Эксперимент по имени прогноз

Когда мы говорим «прогноз землетрясений», то имеем в виду прежде всего сильные землетрясения, которые и есть то самое «редкое исключение». Не те 6000 в год, не причинившие ощутимого вреда, а те самые три катастрофы – 1907, 1911, 1949, – происшедшие на территории Таджикистана в текущем столетии. Что мы знаем ~ о них? То, что вник счастью, случаются не повседневно и не на всей территории, а только на её части; что периодичность их незакономерна... Статистика, к сожалению, отказывает, когда речь заходит о событиях редких и редчайших, каковыми являются сильные землетрясения.

Именно сильные землетрясения стимулируют интерес общества к проблеме их прогнозирования – проблеме глобальной, насущной, равно как и сложной и специфичной.

Специфика прогнозных исследований заключена в самом объекте изучения. Если, скажем, биолог занимается микроструктурами, которые доступны изучению в пробирке, то сейсмологу приходится оперировать Землей в целом, оперировать процессом, который не контролируется. Сейсмолог, в отличие от того же микробиолога, не волен назначить часа своего эксперимента: ведь вся «кухня» землетрясения спрятана глубоко в недрах... А ведь шар наш – единое целое, и поверхность его не изолирована от событий, которые происходят, допустим, на противоположной стороне от выбранной нами точки измерений. Крупные события, по всей вероятности, причинно обусловлены: проявление активности в одном месте, по-видимому, предполагает ее усиление или ослабление в другом. Но это всего лишь предположения....

Сложность проблемы не в том, что современный

уровень знаний о физических свойствах земной коры, характере и интенсивности протекающих в ней процессов еще далек от ясности, а в том, что сама постановка натурных; природных исследований требует больших усилий и затрат, наблюдений непрерывных, экспериментов целенаправленных, жестких.

«Где, какой силы и когда?» – в такой четкой формулировке понятие «прогноз землетрясений» появилось совсем недавно, от силы лет двадцать назад. Хотя сейсмология, как-научное направление, существует давно – более ста лет, – но до недавнего времени вся она сводилась, по существу, к накапливанию сейсмологических данных и выяснению географии землетрясений, По мере создания сейсмологических наблюдений на Земле удалось получить точные карты расположения землетрясений, по всему земному шару, позволившие вести уже какую-то «сортировку» территорий по сейсмической Опасности. Материалы, накопленные в последние десятилетия, открывают ряд новых подходов к жизни планеты в целом.

КОНКРЕТНАЯ ТОЧКА НА ГРАФИКЕ. Но вернемся в Гарм, где подготовка работ по прогнозу землетрясений начата давно и работы эти стали одним из ведущих направлений Института физики Земли АН СССР.

Понятно, сейсмологи относятся к землетрясениям иначе, чем «простые смертные». Для каждого из нас землетрясение – это стихия, в худшем случае стихийное бедствие; а для геофизика-сейсмолога это прежде всего возможность проверки выдвигаемых гипотез, лабораторных моделей, порою чисто интуитивных результатов. Ведь чем многофакторнее ситуация, чем больше «разброс данных», тем большую роль играет интуиция, «понимание второго рода», способность задумываться над предметом с неожиданной стороны... В. Халтурин. Конечно, в «подготовке» землетрясения участвует гораздо больше физических факторов, чем, скажем, в метеорологии. Ведь погоду определяет Солнце, от него зависят и нагрев поверхности, и движение воздушных масс, и перепад давлений, и распределение температур, и скорость ветра, и циклоны, и антициклоны. Все это сегодня легко контролируется в десятках тысяч точек на земном шаре, включая искусственные спутники. И рассматривается доступнее и легче подвергается математическому описанию. Но фактор случайности и здесь велик. Да, ошибки. Но ошибки метеорологов не в том, что они дают прогноз, скажем, «пятьдесят на пятьдесят». Конечно же, нет. Это мнение на уровне людей неосведомленных... На самом же деле изменилось направление движения циклона, и он проходит чуть в стороне, ну, скажем, в двадцати километрах от той же Москвы. И предсказанная погодная ситуация для Москвы не реализуется. А мы уже думаем, что синоптики – люди несерьезные, а метеорология – наука сомнительная... На самом деле все несколько сместилось, сдвинулось километров на 20 – 30... Вот эта недетерминированность, непредсказуемость направления развития циклона и есть один из источников так называемых «ошибок метеорологов».

