Василий Черкашин: «Бояться землетрясений не нужно, нужно приспосабливаться к природным явлениям»
– Василий Иванович, для начала введите в суть сейсмологии, науки о землетрясениях.
– Прежде чем говорить о сейсмологии и землетрясениях, необходимо сначала дать краткую характеристику, что такое наша планета Земля и какие процессы проходят как в приповерхностном слое (земная кора), так и в ее глубинах.
Земной шар состоит из трех основных частей – ядра, мантии и коры. Кора очень тонкая по сравнению с другими частями земли и если представить ее размер, а вернее толщину, то это приблизительно толщина резины детского футбольного мяча или скорлупы куриного яйца. Максимальная толщина земной коры, по разным данным, составляет 80-90 км. В мантии происходят достаточно мощные геодинамические процессы, которые оказывают влияние на земную кору. Например, приблизительно 220 млн лет назад конфигурация континентов была совершенно иной. Это был единый континент под названием «Пангея». За прошедший период под воздействием мантийных процессов континенты разошлись, они теперь имеют те очертания, которые мы наблюдаем в настоящее время. Не факт, что еще через 200-250 млн лет конфигурация континентов не изменится.
Теперь вы представляете, какие силы приводят в движение земную кору и перемещают целые континенты. Эти же силы расчленили нашу земную кору на семь крупных тектонических блоков, так называемые семь тектонических плит, которые в свою очередь делятся на более мелкие, а некоторые из них еще на более мелкие и т.д. Тектонические плиты находятся в постоянном движении относительно друг друга. При этом в зонах расширения в результате спрединга (англ. seafloor spreading – растекание морского дна) образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции. Теория тектоники плит объясняет возникновение землетрясений, вулканическую деятельность и процессы горообразования, по большей части приуроченные к границам плит.
Если охарактеризовать землетрясение в упрощенном виде, то это такой процесс, когда на границах тектонических плит возникает напряженное состояние и сила трения становится меньше силы сдавливания – происходит срыв. Это и есть сейсмическое событие. На Земле ежедневно фиксируются сотни землетрясений, но они по магнитуде достаточно слабые и мы их не ощущаем.
В России определены три основные зоны повышенной сейсмичности: Камчатка, Алтай и Кавказ. Но все они отличаются друг от друга своей активностью, что связано с горно-геологическими условиями. Например, на Камчатке тихоокеанская плита подвигается под континентальную плиту и в результате коллизии этих плит активизируются процессы вулканизма и сейсмические события. На Кавказе в результате взаимодействия трех плит (Анатолийская, Аравийская и Русская) происходят мощные геодинамические процессы, приводящие к горообразованию и, как следствие, к сейсмическим событиям.
– Какова сейсмическая обстановка у нас на Кавказе, насколько она сложная, какова вероятность сильного землетрясения?
– Сейсмическая обстановка на Кавказе всегда была сложной. Кавказские горы достаточно молодые, им всего 10-15 млн лет. Под воздействием вышеназванных мощных тектонических плит происходит интенсивное горообразование, в результате чего нарушается целостность земной коры, возникают как глубинные, так и приповерхностные разломы, на границах которых и случаются землетрясения. В различные годы сейсмичность на Кавказе то увеличивается, то уменьшается, а есть периоды затишья. Определить, когда произойдет среднего или высокого класса сейсмическое событие, очень сложно. Для этого необходимо вести не только постоянное наблюдение за сейсмическим событиями, что и делает Геофизическая служба РАН, но также вести непрерывные наблюдения за геохимическими и геофизическими полями, магнитной составляющей, гравитацией и многими другими параметрами, соответствующие событиям, происходящими как в самой земной коре, так и в атмосфере и ближнем космосе. Но на это требуются большие капиталовложения.
– И все-таки, можно ли спрогнозировать место, время и силу землетрясения? Как вы прокомментируете заявление заместителя директора Института физики Земли РАН Евгения Рогожина, который говорит о прогнозах разрушительного землетрясения магнитудой до 6,5 (7-8 баллов) в 2016 или 2017 годах?
