Можем ли мы предсказать землетрясение - Алексей Завьялов - Наука в фокусе - 2014-02-21
НАРГИЗ АСАДОВА: Доброй всем ночи! У микрофона Наргиз Асадова. Это наша новая передача «Наука в фокусе». Я напоминаю, что мы ее делаем вместе с одноименным журналом. И сегодня мой соведущий как всегда Егор Быковский, главный редактор журнала «Наука в фокусе».
ЕГОР БЫКОВСКИЙ: Доброй ночи, Наргиз, уважаемые друзья!
Н. АСАДОВА: Да. Сегодня у нас такая очень интересная тема и страшная, на ночь глядя. Касается она землетрясений. И она сформулирована у нас как вопрос: «Можем ли мы предсказывать землетрясения?» И на этот вопрос нам сегодня будет помогать ответить Алексей Завьялов, заведующий лабораторией континентальной сейсмичности и прогноза сейсмоопасности института физики Земли РАН. Здравствуйте!
АЛЕКСЕЙ ЗАВЬЯЛОВ: Добрый вечер, коллеги!
Н. АСАДОВА: Да.
Е. БЫКОВСКИЙ: Наш гость сейчас нас немедленно поправит, что землетрясения не предсказывают, а прогнозируют.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, я предпочитаю пользоваться термином «прогноз».
Н. АСАДОВА: Сейчас еще одна наша постоянная рубрика «Статья по теме». И статья как обычно у нас взята из журнала «Наука в фокусе». И прочитает ее Лев Гулько.
ЛЕВ ГУЛЬКО: Большинству людей землетрясения в Англии кажутся чем-то принципиально иным по сравнению с апокалипсисом, опустошавшающим Китай, Японию, Иран и Пакистан. Но именно в Британии сейсмология получила развитие как наука. Еще древнегреческие философы пытались найти научные объяснения тому, что же в является причиной землетрясений. Аристотель в IV веке до н. э. верил в существование «центрального огня» внутри полостей в Земле. Он думал, что, когда подземные пожары сжигают породу, пустоты внутри Земли сжимаются, вызывая землетрясения. Гораздо позже римский философ Сенека под впечатлением от сильного землетрясения, разрушившего Помпеи, предположил, что причиной землетрясений и ураганов являются не испарения из глубин, а движущийся воздух, попавший в подземные пустоты и ищущий выход. Впрочем, первое измерение силы подземных толчков было сделано в Северном Китае. Древнейший из известных сейсмометров изобретен Чжан Хэном в 132 году. Прибор состоял из восьми голов дракона по числу восьми основных секторов компаса. У основания, точно под головами драконов, сидело восемь жаб с открытыми ртами. Если происходило землетрясение, бронзовый шар падал из пасти дракона в рот жабы. В устройстве сейсмометра находился маятник – это главный элемент механизма. К нему присоединялись рычаги, вызывавшие падение шаров.
Но лишь после разрушения Лиссабона в 1755 году возникло научное понимание причин землетрясений. Джон Митчелл, астроном Кембриджского университета, проанализировал показания очевидцев и пытался объяснить землетрясения в терминах ньютоновской механики. Митчелл совершенно верно заключил: «землетрясения – это волны, вызванные движением пород». И когда происходит это движение под океаническим дном, возникает и океаническая волна (цунами), и землетрясение. Митчел даже предположил, что местоположение центра землетрясения (эпицентра) можно вычислить путем сопоставления данных о времени прибытия волн. Выведенный им закон стал основой современного метода определения эпицентра.
Следующий скачок в развитии науки о землетрясениях произошел в середине XIX века благодаря выдающемуся ирландскому инженеру-строителю Маллету, который собирал данные об исторических событиях. Для изучения разрушений после крупного землетрясения он отправился в Неаполь в 1858 году. Маллет составил изосейсмические карты, на которых одинаковые разрушения соединяются линией. С некоторыми улучшениями метод используется и сегодня.
Маллет задокументировал разрушения, используя новую для того времени технику фотографии. Он опубликовал карты мировой сейсмической активности, показывающие, что землетрясения концентрируются в определенных зонах, опоясывающих Землю. Объяснение этому было найдено только в ХХ веке.
В течение следующего полувека сейсмология превратилась в международную науку. Чувствительность измерительных инструментов возросла до такой степени, что сейсмологи смогли отслеживать и записывать землетрясения по всей планете из одной точки. Британский геолог и инженер Джон Милн создал несколько таких сейсмографов и учредил Центральную обсерваторию для наблюдений за землетрясениями на острове Уайт. Джона Милна вполне можно признать основателем сейсмологии.
Несмотря на значительный прогресс, сейсмологи и сегодня далеки от полного понимания землетрясений. Сложность задачи обрисовал Чарлз Рихтер, разработавший шкалу магнитуд Рихтера для оценки силы землетрясений в 1930 году. Сейсмолог говорил так: «Эту задачу (предсказание) можно сравнить с ситуацией, когда человек сгибает доску о колено и пытается точно предсказать, где и в каком месте появятся трещины».
Н. АСАДОВА: Ну, что ж? Лев Гулько так вкратце нам рассказал историю изучения землетрясений. Я напоминаю, что в студии Наргиз Асадова и Егор Быковский, главный редактор журнала «Наука в фокусе». И тогда мой вопрос нашему гостю, нашему главному эксперту сегодня Алексею Дмитриевичу Завьялову. Напомню, что Алексей Дмитриевич – заведующий лабораторией континентальной сейсмичности и прогноза сейсмоопасноти института физики земли РАН. Вот существуют разные глобальные катастрофы, и землетрясение какое место занимает в ряду всех этих страшных…
Е. БЫКОВСКИЙ: Скажем, по шкале опасности.
