«Со временем карты краснеют»: сейсмолог Рубен Татевосян о последствиях землетрясений

Рубен Татевосян — главный научный сотрудник и заместитель директора по вопросам инженерной сейсмологии и оценке сейсмической опасности в Институте физики земли РАН. Его лаборатория проводит работы по оценке сейсмической опасности, составляет каталоги землетрясений, определяет зоны очагов и оценивает параметры землетрясений, измеряет сейсмическое воздействие для проектирования строительства (в том числе АЭС) и обеспечивает прохождение экспертизы в МАГАТЭ и Ростехнадзоре.

— Сейсмологи говорят о том, что землетрясение в Турции будет иметь последствия: произошло и происходит перераспределение напряжения, та сейсмическая активность, которой не было в течение десятилетий и даже столетий, сейчас может возрасти?

— Перераспределение напряжений наблюдается после любого землетрясения, тем более такого мощного, с магнитудой 7,8 и с последующей интенсивной афтершоковой серией, которая продолжается до сих пор. Но все-таки все изменения в первую очередь касаются непосредственного окружения очаговой области землетрясения и системы Восточно-Анатолийских разломов, в которой это землетрясение произошло. Эти разломы и сопряженные с ними области — первые кандидаты на повышение сейсмической активности. Но важно понимать, что есть и обратные процессы. После сильного землетрясения происходит релаксация напряжений. Так что из перераспределения напряжений автоматически не следует повышение вероятности возникновения другого сильного землетрясения — тем более в иной сейсмотектонической обстановке в другом геодинамическом регионе, на большом удалении от происшедшего катастрофического землетрясения.

— Если где-то и можно ожидать следующие землетрясения, то где? Российские регионы могут сейчас проявить сейсмическую активность?

— На юге России располагаются сейсмоактивные регионы: на черноморском побережье, Кавказе, Крыме. В основном там отмечаются землетрясения умеренных магнитуд, но были и сильные события. Хотя не было ни одного, достаточно надежно документированного землетрясения с такой большой магнитудой, как февральское в Турции. Высокая сейсмическая активность юга России отражена на картах общего сейсмического районирования (ОСР). На них показана ожидаемая интенсивность сейсмических воздействий, их частота. Карты ОСР построены для территории всей Российской Федерации. Они составляются большим коллективом специалистов разных организаций, лидирующая роль принадлежит Институту физики земли РАН. Комплект карт ОСР — нормативный документ, проектирование и строительство должно вестись с учетом его требований для любой территории. Они не нарисованы «методом прищуренного глаза», а представляют собой результат исследования геологии, сейсмичности, тектоники района. Фактически это синтез всего, что известно о данной местности. И возникновение землетрясений в каком-нибудь сейсмоактивном регионе на юге России ни в коей мере автоматически не означает, что они возникли вследствие турецкого землетрясения. Хотя южные регионы находятся относительно недалеко, это другие, в общем, отдельные сейсмоактивные регионы, поэтому там землетрясение может случиться и «по своему хотению».

— Складывается впечатление, что за последние годы землетрясений стало больше. Меняется ли сейсмическая активность земли или же диагностика становится более точной?

— В сейсмической активности наблюдаются всплески и спады, целенаправленного движения в сторону ее повышения нет. Отдельные тенденции все равно в итоге выходят на средние долговременные величины. Вот в 1960-е годы сейсмоактивность была гораздо выше, чем сейчас. Тогда произошли совершенно колоссальные события в Чили, на Аляске — моментная магнитуда этих землетрясений была свыше 9 (1960 год — Великое чилийское землетрясение, сильнейшее в истории наблюдений на планете, моментная магнитуда — по разным оценкам от 9,3 до 9,5. 1964 год — Великое Аляскинское землетрясение — сильнейшее землетрясение в истории США. — Forbes Life). С тех пор мало какие землетрясения их превзошли по магнитуде, разве что землетрясение в 2004 году у берегов острова Суматра на севере Индонезии. Поэтому говорить о том, что мы действительно наблюдаем большой рост сейсмической активности нельзя. Если же отвлечься от сильных землетрясений, то, действительно, небольшие землетрясения происходят тысячами в год, но их в состоянии записать только сейсмические приборы, а люди не ощущают. Изменение числа слабых сейсмических событий не показательно — это может быть просто связано с тем, что улучшаются сейсмические сети, повышается возможность обнаружения, определения координат, магнитуды микроземлетрясений.

Кроме того, представьте себе, что землетрясение магнитудой 7,8, как в Турции, случилось сейчас где-нибудь в пределах Тихоокеанского кольца на необитаемых просторах. Кого бы оно волновало, кроме сейсмологов? Так что фактически общество реагирует не на сильное землетрясение, как таковое, а на его катастрофические последствия.

— Что самое сложное в прогнозировании землетрясений? Что именно можно предвидеть и за какие сроки? Место, магнитуду, время?

