Землетрясения принято считать столь же неотвратимой угрозой, как и космические катаклизмы. На протяжении длительного времени считалось, что человек абсолютно бессилен как перед процессами, происходящими в глубине Земли, так и перед угрозой падения астероида.
Со временем сначала фантасты, а теперь и реальные ученые придумали множество способов отвести от Земли угрозу астероида. У человечества пока не было возможности проверить эффективность этих методов (и слава богу), но землетрясения длительное время оставались совершенно безответным злом.
Ситуация изменилась лишь недавно, когда в рядах ученых появились создатели методики эффективного предсказания подземных толчков и разработчики технологии эффективной защиты построек в опасных зонах. Таким образом, уже в ближайшем будущем ощущение полной безоружности перед лицом землетрясений может уйти в прошлое.
РАЙОН СМЕРТИ: ТРЯСКИ ПО РАСПИСАНИЮ
Традиция. За последние 30 лет в Чили случилось 13 землетрясений
Никакого секрета в том, откуда нагрянуло чилийское землетрясение, нет и быть не может. Сейсмологам давно известно о перемещениях двух крупных литосферных плит — Южно-Американской, на которой располагается весь континент Южная Америка, и плиты Наска, которая находится под восточной частью Тихого океана.
Эти плиты движутся навстречу друг другу с большой по геологическим меркам скоростью 80 мм в год. При этом плита Наска заходит вниз — под Южно-Американскую плиту. На стыке плит находится опасная зона, которая с регулярностью дает о себе знать.
За последние 30 лет в этой зоне случилось 13 землетрясений магнитудой более 7,0. А в 1960 году здесь произошло самое мощное землетрясение в XX веке — магнитудой 9,5 по шкале Рихтера. Оно унесло 1,6 тысячи жизней плюс несколько сотен погибших от последствий цунами, вызванного подземными толчками. От цунами пострадали жители Филиппин и Японии.
Произошедшее недавно землетрясение немного не дотянуло по мощности до катаклизма 50-летней давности. Его магнитуда составила 8,8, однако и этого хватило для того, чтобы спровоцировать цунами, волны которого достигли другого края Тихого океана, например, берегов Японии и Индонезии.
Эпицентр землетрясения находился в 320 км к югу от чилийской столицы Сантьяго. Первые же толчки разрушили множество построек, оставив без крыши над головой примерно два миллиона человек. Многие районы страны остались без электричества, воды и газа. Однако больше всего пострадала не столица, а второй по величине город страны Консепсьон, где в результате землетрясения произошли крупные промышленные аварии, в частности сгорел химический завод.
Общее количество жертв составило более 300 человек. И это далеко не последнее землетрясение в регионе. Правда, предсказать точно, когда произойдет катаклизм, сейсмологи не могут, ссылаясь на несовершенство существующих технологий. Это утверждение не опровергается даже тем обстоятельством, что сами по себе события 27-го были предсказаны группой французских ученых с высокой точностью. В прошлом году ученые, используя технологию спутниковой навигации GPS, оценили перемещения плит, оценили величину накопившегося здесь тектонического напряжения и заявили, что землетрясение — дело нескольких месяцев.
НА ГАИТИ НЕ ДУМАЛИ Об УГРОЗАХ
Гаитяне. Сотни тысяч стали жертвами некачественного строительства
В Чили при магнитуде 8,8 число жертв исчислялось несколькими сотнями человек, а на Гаити при магнитуде 7,0 погибло более 230 тыс. человек. Это парадоксально лишь на первый взгляд. Рассмотрение сопутствующих факторов быстро проясняет ситуацию. В Чили эпицентр землетрясения находился на глубине 55 км и в 90 км от наиболее пострадавшего города Консепьсьона. На Гаити глубина, на которой располагался эпицентр, составляла лишь 10 км. А город Порт-о-Пренс — столица Гаити — располагался лишь в 15 км от этого места.