Н. АСАДОВА: Да.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, я уж не знаю про шкалу опасности, потому что создание единой шкалы для всех глобальных катастроф – это не такое простое дело. Но я знаю, по прошлым публикациям, что землетрясения занимают 3-е место в мире по своим разрушительным последствиям, по числу погибших. Вот впереди, по-моему, наводнение и, кажется, засухи. Вот точно не помню. Наводнение точно. А про засухи…
Е. БЫКОВСКИЙ: А цунами включаются в наводнение?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Нет, цунами – это…
Н. АСАДОВА: Это последствие землетрясения.
А. ЗАВЬЯЛОВ: … своеобразное явление само по себе. И есть целое направление в геофизике, которое изучает именно цунами.
Н. АСАДОВА: Тогда мой следующий вопрос, что такое вот с точки зрения физики, с точки зрения физики земли, что такое землетрясение.
Е. БЫКОВСКИЙ: Нет, давай все-таки на секундочку напомним… Мы сейчас уже сказали, что землетрясение – это 3-я по опасности вещь. Давайте скажем хотя бы пару цифр, потому что иначе не очень понятно. Вот, скажем, известно, что за 20-й век от последствий землетрясений погибло около полутора миллиона человек. Это достаточно большое количество людей.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Я еще уточню, что более точные данные есть, начиная с 1980 года. Так вот с 80-го по 2012 год включительно от землетрясений погибло около миллиона человек.
Е. БЫКОВСКИЙ: Да, около миллиона. Это же ужас. И немедленно возникает у многих вопрос: а как с этим бороться. Ну, вот борются же, например, с цунами или с каким-то магнитными бурями. В принципе можно много что предсказать. Я как раз позавчера пока листал всякие публикации, посвященные землетрясениям, поговорил со своим коллегой. Он говорит: «Ну, а почему собственно нельзя это предсказать? Вот цунами мы удачно предсказываем». Это не очень правильная картинка…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Цунами? Удачно?
Е. БЫКОВСКИЙ: Да. Ну, по крайней мере…
Н. АСАДОВА: Даже на моей памяти такое количество людей погибли от цунами. Их не смогли предсказать. Да.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Дело в том… Я объясню, почему цунами предсказывается лучше, чем землетрясение. Потому, что источником цунами является землетрясение.
Е. БЫКОВСКИЙ: Совершенно верно.
Н. АСАДОВА: Я бы все-таки вернулась сейчас к вопросу о том, как устроена земля, и как происходит это землетрясение.
Е. БЫКОВСКИЙ: Давайте я расскажу это в паре слов буквально. Наверняка практически у всех, кто учился в школе, а в школе учились все, есть картинка из учебника географии…
А. ЗАВЬЯЛОВ: У меня нет. По-моему, в наше время такого не было.
Е. БЫКОВСКИЙ: Да?
Н. АСАДОВА: В наше с Егором точно было. Я тоже помню эту картинку. Такой пончик-земля, разрезанный пополам.
Е. БЫКОВСКИЙ: Ну, скорее это был круглый сыр. Ну, неважно.
Н. АСАДОВА: Ну, круглый сыр.
Е. БЫКОВСКИЙ: Она разрезана, и в ней видно несколько четких таких слоев. Это земная кора, очень тоненькая на самом деле от 50 километров под океанами до метров 60-70 под горным массивом. На самом деле очень тоненькая кора. Потом мантия. Потом ядро. Собственно и все. На самом деле эта картинка не вполне соответствует действительности. Внутри земли происходит постоянно конвекция слоев. Сама мантия складывается тоже из множества слоев. Есть твердая верхняя мантия, на которой лежит кора. В толще верхней мантии размещается слой, который называется атмосферным, и он гораздо мягче. Вот по нему скользят литосферные плиты. Литосферные плиты – это часть коры Земли. Они между собой сталкиваются. Между ними возникает напряжение. И собственно это как раз есть…
Н. АСАДОВА: А сколько всего литосферных плит?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, я не считал.
Н. АСАДОВА: Какое-то конкретное количество или меняется?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Нет, нет. Вы знаете, ведь здесь вопрос не в том, что трудно посчитать. А нужно сначала задать условия, какого размера блок мы считаем литосферной плитой, потому что Земля наша, земная кора, вообще говоря, состоит из блоков разной величины. Это такая некая матрешка, в которую вложены блоки… куколки разной величины.
Н. АСАДОВА: Ну, то есть… А вот Вы в своих исследованиях, что называете литосферными плитами? То есть…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Литосферными плитами? Ну, мы называем опять же… Собственно говоря, вот 5 континентов – это большие литосферные плиты. Тихий океан – это тоже литосферная плита.
Н. АСАДОВА: Я вот, например, да, про Тихий океан тут читала разную литературу, и выяснилось, например, что в Тихом океане самое большое количество вулканов. И вот по кромке этой литосферной плиты, ее даже называют эту кромку Огненным кольцом.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Совершенно верно.
Н. АСАДОВА: И там самые страшные вулканы и самое большое количество землетрясений, до 85 процентов именно там происходит.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, да. Именно там.
Е. БЫКОВСКИЙ: Сегодня наша тема не совсем о вулканах, хотя одно с другим, конечно, связано. Просто, чтобы уж закончить этот момент со строением Земли, надо просто сказать, что литосферные плиты – это весьма крупные образования, которые сталкиваются между собой и разъезжаются. И там, где они разъезжаются…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Или подползают друг под друга.
Е. БЫКОВСКИЙ: Да, подползают друг под друга. В этих местах возникают или дыры, там получается океан, или напряжение, то есть…
Н. АСАДОВА: Там получаются горы?
