasa tohutuid inimohvreid ja materiaalseid kaotusi. Viimase kümnendi jooksul oleme näinud mitmeid seismilisi katastroofe: Jaapanis, Sumatral, Tais, Lõuna-Indias, Hiina rannikul, Tšiilis ja Mehhikos. See tähendab, et meie ajal toimub peaaegu igal aastal tugevaid ja suurte tagajärgedega maavärinaid.

Üldiselt on seismilises aktiivsuses teatav perioodilisus. Kui võtta andmed viimase 100 aasta kohta (mille jooksul tehti ainult instrumentaalseid seismilisi vaatlusi), siis näeme nii aktiveerumisperioode, mil peaaegu igal aastal toimusid tugevad maavärinad, kui ka suhtelise rahuperioode. Nii toimus 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses mitmeid väga tugevaid maavärinaid. Ja aastatel 1920–1930 erilisi seismilisi sündmusi ei täheldatud. Siis, 20. sajandi keskel, toimus terve rida väga tugevaid maavärinaid: Suur Tšiili 1960. aastal, Kamtšatka 1952. aastal magnituudiga ligi 9,5 ja hiiglaslik tsunamilaine, maavärinad Jaapanis.

Ja nüüd, pärast järjekordset rahuperioodi 21. sajandi alguses, näeme uut aktiveerumist.

Võime oodata, et enne järgmist tuulevaikust, veel vähemalt kümme aastat, toimuvad Maa erinevates piirkondades väga tugevad maavärinad. Need on võimalikud ka Venemaa territooriumil. Peamiselt Kaug-Ida äärealadel: Kuriili-Kamtšatka vööndis ja Sahhalinil, kus 1995. aastal hävitas üks neist maavärinatest Neftegorski täielikult ja tappis üle 2000 inimese.

Maavärinate ennustamise meetodeid püüavad välja töötada kõik selle probleemi all kannatavad juhtivad riigid: USA, Hiina, Jaapan, India. Prognoosi tegemiseks tuleb üheaegselt ennustada maavärina asukohta, tugevust ja aega. Prognoose on kolme tüüpi: pikaajaline, keskmise tähtajaga ja lühiajaline.

Pikaajalise prognoosiga ennustame mitu aastat ette, et konkreetses piirkonnas näiteks 80% tõenäosusega (täiesti kindlalt ei saa kunagi midagi ennustada) toimub tugev maavärin näiteks 8. -10 aastat. Mis mõte on sellistel prognoosidel? Võimudel on võimalus selleks loodusnähtuseks valmistuda. Näiteks alustada ohtlikus tsoonis hoonete tugevdamist, lagunenud hoonete lammutamist, asendamist stabiilsete seismiliselt aktiivsete vastu, kogu taristut kontrollida, kui stabiilne see on. Kui selliseid meetmeid võetakse, saab maavärina kahju minimeerida.

Keskpika perioodi prognoos – umbes aasta või mitu kuud – tehakse teistmoodi. Kui üldprognoos põhineb seismiliste andmete analüüsil, siis keskpika perioodi prognoos põhineb ka reaalsetel vaatlustel seismilise olukorra arengust: pinna deformatsioonid, teatud murrangualade käitumine, mis võivad kujutada endast maavärinaohtlikke struktuure. . Selline prognoos annab aega elanike ettevalmistamiseks maavärina võimaluseks, toiduvarude, telkide, tekkide ja riiete varude loomiseks ohutsoonis.

Tühjal territooriumil on keskpika perioodi prognoosi väga raske teha. Kui meil pole midagi peale ühe seismilise jaama, pole prognoosimine võimalik. Seega, kui näeme tsooni, mis on pikaajalise prognoosi järgi ohtlik, tuleb luua midagi prognoosikoha taolist, kuhu kogutakse peale seismilise varustuse. Näiteks hüdrogeoloogilised tööriistad, mis võimaldavad määrata kaevude veetaset, gaasi väljalasketemperatuuri ja muid parameetreid.

Lühiajaline prognoos on päevad, tunnid, minutid. Meie riigis asub ainus prognoositav koht Petropavlovski-Kamtšatski piirkonnas. USA-s (Californias) ja Hiinas on mitu sarnast testimispaika. Just sellistes kohtades võib ennustada, et lähitulevikus toimub maavärin.

