Прогноз землетрясений?

Солнечным днем 1970 года, когда экспансивные перуанцы с жаром обсуждали только что открывшийся в Мехико чемпионат мира по футболу, страшный подземный толчок прервал их. Через два часа пришли первые ужасающие вести. Столица северного департамента Уарас, порт Чемботе полностью разрушены. Толчки «стряхнули» с гор массы льда и камней. Оползень вытеснил из берегов горные озера, лавины воды и камней накрыли деревни. Курорт Юнгай у подножия Уаскаран исчез под слоем грязи. Десятки тысяч людей погибли, более 800 тысяч остались без крова.

Таким было землетрясение в Перу — одно из крупнейших в последние годы.

Чем вызываются страшные подземные толчки? Как уберечь от них человечество? Как обуздать стихию? Ответ на эти вопросы ищет лаборатория сильных землетрясений Института физики Земли Академии наук СССР, которой руководит доктор физико-математических наук Н. Шебалин.

Шебалин, молодой, энергичный ученый,— один из крупнейших специалистов у нас в стране. «Гоняясь» за землетрясениями, Шебалин побывал в самых разных уголках земного шара. Но, к сожалению, поспевал в пункты назначения всегда уже после того, как волна уходила. И все же экспедиции эти были необходимы. Информация, выданная Землей, ценится буквально на вес золота. Ее ищут в летописях, на старинных надгробиях, по крупицам собирают из легенд и сказаний. Ныне ученые научились ею пользоваться.

То, что большие землетрясения случаются редко, — счастье и несчастье человечества. Счастье — потому что быстро налаживается нормальная жизнь, несчастье — потому что людская забывчивость притупляет чувство опасности, а именно беспечность — причина многих катастроф.

Сейсмические службы зарегистрировали в последнее десятилетие около 42 тысяч землетрясений, а количество толчков измеряется миллионами. Некоторые землетрясения особенно страшны. В памяти миллионов людей трагедия в Скопле 1963 года, в Ташкенте — 1966-го, в Перу — 1970-го. И ни одна из этих трагедий не была предсказана заранее.

Не стоит, наверное, подробно рассказывать, что земной шар состоит из ядра, мантии и коры. Напомним только несколько цифр. Радиус ядра — примерно 3400 километров, толщина мантии — около 2900, а жесткий слой коры — лишь несколько десятков километров. Пожалуй, все, что известно о строении недр, это предполагаемые или относительно недавно подтвердившиеся гипотезы. Подтверждения получить было чрезвычайно сложно, подчас не прямыми наблюдениями, а косвенно, по аналогиям. Человек двадцатого века, сумевший вырваться в космос, достигнуть Луны, пока еще не проник в глубь нашей планеты более чем на восемь километров. Причин много: не созданы еще достаточно мощные буровые установки, проходка требует колоссальных затрат.

До сих пор окончательно даже не выяснено, например, из чего состоит ядро Земли. Большинство специалистов сходится на том, что, во всяком случае, оболочка ядра наверняка расплавлена. Эту гипотезу (тоже косвенно) подтверждает факт, что при погружении в глубокие шахты резко возрастает температура. Высчитано, что на глубине 80 километров жара достигает 1400 градусов и только огромное давление, повышающее точку кипения, не дает расплавиться мантии. Температура в ядре колеблется от двух до десяти тысяч градусов. И это при давлении, превышающем три миллиона килограммов на квадратный сантиметр!

Чем же вызываются подземные толчки?

Землетрясение происходит в результате сильных тектонических движений, иногда на глубине 700 километров. Это своего рода разрядка напряжений, скапливающихся за счет радиоактивного нагрева и конвекционных (круговых) течений в расплавленной породе. Там, на глубине, под огромным давлением образуется вязкая среда, по которой, как по маслу, можно перемещать даже континенты. Кстати, недавно ученые подтвердили, что движение это постоянно происходит.

Чтобы объяснить причины землетрясений, геофизикам необходимо выяснить природу бушующих в недрах планеты сил. Поэтому в последние годы возникло новое направление в сейсмологии — физика очагов землетрясений. Очаг — это трещина в коре Земли. Она не расходится в стороны, и породы лишь немного смещены. Схематично все выглядит примерно как в треснувшем от горячей воды стакане. На поверхности Земли трещина бывает только в местах самых крупных землетрясений.

«Великие» землетрясения оставляют четкие отпечатки. Человек старается ими максимально воспользоваться и изучить, провести аналогии, обобщить. Так, например, японские ученые, исследуя сильные толчки вдоль Тихого океана, обнаружили, что подземные бури передвигаются обычно против часовой стрелки. В США найдена другая закономерность: сильные землетрясения в сейсмоактивных зонах вызываются крупным скоплением воды в хранилищах при гидроэлектростанциях. По мнению Шебалина, вода, просачиваясь сквозь кору, уменьшает ее прочность, и опасность чрезвычайно растет.

В лаборатории у Шебалина смогли, пользуясь разработанной здесь новой методикой наблюдений, предсказать одно из последних землетрясений в районе Сочи.

Эти, пока частные, успехи приобретают огромную ценность при разработке общих принципов широкого прогнозирования землетрясений.

Теперь подробнее о прогнозировании. До недавнего времени ученые основные усилия направляли на выяснение все новых признаков землетрясений. Несомненно, прогнозирование — важнейшая задача. Но ученые столкнулись с совершенно непредвиденным обстоятельством: предсказанный ими заранее «бунт» стихии вызвал страшную панику населения!.. Со всей серьезностью встала новая проблема: как же уберечь человечество наиболее эффективно? Анализы показывают — эвакуация населения практически не может быть стопроцентной, что же касается ценностей — заводов, фабрик, их полностью вывозить никогда не удастся. Поэтому-то во всем мире ныне решают проблему защиты городов от землетрясений не глобальными эвакуациями, а используя новое, так называемое сейсмостойкое строительство.

Мировую общественность не случайно взволновала весть о том, что при сильном, восьмибалльном землетрясении в Ташкенте, когда эпицентр был прямо под городом, новые здания выстояли. Ныне все типы строящихся в столице Узбекистана домов проходят предварительную проверку на сейсмостойкость.

Но вопросы строительной науки — это уже не сейсмология, основной задачей которой продолжает оставаться изучение физических процессов, сопровождающих землетрясения, и возможности прогнозирования.

Для нашей страны вопросы предсказания землетрясений и защиты от них очень важны, поскольку десятая часть территории СССР с населением более 20 миллионов подвержена стихийной опасности.

Нельзя ли надеяться, что в будущем человек научится искусственно разряжать эти напряжения? Ведь тогда катастрофы в значительной мере могли бы предупреждаться. В принципе осуществлять регулирование процесса можно, но следует постоянно помнить, что такое регулирование позволительно, только если есть полная убежденность, что это не вызовет опасных последствий.

Напряжение в недрах Земли связано с неравномерным нагреванием коры. Можно было бы пробурить скважины в 15—20 километров, закачивать туда холодную воду, а получать горячую. Если постепенно охладить таким путем значительный участок, землетрясения на нем уже наверняка не случится. Но это чревато другой угрозой — на периферии участка, где переохлажденные зоны в контакте с нормально нагретыми, немедленно возникнут огромные дополнительные напряжения. Там может произойти серия катастрофических землетрясений. Потому целесообразнее идти иным путем: поддерживать разломы коры незарастающими. Обнаружив спайки, растворять их перегретым паром или подрывать.

Отдельные выводы из наблюдений лаборатории сильных землетрясений еще не обобщены, не стали частью стройной теории, требуют новых подтверждений.