Е. БЫКОВСКИЙ: … горные цепи. Да. И вот все… вот моменты смещения плит, вот когда они столкнулись, и представляют собой землетрясения. Это я так…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Нет, нет. Это не совсем так. Континентальные плиты движутся друг относительно друга. Естественно края этих континентальных плит не ровненькие, не как стальные бруски, полированные. Они шероховатые. И вот эти опять же шероховатости разных размеров, разных масштабов. И вот эти шероховатости друг за друга цепляются, и движение приостанавливается в этом месте локально. А что это значит? А плиты-то толкаются. Есть источник, который, так сказать, побуждает плиты к взаимному перемещению друг относительно друга. Мы не будем говорить, а что это за источник. Но вот произошло зацепление. Все. Вот плиты перестали двигаться. А энергия подкачивается, и вот в этой точке, где произошел зацеп, накапливается энергия. И она накапливается до тех пор, пока породы вот в этом месте локальном могут это все удерживать в себе. Как только все, предел… Ну, грубо говоря, предел прочности превышается, то происходит срыв, резкий срыв. Это и есть… И когда этот срыв, так сказать, происходит, начинает излучаться упругая волна, которая является, собственно говоря… которую мы воспринимаем как землетрясение, трясение земли.
Н. АСАДОВА: Тогда переходим к одному из важнейших наших сегодня вопросов передачи. Это типы…
Е. БЫКОВСКИЙ: Собственно мы и дошли до землетрясений. Вот упругая пошла…
Н. АСАДОВА: … наблюдения и прогнозирования.
Е. БЫКОВСКИЙ: Случилось землетрясение. Давайте поговорим о том, как их прогнозировать, и на какие типы делятся эти прогнозы.
Н. АСАДОВА: И какие методики используются.
Е. БЫКОВСКИЙ: Давайте сначала про типы, а потом про методики.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, типы прогноза… Во-первых, что такое… Давайте определим, что такое прогноз землетрясений. Что ученые понимают под прогнозом землетрясений? Под прогнозом землетрясений понимается указание 3-х компонентов. Первое – это место плюс-минус естественно с ошибкой, потому что нельзя указать вот точку. Второе – это время, опять же плюс-минус как какая-то дельта. И сила землетрясения. Ну, сила землетрясения измеряется не в баллах, кстати сказать.
Н. АСАДОВА: По шкале Рихтера…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, по шкале Рихтера в величинах магнитуд. И правильно говорить, что произошло землетрясение с магнитудой, допустим, 8. Все. Не 8 баллов, как любят добавлять корреспонденты СМИ, а именно просто с магнитудой 8, которая вызвала сотрясение в таком-то населенном пункте или на такой-то точке наблюдений. Сотрясение с интенсивностью там 7 баллов. Вот уже 7 баллов. Это уже другая шкала. Это шкала макросейсмической интенсивности, интенсивности сейсмических сотрясений. Мы стараемся все время, так сказать, побуждать корреспондентов писать правильно и…
Н. АСАДОВА: Хорошо. Подождите. Тогда вот если шкала, которой измеряется баллами, шкала…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Шкала Рихтера…
Н. АСАДОВА: Это понятно. Как сильно трясет, грубо говоря. То, что такое тогда шкала Рихтера? Что она…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Шкала Рихтера это я Вам вот, что скажу. Мы все уже сейчас хорошо знаем, потому что часто об этом слышим, что вот произошел взрыв в тротиловом эквиваленте 100 грамм. Вот 100 грамм – это магнитуда в данном случае. И чем дальше мы от эпицентра взрыва, от эпицентра землетрясения, тем меньше воздействие волн от взрыва или землетрясения на объекты, находящиеся на поверхности. То есть вот это интенсивность сейсмических сотрясений. Вот в чем разница. Шкала… Да, интенсивность сейсмических сотрясений измеряется по шкале мск 64.
Е. БЫКОВСКИЙ: А баллы – это просто мера разрушения…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, баллы. Да. И там она 12-балльная. Можно перечислить. Вообще опасность представляет сотрясение свыше 5 баллов и то даже свыше 6 баллов, потому что они могут вызвать и разрушение жилища, и какие-то там неприятные ощущения у людей, находящихся…
Н. АСАДОВА: И разломов в почве…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Нет, разломы в почве тут нужно уже…
Н. АСАДОВА: Еще больше нужно?
А. ЗАВЬЯЛОВ: 9-10 и выше баллов. Вот. а магнитуда при этом, может быть, опять же разной. Могут быть сотрясения с интенсивностью 7 баллов при магнитуде 5. А может быть интенсивность сотрясений 2 балла при магнитуде 8. Вспомним…
Н. АСАДОВА: Это от пород, которые встречаются?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Вспомним землетрясение, которое произошло 24 мая прошлого года. Глубокое охотоморское землетрясение. Магнитуда 8,2. В Москве оно ощущалось силой всего 2 балла. Ну, 3-4…
Е. БЫКОВСКИЙ: То есть фактически не ощущалось.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, нет. Ощущалось. И мы собрали порядка сотни заявлений, так сказать, донесений от жителей Москвы из разных мест с помощью, кстати, средств массовой информации.
Н. АСАДОВА: От чего это зависит?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Это зависит от места, где построен жилой дом. Или вообще чем выше этаж, тем сильнее качает.
Н. АСАДОВА: Нет, я имею в виду, от чего зависит вот магнитуда, например, там 8, как Вы говорите, а вот трясет совершенно по-разному.
А. ЗАВЬЯЛОВ: От расстояния.
Е. БЫКОВСКИЙ: Потому, что Охотское море далеко от Москвы. Видимо, на месте трясло гораздо сильнее.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Вспомним, Ташкентское землетрясение. Там магнитуда была порядка 5 с половиной – 6, но гипоцентр, очаг землетрясения оказался прямо под Ташкентом. И поэтому это рядовое, в общем-то, сейсмическое событие разрушило почти до основания город.
Н. АСАДОВА: Так мы определились с тем, что такое землетрясение. И как ученые понимают, что это такое. И теперь к типам прогнозирования.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, типы прогнозирования. Прежде всего, значит, мы различаем 3-4 типа прогноза по времени. Это долгосрочный прогноз. Это на десятилетия вперед. Среднесрочный прогноз – от года до 10 лет. Все границы, в общем-то, эти довольно размытые. Краткосрочный прогноз – от примерно там дни, сутки, часы до года. И как бы как некоторые вводят, категория оперативного прогноза вот прямо вот-вот.