Kahjuks on täna lühiajalisest prognoosimisest vähe kasu.

Oletame, et meil on suur tõenäosus, et järgmise kolme päeva jooksul toimub maavärin. Kuid vaatlusi teevad teadlased, kes ei tee ühtegi haldusotsust. Nad saavad prognoosist teatada ainult eriolukordade ministeeriumile või kohalikele omavalitsustele. Ja ainult need organisatsioonid saavad otsustada, kas kuulutada välja seismiline häire või mitte.

Ja selle otsuse tegemine on alati väga raske. Kujutage ette: talv, pakane. Ja järsku ütlevad teadlased, et järgmise kolme päeva jooksul võib toimuda tugev maavärin. Oletame, et võimud otsustasid sellest elanikkonda teavitada. Kuid see tähendab, et esiteks tekib peaaegu kindlasti paanika, kuna sellises olukorras olevad inimesed hakkavad käituma sobimatult. Teiseks tähendab see, et on vaja luua tingimused, et kõik inimesed saaksid hoonetest lahkuda ja tänaval oodata – ei tapa ju mitte maavärinad ise, vaid lagunevad hooned, eriti kui need on lagunenud või ei vasta. ehitusstandardid. Samal ajal võivad inimesed veeta õhus mitu päeva, kuid keegi ei garanteeri, et kolme päeva jooksul toimub maavärin. See võib juhtuda ka siis, kui nad ootamisest väsivad ja oma kodudesse naasevad.

Siis on palju ohvreid.

Üldiselt ei ole lühiajalised prognoosid kogu maailmas teaduslikust vaatenurgast kuigi hästi välja töötatud. Näiteks Jaapani teadlased on lühiajalise prognoosimise valdkonnas ühed kõige arenenumad. 2011. aasta märtsi alguses ennustasid nad, et Honshu saare keskosas on oodata tugevat maavärinat magnituudiga 8. Ja tõepoolest, 9. märtsil toimus Honshu rannikul maavärin magnituudiga 7,9. Teadlased aplodeerisid nende õnnele. Kuid selgus, et peamine maavärin oli alles ees. See juhtus kaks päeva hiljem, oli 9 magnituudi, sellega kaasnes palju inimohvreid ja purustusi ning see põhjustas Fukushima-1 õnnetuse.

Nii et minu hinnangul on teaduse praegusel arengutasemel pika- ja keskpika perioodi prognoosid olulisemad kui lühiajalised. Aga see ei tähenda, et viimast ei oleks vaja arendada – muidu ei tea me kunagi midagi ega õpi midagi. Kahtlustan, et järgmisel kümnendil võib selles vallas toimuda suur läbimurre.

Maavärin on hävitava jõuga loodusnähtus; see on ootamatult ja ootamatult toimuv ettearvamatu loodusõnnetus. Maavärin on maa sees toimuvate tektooniliste protsesside põhjustatud maa-alune värin, mis on maapinna vibratsioon, mis tekib maakoore lõikude äkiliste purunemiste ja nihkumiste tagajärjel. Maavärinad toimuvad igal pool maakeral ja igal ajal aastas; on praktiliselt võimatu kindlaks teha, kus ja millal ja kui tugev maavärin on.

Nad mitte ainult ei hävita meie kodusid ja muudavad loodusmaastikku, vaid hävitavad ka linnu ja hävitavad terveid tsivilisatsioone; nad toovad inimestele hirmu, leina ja surma.

Kuidas mõõdetakse maavärina tugevust?

Värinate intensiivsust mõõdetakse punktidega. Maavärinaid magnituudiga 1-2 tuvastavad ainult spetsiaalsed seadmed - seismograafid.

Maavärina tugevusega 3-4 punkti tuvastavad vibratsiooni juba mitte ainult seismograafid, vaid ka inimesed - esemed meie ümber õõtsuvad, lühtrid, lillepotid, nõud kolisevad, kapiuksed avanevad, puud ja hooned kõikuvad ning inimene ise. kõigub.

5 punkti juures väriseb veelgi tugevamalt, seinakellad jäävad seisma, hoonetele tekivad praod ja krohv mureneb.

