Но если существует множество предвестников землетрясений, почему же тогда так мало случаев удачного прогноза? К сожалению, природа оказывается в данном случае сложнее, чем мы думали первоначально… По мнению заместителя генерального директора Объединенного института физики Земли РАН, доктора физико-математических наук Михаила Борисовича Гохберга, точность определения эпицентра будущего землетрясения зависит от того, с какой плотностью будет размещено геофизическое оборудование. Если плотность сети на расстояниях сотни километров, то и точность будет такая же. Для того чтобы предсказывать мелкие землетрясения, нужны более плотные сети. Для того чтобы предсказывать крупные землетрясения, можно пользоваться более разреженными сетями.
1 сентября 1923 года двенадцатибалльное землетрясение охватило область южного Канто, регион острова Хонсю, наиболее высокоразвитую и урбанизированную часть Японии. В нем находится столица государства – Токио. На Западе его именуют также Токийским или Йокогамским, поскольку оно практически полностью разрушило Токио и Йокогаму. Землетрясение стало причиной гибели нескольких сотен тысяч человек и причинило значительный материальный ущерб. По масштабу разрушений и количеству пострадавших это землетрясение является самым разрушительным за всю историю Японии. Эпицентр землетрясения находился под заливом Сагами. Удар буквально за несколько секунд разрушил более 200 тысяч домов. Остальное уничтожил пожар. Мощнейший подземный толчок вызвал громадные 12-метровые волны цунами, которые опустошили прибрежные поселения. Материальные убытки, понесенные Страной восходящего солнца, составили два годовых государственных бюджета и в пять раз превысили ее расходы в войне с Российской империей 1904-1905 годов.
Но и сегодня в Японии, высокоразвитой стране с густой сетью геофизических станций, проблема прогноза сильного землетрясения так и не решена. Примеры этому – семибалльное землетрясение между городами Осака и Кобе, на юге острова Хонсю, одно из крупнейших в японской истории. Сейсмологам не удалось спрогнозировать его, несмотря на всю свою современную техническую оснащенность, впрочем, как и катастрофическое землетрясение в марте 2011 года, разрушившее атомную станцию Фукусима, о котором будет рассказано ниже.
Почти четверть века длился геофизический эксперимент в Южной Калифорнии, в США, где небольшой пятачок земли, 50 на 50 километров, был напичкан геофизической аппаратурой, регистрирующей разного рода геофизические поля. Ученые во всеоружии нацелились на этот пятачок, а землетрясение произошло севернее. Вероятно, не только в плотности сети наблюдения лежит решение вопроса о прогнозировании. Существует геологический подход к прогнозу землетрясения. Изучая области, где есть проявления сейсмичности, находят следы старых землетрясений. Даже если эта область выглядит в данный момент относительно спокойной, ученые, проведя исследования, могут предположить, что здесь возможны сильные землетрясения.
Повторные землетрясения предсказать трудно. Землетрясение, которое произошло на заре развития человечества, второй раз может повториться, к примеру, в XXIII веке. Следы таких землетрясений ученые находят на Кавказе, Алтае, Сахалине, и, изучая их, примерно представляют, когда они могут повториться.
Нередко можно услышать разговоры о том, что землетрясения происходят там, где идут войны и иные конфликты. Страшнейшее в Армении землетрясение, например, произошло в 1988 году. Сейсмостанции самой Армении и близлежащих республик зафиксировали подземные толчки силой в 6,9 балла по шкале Рихтера. Спитак, небольшой город с населением 16 тысяч человек, буквально сровнялся с землей. Это землетрясение стало тяжелейшей человеческой трагедией. Только по официальным данным, оно унесло жизни не менее 25 тысяч человек. Те же, кто остался жив, оказались без крова, воды и пищи.
Вспоминая это землетрясение, многие вспоминают и о конфликте в Нагорном Карабахе. Вот что говорит по этому поводу священник Кирилл Каледа, кандидат геолого-минералогических наук, автор целого ряда научных работ:
Истекает время общего веселья.
Наша жизнь – подобье шахматного блица,
Невозможно предсказать землетрясенье, —
Ни одно из объяснений не годится.
Геофизики апофиз тупиковый,
Я твоим соображениям не верю.
Распадается жилище, и подкова
Отскочила от рассыпавшейся двери.