Е. БЫКОВСКИЙ: Через 5 минут тряхнет.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да. Вот-вот. Хотя вот… И вот в этих типах прогноза, в одних типах есть успехи, в других типах успехов нет и в ближайшее время, скорее всего, не ожидается.
Н. АСАДОВА: А тогда в каких есть, а в каких нет?
Е. БЫКОВСКИЙ: Наверное, самый простой тип прогноза – это…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Долгосрочный.
Е. БЫКОВСКИЙ: … долгосрочный. Да. Районирование. Там на стыке… Понятно, что когда-нибудь…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Вы опережаете то, что я хочу сказать. Действительно проблема долгосрочного прогноза уже решена. И решена она, по-видимому, начиная с того момента, когда появились первые карты общего сейсмического районирования.
Е. БЫКОВСКИЙ: А когда они появились?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Они появились, ну, в Советском Союзе они появились где-то в 30-е годы прошлого века.
Е. БЫКОВСКИЙ: То есть вообще вся история с прогнозами землетрясений – это полвека или чуть больше. Правильно?
А. ЗАВЬЯЛОВ: С прогнозами землетрясений да. Ведь проблема прогноза землетрясений как научная задача стала, по крайней мере, у нас в Советском Союзе была поставлена где-то после Ашхабадского землетрясения 48-го года.
Е. БЫКОВСКИЙ: 48-го, да.
А. ЗАВЬЯЛОВ: До основания был разрушен город Ашхабад. И несколько дней правительство Советского Союза не знало, что же там произошло. Не было такой связи как сейчас. Знаете? И только через несколько дней туда прилетел самолет, спецрейс. И все это увидели. Специальным донесением это все пришло в правительство. И после Ашхабадского землетрясения было принято решение в Советском Союзе об организации сети сейсмических наблюдений и службы срочных донесений.
Е. БЫКОВСКИЙ: То есть после этого, если я правильно понимаю, людям некоторым стало понятно, что они живут в сейсмически опасных районах.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, я думаю, что людям это интуитивно было и так понятно давным-давно.
Е. БЫКОВСКИЙ: Возможно не всем. Я просто имею в виду, что это же не собственно прогноз землетрясения.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Это не прогноз. Да. Это не прогноз, но это необходимая ступень к прогнозу, потому что это дало нам данные, базовые данные о сейсмичности, на которых строятся сейчас наиболее надежные прогностические признаки, прогностические методики.
Н. АСАДОВА: Давайте перейдем ко 2-му типу, это среднесрочные.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Среднесрочные у нас…
Н. АСАДОВА: От года и больше. Да?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Среднесрочные – да. Ну, и проблема долгосрочного прогноза, она решена, и уже есть карты общего сейсмического районирования, которые являются нормативными документами для проектирования и строительства разных объектов в сейсмически опасных районах. Среднесрочный прогноз – от года до 10 лет. Вот среднесрочный прогноз уже с помощью тех методик, о которых я знаю, и которые были уже разработаны в середине 80-х годов, проблема в среднесрочном аспекте землетрясения можно прогнозировать, ну, с точностью от 60 до 80 процентов, с вероятностью от 60 до 80… Что это значит? Это значит от 60…
Е. БЫКОВСКИЙ: Места, времени или силы?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Это вероятность и места, и времени, потому что мы от года до 10 лет, и силы тоже, потому что, например, те методики, которые разрабатываю я со своими коллегами, мы от 60 до 80 процентов землетрясений сильных происходит в тех местах и в те интервалы времени, о которых мы говорим. И то мы указываем и место, и время. Правда, оно не очень, так сказать, короткое…
Е. БЫКОВСКИЙ: А с чем у Вас получается точнее? Если мы имеем 3 фактора: место, время и силу, а Вы говорите 80 процентов. Вот сколько процентов приходится на каждый из них, или Вы к этому…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Нет, я скажу. Это значит, что с вероятностью от 60 до 80 процентов сильных землетрясений происходит в тех зонах аномальных, которые мы выделяем с помощью вот своей методики. Вот, что это значит.
Н. АСАДОВА: Давайте переедем теперь – да – к 3-му и 4-му типам. День, часы, минуты.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Значит, это краткосрочный прогноз. Вот в этих методиках, которые существуют среднесрочных, более точно прогнозировать землетрясение не возможно. Они, эти методики, в основном используют сейсмологические признаки. Сейсмологические признаки, они, в общем…
Е. БЫКОВСКИЙ: Что такое сейсмологические признаки?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Сейсмологические признаки – это поведение слабых землетрясений в разные периоды подготовки более сильного сейсмического события. Вот на разных этапах вот они… Ну, не только. Есть такой довольно эффективный признак как наклон графика повторяемости. То есть наклон графика Гутенберга – Рихтера. Они придумали это…
Е. БЫКОВСКИЙ: Здорово звучит. Повторяемости чего?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Повторяемости землетрясений. Оказывается…
Н. АСАДОВА: Толчков вот этих подземных?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Оказывается число, если построить для логарифмических координат, то есть ось абсцисс логарифмическая, ось ординат логарифмическая. Так вот если по оси ординат мы откладываем логарифм числа землетрясений определенной магнитуды, по оси абсцисс мы откладываем магнитуду, и вот если взять большое число событий, то оказывается, что в этой системе координат эта кривая выглядит как прямая. Вот это график. И эта прямая называется график повторяемости или график Гутенберга – Рихтера. Они впервые это сделали и показали, что вот он для большого интервала времени, для большого числа событий, для большой площади. Они строили это опять же в середине… в 30-е годы прошлого века, используя те накопленные данные по сейсмичности по всей земле, и вот у них получилось, что он прямолинейный.
Н. АСАДОВА: Так я…
Е. БЫКОВСКИЙ: Для большой площади.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Для большой площади.