6-7 punktis on vibratsioon tugev, esemed kukuvad, seintel ripuvad maalid, aknaklaasidele ja kivimajade seintele tekivad praod.

Maavärinad magnituudiga 8-9 toovad kaasa müüride kokkuvarisemise ning hoonete ja sildade hävimise, hävivad isegi kivimajad, maapinnale tekivad praod.

10-magnituudine maavärin on hävitavam – hooned varisevad kokku, torujuhtmed ja raudteerööpad purunevad, tekivad maalihked ja varingud.

Hävitusjõu poolest on aga kõige katastroofilisemad 11-12-pallised maavärinad.
Mõne sekundiga muutub loodusmaastik, mäed hävivad, linnad muutuvad varemeteks, maasse tekivad tohutud augud, kaovad järved, merre võivad kerkida uued saared. Kuid selliste maavärinate ajal on kõige kohutavam ja parandamatum see, et inimesed surevad.

Maavärina tugevuse hindamiseks on ka teine ​​täpsem objektiivne viis – maavärinast põhjustatud vibratsiooni tugevuse järgi. Seda suurust nimetatakse magnituudiks ja see määrab maavärina tugevuse, st energia, kõrgeim väärtus on magnituud-9.

Maavärina allikas ja epitsenter

Hävitusjõud oleneb ka maavärina allika sügavusest, mida sügavamal maapinnast maavärina allikas tekib, seda väiksemat hävitavat jõudu seismilised lained kannavad.

Allikas leiab aset hiiglaslike kivimasside nihkumise kohas ja võib asuda igal sügavusel kaheksa kuni kaheksasada kilomeetrit. Pole vahet, kas nihe on suur või mitte, maapinna vibratsioonid siiski esinevad ja kui kaugele need võnked levivad, sõltub nende energiast ja tugevusest.

Maavärina allika suurem sügavus vähendab hävingut maapinnal. Maavärina hävitav toime oleneb ka allika suurusest. Kui maakoore võnked on tugevad ja teravad, siis toimub Maa pinnal katastroofiline hävimine.

Maavärina epitsentriks tuleks lugeda allika kohal asuvat punkti, mis asub maapinnal. Seismilised või lööklained lahknevad allikast igas suunas; mida kaugemal allikast, seda vähem intensiivne on maavärin. Lööklainete kiirus võib ulatuda kaheksa kilomeetrini sekundis.

Kus maavärinad kõige sagedamini esinevad?

Millised meie planeedi nurgad on maavärinaohtlikumad?

Maavärinaid esineb kõige sagedamini kahes tsoonis. Üks vöö algab Sunda saartelt ja lõpeb Panama maakitsega. See on Vahemere vöö – see ulatub idast läände, läbib mägesid nagu Himaalaja, Tiibet, Altai, Pamir, Kaukaasia, Balkan, Apenniinid, Püreneed ja läbib Atlandi ookeani.

Teist vööd nimetatakse Vaikseks ookeaniks. See on Jaapan, Filipiinid ning hõlmab ka Hawaii ja Kuriili saari, Kamtšatkat, Alaskat ja Islandit. See kulgeb mööda Põhja- ja Lõuna-Ameerika läänerannikut, läbi California, Peruu, Tšiili, Tierra del Fuego ja Antarktika mägede.

Meie riigi territooriumil on ka seismiliselt aktiivseid tsoone. Need on Põhja-Kaukaasia, Altai ja Sajaanid, Kuriili saared ja Kamtšatka, Tšukotka ja Korjaki mägismaa, Sahhalin, Primorje ja Amuuri piirkond ning Baikali vöönd.

Maavärinaid esineb sageli ka meie naabritel – Kasahstanis, Kõrgõzstanis, Tadžikistanis, Usbekistanis, Armeenias ja teistes riikides. Ja teistes piirkondades, mida eristab seismiline stabiilsus, esineb perioodiliselt värinaid.

Nende vööde seismiline ebastabiilsus on seotud maakoore tektooniliste protsessidega. Need territooriumid, kus on aktiivsed suitsevad vulkaanid, kus on mäeahelikud ja mägede teke jätkub, seal paiknevad kõige sagedamini maavärinate kolded ja neis kohtades esineb sageli värinaid.