— У ученых нет удовлетворительной физической модели процесса подготовки землетрясения. Поэтому все, что мы пытаемся делать, сродни некоему угадыванию. К сожалению, нет устойчивых связей между землетрясением и теми или иными явлениями, которые иногда могут наблюдаться перед землетрясением (так называемые предвестники). Так, иногда были сообщения об аномальных электромагнитных явлениях, об изменении химического состава и уровня грунтовых вод. Эти явления страдают неустойчивостью. Иногда сильное землетрясение возникает, хотя никаких известных предвестников не наблюдалось, а иногда, наоборот, — предвестники наблюдаются, но за ними не следует сильного землетрясения. Основывать прогноз на такой зыбкой почве очень сложно. И надеяться, что в итоге получится прогноз (надежный, эффективный, достоверный, хотя бы как прогноз погоды), нереально.

Почему-то никого не занимает другой вопрос: оценка сейсмической опасности. Она отличается от прогноза землетрясения тем, что вас не интересует точное место, магнитуда и конкретный день, когда возникнет землетрясение. Представьте, что у вас есть некоторое сооружение, и вы хотите узнать, какие сейсмические воздействия оно может испытать, скажем, за время своей жизни. Конкретный момент времени, когда возникнут эти воздействия, не важен. Для этого вы рассматриваете все известные сейсмические источники в регионе, оцениваете максимальную ожидаемую магнитуду, ее повторяемость, характер затухания сейсмических воздействий от источника до вашего объекта и на основании всей этой совокупности данных оцениваете ожидаемые воздействия на объект. Таким образом,вы не пытаетесь угадать место, время и силу готовящегося землетрясения, а оцениваете ожидаемые воздействия на конкретный объект в течение некоторого длительного интервала времени. На этом основании могут быть разработаны проектные решения, которые обеспечат безопасность объекта. Но это уже область сейсмостойкого строительства. Необходимо помнить, убивает не землетрясение — убивают здания, которые рушатся и погребают под собой людей.

— Что дают науке такие катаклизмы, как в Турции и Сирии? Ведь магнитуда 7,8 — это все-таки достаточно редкое явление. Это новый импульс для научных исследований? 

— Во-первых, детальные исследования сильных землетрясений дают более полное понимание того, как устроена система разломов в регионе. Это важно для будущих расчетов сейсмической опасности. Во-вторых, можно будет провести расчеты, как меняется и перераспределяется напряжение, что позволит понять геодинамическую ситуацию и тенденции ее изменения не только в регионе, но в его окружении. И, в-третьих, такие сильные события дают материал для понимания физики очага, для разработки новых моделей. И это ценная информация для специалистов и проектировщиков, которые занимаются сейсмостойким строительством.

— На обывательском уровне существует некоторая путаница в классификация землетрясений по степени их силы и разрушительности.

— Для описания очага землетрясения существует магнитудная шкала. Она была предложена почти 100 лет назад Чарльзом Рихтером. В настоящее время применяются другие типы магнитуд, но суть в общем та же самая. Магнитуда (magnitude — в переводе с английского величина, размер) характеризует величину землетрясения, коррелирует с энергией. Каждое землетрясение характеризуется одним конкретным значением магнитуды. Например, магнитуда главного толчка землетрясения в Турции равна 7,8. Эту шкалу часто путают с макросейсмической шкалой интенсивности, которая оценивается в баллах, — она используется для определения интенсивности сотрясений в конкретном месте (населенном пункте). В 12-балльной шкале  при 7 и более баллов уже начинаются разрушения. Чем дальше вы будете находиться от очага, тем больше затухают сотрясения, интенсивность их проявления на поверхности меньше. Поэтому баллы всегда приписывают конкретному населенному пункту, сколько населенных пунктов, столько оценок интенсивности может быть.

— Если мы говорим про минимизацию ущерба, какие существуют основные направления и превентивные меры в борьбе со стихией?

— Мое глубокое убеждение заключается в том, что основные усилия должны быть направлены на улучшение качества строительства. Я имею в виду и проектные решения, и их реализацию в ходе строительства. Сейсмологи предоставляют строителям исходные данные для проектирования в виде акселерограмм ожидаемого движения грунта. Проектные организации используют их для разработки антисейсмических мер, которые обеспечат безопасность зданий и сооружений. На мой взгляд, это наиболее перспективное направление для защиты населения, потому что плохо себе представляю ситуации, когда вся надежда на прогноз с эвакуацией. Например, если в проекте не учтены сейсмические воздействия на атомную станцию или химический завод, то все равно будет катастрофа. Эвакуация не решит проблему.

— Но что делать с застройкой, не рассчитанной на определенную сейсмичность, с историческими зданиями? 

— Тут сложная ситуация. И вопрос о том, строить новое или укреплять и модернизировать старое, не такой однозначный. Конечно, вы не можете сказать: «Мы неправильно рассчитали все проекты, все дома, построенные не на ту сейсмичность, мы снесем и построим с нуля». Практически такое реализовать невозможно. Иногда предлагается пойти по пути антисейсмического усиления существующих зданий. Но меры по антисейсмическому усилению стоят очень недешево. Кроме того, сложно все рассчитать таким образом, чтобы укрепить слабые узлы, не навредив всему остальному. Непонятно, что делать с культурным наследием, уникальными историческими зданиями. Антисейсмические мероприятия могут погубить их. Так что боюсь, и тут простых решений нет.