Е. БЫКОВСКИЙ: Вот мы говорим о конкретных местах…
А. ЗАВЬЯЛОВ: О конкретных местах? Допустим, возьмем Камчатку. Если взять для всей Камчатки, то там тоже, оказывается, он прямолинеен. Прямолинейность… Но если бы… Это для большого времени, для большой площади. Но в каждом конкретном райончике, вот допустим, этот график… он тоже прямолинеен. Но его наклон этого графика меняется во времени. Вот если мы построим, как меняется наклон графика повторяемости во времени, то мы увидим, что он меняется. А меняется он не просто так, как ему заблагорассудится, а закономерно. В период подготовки сильного землетрясения, значит, задолго до землетрясения, он, так сказать, ведет себя как случайная величина. Когда напряжение там накапливается, и слабая сейсмичность начинает себя вести более упорядочено, то наклон графика повторяемости увеличивается. Это значит, мы интерпретируем это как число мелких событий больше, чем число слабых событий. А когда… и чем ближе к моменту сильного землетрясения начинают происходить все больше и больше сильных событий, высокомагнитудных. И тогда график повторяемости, наклон его уменьшается. То есть вот такое бухтообразное поведение.
Е. БЫКОВСКИЙ: Понятно. Вопрос: является ли это универсальной штукой? То есть можно ли на основе графика повторяемости делать удачные краткосрочные прогнозы?
Н. АСАДОВА: Да, переходим к типам как раз краткосрочных прогнозов.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Мы этот признак как раз и используем в нашей методике. Удачные делать можно. И иногда нам это удается. Но что значит удачный прогноз? Это значит вероятность правильного…
Е. БЫКОВСКИЙ: Удачный прогноз – тот, в котором сложатся удачно все 3 фактора, в котором Вы сможете сказать достаточно удачно время, место и силу.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, понимаете, ну, чтобы Вы сочли удачным? Больше 50 процентов – это удачно?
Н. АСАДОВА: Вот Вы знаете, я, например, сочту… вот если я живу в Ташкенте, и мне сказали: «Знаешь, дорогая, вот через год 18 января будет землетрясение с такой-то магнитудой. Уезжай, дорогая». Вот это я сочту удачной. И да, 18 января это произойдет. Вот так возможно предсказывать?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Нет.
Н. АСАДОВА: Нет?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Так не возможно. И так, скорее всего…
Е. БЫКОВСКИЙ: Если 50 процентов, то это значит, что на половину дней, условно говоря, предсказывать землетрясение, а случится оно…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Даже не… Ну, да, да.
Е. БЫКОВСКИЙ: Ну, то есть 50 процентов – это не очень удобный прогноз.
А. ЗАВЬЯЛОВ: А другого прогноза мы долго не узнаем.
Е. БЫКОВСКИЙ: То есть для тебя, Наргиз, он будет удачным в том смысле, что ты просто уедешь из Ташкента, будешь жить в другом месте.
А. ЗАВЬЯЛОВ: А, может быть, Вы продадите квартиру за бесценок, потому что не Вы одна об этом узнаете, и начнется повальный отъезд. Вы продадите квартиру за бесценок, уедите, а землетрясение не произойдет. И Вы начнете вот той подруге, которая Вам это дело, так сказать, довела до Вашего сведения, Вы начнете ей пенять: «Что ж ты меня, дорогая, ты меня сорвала с насиженного места?»
Н. АСАДОВА: И что…
Е. БЫКОВСКИЙ: Можно я Вам задам опасный такой, острый вопрос? 50 процентов вообще, насколько можно считать хорошим предсказанием с точностью 50 процентов? Это же орел или решка. Или произойдет, или не произойдет. Или встречу динозавра или не встречу.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, конечно. Для каждого конкретного человека это, в общем, ничто. Но есть ведь у нас специальные государственные службы, которые аварийные… Это наше МЧС уважаемое, действительно уважаемая организация, для которых это, даже такой прогноз, он важен. Почему? Потому, что они должны провести проверку устойчивости зданий и администраций того сейсмоактивного региона, куда дается такой прогноз. Она должна провести проверку, насколько эти здания, которые вот у них в регионе смогут устоять против того землетрясения, которое ожидается.
Н. АСАДОВА: Я напоминаю, что у нас в гостях Алексей Завьялов, заведующий лабораторией континентальной сейсмичности и прогноза сейсмоопасности института физики Земли РАН. И у нас есть для Вас еще одна заготовочка, еще одна рубрика постоянная «Про и контра», где два разных уважаемых ученых говорят в поддержку или против какого-то нашего утверждения. Вот в данном случае мы как бы подразумеваем вопрос: все-таки мы можем предсказывать землетрясения или не можем?
1-Й ДИКТОР: Сергей Полинец, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник института космических исследований РАН. «Мы используем спутниковые технологии для наблюдения за полным электронным содержанием ионосферы, а также температуры в нижних слоях атмосферы и ряда других параметров для выделения признаков приближения толчков. На данном этапе можно предсказывать землетрясение магнитудой больше 5 с половиной с точностью до 5 суток, причем по статистике целых 60 процентов прогнозов заканчиваются успехом».
2-Й ДИКТОР: Питер Сухадолк, генеральный секретарь Международной ассоциации сейсмологии и физики недр земли. «В ближайшее время прорывных решений в сейсмологии нет, и не ожидается. Ни один из более 600 известных предвестников землетрясений и никакой набор их не гарантирует предсказания землетрясений, которые случаются и без предвестников. Уверено указать время, место, мощность катаклизма не удается. Надежды можно возлагать лишь там, где сильные землетрясения происходят с некоторой периодичностью».
Н. АСАДОВА: Это была рубрика «Про и контра», которую нам помогли озвучить Алексей Нарышкин и Андрей Поздняков. И вот у нас получается, что два уважаемых ученых. Ну, не могу сказать, что они конкретно противоположных точек зрения придерживаются, но вот один из них Полинец утверждает, что мы можем предсказать землетрясение до 5 суток с точностью 60 процентов. То есть это гораздо большая точность, чем то, о чем Вы нам рассказывали. С кем больше согласны?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Мне больше близка позиция Питера Сухадолка.