– Наверное, у Евгения Рогожина есть основания высказывать подобные предположения. Он и его сотрудники занимаются вопросами сейсмичности достаточно обширных территорий, изучают каталоги сейсмических событий и на основе этих и других данных строят свои прогнозы. Кроме этого, сотрудник этого же института Валентин Уломов в свое время представил карту, на которой показал миграцию сейсмичности на Кавказ со стороны Анатолийской плиты (Турция). По его данным, увеличение сейсмичности в нашем регионе ожидается в середине 30-х, начале 40-х годов этого столетия. И это все относится к среднесрочному прогнозу, который определяется размерностью 50-100 лет. Существует также долгосрочный прогноз, который определяется сотнями и более лет, а также краткосрочный – месяцы, годы. Но данный прогноз очень сложен.
Возвращаясь к сообщениям о возможных сильных землетрясениях в нашем регионе, при существующей вероятности миграции сейсмичности ученые подняли планку максимальной балльности от ранее существующей 9 до 10. Но это только предположение. Поэтому возникает вопрос, стоит ли обсуждать тему повышения сейсмичности и будоражить людей, не проще ли, учитывая все эти вероятностные события, обеспечить безопасность населения, минимизировав риски разрушения зданий и сооружений, как это делают во многих сейсмически опасных регионах мира.
– Есть сведения о том, что существует периодичность повторения сильных землетрясений. Что Вы можете сказать по этому поводу?
– Есть цикличность повторения сейсмических событий и статистика позволяет делать среднесрочные и долгосрочные прогнозы. Однако людей, проживающих в сейсмически опасных зонах, интересует не то, что произойдет через 100 и более лет, а когда и какое будет землетрясение на их территории в ближайшее время. Но, прежде чем развить эту тему, хочу сказать, что некоторые страны пошли по пути не прогноза землетрясений, а оповещения населения в момент сейсмического события, поскольку сейсмические волны в земной коре распространяются с неодинаковой скоростью. Продольная волна распространяется быстрее поперечной, которая вместе с поверхностной волной является разрушительной и, как следствие, возникает некоторый интервал во времени, позволяющий дать сообщение населению, чтобы они успели покинуть здания и сооружения. Такая система применяется в Калифорнии, где установлены сотни тысяч датчиков по всей территории страны. Это очень дорогостоящий проект, но он оправдывает себя, поскольку спасенная жизнь хотя бы одного человека этого стоит. Я не знаю, можем ли мы позволить себе осилить такой проект в наших трех опасных зонах России, но стремиться к тому, чтобы научиться предупреждать население от грядущей беды, мы обязаны.
Сотрудники Института геологии многие годы изучают эту проблему, пытаются приблизить тот день, когда мы сможем хотя бы в первом приближении и с большой вероятностью предсказывать сейсмические события. Но это, как сказано выше, требует больших капиталовложений. Однако государство не очень-то раскошеливается по данной статье расходов. По крайней мере, наш институт не получал за последние десятилетия отдельной строкой расходов в этом направлении. Несмотря на сложившуюся ситуацию, сотрудники института продолжают работать в этом направлении, используя собственные финансовые средства. Их стараниями созданы три пункта наблюдения, где размещены сконструированные ими приборы, одним из которых является «георезистор», который регистрирует кажущееся сопротивление горных пород, проводим ежедневный отбор проб воды в различных районах предгорного Дагестана с целью определения растворенных в воде газов (гелий, водород, углекислый газ и др.). Все измерения заносятся в электронный каталог с последующей расшифровкой и анализом данных. Далее полученные данные сравниваются с каталогом происшедших землетрясений, набирается определенная статистика результатов. А далее все зависит от того, насколько велика сходимость результатов, которая в некоторых случаях бывает достаточно высокой, порой же данные сильно разнятся. Многое зависит от близости или удаленности очага землетрясения. Вот почему мы говорим о создании сети наблюдений по все территории Дагестана.