Однако чудовищное количество погибших определялось не только и не столько силой толчков и близостью их эпицентра к столице. По мнению большинства ученых, сотни тысяч людей погибли в связи с двумя другими обстоятельствами.
Конечно, с сейсмической энергией землетрясения силой 7,0 по шкале Рихтера не может сравниться даже атомная бомба, однако убийственными факторами стали плотность почвы в районе города и особенности строительства.
По словам американского ученого Чак Де Метца, Порт-о-Пренс построен не на твердой скалистой почве, а на рыхлом грунте, который попросту провалился, как только началось землетрясение. А здания по всему городу строились без учета возможности землетрясений, поэтому после первого толчка начали складываться, как карточные домики. Хрупкие панельные многоэтажки становились могилами для жителей.
"Если бы землетрясение подобной силы случилось в Калифорнии, уровень смертности был бы намного ниже — качественные дома спасли бы множество жизней", — говорит Де Метц.
Мысль ученого легко проиллюстрировать историческими примерами. В 1988-м году 25 тыс. человек погибло в результате землетрясения магнитудой 6,9. В 1989-м в Калифорнии произошло землетрясение магнитудой 7,1, в результате которого погибло лишь 63 человека. "Сейсмоустойчивое строительство способно оказывать колоссальный эффект на спасение жизней во время землетрясения", — констатирует американский ученый.
ЭХОТРЯСЕНИЯ: НОВЫЕ КАТАСТРОФЫ ЯВЛЯЮТСЯ ОТГОЛОСКАМИ СТАРЫХ
Память земли. Катаклизмы дают о себе знать через сотни лет
С одной стороны, ученые знают очень много о том, как устроена Земля, и о природе землетрясений. Сегодня практически каждый школьник, который хотя бы вполуха слушал, что рассказывают на уроках, способен в общих чертах объяснить, что поверхность планеты держится на тектонических плитах, которые находятся в движении. В районе их стыков и происходят землетрясения. Достаточно взять карту разломов, чтобы представить себе районы, опасные для жизни.
Однако, если ученым все понятно, то почему же они до сих пор не научились предсказывать землетрясения? И почему многие катаклизмы, например, землетрясение в китайской провинции Сычуань в мае 2009 года или недавнее землетрясение на Гаити до сих пор являются причиной для дискуссии в научных кругах? Ученые не могут прийти к единому мнению о том, что послужило причиной этих катастроф, учитывая, что они происходят в "нетрадиционных" местах, отдаленных от стыков тектонических плит.
По мнению некоторых ученых, проблема в том, что сейсмология остается чисто теоретической наукой и до этого времени мало кто уделял внимание преобразованию теоретических знаний в практическую плоскость.
Такую задачу поставила перед собой группа американских ученых из Северо-западного университета в штате Иллинойс. Их недавнее открытие способно перевернуть представление о природе землетрясений и наконец-то дать ученым инструмент для предсказания землетрясений. Результаты работы ученых были опубликованы в авторитетном журнале Nature. По словам руководителя группы Сета Штайна, суть открытия в двух словах сводится к тому, что многие землетрясения могут быть "эхом" более древних катастроф.
Например, в некоем регионе происходит мощное землетрясение. Ошибочно считать, что вся его энергия выходит наружу, поясняют ученые. Часть энергии может скапливаться в определенных местах в глубинах плит. И находить выход десятилетия, а то и столетия спустя. По мнению Штайна и его коллег, вычислить эти места можно с помощью компьютерного моделирования.
"Многие землетрясения происходят там, где положено, — на стыках плит, — поясняет Штайн. — Но их отголоски через какое-то время происходят в других местах". Такое "эхо" крупного землетрясения может дать о себе знать столетия спустя.
В качестве примера Штайн приводит относительно небольшие землетрясения в районе долины Святого Лаврентия в Канаде, которые, по подсчетам ученых, являются эхом знаменитого большого землетрясения, которое произошло в этом районе в 1663 году.
