Можно ли приручить землетрясение?
Алексей Андреевич, считается, что краткосрочный прогноз землетрясений на сегодня невозможен. Правда ли, что ваши исследования изменили это представление?
— Пока только в лаборатории. В природе, к сожалению, краткосрочного прогноза на сегодняшний день действительно не существует. Связано это с тем, что слишком большое количество факторов определяют сам момент начала землетрясения. Если сейсмологи научатся давать прогноз с временны´м интервалом сутки—несколько суток, это будет грандиозный прорыв. Также стоит помнить, что прогноз предполагает точное определение места и магнитуды события.
— Однако в вашей лаборатории, насколько я знаю, идут работы, связанные с прогнозированием землетрясений. О чём речь?
— Сначала скажу о базовых вещах. Землетрясения — это совершенно нормальные, обычные события для нашей планеты. Слабые землетрясения происходят постоянно и каждый день. Они могут быть как природного происхождения, так и техногенного. Так, землетрясения магнитудой 2—3 инициируются при проведении взрывных работ на карьерах при разработке месторождений полезных ископаемых. Извержения вулканов тоже порождают такие события. Даже проезжающий поезд метро создаёт колебания, которые вызывают «трясение земли» на поверхности. Люди всё это ощущают, хотя с тектоническими разломами это не связано. В нашей лаборатории занимаются изучением очагов тектонических землетрясений, которые являются наиболее сильными и разрушительными. Все знают о сильнейших землетрясениях Тохоку в 2011 году, Суматранском в 2004-м или недавнем в Турции. Мы пытаемся объяснить физику тех процессов, из-за которых тектонические землетрясения происходят.
Где и как происходят тектонические землетрясения? Как известно, вся земная кора состоит из литосферных плит, которые движутся друг относительно друга. Вдоль границы литосферных зон формируются тектонические разломы. Вдоль одних разломов плиты ползут медленно с постоянной скоростью. На других разломах формируются особые запертые участки — тектонические «зацепы», где относительное движение прекращается и начитают накапливаться напряжения. Так происходит до тех пор, пока в определённый момент не достигается предел прочности «зацепов» и не формируется разрыв вдоль разлома. Перед самым разрушением «зацепа» за несколько часов—дней можно зафиксировать очень слабые вибрации, частота которых снижается по мере приближения землетрясения. Как представить разрушение «зацепов»? Это как если вы будете проводить рукой по шероховатой поверхности и за что-то зацепитесь. Чтобы двигаться дальше, вам придётся приложить большее усилие, после чего рука резко проскальзывает. Только в природе усилия резко не изменяются. Это самая простая модель прерывистого скольжения, которая объясняет появление землетрясений, она была предложена более ста лет назад.
— Но это только модель, причём одна из многих…
— Именно так. Что на самом деле происходит внутри, мы точно не знаем. Что-то могут сказать геологи, которые изучают участки разломов, где миллионы лет назад зарождались очаги землетрясений на глубинах 5 —10 км. Дело в том, что за миллионы лет эти сейсмогенные участки были подняты на земную поверхность и сейчас доступны для изучения. Геологическими методами можно установить, на какой глубине и как давно было землетрясение, определить, какого размера был его очаг и какое строение имели запертые участки разломов в далёком прошлом. Для современных землетрясений геофизики научились постфактум определять размеры очага, место начала разрыва и как быстро разрыв распространялся. Но нам недоступны сведения о строении разломов на сейсмогенных глубинах, где очаги землетрясений формируются «здесь и сейчас».
Пока нет моделей, которые позволили бы точно предсказать, в какой точке и когда стартует разрыв запертого участка разлома, как быстро он будет распространяться и на каком масштабе всё это произойдёт, то есть определить время, место и магнитуду землетрясения. Именно на эти вопросы мы пытаемся ответить в нашей лаборатории.