Однако, несмотря на трудности как с точки зрения изучения очень сложного геодинамического процесса и последующей сейсмичности, так и в организационном плане, нашим специалистам все-таки удается с каждым годом повысить степень достоверности предсказания сейсмических событий. Так, в прошлом году нашими специалистами на основе полученных результатов от наших станций наблюдения было предсказано землетрясение в Азербайджане. Мы предупредили ученых соседней страны за три недели о том, что на границе Дагестана и Азербайджана ожидается сейсмическое событие, и попросили поделиться их своими данными наблюдения. Диалога не получилось, по всей вероятности, по той причине, что их станции наблюдения финансируются зарубежными спонсорами. Через 15 дней произошло землетрясение на северо-западе Азербайджана практически с той магнитудой, которую мы предсказывали. Однако это не говорит о том, что мы нашли способ предсказывать сейсмические события. Для повышения достоверности предсказываемых событий необходимо покрыть станциями наблюдения с современным оборудованием всю территорию Дагестана и нарабатывать материал в течение многих лет. Кроме этого, необходимо исключить ручную регистрацию данных, а использовать сеть интернета и космической связи. Это стоит больших денег, но разве можно говорить о деньгах, когда речь идет о жизни людей? Поэтому мы продолжаем работать, не обращая внимания на финансовые трудности. Наверно, не было бы никогда академической фундаментальной науки, если бы мы сидели и ждали, пока нам дадут деньги.
– Вы как-то взаимодействуете с коллегами из других регионов страны или зарубежья?
– Для того, чтобы решать вопросы, связанные с сейсмичностью на нашей территории, необходимо анализировать ситуацию и ближайших соседей как со стороны СКФО, так и соседних стран – Азербайджана, Ирана, Туркмении, Казахстана, а также закавказских стран – Армении и Грузии. Это объединение позволит создать единую систему наблюдения. Вы представляете, какая это будет база данных и какой научный потенциал можно будет использовать в решении вопроса изучения предшествующего землетрясения и его прогноза? Но, к сожалению, когда мы обращаемся к представителям вышеназванных стран, порой бывает стыдно за наши своими руками сделанные приборы. Необходимо вложить определенные средства и создать мощные станции наблюдения с высококачественной аппаратурой, системой связи и т.д. Ведь находятся же средства на восстановление последствий землетрясения, обвалов, селей и оползней. Так неужели нельзя изыскать несколько процентов из этих сумм для создания полигона на территории Дагестана. Не знаю, кто должен решить этот вопрос. Ведь, с одной стороны, Дагестан – дотационная республика, у руководства масса проблем в этом плане, с другой стороны, может возникнуть такая ситуация, когда после любого опасного геологического процесса (землетрясение, обвал и т.д.) будет затрачено куда больше средств на восстановление разрушенного, но, самое главное, кто восстановит погибших. С нашей точки зрения проще и дешевле направить средства на предупреждение.
– Насколько сейсмоустойчивы жилые дома и сооружения в Дагестане? Ведется ли контроль застройки с учетом возможных сейсмических воздействий?
– Мы находимся в сейсмически опасной зоне и должны четко это осознавать, особенно когда строим здания, сооружения, коммуникации, нефтепроводы, линии электропередач и т.д. Там, где есть активная сейсмичность, а в нашем случае еще и достаточно активная гидросфера, там возможны оползни, осыпи, обвалы и прочее. И если не провести районирование территории, где прокладываются линии или строятся сооружения, могут быть трагические последствия. Во многих странах мира, где существует активная сейсмичность, правительственные органы тесно сотрудничают с ученым миром и прислушиваются к их мнению, стараются выполнять их рекомендации.
Взять, например, Японию. Сейсмически активная зона, где происходят сильные землетрясения. Анализируя события и учитывая опасность, японцы находят все более совершенные способы и технологии в строительной индустрии. Там разработаны и используются различные варианты при строительстве зданий и сооружений – конфигурация и форма фундамента, двигающиеся платформы фундамента, различные демпферы и т.д. Ярким примером служит застройка города Коба, где ранее произошло достаточно сильное землетрясение. На сайте было выставлено фото 12-этажного здания, наклоненное под углом 10-15 градусов и абсолютно целое. Понятно, что в этом здании люди остались живы, за исключением вполне возможных травм.
