Цунами

В Японии в 1962 г. была составлена программа исследований по проблеме прогноза. Она содержит (в кратком изложении) следующие основные пункты:

1. Геодезические измерения. Цель работ — получить детальные сведения о деформациях земной коры с помощью повторных съемок и нивелирований.

2. Мареографические измерения (уровень моря). Они должны выявлять возможные изменения уровня моря в пунктах регистрации.

3. Непрерывные измерения деформаций наклономерами и деформометрами. Основная цель работ — выяснить связь между процессом накопления деформаций и возникновением землетрясений. Предполагается выявить специфические изменения за несколько часов и суток до сильного толчка на расстоянии в несколько десятков километров от эпицентра.

4. Исследования сейсмичности. Благодаря огромному количеству микротолчков их анализ, быть может, позволит за сравнительно короткий срок установить характер сейсмичности в данном районе.

5. Определение скорости сейсмических волн методами разведочной сейсмологии. Перед сильным толчком, как известно, скорость волн может изменяться, и это необходимо учитывать.

6. Исследования активных разломов. Катастрофические землетрясения часто сопровождаются разломообразованием на поверхности, поэтому, изучая характер и расположение активных разломов начиная с неогена, мы можем судить о сейсмоактивности рассматриваемой территории в прошлом.

7. Измерение геомагнитного поля и теллурических токов. Неоднократно отмечались изменения геомагнитного поля в эпицентральной зоне сильного землетрясения, а также резкие изменения теллурических токов и магнитного поля перед сильным землетрясением и изменения электрического сопротивления пород.

Однако наличие данных еще не доказательство. И цель планируемых работ состоит в проверке этих предвестников.

Изучением предвестников сильных землетрясений занимаются исследователи и многих других стран. По мнению большинства сейсмологов, для решения проблемы долгосрочного прогноза необходимо не только получить ответ на все пункты указанной программы, но и:

а) исследовать поведение земных пород при предельных давлениях и температурах в лабораторных условиях;

б) изучить миграцию очагов землетрясений (нередко наблюдающиеся случаи перемещения очагов в одном направлении); в) найти методы обнаружения большой концентрации энергии в одном месте; г) выявить закономерности изменения скорости звука в породе при изменении напряжений в ней; д) исследовать изменения локальных магнитных полей; е) обратить внимание на изменения уровней воды в колодцах и скважинах; ж) изучить роль упругих приливов, обусловленных Луной и Солнцем; з) провести анализ тектонических движений за большие промежутки времени; и) заняться изучением пьезомагнитного эффекта; к) вести систематические наблюдения за изменением химического состава воды в глубинных источниках и т. д.

Приведенный перечень далеко не охватывает всех направлений, по которым должны идти научные исследования с целью прогноза землетрясений. Следует указать на большую работу, проделанную в этом направлении чл. — кор. АН СССР С. А. Федотовым. Он исходил из предположения повторяемости циклов сейсмической активности в конкретном районе земного шара (в данном случае имеется в виду Курило-Камчатская зона). Зная период цикла и стадию изменения сейсмичности, можно приблизительно прогнозировать время активного состояния, в которое могут возникнуть наиболее сильные толчки.

Интересный пример предсказания двух сильных землетрясений приводит Э. Робертс: «Японский сейсмолог Омори, анализируя периодичность прошлых землетрясений, пытался установить закон, который позволил бы предсказывать новые удары. К сожалению, такого закона он не вывел, но зато удивительно точно предсказал район и время будущих землетрясений. Изучив историю землетрясений в Тихоокеанском районе, которые явились причиной катастрофы в Сан-Франциско (1906 г.), Омори высказал свои соображения. В апреле он объявил, что, по его мнению, вскоре произойдут два сильных землетрясения: одно — в северной части Тихоокеанского пояса, другое — в Южной Америке, в районе Перу и Чили. В августе того же года сильные землетрясения действительно произошли в названных Омори районах» Мало того, произошли они в один и тот же день!»[17] Несомненно, это следует рассматривать не более как случайное счастливое совпадение.

