Цунами - Николай Алексеевич Щетников
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
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.
Сразу же после толчка концентрация радона и других инертных газов резко упала. Когда результаты первых лет наблюдений были систематизированы, открылись важные количественные закономерности. Оказалось, что В период, предшествующий сильным подземным толчкам, концентрация гелия в подземных водах увеличивается в 10–12 раз, радона — в 3–4 раза. Растут концентрации и других газов, например аргона и фтора. Изменяется соотношение содержания изотопов и других элементов.
Найденные закономерности подтвердились при изучении сильного землетрясения, которое произошло 14 мая 1970 г. в Дагестане. Сбой ритма «гелиевого дыхания» планеты удалось наблюдать и в других сейсмоактивных районах.
На основе гелий-радонового метода сделаны первые успешные предсказания землетрясений. Например, о подземной стихии в районе оз. Иссык-Куль ташкентские ученые узнали за три месяца до толчка. Сейчас они предсказывают две трети землетрясений, происходящих в Средней Азии. Узнают о приближающейся катастрофе как минимум за день до первых толчков.
К сожалению, оба приведенных примера нельзя распространить на сейсмические зоны всего земного шара, так как каждый район имеет свои особенности, а указанные причины присущи только конкретным районам.
Что касается краткосрочного прогноза цунами, то здесь нужно хорошо знать следующее: а) точное место (координаты эпицентра) происшедшего землетрясения; б) механизм очага землетрясения; в) высоту волны в рчаге цунами; г) время пробега волны до каждого конкретного пункта побережья; д) величину возможной высоты волны на интересующем нас участке побережья; е) дальность заплеска волны в глубь суши; ж) динамические усилия подошедшего цунами на береговые сооружения.
Каждый из перечисленных пунктов представляет собой, по существу, самостоятельную большую или малую задачу. При этом приходится констатировать, что далеко не на каждую из них в настоящее время сейсмологи могут дать исчерпывающий ответ. К более пли менее уверенно решенным можно отнести задачи пунктов а) и г)? д) и е) относятся к разряду тех, которые могут решаться несколькими путями, например: 1) путем сбора сведений о затоплении прибрежной полосы суши возникшей и пришедшей волной цунами и на основе статистического материала определением примерной границы затопления и высоты заплеска на интересующем нас участке; 2) изучением показаний приборов, расположенных в разных точках участка; 3) проведением натурных наблюдений на уменьшенной модели участка в лабораторных условиях с последующим использованием полученных результатов на действительном участке побережья; 4) исследованием на электронной модели бухты или участка мнимого затопления путем введения и изменения необходимых параметров рельефа местности и конфигурации участка прибрежной полосы в работающую модель.
Все указанные методы в настоящее время применяются на практике.
Задачи пунктов б) и в) наиболее сложные и очень важные. Можно, видимо, говорить об их взаимосвязи (точнее, о зависимости величины возвышения воды в очаге цунами от механизма очага землетрясения), так как вероятнее всего высота цунами в очаге обусловливается именно механизмом очага землетрясения. Действительно, если бы мы точно знали, каков механизм очага землетрясения, вызывающего цунами, то, по-видимому, смогли бы теоретически вычислить и высоту волны, возбуждаемую в очаге.
Решение задачи, указанной в пункте ж), жизненно необходимо для проектных расчетов тех сооружений, которые в силу специфики их эксплуатации никак нельзя относить от береговой черты.
Как видно из сказанного, краткосрочный прогноз цунами — и нерешенная и решенная задача: нерешенная — в полном объеме и требующая к себе еще значительного внимания, больших экономических затрат и немалых дополнительных исследований; решенная — в своей главной части (спасение жизни людей).
В настоящее время краткосрочный прогноз цунами сводится практически к предсказанию на базе сейсмических данных возможного возникновения, прихода и появления волн на берегу при условии, если эпицентр землетрясения попадает в цунамигенную зону[19], а энергия толчка достаточно велика, по крайней мере М>6,5. Используя же разность во времени между скоростью распространения сейсмических волн и волн цунами (в 50— 100 раз), можно вычислить время прихода цунами к тому или иному пункту побережья.
Таким образом, предполагая факт возникновения цунами свершившимся и зная время прихода волны к побережью, жители цунамиопасных районов Тихоокеанского побережья Дальневосточной