Разрушается и гибнет в одночасье
Все, что глаз своею прочностью ласкало,
Распадается империя на части,
Как, казалось бы, незыблемые скалы.
И бегут, свои дома покинув, семьи,
Что внезапно оказались за границей.
Невозможно предсказать землетрясенье, —
Ни одно из объяснений не годится.
Ненадежна приходящая минута.
Все модели и гипотезы – случайны.
Захлебнется информацией компьютер,
Но никто, увы, не знает этой тайны.
Ни сейсмолог в тишине обсерваторий,
Ни астролог, загадавший на планеты, —
Знает Бог один всеведущий, который
Не откроет никому свои секреты.
Ах, земля моя, мать-мачеха Расея,
Темным страхом перекошенные лица,
Невозможно предсказать землетрясенье, —
Никакое предсказанье не годится.
Где ждать следующее цунами?
26 декабря 2004 года произошла одна из самых страшных природных катастроф в истории человечества, унесшая около 300 тысяч человеческих жизней. Неожиданное землетрясение в районе острова Суматра на востоке Индийского океана и вызванная этим землетрясением гигантская волна-цунами привели к неслыханным жертвам и разрушениям. Ученые бессильно развели руками – наука в очередной раз расписалась в полной беспомощности. Землетрясение как будто гигантским плугом перепахало побережье одного из крупнейших островов Индонезии, знаменитого своими пляжами, и прилегающее океанское дно.
Не успели жители Земли оправиться от этого потрясения, как 11 марта 2011 года у берегов Японии произошло восьмибалльное землетрясение. 12 марта прогремел взрыв на атомной станции Фукусима-1, вызванный повторным сейсмическим толчком. Обрушилась стена одного из энергоблоков. Погибли люди. Более 200 тысяч человек были эвакуированы из района аварии. Над Японией, тихоокеанским регионом и всем миром нависла опасность ядерной катастрофы.
13 марта в префектуре Фукусима, что в переводе с японского означает «Остров Счастья», мощная волна цунами смела все, что оказалось на ее пути. Официальное число погибших и пропавших без вести в результате стихийного бедствия превысило 15 тысяч человек. Многие населенные пункты просто смыло водой. Так четырехметровые волны цунами уничтожили город Рикуден-Таката в префектуре Иватэ.
Ах, Япония, Япония,
Горемычная земля.
Вижу вновь, как на ладони, я
Твои узкие поля,
Где волна с землетрясеньями,
Вызывая в горле ком,
Города слизнула с семьями,
Как корова языком.
Мы сочувствуем, Япония,
Твоей горестной судьбе.
Как мы поздно это поняли:
Дело вовсе не в тебе, —
Людям, разным от рождения,
Давший неба окоем,
Бог послал предупреждение,
Что неверно мы живем…
29 марта 2011 года в Индонезии, недалеко от места первого толчка, ударило второе восьмибалльное землетрясение. 11 апреля 2012 года сильное землетрясение магнитудой 8,6 балла произошло у западного побережья Северной Суматры.
И встает, естественно, вопрос: где и когда грянет следующее землетрясение, которое может вызвать такую же страшную волну? Если нельзя предотвратить это бедствие, то можно ли хотя бы рассчитать, где оно произойдет, чтобы спасти людей и избежать ненужных жертв и разрушений? Для России это далеко не праздный вопрос, потому что около четверти нашей территории является сейсмоопасной и проживает там не менее 20 миллионов человек.
Цунами, вызванные землетрясениями, случаются на Земле с незапамятных времен, и всегда они сеяли ужас и приносили смерть. Самая страдающая от цунами страна – это Япония. Примерно раз в 15 лет на нее обрушиваются волны высотой 7-8 метров, а за последнее тысячелетие у ее берегов 4 раза были зафиксированы цунами высотой 30 метров. Неслучайно слово цунами японского происхождения и означает «большая волна в гавани». В Японии на берегу океана можно встретить старинные каменные столбы с иероглифами, которые гласят: помни о землетрясении, почувствовав землетрясение, помни о цунами, увидев цунами, убегай в сопки!
