Тони Уолтхэм - Катастрофы: неистовая Земля

• Название: Катастрофы: неистовая Земля
• Автор: Тони Уолтхэм
• Издательство: Недра
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1982

В популярной форме рассмотрена геология крупных катастроф: землетрясений, вулканических извержений, оползней, прорывов вод, провалов грунта и других опасных для людей явлений природы. Подробно описаны наиболее крупные катастрофы и их последствия. Автор раскрывает причины этих бедствий, как геологические, так и обусловленные деятельностью человека; описывает способы прогнозирования этих явлений; показывает, что можно предпринять для защиты от катастроф или для уменьшения причиняемых ими разрушений.

---

Эпицентр самого сильного в Китае землетрясения, произошедшего 23 января 1556 г., находился в городе Сиань (провинция Шэньси). Сиань расположен на берегах великой реки Хуанхэ, где равнины, выполненные рыхлыми осадками, чередуются с низкими холмами, сложенными тонким лёссовым материалом. По рассказам очевидцев, целые города погружались в грунт, разжиженный вследствие колебаний, и тысячи жилищ, вырытых в рыхлых лёссовых холмах, обрушились в считанные секунды. Поскольку толчок произошел в 5 ч утра, большинство семей еще находилось дома и с этим, несомненно, связано огромное число жертв — 830 000. Это единственное землетрясение, при котором погибших было больше, чем при катастрофе в Таншане.

Ударные волны Таншаньского землетрясения 1976 г. достигли Пекина и произвели значительные разрушения в столице Китая. Сейсмологи предсказывали, что произойдут новые землетрясения, поэтому после толчка 28 июля большинство 7-миллионного населения столицы ночевали на открытом воздухе, хотя шел сильный дождь. Людям посоветовали покинуть все здания и держаться подальше от построек, к домам высотой более пяти этажей запрещено было подходить, все крупные магазины были закрыты. Второго августа наблюдался мощный афтершок, который вызвал дальнейшие разрушения; при этом погибло несколько человек, проводивших спасательные работы в ранее рухнувших зданиях. Население Пекина продолжало ночевать под открытым небом, но крупных сотрясений больше не последовало. Наконец, 15 августа власти решили, что опасность миновала, и люди вернулись в свои дома.

Прогноз землетрясений

Предсказание землетрясений всегда было популярной темой, но лишь в последнее десятилетие оно перешло от прорицателей и религиозных фанатиков к ученым. К сожалению, эта проблема и в настоящее время остается трудной. Китайские специалисты заявляют, что в последние годы они предсказали 18 землетрясений из 31, но признают, что иногда объявленная тревога оказывалась ложной. По наблюдениям калифорнийских сейсмологов, в течение последних нескольких лет 25 раз сообщалось о «приближении землетрясений», но лишь в 15 случаях действительно последовали сильные толчки. Хотя, несомненно, имеется определенный прогресс в предвидении землетрясений, успехи в этой области пока еще недостаточны.

Один из распространенных способов предсказания землетрясений основан на анализе предварительных толчков, хотя отчетливые предварительные толчки до начала главного землетрясения скорее являются исключением, чем правилом. Подземные удары могут быть обнаружены при помощи сейсмографов или же Определены по поведению животных. Незадолго до землетрясения 1835 г. на побережье Чили все чайки устремились внутрь материка, а собаки покинули город Такауана. Перед землетрясением 1906 г. в Сан-Франциско всю ночь выли собаки. Китайцы заметили, что перед началом землетрясения змеи выползают из своих нор, а крысы покидают здания. Несомненно, животные и птицы ощущают гораздо более слабые колебания, чем человек. Японские исследователи установили, что наиболее чувствительными являются фазаны, которые вполне могут отличить сейсмические сотрясения от колебаний, вызванных движением транспорта.

Хотя отклонения в поведении животных позволяют предсказать лишь те землетрясения, которым предшествует несколько предварительных толчков, в Китае этим методом был осуществлен один из самых успешных прогнозов, известных на данный момент. Многие даже непрофессиональные наблюдатели замечали, что в течение всего 1974 г. поведение животных в Хайнэне (Маньчжурия) было странным и что признаки их беспокойства усилились 28 января 1975 г. В 2 ч ночи 4 февраля было объявлено, что в ближайшие два дня следует ожидать сильного землетрясения. Местное население покинуло дома; чтобы «выманить массы из зданий», была организована демонстрация кинофильмов под открытым небом. В половине восьмого утра того же дня действительно произошло землетрясение, имевшее магнитуду 7,3. Оно сровняло с землей 90 % зданий города, но «число человеческих жертв было минимальным».