Miks maavärinad juhtuvad?

Maavärinad on meie Maa sügavustes toimuva tektoonilise liikumise tagajärg, põhjuseid, miks need liikumised toimuvad, on palju – need on kosmose, Päikese, päikesekiirte ja magnettormide välismõju.

Need on nn maa lained, mis tekivad perioodiliselt meie maa pinnal. Need lained on merepinnal selgelt nähtavad – mere mõõnad ja vood. Neid pole maapinnal märgata, kuid need salvestatakse instrumentidega. Maapinnalained põhjustavad maapinna deformatsiooni.

Mõned teadlased on oletanud, et maavärinate süüdlane võib olla Kuu, õigemini, Kuu pinnal tekkivad vibratsioonid mõjutavad ka maapinda. Täheldati, et täiskuuga langesid kokku tugevad hävitavad maavärinad.

Teadlased märgivad ka neid loodusnähtusi, mis eelnevad maavärinatele - need on tugevad, pikaajalised sademed, suured atmosfäärirõhu muutused, ebatavaline õhusära, loomade rahutu käitumine, aga ka gaaside - argooni, radooni ja heeliumi ning uraani ja fluoriühendite - suurenemine. põhjavees.

Meie planeet jätkab oma geoloogilist arengut, toimub noorte mäeahelike kasv ja teke, seoses inimtegevusega tekivad uued linnad, hävivad metsad, kuivendatakse sood, tekivad uued veehoidlad ja meie Maa sügavustes toimuvad muutused. ja selle pinnal põhjustada igasuguseid looduskatastroofe.

Inimtegevus mõjutab negatiivselt ka maakoore liikuvust. Inimene, kes kujutleb end looduse taltsutajana ja loojana, sekkub mõtlematult loodusmaastikku - lammutab mägesid, püstitab jõgedele tamme ja hüdroelektrijaamu, ehitab uusi veehoidlaid ja linnu.

Ja maavarade – nafta, gaasi, kivisöe, ehitusmaterjalide – killustiku, liiva – kaevandamine mõjutab seismilist aktiivsust. Ja nendes piirkondades, kus on suur maavärinate tõenäosus, suureneb seismiline aktiivsus veelgi. Tema läbimõtlematu tegevusega kutsuvad inimesed esile maalihkeid, maalihkeid ja maavärinaid. Maavärinaid, mis tekivad inimtegevuse tagajärjel, nimetatakse inimese loodud.

Teist tüüpi maavärinad toimuvad inimeste osalusel. Maa-aluste tuumaplahvatuste ajal, tektooniliste relvade katsetamisel või suure hulga lõhkeainete plahvatamisel, tekivad ka maakoore vibratsioonid. Selliste värinate intensiivsus ei ole väga suur, kuid need võivad esile kutsuda maavärina. Selliseid maavärinaid nimetatakse kunstlik.

Neid on ikka veel vulkaaniline maavärinad ja maalihe. Vulkaanilised maavärinad tekivad kõrge pinge tõttu vulkaani sügavustes; nende maavärinate põhjuseks on vulkaaniline gaas ja laava. Selliste maavärinate kestus on mitu nädalat kuni mitu kuud, need on nõrgad ega kujuta endast ohtu inimestele.
Maavärinaid põhjustavad suured maalihked ja maalihked.

Meie Maal toimub maavärinaid iga päev, aastas registreeritakse instrumentidega umbes sada tuhat maavärinat. See meie planeedil toimunud katastroofiliste maavärinate mittetäielik nimekiri näitab selgelt inimkonna kaotusi maavärinate tõttu.

Viimastel aastatel aset leidnud katastroofilised maavärinad

1923 – Jaapani epitsenter Tokyo lähedal, hukkus umbes 150 tuhat inimest.
1948 – Türkmenistan, Ašgabat hävitati täielikult, hukkus umbes sada tuhat.
1970. aastal hukkus Peruus maavärina põhjustatud maalihkes 66 tuhat Yungay linna elanikku.
1976 – Hiina, Tianshani linn hävitati, hukkus 250 tuhat.