Надо сказать, что не любое морское землетрясение, то есть возникающее на морском дне, вызывает цунами. Для того чтобы вызвать цунами, нужны достаточно большая амплитуда и мощность землетрясения, то есть достаточно большая подвижка в процессе землетрясения, которая произвела бы значительный удар по морской толще. Слабое землетрясение – с амплитудами от трех до четырех баллов, как правило, не приводит к цунами. Вода должна почувствовать вертикальный удар снизу. Если толчок происходит горизонтально, со слабой вертикальной подвижкой, то цунами не будет. Дело в том, что землетрясения силой более девяти баллов обычно происходят под водой и связаны с так называемыми зонами субдукции, когда одна литосферная плита, как правило, океаническая, пододвигается под другую. Типичным примером является огненное кольцо Тихого океана, его западное побережье, окаймленное островными дугами, где Тихоокеанская плита с большой скоростью пододвигается под Евроазиатскую. За 100-200 лет это приводит к чудовищному сжатию и напряжениям, все равно что натягивать тетиву лука или сжимать пружину. И чем дольше мы ее сжимаем, тем страшнее будет удар. Образуются разлом и остаточное смещение дна. Какая-то часть дна вздымается, какая-то опускается, и на поверхности океана образуются огромные волны. На побережье Шри-Ланки волна имела характер вала, который накатывался на берег, то есть волна-цунами началась непосредственно с поднятия уровней, а вот на Суматре волна сначала отступила далеко в глубь океана, а потом уже образовался вал.
После того как землетрясение закончилось, волна начинает разбегаться. В океане, где глубина порядка четырех километров, волна движется очень быстро, со скоростью реактивного самолета – 700-800 километров в час! При подходе к берегу она замедляется, ее длина становится меньше, но зато увеличивается амплитуда, а кинетическая энергия переходит в потенциальную, приводя к поднятию уровня моря. При этом формирование высоты волны зависит от рельефа дна. Там, где глубокий океан и неровный рельеф, высота волны не очень велика – 3-5 метров, на мелководье же формируются очень большие волны. Так, во время цунами 26 декабря 2004 года на юге Суматры волны достигали высоты 20-30 метров, на Шри-Ланке – 15 метров. При выходе на мелководье синусоидальная волна часто приобретает форму стены с загнутым гребнем, потому что он движется быстрее, чем подошва. Были даже сняты кадры, где водная стена имеет высоту 10-15 метров и движется прямо на берег с огромной скоростью, 30-40 километров в час. Учитывая разрушительную силу, которую несет такая стена, выжить человеку при ее ударе просто невозможно.
Однако существуют признаки, по которым можно определить приближение цунами. Главным из них является уход воды от берега на большие расстояния, один-два километра, при этом осушается дно. Многие неопытные люди, как это, например, произошло во время цунами в Индийском океане, вместо того, чтобы бежать в горы и спасаться, собирали ракушки, которые вдруг стали так легкодоступны. На кадрах, запечатлевших катастрофу на Суматре, отчетливо видно, что люди на пляже хотя и видят надвигающийся пенящийся вал, но не понимают, чем он угрожает. Вот уже видно, как образовалась плотная стена – это такой непрерывно пенящийся вал, который движется по направлению к берегу со скоростью 30-40 километров в час. Кажется, что это может быть просто большая штормовая волна. Но уже видно, что сейчас плывущие суда войдут в зону соприкосновения с самим валом. Вал еще ближе… Вот человек погиб… Вот уже видно, что суда попали в этот вал. На маленькую фигурку человека, который оказался на отливе, на пляже накатывает волна, и он, скорее всего, погибает. Оператор, в конце концов, осознал опасность и побежал в гору. На этом съемка обрывается.
Немногие поняли, к сожалению, что если вода ушла, то она вернется обратно с огромной разрушительной силой. В основном это были белые люди, которые не знали, что такое цунами! Что касается туземцев острова Суматра, то они вовремя ушли и их потери были гораздо меньше. Таким же чудесным образом спаслись туземцы на Мальдивских островах. За полчаса до прихода грозной волны они убежали в горы. На острове Цейлон убежали в горы слоны и другие животные.
Местные жители, которые всю жизнь провели там, готовы к таким природным катаклизмам: им передаются какие-то легенды из поколения в поколение, которые они сохраняют. А люди из Германии, Норвегии, Швеции или России, которые там отдыхали, думали, что они просто приехали погреться на солнце и обеспечены безопасностью на 200 %. И вот это была главная опасность!