100 великих тайн Земли - Александр Волков

Столь радикальное преобразование климата потребует немалых средств, изобретательности и, главное, времени. Подобные климатические эксперименты надо проводить на протяжении сотен лет. Ведь проблема стабилизации климата важна для выживания всего человечества и может объединить всех людей перед лицом грядущей опасности.

Стихия

Куда упадет тень Сейсмоса?

Едва ли найдется другая область исследований, где надежды так часто обманываются, а практика не оправдывает ожидания теоретиков, как прогнозирование землетрясений. Даже в тех случаях, когда ученым удавалось предсказать повышенную активность стихии, та вскоре брала свое и наносила коварный удар. Какие же перспективы у этого направления науки? Неужели подземные удары так же неисповедимы, как судьбы людей, и геологи, пытаясь угадать активность Земли, оказываются в положении астрологов, предвещающих наобум то ваши звездные часы, то внезапные помрачения?

Землетрясение – одно из крупнейших стихийных бедствий. Человек бессилен перед ним. Между тем уже сейчас в сейсмически опасных регионах проживает около 3 миллиардов жителей нашей планеты. Однако мы по-прежнему не можем предсказать, когда произойдет очередная катастрофа, хотя и готовы очертить место, где она состоится.

Ежегодно в среднем около 10 тысяч человек гибнет от последствий землетрясений – больше, чем от любой другой стихии. На фоне этого усредненного показателя еще страшнее выглядят отдельные события: землетрясения в Сычуани (12 мая 2008 года; 69 тысяч погибших), в Кашмире (8 октября 2005 года; 84 тысячи погибших), в иранском Баме (26 декабря 2003 года; 35 тысяч погибших). А почти четверть миллиона жертв цунами в декабре 2004 года! Ведь и тогда все началось с мощного подземного толчка. А более 222 тысяч погибших и около 3 миллионов человек, оставшихся без крова, в результате землетрясения на Гаити в январе 2010 года!

Особенно огорчает, что замысел стихии всякий раз все-таки обнаруживает себя незадолго до катастрофы. Если бы люди поняли эти знаки готовящегося удара и вовремя выбежали из домов, то число погибших сократилось бы в несколько раз. Однако подземные толчки оказываются нежданными. Их замечают по тому, что начинают раскачиваться и рушиться стены дома и потолки, погребая всех находящихся в помещении. А ведь у тех могло быть в запасе несколько минут, а то часов или дней, чтобы спастись от сейсмической волны.

Для этого нужно всего ничего – научиться предсказывать землетрясения. Ведь сейсмический удар возникает не в метре от поверхности Земли. Распространяясь, волна выдает себя. Прежде чем она достигнет цели (здания, города), ее можно заметить и предупредить тех, кому она угрожает. Так видят змею в траве. Если бы так замечали тень крадущегося Сейсмоса!

Некоторые эксперты в отчаянии принимаются отстаивать мысль, что землетрясение предсказать, в принципе, невозможно! Оно – результат хаотических процессов, протекающих в недрах Земли. Другие более оптимистичны и, как, допустим, и полвека назад, по-прежнему повторяют, что мы скоро научимся прогнозировать землетрясения.

Тогда, в начале 1960-х годов, в науке окончательно утвердилась гипотеза Альфреда Вегенера о глобальной тектонике плит. Именно она дала ключ к пониманию природы землетрясений. Земная кора, подобно мозаичной картине, сложена из отдельных – больших и малых – литосферных плит, которые, как на транспортере, движутся на вязкой, раскаленной магме, перемещаясь в разных направлениях на несколько сантиметров в год. Сплошь и рядом одна плита напирает на другую, цепляется за соседку, дергает ее. Эта встряска и ощущается в виде гибельных подземных ударов. Мы, путешествуя на планете Земля, словно едем в машине, где нет и в помине амортизаторов и при каждом сильном толчке крыша может сложиться гармошкой.

Землетрясение – бедствие, которое сложно спрогнозировать

Итак, сумбурные передвижения плит становятся основным источником сейсмической опасности. Там, где одна плита наталкивается на другую, и происходят обычно землетрясения. Именно в зоне контакта плит накапливаются сильные напряжения – потом они моментально разряжаются, следует подземный толчок. Вечный ритм, в котором затишье перемежается хлесткими ударами. И чем оно дольше длится, тем вероятнее будет очередной подземный удар. Ученые без труда назовут сотни городов, которым могут угрожать землетрясения. Но когда они произойдут?