Как пишет X. Кавасуми, он значительное время занимался изучением наклонов земной коры, в частности, на Кии и Мурото, а также на других полуостровах, выдающихся на юг в Тихий океан. Обнаружено, что в большинстве случаев наблюдаются систематические наклоны грунта в одном направлении. Из этого X. Кавасуми делает следующий вывод: «…центр сейсмической активности Тихоокеанского пояса в японском секторе, по-видимому, последовательно перемещается вдоль побережья на юго-запад. После катастрофического землетрясения Нанкайдо (1854 г.) сейсмоактивность проявлялась в 1894 г» в прибрежной зоне океана у Немуро и Кусиро (на о-ве Хоккайдо) и затем перемещалась на юго-запад, ознаменовавшись землетрясениями в районах Санрику (1896 г.), Канто (1923 г.), Тонанкай (1944 г.), каждое из которых сопровождалось катастрофическими цунами. Из этих фактов, а также аналогичных событий в прошлом следует, что новый центр активности опять будет в районе Нанкайдо. В октябре 1946 г. я представил в Японскую академию наук статью на эту тему.

Представление, что систематические наклоны на полуостровах, сложенных третичными осадками, являются предвестниками предстоящих разрушительных землетрясений в прилегающей прибрежной зоне океана, было подтверждено землетрясением 1944 г. в районе Тонанкай, а также недавним землетрясением в Нанкайдо»[18]. (Между прочим, ожидаемое землетрясение пока еще не произошло.)

Несколько иначе обстоит дело с краткосрочными прогнозами. К ним, очевидно, следует относить приблизительное предсказание места и времени возможного возникновения землетрясения за несколько часов, дней, недель или месяцев. В этом отношении уже есть кое-какие обнадеживающие результаты. Правда, касаются они только отдельных районов земного шара с довольно постоянным тектоническим «поведением» земной коры. В качестве примера можно привести широко известный район земного шара — разлом Сан-Андреас (Калифорния, США). Его два крыла с достойным удивления постоянством смещаются относительно друг друга. Точнее, огромная область западного разлома смещается в северном направлении со скоростью приблизительно 5 см в год. С целью предупреждения катастрофического землетрясения, подобного Калифорнийскому (Сан-Францисскому, 1906 г.), американскими учеными предложен метод «спускания землетрясения на тормозах». Суть его заключается в следующем: когда в результате смещения участка земной коры напряжение в конкретном исследуемом месте по теоретическим расчетам достигает опасной величины, в месте предполагаемого разрушения земных пород бурятся глубокие скважины. В скважины под большим давлением нагнетается вода. Проникая в мелкие трещины, образующиеся в земной коре перед крупным разрушением или при форшоках, вода, расширяя эти трещины, вызывает очень мелкие землетрясения — микроземлетрясения. И вода, и микроземлетрясения в данном случае играют как бы роль смазки от крупного толчка, который не сможет произойти из-за недостатка скопления энергии в одном месте. Энергия расходуется постепенно на серию мелких толчков, напряжение ослабляется, и катастрофы не происходит.

Как видим, в этом случае люди не только рассчитывают, когда приблизительно произойдет землетрясение, но и противодействуют его стихийному проявлению.

Другой пример краткосрочного предсказания. Известно, что в отдельных районах земного шара в подземных водах изменяется концентрация растворимых инертных газов (гелия, радона и др.) во время изменения активности сейсмических процессов. Этот факт свидетельствует о приближении сильного толчка и может быть использован как предвестник для предсказания скорого землетрясения. Такой метод исследуется в Институте сейсмологии Академии наук Узбекской ССР. В частности, наблюдения за изменениями химического и газового состава подземных вод Приташкентского бассейна показали, что задолго до Ташкентского землетрясения содержание гелия и радона в термоминеральной воде стало заметно увеличиваться. К середине 1965 г. оно возросло почти вдвое, по в октябре 1965 г. наступила стабилизация, затем резкий спад перед 26 апреля 1966 г., когда в Ташкенте произошло 8-балльное землетрясение.