Н. АСАДОВА: А почему?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Во-первых, Питер Сухадолк, отвечая на этот вопрос, можно ли прогнозировать землетрясение, имел в виду решение проблемы вообще и прогноз такой, как мы вот утром встаем, включаем радиоприемник и слушаем прогноз погоды. Вот то же самое и каждый обыватель об этом, так сказать, это же и подразумевает, что он включит… после прогноза погоды он слушает диктора дальше, и диктор говорит, что сегодня в нашем регионе сильных сейсмических событий не ожидается или ожидается с такой-то вероятностью. Такого прогноза не будет и не будет очень долго.
Н. АСАДОВА: А почему не будет, мы сейчас Вас спросим. Сейчас я хотела бы озвучить результаты опроса у нас на сайте. Значит, мы спросили наших слушателей и пользователей сайта «Эха Москвы», считаете ли вы, что при нынешнем уровне развития науки землетрясения должны быть в основном предсказуемы. Порядка тысячи человек, ну, 924 конкретно, ответили на этот вопрос. 58 процентов считают, что да, конечно же, мы обязаны предсказывать. 42 процента считает, что нет.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Одно дело обязаны и должны, а другое дело уметь и мочь.
Н. АСАДОВА: Тогда вопрос, самый главный, в чем же проблема? Почему так сложно предсказать землетрясение? Если мы уже и карты имеем, представляем себе, как Земля выглядит, понимаем физику процессов. Почему так сложно?
А. ЗАВЬЯЛОВ: А потому, что каждое конкретное землетрясение происходит в каждом конкретном месте, параметры которого, в общем-то, могут сильно варьироваться друг от друга, ну, также как и каждый человек отличается от своего, так сказать, соседа или там брата, сестры, родителей. Вот так и здесь, так и землетрясения.
Е. БЫКОВСКИЙ: Даже когда землетрясения происходят в одном и том же месте, их не всегда могут предсказать. Я напомню случай 4-летней давности, когда 6 геофизиков, сейсмологов попали под суд в Италии за землетрясение в Аквиле. Там погибло 300 человек. Они попали под суд и, по-моему, им дали по несколько лет тюрьмы каждому.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Но они не сидят пока, не находятся за решеткой.
Е. БЫКОВСКИЙ: В любом случае это такой прецедент.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, это прецедент нехороший.
Е. БЫКОВСКИЙ: Нехороший. Общественность считает, что сейсмологи или геофизики должны уметь это делать. Но не получается.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Сейсмологи этого делать не должны, и они… Я придерживаюсь такой позиции все-таки, что я лично не занимаюсь прогнозом землетрясений. Я занимаюсь разработкой физических основ прогноза. И весь наш институт занимается разработкой физических основ прогноза землетрясений, которые… И те данные лабораторные, так сказать, полевые мы пытаемся использовать для прогнозирования землетрясений. Мы учимся. Мы сейчас в стадии обучения прогнозу землетрясений.
Н. АСАДОВА: А что…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Что-то у нас получается.
Н. АСАДОВА: Что не хватает ученым для более точных прогнозов? Чего мы должны…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Не хватает детальных геофизических наблюдений. Я недаром подчеркнул, что среднесрочные методики, о которых… которые вот я разрабатываю и другие среднесрочные, он в основном базируются на сейсмологических предвестниках, то есть… А это…
Н. АСАДОВА: Есть 600…
А. ЗАВЬЯЛОВ: … десятки километров. Это по времени первые годы и, ну, магнитуда там проще вот в каком-то диапазоне. Но для того, чтобы нам приблизиться к краткосрочному прогнозу нужны методы такие, как дистанционное зондирование Земли, о которых рассказывал мой коллега Сергей Полинец, и… Но этого опять же недостаточно и нужны методы наблюдения за другими геофизическими полями, а именно уровень воды в скважинах, кажущееся сопротивление в земной коре, там, так сказать, химический состав подземных вод, атмосферное электричество. Бывают такие специфические свечения атмосферы перед подготовкой очень сильных землетрясений. Вот этих наблюдений у нас нет. Есть отдельные точки. Но эти точки отстоят друг от друга на сотни, а то и тысячи километров. А нам нужна сеть таких вот наблюдений. Вот в середине 80-х годов прошлого века еще во времена Советского Союза в нашем институте была разработана программа развития единой сети сейсмических наблюдений для прогноза землетрясений. И в том числе в этой программе было записано, что станции геофизических наблюдений должны, чтобы прогнозировать землетрясения с магнитудой 5 с половиной, 6 и выше, они должны располагаться друг от друга по сетке, ну, 50 на 50 километров. Вы представляете, что это? Какие это огромные деньги должны быть вложены? К сожалению, таких денег мы не имели…
Н. АСАДОВА: Вот у меня вопрос. В принципе, смотрите, сейсмология – это глобальная же наука, в общем-то. И я слышала о том, что затем… То есть есть технологические станции, которые из одной точки, например, на Гавайях, могут отслеживать по всей Земле, где происходит…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ничего в этом удивительного нет.
Н. АСАДОВА: Ну, так, может быть, где-нибудь все-таки…
Е. БЫКОВСКИЙ: Тут, кстати, не такое большое количество станций, если есть возможность слушать как бы весь Земной шар на самом деле.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Знаете, процесс подготовки и вообще процесс разрушения геологической среды, он происходит поэтапно. И вообще землетрясение – это вот не единовременный акт. Вот раз, разорвалось и все, мы это почувствовали. Нет, идет постепенное накопление повреждений в среде, начиная с микроуровня, переходит на более высокий уровень масштабный и дальше, так сказать, и так далее. И мы вот эти переходы разрушения с одного уровня на другой обнаружили и в лабораторный условиях, и в полевых, и в сейсмически активных регионах. Вот. А для того, чтобы это отслеживать, нам нужно регистрировать землетрясения с малыми магнитудами. Чтобы регистрировать землетрясения с малыми магнитудами станции должны располагаться, чем чаще.