— Что можно предпринять для защиты регионов, где землетрясения будут снова и снова происходить?

— Правильно оценивать ожидаемые воздействия, потому что фраза «будут происходить землетрясения» мало информативна, пока нет сведений, какой силы воздействия ждать и с какой повторяемостью. А дальше, имея адекватную оценку воздействий, правильно проектировать и качественно строить. Еще нужен контролирующий орган, который отслеживал, чтобы в этой цепочке не было бы сбоев. Мы не можем заменить нашу планету на другую, без землетрясений. Поэтому надо сосредоточить усилия на том, чтобы обеспечить безопасную жизнь через строительство, правильный учет возможных воздействий.

— Ужасают кадры из Турции, когда дома складываются внутрь буквально за считаные секунды. Почему все знают, что это опасный регион (граница трех тектонических плит), но всем все равно, надзорные органы закрывают глаза и поэтому так строят? 

— Как правило, в полицию приходят ставить охранную сигнализацию после ограбления, хотя было бы разумнее делать заранее. С землетрясениями работает такой же человеческий фактор. Пока ничего не случилось, вроде бы и беспокоиться не о чем. И, конечно, нельзя не учитывать экономическую сторону проблемы — антисейсмическое строительство стоит дорого. Выбирая между потенциальной угрозой землетрясения (когда-то в абстрактном будущем, возможно, не при вашей жизни, может даже не при жизни ваших детей) и увеличением стоимости строительства дома или покупки квартиры минимум в два раза — что вы выберете?

— Но тем не менее есть страны более прогрессивные с точки зрения контроля и научных изысканий на своих территориях, все-таки они достигают таких видимых результатов при наступлении катаклизмов. Например, Япония? 

— Это отчасти справедливо только для последних десятилетий. Токийское землетрясения 1923 года — одна из самых крупных катастроф в истории сейсмологии (Официальное число погибших — 174 000, еще 542 000 числятся пропавшими без вести, свыше миллиона человек остались без крова. Ущерб от землетрясения Канто оценивается в $4,5 млрд, что составляло на тот момент два годовых бюджета страны. — Forbes Life). Технологическое преимущество не сильно помогло японцам при аварии на АЭС в Фукусиме в 2011 году. Даже если оставить эту аварию как особый случай техногенной катастрофы, можно вспомнить землетрясение в 1995 году в Кобе магнитудой 7,3. По некоторым данным, было разрушено около 200 000 зданий. Но, безусловно, есть определенная тенденция. Чем богаче и технологически более развита страна, тем выше материальные потери, тем меньше человеческих жертв, дорогостоящее качественное жилье не складывается как карточные домики старой застройки — разумеется, если говорить об одинаковой силе воздействия.

— Если мы говорим о России и о постсоветском пространстве, застройка, которая была еще во времена СССР,  отвечала достаточно жестким критериям. Что-то изменилось? 

— Дело в том, что современные нормативы не менее жесткие и даже наоборот. Как говорил мой научный руководитель, профессор Николай Виссарионович Шебалин, который участвовал в построении карт сейсмического районирования, «со временем все карты краснеют» — красным закрашиваются более опасные территории. Другое дело, что в СССР строительство контролировалось государством, застройка шла централизованно. Проще было контролировать качество, и было проще вести весь процесс от начала до конца.

— Опасности, которые стоят особняком, — это потенциальные повреждения АЭС при сейсмической активности, утечки радиации. Как изменилась безопасность после аварии на Фукусиме? 

— В самой методике исследования сейсмической опасности мало что изменилось. И до Фукусимы рекомендовалось придерживаться консервативного подхода, т. е. сомнения трактовать в пользу большей опасности. Но теперь предлагается добавлять больший запас прочности, 40% к тому, что получается в расчетах.

— В турецкой провинции Мерсин на финальном этапе строительства находится АЭС «Аккую», которую строит Росатом. Оправдано строительство атомных станций в сейсмоопасном регионе?

— В свое время наш институт привлекали к оценке сейсмической опасности «Аккую». Ожидаемые сейсмические воздействия, заложенные в проект, почти на два порядка превышают те воздействия, которые зарегистрированы на площадке от землетрясения 6 февраля. Так что происшедшее землетрясение вовсе не требует пересмотра оценок сейсмической опасности площадки АЭС. Есть страны, где невозможно выбрать место, которое вообще никогда не будет подвержено землетрясениям. Конечно, речь не идет о таких катастрофических землетрясениях, как недавнее сейсмическое событие в Турции. Нельзя перестать жить где-то, потому что там происходят землетрясения. Вопрос в том, как обеспечить безопасность, а не прятать голову в песок.