Как обстоят дела у наших застройщиков, я не знаю. Учитывают ли они тот факт, что Махачкала находится в активной сейсмической зоне и лучше предусмотреть и построить здание с запасом прочности, чем потом об этом сожалеть. Необходимо строго соблюдать техусловия при проектировании зданий и не допускать самостроя. Для контроля застройки существуют соответствующие структуры, комиссии при министерстве строительства, архитектуры и ЖКХ республики. Кстати на недавнем совещании в этом министерстве рассматривался вопрос качества и соответствия норм строящихся зданий и сооружений в Махачкале, где присутствовали и наши сотрудники. Поднимали вопрос о том, что происходит с территорией города Махачкалы и других городов республики, как и из чего строят, насколько качественно, учитывается ли сейсмичность территорий на данный момент и перспективу. Оказалось, что комиссия постоянно выявляет нарушения в арматуре: не тот диаметр и их количество, цемент не той марки, есть замечания к конструкциям зданий. Кроме этого, многие, а особенно самострой, начиная строительство, абсолютно не учитывают горно-геологические условия, вгрызаются в склоны, не думая об оползневых процессах. Не учитывают свойства грунтов и многое другое, не говоря уже о соответствии и качестве стройматериалов.
В советское время, когда строили здания, тот бетон, который заливали, сохраняли контрольные кубики, маркировали, из чего что сделано, хранили все это в специальном хранилище. Это делалось на случай, если по какой-то причине здание разрушится. И не обязательно от землетрясения. Ведь у нас люди ушлые, меняют конструкцию здания, что является страшным преступлением, или пристраивают, не учитывая, что дом не рассчитан на эти пристройки. Таких примеров в Махачкале можно привести на каждой улице десятки. Не знаю, существует ли сейчас контроль и хранятся ли закладные бетонные изделия, по которым можно выявить причину разрушения, если это связано с качеством бетона. Ведь город Спитак разрушился не потому, что там было сильное землетрясение, а потому что он был построен практически из песка. Строители нашей республики и сотрудники нашего института ездили в Спитак и были страшно удивлены, что бетонные перекрытия можно было отломить рукой. Халтурили, строили из некачественного материала, вот почему там было столько жертв.
Нужно быть честным и порядочным по отношению к той территории, на которой живешь, а не думать о ежеминутной выгоде. И бояться землетрясений не надо, необходимо учитывать множество параметров при проектировании зданий и сооружений и жить в гармонии с природой. А для того, чтобы быть уверенным, что в случае землетрясения здание не разрушится, необходимо проводить периодически сейсмомикрорайонирование городов, районных центров и поселков Дагестана. Ранее при советской власти, в соответствии с существующим положением, сейсмоикрорайонирование городов, относящихся к сейсмически опасным территориям, проводилось каждые 10 лет. К сожалению, с 80-х годов прошлого столетия сейсмомикрорайонирование города Махачкалы не проводилось. При строительстве используют старые карты и данные локального районирования вокруг строящегося здания. Это очень опасно, поскольку необходимо знать общую обстановку строящегося района или города. Кроме того, общая площадь города Махачкалы увеличилась втрое и не надо забывать, что на свойства грунтов оказывает влияние подземная гидросфера, непосредственно связанная с уровнем Каспия. На совещании в Минстрое было отмечено, что на сегодня нет даже утверждённого архитектурного плана города. Поэтому происходит хаотичная застройка, к тому же с нарушениями строительства и, в конечном результате повышенная опасность для города.