Вскоре после того, как гипотеза Вегенера утвердилась на правах канонической теории, геолог Уильям Брас из Массачусетского технологического института сделал важное открытие. Лабораторные эксперименты, проделанные им, показали, что физические свойства горных пород незадолго перед разрушением меняются. В материале появляются трещины, еще когда величина напряжения достигает примерно половины предела прочности. Они постепенно разрастаются, и это влияет на величину электрического сопротивления горных пород или характерную скорость распространения в них звука. А эти параметры уже можно измерять на расстоянии, следя за тем, как вот-вот готова будет разразиться ударом подземная стихия. Казалось, теперь-то уж ученым будет по силам предсказывать землетрясения.

Семидесятые годы стали временем эйфории. Один исследователь за другим обещал, что проблема предсказания землетрясений будет решена в ближайшие десятилетия. Ведь благодаря новым чувствительным приборам мы научимся замечать, когда напряжение в недрах достигнет критической величины. Дело останется за малым: сообщить, что скоро «спящий проснется».

Но к каким сигналам прислушаться? Список феноменов, предвещавших разгул подземной стихии, стал разрастаться… как оставленные ею руины. В него в разное время включали характерную картину микросейсмической активности, предшествующей основному удару, крохотные деформации подземных пород, повышенное выделение газа радона, локальные изменения магнитного поля Земли и напряженности электрического поля, колебания уровня грунтовых вод, таинственное свечение, исходящее от гор и холмов, температурные аномалии в зоне грядущего бедствия… Даже животные стали считаться индикаторами тревоги, ведь они гораздо чувствительнее к сигналам, доходящим из недр Земли, нежели человек.

Проблема в том, что большинство сигналов, трактуемых как предвестия сейсмической катастрофы, достаточно неопределенно предсказывают, произойдет она или нет. Все эти феномены можно объяснить совсем иными причинами.

Поэтому сейсмологи пытаются теперь учитывать любые возможные предвестия землетрясений, ведь опыт показывает, что полагаться на какой-либо один сигнал ненадежно. Прогноз тем более вероятен, чем больше природных феноменов его подтверждают. Все чаще можно слышать такие прогнозы: с вероятностью в « столько-то процентов» в ближайшие «столько-то лет»в этом районе или городе произойдет землетрясение. Но разве поможет это вовремя спасти людей от грозящей им беды?

Между тем ученые убеждаются, что в различных районах планеты признаки нарастания сейсмической активности разнятся. Ведь и литосферные плиты ведут себя по-иному на всех широтах и меридианах. Так, в Японии одна плита «подныривает» под другую – здесь зона субдукции, а в Калифорнии две плиты движутся параллельно друг другу, соприкасаясь при этом. Можно предположить, что сейсмическую активность в обоих регионах будут сопровождать разные феномены. Сильные и слабые землетрясения могут подчиняться различным закономерностям. Например, если магнитуда землетрясения будет равна 7, то, может быть, бесполезно ожидать тех же предвестий, что и в канун землетрясения, чья магнитуда равна 5?

В последние годы предлагаются все новые методы прогнозирования сейсмической активности. Пока на этом пути есть и многочисленные неудачи, и некоторые успехи. Но об этом – отдельный разговор.

Как можно определить приближение землетрясения?

Так какие же феномены знаменуют стихийную активность земных недр? Попробуем рассмотреть некоторые из них по отдельности. Начнем с сигналов, улавливаемых сейсмографами. В недрах Земли явно что-то начинает происходить. Что это может быть?

Специалисты полагают, что незадолго до удара стихии меняется картина микросейсмической активности. Ведь Землю постоянно «трясет». Каждый год приборы регистрируют несколько миллионов неприметных для нас землетрясений. Возможно, по характерной картине их распределения удастся проследить за тем, как стихия собирается с силами, готовится нанести особенный удар. Во всяком случае, в Международном институте теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, созданном на базе научной группы, существовавшей в Институте физики Земли с 1960-х годов, давно занимаются этим. Подобная методика особенно хороша тем, что позволяет вести наблюдения, находясь на большом расстоянии от эпицентра землетрясения.