Аналогично Штайн считает, что прошлогоднее землетрясение в китайской провинции Сычуань является эхом древних катаклизмов. Тот факт, что в этом районе на протяжении столетий не наблюдалось сейсмической активности, ничего не означает, убежден ученый.
Зная, в каких местах в прошлом происходили катастрофы, можно провести компьютерное моделирование и предугадать, где они могут происходить в ближайшем будущем.
Коллеги с уважением относятся к работе группы Штайна. Сотрудник Геологической службы США Том Парсонс убежден, что методика, по которой работает Штайн, поможет ученым впервые создать реальный метод предсказания землетрясений.
ДОМА-НЕВИДИМКИ: ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ ПРОЙДЕТ МИМО
Мишень. Если дома можно защитить от подземных толчков, то другие постройки останутся уязвимыми
Допустим, Штайн прав, и ученые вскоре овладеют мастерством предсказания землетрясений. Иными словами, они смогут не только предвидеть катаклизмы на стыке плит, подобно тому, как французские геологи предугадали недавнее происшествие в Чили, но им также будет под силу высчитать, где в скором времени высвободится накопленная землей энергия предшествующих катаклизмов.
Остановить подземные толчки, более мощные чем атомная бомба человеку все равно не под силу. Точность предсказаний все равно не позволит угадать день и час, и вовремя эвакуировать людей. Да и куда можно вывезти миллионы человек из зоны, подвергающейся опасности? Следовательно, остается лишь один способ свести к минимуму количество человеческих жертв. Как показывает пример разницы в человеческих жертвах между армянским землетрясением 1988-го года и калифорнийским 1989-го, путь к спасению человеческих жизней — строительство сейсмоустойчивых домов.
Ученые утверждают, что сделать сейсмоустойчивыми существующие постройки, которые делались без оглядки на опасность разрушительных толчков, уже практически невозможно. Однако постройка новых сейсмоустойчивых домов обходится ненамного дороже, чем обычных.
Существующие сегодня технологии оцениваются учеными, как вполне эффективные — тоже землетрясение в Калифорнии подтверждает правоту этого утверждения. Среди этих технологий можно выделить повсеместное использование гибких материалов и упругих изолирующих слоев над фундаментом, которые способны гасить энергию толчков. Подобный принцип используется в конструкции современных автомобилей, каркас которых сминается при ударе, принимая энергию на себя и защищая людей.
Однако в арсенале ученых есть и более совершенные технологии. Недавно группа французских и британских физиков предложила принципиально новый метод защиты построек от подземных толчков. Суть его в том, чтобы сделать дома "невидимыми" для разрушительных волн, которые пробегают по земле в результате толчков. Природа этих волн имеет много общего с волнами, на которых распространяются солнечный свет и радиосигналы.
А раз так, значит, можно сделать дома, образно говоря, по технологии "стелс" — невидимые для волн. Проект предполагает постройку концентрических круговых структур определенной формы из материалов разной гибкости и жесткости (пластика, разных видов металлов), способных отчасти рассеивать, а отчасти поглощать сейсмические волны.
В ходе испытаний постройки, окруженные такими концентрическими структурами, бомбардировались сейсмическими волнами на частоте от 30 до 150 Гц — эквивалентными обычной частоте волн землетрясений. Ученые воочию убедились, что центральная зона, окруженная защитными постройками, оставалась невредимой. Иными словами, в будущем можно возводить жилые дома, окруженные крупными концентрическими защитными структурами, которые сделают их невидимыми для землетрясения. Не исключено, что постройка защитных структур сможет оказаться эффективной и в случае с уже существующими постройками.
Объединив эту идею с работой Штайна, человечество может получить некую защиту от землетрясений. Сейсмологи будут предсказывать в каких районах следует опасаться подземных толчков, а строители будут защищать местные постройки с помощью новой "стелс"-технологии.
Главные темы