Учитывая важность этого вопроса, считаю, что необходимо провести ряд мероприятий по повышению сейсмостойкости зданий и сооружений в городах и поселках нашей республики. А именно: разработать новые и эффективные способы повышения сейсмостойкости зданий и сооружений; повысить качество строительства; провести паспортизацию объектов с целью выявления их сейсмостойкости и в случае необходимости укрепить здания, а в случае невозможности этого сделать - снести; восстановить службу сильных землетрясений, упраздненную в 90-х годах.
По последнему пункту можно сказать следующее. При проектировании зданий повышенной этажности (более 16 этажей) необходимо провести расчеты динамического воздействия на реальных акселерограммах. Но, к сожалению, в наших банках данных сейсмологической информации нет акселерограммы сильных землетрясений и поэтому приходится обращаться к зарубежным данным или моделировать синтетические акселерограммы с необходимой интенсивностью, преобладающей частотой и длительностью.
Не меньшая опасность и количество людей, проживающих в городе. По переписи населения в Махачкале проживает около 700 тыс. человек, а фактически, как минимум вдвое больше.
Плотность населения большая и в случае землетрясения органам власти необходимо обеспечить безопасность всех людей, проживающих в городе. Ведь понятно, что для такого количества населения необходима определенная инфраструктура – водоснабжение, канализация, электричество, а также газоснабжение. Ведь весь город окутан сетью газопроводов. Понятно, в случае землетрясения автоматика сработает, надеюсь. Но ведь в трубах остается достаточно много газа. Кроме этого в городе огромное количество бензо- и газозаправок. Порой они находятся в 10-15 метрах от жилых зданий. А как с этим быть?
Можно еще привести массу примеров нарушений градостроительства, но у меня сложилось такое ощущение, что люди живут по принципу - пока гром не грянет, мужик не перекрестится. И это плохо. Все вопросы, связанные с застройкой, должны быть под строгим контролем. Во-первых, провести ревизию зданий, и если здания не соответствуют той сейсмичности, которую определили хотя бы по старым картам районирования, то по крайней мере надо укрепить их, а если невозможно – снести. Самое опасное - это резонанс здания при прохождении сейсмической волны.
Теперь, что касается того момента, когда произойдет землетрясение и что необходимо делать в первый момент события и далее. Очень важно оказать помощь в первые минуты и часы после события. И тут играет огромную роль способность властей определиться, куда в первую очередь направить соответствующие службы для спасения людей. Современные цифровые станции, на основе компьютерных технологий, практически мгновенно определяют координаты, глубину и магнитуду землетрясения. В МЧС есть программа, позволяющая на основе полученной информации определить 3 радиуса разрушения от эпицентра события – сильные, средние и слабые разрушения. Однако данная программа, насколько мне известно, не учитывает геологическое строение региона.
В нашем институте в свое время были разработаны соответствующие палетки, позволяющие учитывать геологическое строение региона, где произошло сейсмическое событие. Этим вопросом занимался наш сотрудник Петр Крамынин, к сожалению, ушедший из жизни, имевший прекрасное сейсмологическое образование. В качестве примера он рассчитал эти три зоны, и построил карты для одного из городов нашей республики, где в зависимости от изменения магнитуды в 0,5 единицы, конфигурация зон значительно менялась. Тем более она изменялась от глубины залегания очага. В данный момент времени мы перевели эти палетки в электронный вид, что позволяет с помощью компьютерных технологий рассчитать набор карт для городов республики с различной магнитудой и глубиной. Это позволит властям, в случае землетрясения, оперативно среагировать и оказать экстренную помощь людям, попавшим в беду. Но опять все упирается в финансирование. Как преодолеть этот барьер, я не знаю. Правда есть Федеральные целевые программы, в которых мы могли бы поучаствовать, но туда очень сложно попасть.
Необходимо объединить усилия нашего института, МЧС, Геофизической службы и других, близких к этой области научных учреждений и создать единый Центр по сбору и обработке поступающей информации с последующими рекомендациями республиканским и городским властям. Центр можно было бы организовать на базе Института геологии, поскольку имеется богатый опыт, наличие мощного ГИС-центра, на основе современных компьютерных технологий, а также наличие ученых, способных решать поставленные задачи на высоком профессиональном уровне. Вложенное финансирование, при создании такого центра, окупятся с лихвой, поскольку появится возможность скооперироваться с учеными стран Прикаспийского региона и Закавказья, что однозначно повысит эффективность работ в оценке сейсмичности всего региона и выйти на качественный уровень прогноза.