В этом смысле сейсмологи не в лучшем положении. Тут разнообразие причин, пожалуй, побольше: электромагнитные поля, акустические поля, геологические структуры, изменение характера поверхности, деформации этой поверхности. Проявление геофизической жизни многообразно. Ведь это нам только кажется, что все неподвижно. На самом деле и в Земле происходят интенсивные движения: все поднимается, опускается, сносится, трансформируется. Только масштабы времени другие, а живет Земля так же энергично, как и атмосфера, где возникают бури и смещения, существуют строгие течения... Вот, кстати, на фотографиях, сделанных со спутников, замечено, что и в Мировом океане перемещаются колоссальные вихри, получившие наименование «синоптических вихрей». А ведь это не что иное, как аналоги тех циклонов, которые действуют в нашей атмосфере. Только перемещаются они существенно медленнее... Можно, по-видимому, предположить, что аналогичные «вихри», подобные образования действуют и в самой Земле, в ее толще. И перемещаются они еще с меньшей скоростью... Но результаты их движения тем не менее накапливаются. И вот в Гарме мы фиксируем: на нас надвигается хребет Петра I... Большинство геологов считают это результатом «наползания» Индийской плиты на Евразию. Получены убедительные пояснения и доказательства, что плита эта, отколовшись от древней Гондваны – 180 миллионов лет назад! – пересекла весь Индийский океан примерно от Мадагаскара и 20 – 30 миллионов лет назад «уперлась» в Евразию, продолжая по инерции двигаться. Геодезисты, вооруженные лазерными установками, уже измерили скорость «наползания»: два сантиметра в год!..

И. Л. Нерсесов. Выбор Гарма определялся именно высокой степенью сейсмической опасности этого района и большим числом землетрясений, достаточно сильных, для которых прогноз имеет смысл...

Что из себя представляет Гарм – сказать пока трудно. Но, по-видимому, это граница двух крупных геологических единиц. Они очень подвижны, очень динамичны и вызывают большое количество сейсмических событий как следствие...

Что такое землетрясение? Это разрыв земной коры в результате, скажем, сжатия двух горных массивов. В качестве примера можно привести движение льда в открытом океане под действием течения. Массив льда начинает постепенно раскалываться. На границах образовавшихся блоков начинается более интенсивное дробление. Нечто подобное происходит и в земной коре, когда два больших блока, сочленяясь, начинают взаимодействовать между собой, создавая в контактной зоне своего рода торошение... На границе этих блоков развиваются большие деформации. В результате этих деформаций и происходят нарушения сплошности земной коры.

Геодезические измерения позволяют нам отмечать перемещения, то есть деформацию земной коры. Геодезия существует достаточно давно, так

что материалы здесь накапливаются уже довольно длительное время, и мы располагаем большим количеством данных, позволяющих судить о характере движения в таких вот подвижных зонах, где происходят землетрясения...

Наиболее характерная особенность деформации земной коры заключается в том, что какое-нибудь постепенное направление движения, например, поднятие, убыстряется, а затем меняется знак. Появление смены знака движения участка земной коры – один из таких признаков, по которому уже можно судить о приближении землетрясения.

С определенного времени целый комплекс геофизических наблюдений начал развертываться здесь именно с целью самого прогноза.

Удалось уже получить определенную зависимость между временем существования предвестников и силой будущего землетрясения. Зависимость крайне важная, поскольку она дает некоторые довольно точные оценки того, в каких пределах следует ожидать землетрясения. Особенно важно в этой зависимости то, что предвестники могут быть разбиты на два класса: предвестники длительного существования и класс очень быстро протекающих процессов, которые возникают в самый последний момент перед землетрясением. Совокупность двух классов предвестников и позволяет думать, что прогноз возможен. А наличие в последней стадии готовящегося землетрясения целого ряда процессов, которые развиваются в течение часов и суток, создает, собственно, базу для реального прогноза...

В Гарме мы фактически разными методами измеряем один и тот же процесс – деформацию и изменение напряженного состояния внутри земной коры. Это и механические методы в виде геодезии и прямых измерений деформации специальными приборами деформографии. И измерение наклонов земной поверхности. Эти методы применяются во всех странах, которые так или иначе подвержены землетрясениям. Правда, в ряде стран исследования ведутся с несколько более пестрым подходом, и потому сопоставление данных оказывается более трудным, чем, скажем, у нас в Гарме, где один институт под единым научным направлением ведет очень целенаправленные работы.

Сопоставление методов прогноза очень существенно с точки зрения выбора методик для разных геологических условий. Ведь надо иметь в виду, что при разной, так сказать, системе геологических взаимоотношений массивов условия возникновения землетрясений могут быть несколько различными. И мы не можем сейчас утверждать, что единая методика может быть применена в любом месте земного шара. Но твердо знаем, что повсюду необходимо измерить деформационный процесс – всю его динамику, все его развитие во времени. И методы, конечно, должны быть аналогичными, хотя в одном месте акцент будет на одни методы, в другом – на другие. Но измерение деформаций останется основой прогнозных работ...,

А. Сидорин. Известно, что очаги землетрясений располагаются на разных глубинах. Вот, скажем, румынское (4 марта 1977 года) было очень глубоким, порядка 150 километров. Значит, нужно контролировать не только верхнюю часть, но и те слои, в которых происходят изменения, – на различных глубинах, различных объемах... Тут напрашивается сравнение с медициной. Вы приходите к врачу; и одно дело, когда врач пытается, скажем, стетоскопом прослушать, что там у вас внутри; и совсем другое дело, когда вам назначат рентген... Так вот, электрическое, или глубинное, зондирование – чем, в частности, занимаемся мы – можно, по-видимому, сравнить с таким вот активным источником, как рентген. То есть мы как бы просвечиваем земные недра...