Некоторые менее определенные методы прогноза основываются на изучении природных явлений, которые могут вызвать землетрясение. Прилив, заполняющий водоемы в новолуние или полнолуние, может оказаться вполне достаточной силой, чтобы в деформированных породах превысились пределы их упругости. В Гималаях землетрясения чаще происходят во время муссонных наводнений. Понижение атмосферного давления также может способствовать землетрясению. Образующиеся при падении давления высокие и тонкие, как дымка, облака иногда даже называют «предвестниками землетрясения».

Еще более сомнительным критерием прогноза является периодичность сейсмической активности. В Лиссабоне, например, сильные землетрясения отмечались в 1344, 1531 и 1755 г., следовательно, вскоре там снова должно произойти землетрясение, но прогноз, основанный на 200-летнем цикле, едва ли может указать точный срок, имеющий практическое значение. Недавно наблюдались подвижки вдоль почти всей зоны Анатолийского разлома в Турции, за исключением одного района близ Эрзинджана. Следовательно, в этой части разлома породы напряжены и в ближайшее время возможно их обрушение, но указать точно время ожидаемого землетрясения нельзя. На основе подобных же соображений, но с привлечением современного оборудования в 1973 г. было предсказано, что через 6 месяцев в Калифорнии в районе «замкнутого» участка разлома Сан-Андреас близ Холлистера разразится землетрясение. Однако ничего подобного не произошло.

Недавно советским ученым удалось достигнуть поразительных успехов в предсказании землетрясений. Они исходили из того, что перед землетрясением свойства породы меняются. Наиболее важным для прогноза является изменение скорости сейсмических волн. Скорость продольных сейсмических волн сначала снижается вследствие образования трещин, а затем возрастает, по мере того как вода заполняет эти трещины. Стало быть, сейсмолог должен лишь регистрировать ударные волны от незначительных, происходящих почти непрерывно сотрясений и уловить момент, когда изменится соотношение скоростей Р- и 5-волн, которое перед сильным землетрясением уменьшается на 5—10 %. Землетрясения следует ожидать, когда скорости волн снова станут обычными. На основании этих наблюдений можно предсказать время начала землетрясения.

Это хорошо видно на записях ударных волн, предшествовавших двум землетрясениям на территории Советского Союза. Судя по верхней записи, соотношение скоростей продольных и поперечных волн закономерно уменьшалось в течение двух месяцев. Затем оно начало возрастать, предупреждая, что землетрясение произойдет в ближайшие два месяца. Еще ценнее то обстоятельство, что интервал времени, в течение которого происходят эти изменения, указывает на интенсивность ожидаемого землетрясения. Первое из землетрясений имело магнитуду 5,4, и в течение четырех месяцев до этого события сейсмические скорости были пониженными. Предварительный период для землетрясения с магнитудой 4 составил лишь два месяца. А если бы период изменений длился 14 месяцев, это свидетельствовало бы о потенциальной возможности катастрофического землетрясения с магнитудой 7.

После того как советские ученые обнаружили это явление, оно было подтверждено американскими, японскими и китайскими сейсмологами, которым удалось осуществить удачный прогноз в районах, где имелось достаточно густая сеть сейсмографов.

Смещение пород к очагу землетрясения имеет и другие следствия: например, уменьшается удельное электрическое сопротивление пород, изменяется их магнитная восприимчивость, повышается содержание радона в грунтовых водах. Если удастся учитывать эти факторы в сочетании с изменениями скоростей волн, надежность прогноза, безусловно, возрастет,

Японские сейсмологи отдавали предпочтение прогнозированию землетрясений на основании изучения деформаций земной поверхности, выявляемых при детальной геологической съемке и измерении медленных изменений углов ее наклона вблизи разлома. Но давать прогнозы времени землетрясения на базе такого подхода нелегко. Вокруг городка Палмдейл у Лос-Анджелеса за период с 1959 по 1974 г. наблюдалось очень медленное поднятие участка площадью около 13 000 км2, центральная часть которого стала выше на 45 см. Это куполоподобное образование располагается в районе разлома Сан-Андреас, по которому местами не было смещения с 1932 г. Предполагалось, что такое воздымание характерно для ситуации, предшествующей землетрясению. Это подтверждалось и уменьшением скорости сейсмических волн в данном районе. Но начиная с 1974 г. лавовый купол Палмдейл перестал подниматься, и никто еще точно не знает, что это означает.

В наши дни, когда механизм землетрясения изучен достаточно хорошо, было бы заманчиво поставить вопрос: возможно ли осуществлять контроль над этим природным явлением? К сожалению, предотвратить землетрясение человек не может. Но он может вызвать движение земной коры, прежде чем напряжение в породах достигнет критического уровня. Наиболее действенным из существующих приемов является проведение мощного взрыва. Подземный взрыв ядерного устройства в Неваде в 1968 г. вызвал толчок магнитудой 6,3, за которым последовал ряд землетрясений с магнитудой до 5,0.