1988 – Armeenia, Spitaki linn hävitati – hukkus 25 tuhat inimest.
1990 – Iraan, Gilani provints, 40 tuhat hukkunut.
1995 – Sahhalini saar, suri 2 tuhat inimest.
1999 - Türkiye, Istanbuli ja Izmiri linnad - 17 tuhat hukkunut.

1999 – Taiwan, suri 2,5 tuhat inimest.
2001 – India, Gujarat – 20 tuhat hukkunut.
2003 – Iraan, Bami linn hävitati, hukkus umbes 30 tuhat inimest.
2004 - Sumatra saar - maavärina põhjustatud maavärin ja tsunami tappis 228 tuhat inimest.

2005 - Pakistan, Kashmiri piirkond - suri 76 tuhat inimest.
2006 – Jaava saar – hukkus 5700 inimest.
2008 – Hiina, Sichuani provints, suri 87 tuhat inimest.

2010 – Haiti suri -220 tuhat inimest.
2011 - Jaapan - maavärin ja tsunami tappis üle 28 tuhande inimese, plahvatused Fukushima tuumajaamas viisid keskkonnakatastroofini.

Tugevad värinad hävitavad linnade infrastruktuuri, hooneid, jättes meid ilma elamispinnast, põhjustades tohutut kahju nende riikide elanikele, kus katastroof toimus, kuid kõige kohutavam ja korvamatum on miljonite inimeste surm. Ajalugu säilitab mälestusi hävinud linnadest, kadunud tsivilisatsioonidest ja hoolimata sellest, kui kohutav on elementide jõud, taastab tragöödia üle elanud inimene oma kodu, ehitab uusi linnu, rajab uusi aedu ja taaselustab põldu, millel ta oma kasvatab. enda toit.

Kuidas käituda maavärina ajal

Maavärina esimestel värinatel kogeb inimene hirmu ja segadust, sest kõik ümberringi hakkab liikuma, lühtrid kõlisevad, nõud kolisevad, kapiuksed avanevad ja vahel kukuvad esemed alla, maa kaob jalge alt. Paljud satuvad paanikasse ja hakkavad ringi tormama, samas kui teised, vastupidi, kõhklevad ja tarduvad paigale.

Kui asute 1-2 korrusel, peaksite esimese asjana püüdma ruumist võimalikult kiiresti lahkuda ja liikuda hoonetest ohutusse kaugusesse, püüda leida avatud koht, pöörata tähelepanu elektriliinidele, tugevate löökide korral mitte olla nende all. Juhtmed võivad puruneda ja võite saada elektrilöögi.

Kui olete 2. korrusest kõrgemal või teil polnud aega õue hüpata, proovige nurgatubadest lahkuda. Parem peita end laua või voodi alla, seista siseuste avauses, toanurgas, aga kappidest ja akendest eemal, kuna klaasikillud ja kappides olevad esemed, aga ka kapid ja külmikud ise , võivad kukkumisel teid lüüa ja vigastada.

Kui otsustate siiski korterist lahkuda, siis olge ettevaatlik, ärge sisenege lifti, tugevate maavärinate ajal võib lift välja lülituda või kokku kukkuda, samuti ei ole soovitatav treppidele joosta. Trepiliinid võivad maavärina tõttu kahjustada saada ning trepile tormav rahvamass suurendab nende koormust ja trepp võib kokku kukkuda. Rõdudele minek on sama ohtlik, need võivad ka kokku kukkuda. Te ei tohiks akendest välja hüpata.

Kui värinad leiavad teid väljas, liikuge avatud alale, hoonetest, elektriliinidest ja puudest eemale.

Kui olete autos, peatuge tee servas, eemal laternatest, puudest ja stendidest. Ärge peatuge tunnelites, juhtmete ja sildade all.

Kui elate seismiliselt aktiivses piirkonnas ja maavärinad raputavad teie kodusid perioodiliselt, peaksite end ja oma perekonda tugevama maavärina võimaluseks ette valmistama. Määrake eelnevalt oma korteri kõige turvalisemad piirkonnad, võtke kasutusele meetmed oma kodu tugevdamiseks, õpetage lastele, kuidas käituda, kui lapsed on maavärina ajal üksi kodus.