Тайны и мифы науки. В поисках истины
Шрифт:
У Мессинского землетрясения несомненно были определенные тектонические, геофизические, тектонофизические причины. Однако весь христианский мир воспринял его как проявление Промысла Божьего. Так же, как верущие люди воспринимают гибель Содома и Гоморры, о которой речь пойдет в другом разделе этой книги. Но если землетрясение действительно Промысел Божий, то неужели сегодня, в начале XXI века, наука с помощью самой современной аппаратуры не в состоянии предсказать эти катастрофические явления? Ведь своевременный прогноз мог бы спасти тысячи и тысячи человеческих жизней! Нельзя же всерьез полагать, что в Спитаке, Лиссабоне, Мессине все были исключительно грешники? Священник Кирилл Каледа, кандидат геолого-минералогических наук, считает, что явления природы, в том числе и землетрясения, всегда имеют физическую основу, и поэтому ученые, которые
Когда священнослужители говорят о том, что здесь есть и Промысел Божий, то им сложно возражать. Неужели и вправду в этих катаклизмах есть что-то еще помимо реального процесса, описываемого сложными математическими или физическими моделями? Та сумма физических и геолого-тектонических факторов и процессов, которые понятны ученым сегодня, явно недостаточна для прогнозирования землетрясений, в первую очередь катастрофических. Есть целая серия явлений, связанных с прогнозом приближающегося землетрясения, которые до сих пор просто непонятны и не выявлены. Нередко они связаны со случайными факторами. И нельзя отрицать, что в этой случайности может быть нечто, выходящее за рамки науки. Или, по крайней мере, сегодняшней науки.
Что касается землетрясений, то ученые знают, где они могут быть, но не знают когда. На Земле известны два главных сейсмических пояса. Первый – так называемое Огненное кольцо Тихого океана, окаймляющее его берега, то есть наш Дальний Восток, Курилы, Япония, Австралия, Филиппины, Новая Зеландия. Второй – Средиземноморско-Гималайский, простирающийся через юг Евразии, от Пиренейского полуострова на западе до Малайского архипелага на востоке. В нашей стране есть области, где сильные землетрясения происходят сравнительно часто. Это Северный Кавказ, Дальний Восток, Байкал, Алтай, Саянская область. Землетрясение на Алтае в апреле 2014 года еще раз заставило нас задуматься: можно ли прогнозировать землетрясения с максимальной точностью? Можно ли уже сегодня ответить на вопрос: где, когда и с какой силой оно произойдет? Из чего складывается этот прогноз?
Прогноз землетрясений разделяется на три части. Первое – это долгосрочный прогноз: десятки лет. Этот прогноз сходен с задачей решения сейсмического районирования, и, в принципе, он решается в нашей стране неплохо. Мы можем сказать, какая из сейсмоактивных провинций будет потенциально, то есть в течение нескольких ближайших лет, представлять серьезную опасность в отношении землетрясений.
Среднесрочный прогноз охватывает период времени от года до нескольких месяцев. Строится он в основном на данных сейсмологических наблюдений. Для этого ведется обработка сейсмологических данных, которые постоянно анализируются. По ним определяется, какая область находится в состоянии затишья или, наоборот, возбуждения. Возможно увидеть фоновую сейсмичность, нехарактерную для нормального режима той или иной области. И на этом основании делаются предварительные прогнозы о вероятности возникновения землетрясений. Следующая стадия, самая трудная – краткосрочный прогноз: ближайшие месяцы, дни и даже часы. К сожалению, сегодня надежного краткосрочного прогноза землетрясений не существует. И нет его потому, что сам процесс землетрясения настолько сложен, что предсказать его трудно, куда труднее, чем погоду. Землетрясения возникают в условиях неоднородной геологической среды, где все законы формирования очаговой зоны учесть пока еще практически невозможно; наука пока что этого не знает и не умеет! Поэтому говорить о надежности, к сожалению, пока не приходится. Это относится не только к России с ее бедной сетью сейсмических станций, но и к богатым Соединенным Штатам, и даже к процветающей Японии, исторически страдающей от землетрясений.
Надо сказать, что прогнозирование возможного места землетрясения – задача во многом решенная. В основном в связи с тем, что во второй половине прошлого века произошло становление так называемой теории тектоники литосферных плит, которая выделила глобальные закономерности распределения сейсмоактивных зон. На этой основе составлена целая серия карт прогнозов мест возможных землетрясений. Однако в последние годы появляется информация о том, что начинают появляться сейсмические явления там, где раньше их не было. С этой точки зрения очень важно изучение так называемых предвестников землетрясений.
Существует довольно много разнообразных предвестников землетрясений, которые могут выражаться в виде различных аномалий – физических и химических полей, наблюдаемых на поверхности, в скважинах или в глубоких горных выработках, а в отдельных случаях – наблюдаемых и с помощью дистанционных методов зондирования.
Основой для изучения землетрясений является служба срочных донесений о землетрясениях Геофизической службы Российской академии наук. Это сейсмическая обсерватория плюс крупный телекоммуникационный центр, который связан с такими же обсерваториями, образующими единую глобальную систему, с помощью которой можно оперативно определить местоположение землетрясения в любой точке земного шара и его магнитуду. Одна из таких обсерваторий находится в Обнинске в шахте на глубине 30 метров. Это огромное сложное сооружение, построенное еще в 1960-х годах метростроевцами. За бронированной герметичной дверью находится святая святых: те самые сейсмоприемники, которые регистрируют подземные толчки. Зафиксированные толчки усиливаются с помощью электроники и передаются по специальному кабелю наверх, где обрабатываются на компьютере.
Ведущие мировые сейсмологи, использующие цифровые системы регистрации колебаний земной коры, договорились о том, что данные станций, расположенных в разных странах (в России, США, Китае, Японии), становятся доступны всем центрам обработки, которые занимаются изучением землетрясений.
Хотелось бы верить, что если мы расставим достаточно плотную сеть наблюдательных станций, которые будут отслеживать изменения разного рода физических полей, то обязательно обнаружим какие-то закономерные явления, предшествующие возникновению сильного землетрясения. К сожалению, это не всегда так. Наиболее эффективно работающие предвестники дают вероятность прогноза не более 50 %! Однако существуют иные, более простые предвестники землетрясений, известные не только ученым: начиная от контроля за поведением животных и изменением уровня воды в колодцах до необычных атмосферных явлений, в том числе свечения наподобие огней Святого Эльма (эффект, возникающий на острых концах высоких предметов – башен, мачт, одиноко стоящих деревьев, скал и т. п. – при большой напряженности электрического поля в атмосфере).
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.