Н. АСАДОВА: А есть ли какие-то глобальные инициативы создать вот подобного рода сеть станций…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Есть. Она уже реализована. Есть глобальная сеть сейсмических станций GSN.
Н. АСАДОВА: И почему…
Е. БЫКОВСКИЙ: Они уже есть.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Global seismic network.
Н. АСАДОВА: А если они есть, то почему…
Е. БЫКОВСКИЙ: А что ж тогда не хватает?
Н. АСАДОВА: Да, не хватает.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, это…
Н. АСАДОВА: … не может предсказать?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Коллеги, это же только сейсмологические наблюдения.
Е. БЫКОВСКИЙ: Вот самое интересное.
А. ЗАВЬЯЛОВ: А дальше ведь вопрос в интерпретации, что с этими наблюдениями делать. Например, у наших китайских коллег огромные массивы данных и по геофизическим наблюдениям. И когда в начале 90-х годов прошлого века у нас начались контакты, очень тесные, с китайскими коллегами. И больше того китайские коллеги дали нам доступ и к сейсмологической своей информации и по ряду станций геофизической информации. В частности там были нам даны ряды наблюдений за уровнем воды в скважинах в сейсмоактивных районах. Но когда мы стали работать вот с этими рядами, оказалось, что все не так просто. Очень большие пробелы в данных. Какие-то необъяснимые прыжки данных с одного уровня на другой. И в станционных журналах никаких записей об этом нет. И что делать? И вот так показывает… А это ручная работа.
Е. БЫКОВСКИЙ: Китайцы, конечно, дали доступ к данным, но они сами толком не знают, что с ними делать, насколько…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Правильно. Поэтому-то нас и допустили.
Е. БЫКОВСКИЙ: Единственный пример удачного краткосрочного прогноза, который был в Китае там за последние лет 30, был в 75-м.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, февраль 75-го года. Хайчен.
Е. БЫКОВСКИЙ: Вот они предсказали за несколько часов очень крупное землетрясение.
А. ЗАВЬЯЛОВ: А через полтора года в 76-м году Таньшань был разрушен.
Е. БЫКОВСКИЙ: Не смогла предсказать.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да.
Н. АСАДОВА: Можно я Вам задам девичий вопрос?
А. ЗАВЬЯЛОВ: А разница не в уровне знаний была. Уровень знаний был один и тот же. Просто Хайчен – это малонаселенная горная местность, а Таньшань – это индустриальный район с большим количеством шахт. То есть Хайчен они решили, взяли на себя ответственность дать прогноз вплоть до эвакуации населения. В Таньшане они не решились…
Н. АСАДОВА: То есть это не научная проблема была. Проблема чисто политическая по сути.
А. ЗАВЬЯЛОВ: … административная. Да, политическая.
Е. БЫКОВСКИЙ: Конечно, конечно.
Н. АСАДОВА: Это кошмарно.
Е. БЫКОВСКИЙ: У долгосрочных прогнозов две основные проблемы. Это вот цена ошибки, то есть вот ложный прогноз и…
Н. АСАДОВА: По поводу продажи квартиры. Понятно. А вот я вернусь все-таки к девичьему вопросу. Вот если бы Вас просили сравнить процесс землетрясения с чем-то бытовым, с чем-то очень понятным. Вот в журнале «Наука в фокусе» там есть такое сравнение, что это если вот вы пытаетесь поломать толстую доску, то вы не знаете, по какой линии пройдет опять разлом, вы не сможете это предсказать. То есть это что-то вот с этим? Похожее, да?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, похоже.
Е. БЫКОВСКИЙ: Например, возьми гибкую линейку, которая есть у каждого школьника. Начнем ее сжимать. Мы точно не знаем, в какую сторону она изогнется.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, да.
Е. БЫКОВСКИЙ: Или с бильярдными шарами отличный пример. Можно я его приведу? Вот кто играет в бильярд, он знает, что удар по одному шару, в принципе можно понять, куда он покатится, очень точно.
Н. АСАДОВА: Да.
Е. БЫКОВСКИЙ: Когда он ударится со 2-м, тоже можно предсказать, но когда он ударится уже с 3-м, с 4-м, наши предсказания становятся очень туманными, собственно говоря, ложными. Фактически с 4-м шаром уже никто не знает, куда он попадет. То же самое и с землей. Земля – такая очень сложная система. Она собрана из гигантского количества…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Извините. Я должен тут… хочу заметить вернее, что разрыв в землетрясении – это не просто раз и прямая, некая прямолинейная. Это извилистая линия. И вот эта линия, она же не образуется мгновенно. Она растет постепенно. И вот если в процессе роста эта линия, разлом упирается в какой-то энергетический барьер или просто прочный кусок или блок в земной коре. Все. Он может остановиться. И никто не знает, где встретится этот прочный блок или не встретится. Если встретится, все, землетрясение будет с низкой магнитудой. Если не встретится, как, например вот, землетрясение на Суматре 2004 года, где длина разлома в 1200 километров оценивается, значит, не встретилось.
Е. БЫКОВСКИЙ: В общем, в идеальном случае для того, чтоб хорошо предсказывать. Делать краткосрочные прогнозы надо идеально знать состояние каждой песчинки во всей земле, ее положение и мало того законы, которые регулируют не только движение самой песчинки, но и движение систем песчинок и соотношение этих систем. В общем, я бы не хотел заниматься этой профессией. По-моему, это действительно невозможно.
А. ЗАВЬЯЛОВ: А мне нравится.