– Сколько землетрясений происходит в Дагестане в год? Увеличивается ли количество?
– Количество землетрясений, происходящих на нашей, сопредельной территории, а также удаленные события фиксируются геофизической службой. На основе полученной информации составляются каталоги. Ряд лет в Дагестане было некоторое затишье. Были зафиксированы мелкие землетрясения, которые практически не ощущались. Когда количество сейсмических событий уменьшается, это всегда настораживает, поскольку бытует мнение, что в земной коре накапливается большая энергия, то есть готовится сильное землетрясение. В то же время, если происходят землетрясения в 3-4 балла, то эти события не приносят вреда зданиям и сооружениям, а накопленная энергия сбрасывается.
К примеру, в районе Чиркея постоянно происходят сейсмические события, потому что меняется уровень водохранилища, изменяется проницаемость горных пород и, как следствие, сила трения между блоками земной коры. Иногда появляются всякого рода слухи, что вследствие сейсмических событий произойдет разрушение плотины, хлынувшая вода натворит много бед. Ну, во-первых, плотина строилась с учетом сейсмичности этого района, а во-вторых, я с трудом могу представить, чтобы мгновенно рухнуло такое сооружение. Конечно, очень сильное землетрясение может повредить некоторую часть горных пород, в которую упираются борта плотины. Но на ГЭС работает специальная служба, которая отслеживает любые изменения как в самой плотине, так и вокруг нее. Мы ведем наблюдения за состоянием горных пород, сейсмическими событиями в период наполнения и сброса воды из водохранилища. Так что бояться, а тем более паниковать, нет причин.
К землетрясениям необходимо относиться как к обычному природному явлению, учитывать степень опасности и рассчитывать проекты таким образом, чтобы не возникали вопросы у тех, кто проживает в этих районах. Ведь мы летаем на самолетах, которые, к сожалению, иногда падают, но мы же не перестаем пользоваться этим видом транспорта. А что у нас происходит на автодорогах? Страшная статистика, и в то же время количество проданных автомобилей растет.
– В Дагестане, регионе с высоким уровнем сейсмической опасности, проводится подготовка населения к возможным сильным землетрясениям?
– Насколько мне известно, проводится. Например, в МЧС разработаны инструкции поведения людей в случае экстремальных ситуаций. Они выступают по телевидению, радио и в прессе. Я не знаю насколько часто, но, наверное, у них есть соответствующее положение и график. По моему мнению, обучать людей, как себя вести в сложных ситуациях, необходимо с детского сада и далее по жизни периодически напоминать, чтобы не было страха перед стихией. Сотрудники нашего института также выступают по телевидению, пишут статьи и стараются снизить существующий страх перед землетрясениями. Но, с другой стороны, необходимо помнить, что с природой шутки плохи. Она еще как может отомстить, если не соблюдать определенные правила жития. Посмотрите, что у нас происходит в Дагестане и, в частности, в Махачкале, со строительством, это какой-то кошмарный бум застроек. Махачкала превращается в один каменный мешок. Нужно подумать о людях, о том, как будут жить наши дети, внуки и вообще захотят ли они здесь жить. Наверное, этот вопрос может разрешить только власть. Строить надо, но должен быть какой-то определенный план застроек с точки зрения архитектуры и необходимости данного строительства, а также рационального использования земли. Не от хорошей жизни наши люди уезжают за пределы Дагестана, не самые плохие уезжают. Поэтому необходимо создать такие условия, чтобы нашим жителям было комфортно проживать в наших городах и селах, а также сформировать соответствующую инфраструктуру прибрежной и горной части, что позволит сделать наш край привлекательной территорией для туристов из других регионов нашей страны и зарубежья.
