Два последовательных землетрясения в Турции магнитудой 7,8 и 7,5, случившиеся в начале февраля этого года, унесли жизни почти 44 тысяч человек в двух странах. После стало известно, что подземные толчки были спровоцированы резким и значительным смещением Анатолийской и Аравийской литосферных плит, на стыке которых находится Турция. При этом высвободилось количество энергии, эквивалентное взрыву 300 средних атомных бомб.
Поразительно, но накануне столь неординарного и разрушительного для Земли события сейсмологи не фиксировали сигналов о том, что в недрах планеты в определенном участке начинается интенсивное движение. Эта, казалось бы, элементарная опция науке до сих пор недоступна. Предсказание даже самых мощных землетрясений сегодня возможно только в вероятностных долгосрочных и среднесрочных прогнозах, которые имеют фундаментальное значение, но не спасают на практике.
О возможных землетрясениях на юго-востоке Турции говорилось в нескольких прогнозах авторитетных научных групп. В июле 2022 года в Институте теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН был сделан расчет по алгоритму М-8 (модель анализа сейсмических процессов в круге диаметром около 1000 км, подробнее о ней см. статью «Предвестники землетрясений», «Эксперт», № 16 за 2005 год), в котором пострадавшие недавно районы Турции Кахраманмараш и Хатай назывались потенциальными очагами подземных толчков магнитудой 8 в течение ближайших пяти лет.
Данные расчетов, как принято в международной практике, были направлены в научные организации страны, в которой ожидалось землетрясение, то есть в данном случае в Турцию. В более раннем долгосрочном прогнозе, сделанном в Институте физики Земли им. О. Ю. Шмидта АН СССР в 1974 году, юго-восточные области Турции были распознаны как опасное место с точки зрения возникновения землетрясений магнитудой 6,5 и выше. В 1980-х годах Немецкий исследовательский центр геологических наук (GFZ) в Потсдаме показывал крайне высокий риск землетрясений во всем регионе вокруг Мраморного моря.
По таким приблизительным сценариям, в том числе по среднесрочному М-8, который в данном случае оказался самым точным, было невозможно принять решение об эвакуации тысяч людей из районов потенциальной сейсмической опасности.
Способна ли современная наука создавать более надежные модели — вопрос нетривиальный. Все существующие алгоритмы, в том числе вышеперечисленные, построены по одному принципу: на основе расчета предполагаемых взаимосвязей аномального поведения различных параметров среды на разных этапах с землетрясением. Очевидно, что все они несовершенны: в их бэкграундах есть и пропуски целей, и ложные тревоги. Из-за сложности моделирования физики землетрясений долгое время в этой области вообще царил пессимизм. Многие научные группы свернули работы по этому направлению (результаты большинства прогнозов не сильно отличались от прогнозов генераторов случайных чисел) и рекомендовали делать ставку на пассивное противостояние стихии — строительство сейсмоустойчивых зданий. Такая ретировка была связана с невозможностью непосредственно наблюдать за средой, в которой происходит подготовка к землетрясению, и, соответственно, объяснить сложные процессы, происходящие в толще Земли.
«Мы не можем понять, почему трещина идет не так, как должна идти по физическим законам, почему она останавливается, почему иногда происходят землетрясения при относительно невысоких напряжениях, — говорит директор Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН Петр Шебалин. — Даже если мы будем бурить скважину, что, кстати, делали наши американские коллеги в районе разлома Сан-Андреас, все равно не увидим полную картину в разломе, так как очень сильно исказим параметры бурением». Тем не менее сейчас наступил очередной период воодушевления. Он связан с активным использованием в сейсмологии новых технологий — спутников, датчиков, систем анализа данных. В аналитику включаются все возможные параметры, которые можно получить дистанционным зондированием: состояние ионосферы, температура поверхности Земли, вертикальные движения поверхности Земли, множество вариаций химического состава атмосферы и другие. В этом наборе данных ученые ищут новые аномалии, которые можно связать с землетрясениями, и на их основе составляют многомерные временные ряды. По словам директора Камчатского филиала Единой геофизической службы РАН, председателя Камчатского филиала Российского экспертного совета по прогнозу землетрясений, оценке сейсмической опасности и риска Данилы Чеброва, технологии помогают находить скрытые закономерности и рассчитывать более сложные метрики. Но суть подхода к прогнозированию остается прежней — поиск взаимосвязей предполагаемых предвестников землетрясений, то есть проявлений процессов подготовки сейсмического события в геофизических полях, непосредственно с землетрясением. Полученные многопараметрические ряды анализируют в том числе с помощью нейросетей.
Выявленные ранее предвестники, которые уже используются в моделях, не считаются надежными. В истории был только один прецедент, когда взаимосвязи сработали на сто процентов. Произошел он еще до активного внедрения в сейсмологическое прогнозирование спутниковых и компьютерных технологий, в 1975 году в китайской провинции Ляонин. Там власти приняли решение об эвакуации населения, зафиксировав всего два условных сигнала природы — массовое бегство животных из сейсмоопасной местности и форшок, разрушивший несколько зданий. Это помогло спасти жизни десятков тысяч людей, так как вскоре в этом районе произошло землетрясение магнитудой 7,3. Эта история, впрочем, не открыла ученым новых закономерностей, и они считают ее просто удачей.
В большинстве случаев предполагаемые предвестники направляли науку по ложному пути. Так, долгое время считалось, что перед крупными землетрясениями в прилегающих районах происходит лавинообразный рост небольшой сейсмической активности, но за годы наблюдений выяснилось, что эта взаимосвязь работает далеко не всегда. Эмпирикой была также опровергнута версия сейсмического затишья перед крупными толчками. Сегодня в качестве «тайных знаков» приближающегося землетрясения часто рассматривают изменение концентрации радона в атмосфере, уровня и физико-химических свойств подземных вод, магнитного поля, параметров эндогенного сейсмического шума. Японский учёный Ёсио Кусида обращает внимание на аномалии в распространении радиоволн, возникающих незадолго до подземных толчков. Российский геофизик Петр Шебалин считает перспективным измерение с помощью спутниковой геодезии деформаций земной коры, что, по его мнению, может быть связано с изменением напряжения в разных точках литосферных плит, которое потом высвобождается с разрушительной силой. Но проверить эти и многие другие гипотезы «технологической сейсмологии» можно только с помощью длительных наблюдений. Об их результатах будет известно после накопления и анализа большого количества данных. Произойдет это нескоро — на масштабах времени, значительно превышающих длительность стандартного научного проекта. «Полный цикл работы очага крупного землетрясения, от подготовки до релаксации, занимает в лучшем случае десятилетия, а мегаземлетрясения предельной магнитуды — несколько сотен лет, — отмечает Данила Чебров. — Человечество еще не имеет однородных данных инструментальной регистрации этого процесса, хотя бы для одного случая. Несмотря на все успехи в области наук о Земле, мы имеем дело с очень ограниченными данными. Поэтому задачу прогноза следует решать с двух сторон — стараться накапливать надежные данные и одновременно пытаться на основе рациональных предположений и здравого смысла забежать немного вперед».
0
120.00