Н. АСАДОВА: А скажите, пожалуйста, а вот мы начали говорить как-то с Егором про вулканы, и как они вообще связаны с землетрясениями. Все ли вулканы являются одним из проявлений землетрясений или нет? Насколько вот это взаимосвязано?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Я бы так сказал, что подготовка вулканических землетрясений, подготовку вулканических извержений сопровождает определенное поведение сейсмичности. То есть слабых землетрясений. И есть даже такой тип землетрясений как вулканические землетрясения, связанные с постепенным подъемом магмы по каналам, магматическим каналам. Вот. И, кстати сказать, извержение Плоского Толбачика, по-моему…
Е. БЫКОВСКИЙ: Это где?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Это на Камчатке. Вулкан Плоский Толбачик, по-моему, в 1975 году, кажется. Оно было в частности спрогнозировано вот по вулканическому дрожанию, вот этому сейсмическому дрожанию непосредственно перед прорывом магмы.
Н. АСАДОВА: А прогнозирование извержений вулканов? Мы здесь можем более четко их прогнозировать, чем само землетрясение?
А. ЗАВЬЯЛОВ: Более четко, потому что, в общем-то, это также как цунами, потому что известно, где вот местоположение вулкана, и известно, что следующее извержение произойдет либо здесь же, ну, либо немножко в стороне.
Н. АСАДОВА: Подождите, а с цунами точно также. Но мы же не знаем. Где будет эпицентр землетрясения подводного…
Е. БЫКОВСКИЙ: Зато мы можем…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, да. Ну, землетрясения мы обрабатываем… Сейчас данные о произошедшем землетрясении получаются буквально в считанные минуты.
Е. БЫКОВСКИЙ: А цунами пока еще доедет до берега…
А. ЗАВЬЯЛОВ: А волна цунами идет.
Е. БЫКОВСКИЙ: И есть время, чтобы…
А. ЗАВЬЯЛОВ: И есть время объявить предупреждение.
Н. АСАДОВА: Ну, а что получается…
Е. БЫКОВСКИЙ: Как раз с цунами с краткосрочными прогнозами все хорошо в этом смысле.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, не очень.
Е. БЫКОВСКИЙ: Ну, не то, что прям…
Н. АСАДОВА: Но лучше, чем с землетрясениями.
Е. БЫКОВСКИЙ: Что касается связи вулканизма и землетрясений, вот есть хороший пример. Мне когда-то объясняли, я его запомнил. Мы с вами живем на крышке кипящей кастрюли. Вот ее дрожание – это землетрясение. Струи пара, которые вырываются по краям крышки – это вулканизм. В общем, понятно, что причина одна и та же более-менее. Есть гораздо более интересный вопрос. Мне его задавали вчера по поводу связи климатических изменений и сейсмологической активности. Он на 1-й взгляд такой не очень однозначный, но если вспомнить, что, например, когда в конце последнего ледникового периода исчезли гигантские ледниковые щиты, то в этих местах земная кора как бы спружинила вверх, распрямилась. И вот это шевеление земли сопровождалось и вулканической активностью, всплеском, и землетрясениями. Мало того, потому что сейчас происходит примерно то же самое. То есть где? В Гренландии, например. Там быстро тает ледник, и там земная кора повышается. Я читал про это совсем недавно, что замеряют, что она лезет вверх. И повышение земной коры на таких больших масштабах как остров Гренландия, он довольно большой, грозит всякими неприятностями в североатлантическом регионе, в том числе, например, обрушениями больших кусков ледника в море или каких-то…
А. ЗАВЬЯЛОВ: Ну, это есть…
Е. БЫКОВСКИЙ: А это приведет к цунами.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Да, к цунами.
Е. БЫКОВСКИЙ: Вот поэтому климат тоже связан с сейсмической активностью таким образом.
Н. АСАДОВА: Знаете, я не хочу вас расстраивать и особенно расстраивать наших слушателей, но у нас передача подходит постепенно к концу. Вот поэтому я хотела бы спросить нашего сегодняшнего эксперта Алексея Завьялова все-таки подытожить наш сегодняшний разговор. А вопрос у нас был очень простой: как мы… можем ли мы прогнозировать землетрясения.
А. ЗАВЬЯЛОВ: С определенной долей вероятности да. Но эта вероятность еще не настолько высока, чтобы прогнозы делать социально значимыми.
Н. АСАДОВА: И в краткосрочном периоде.
А. ЗАВЬЯЛОВ: И в краткосрочном тем более.
Е. БЫКОВСКИЙ: А тогда можно я тоже спрошу? А что потребовалось бы науке, любой науке и с любой стороны, деньги, может быть, новые компьютеры, новые вычислительные возможности… Что нужно для того, чтобы увеличить качество краткосрочных прогнозов? Потому, что от этого гибнет достаточно большое количество людей.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Надо, чтобы в науку хотела и шла молодежь нынешняя.
Е. БЫКОВСКИЙ: Ну, Вы издалека зашли.
А. ЗАВЬЯЛОВ: Нынешняя. Вот. И чтобы ученые имели возможность заниматься не бюрократическими проблемами, решением, там написанием каких-то прожектов с огромными кипами бумаг, а имели бы возможность больше уделять своей науке.
Е. БЫКОВСКИЙ: То есть побольше ученых.
А. ЗАВЬЯЛОВ: С одной стороны побольше ученых, потому что кризис, кадровый кризис в науке очень сильный. Вот у нас институт…
Н. АСАДОВА: Это Вы про нашу страну говорите?
А. ЗАВЬЯЛОВ: 550 человек. Из них всего лишь в возрасте до 35 лет, ну, где-то порядка 40-50…
Е. БЫКОВСКИЙ: Это серьезная проблема нашей науки. Да? Но связана ли она напрямую с прогнозами?
А. ЗАВЬЯЛОВ: В том числе.
Н. АСАДОВА: Ну, что ж? Это был Алексей Завьялов, заведующий лабораторией континентальной сейсмичности и прогноза сейсмоопасности института физики Земли РАН. И с вами были Наргиз Асадова и Егор Быковский, главный редактор журнала «наука в фокусе». Всем спасибо. И до следующей встречи!
Е. БЫКОВСКИЙ: И всем доброй ночи! До свидания!