О причинах землетрясения 29 апреля 1991 года, возможности их прогнозирования и о том, можно ли подготовиться к подобным природным явлениям
Ровно тридцать два года назад, 29 апреля 1991 года, в Южной Осетии случилось катастрофическое землетрясение, приведшее к многочисленным человеческим жертвам и масштабным разрушениям. Ряд ученых считают, что его сила достигала девяти баллов. С тех пор в Республике и на сопредельных территориях время от времени происходят подземные толчки. Последнее землетрясение, которое ощутили и наши сограждане, случилось 11 февраля текущего года. Поэтому для населения нашей страны представляют значительный интерес вопросы, связанные с причинами случившегося 29 апреля 1991 года землетрясения, с факторами, обусловившими его разрушительность, вероятностью повторов подобных явлений и возможностями их прогнозирования. В связи с этим приводим выдержки из ранее сделанных нами интервью с двумя известными северо-осетинскими учеными,Валерием Дробышевым (месяц назад его, к сожалению, не стало) и Владиславом Заалишвили. Прочитав их, читатели смогут получить ответы на актуальные для них вопросы.
Сотрудник Владикавказского научного центра Российской академии наук Валерий Дробышев.
–После сильнейшего землетрясения 29 апреля 1991 года в Южной Осетии и на близлежащих сопредельных территориях время от времени происходят подземные толчки. Почему они продолжаются?
– Для начала нужно отметить, что Кавказская горная система является сложной с точки зрения геодинамики. Для ученых данный регион ассоциируется, прежде всего, с контактным взаимодействием четырех крупных литосферных плит – Евразийской, Аравийской, Африканской и Иранской. Эта контрастная геодинамика региона формирует современное состояние тектоники с характерным образованием складчатости, систем разломов, вулканизмов, повышенной сейсмичности и активных движений блоков земной коры.
Что касается землетрясений, то они происходят из-за движения Аравийской платформы в северо-восточном направлении и её давлении на Евразийскую платформу. Это давление направлено преимущественно поперек Кавказа. Из-за давления одной гигантской платформы на другую в земных недрах нарастает нап-ряжение, которое в конечном итоге реализуется сейсмическим процессом – растрескиванием твердых толщ земной коры. Все это сопровождается образованием мелких, средних, крупных и гигантских разрывов. Поэтому землетрясения соответственно бывают мелкими, средними, сильными и катастрофическими.
В научной терминологии реализация нарастающей деформации в непластичной геологической среде называется «сейсмическим течением горных пород». Оно продолжается десятки миллионов лет с то затухающей, то снова возрастающей интенсивностью. Сейчас в глобальном масштабе повсеместно наблюдается активизация геодинамических процессов земной коры. Поэтому землетрясения будут продолжаться. От этого никуда не денешься. Ежедневно на Кавказе происходит до 10 мелких землетрясений, но они почти незаметны. Обычно беспокойство начинают вызывать землетрясения от 3-4 баллов и выше.
–Почему землетрясение в апреле 1991 года было таким сильным?
– Его причиной является тектоническое движение с юга гранитного массива, именуемого Дзирульским, «подныривающего» под осадочный чехол, из которого сложен Главный Кавказский хребет. В результате такого воздействия в течение длительного времени произошло нагнетание избыточного напряжения в земной коре, аккумулировавшееся в виде упругих деформаций в зоне контакта. В конечном итоге это привело к резкому образованию разрывных нарушений в геологических толщах и сопровождалось мощными сейсмическими толчками. Кроме того, катастрофический уровень разрушительного землетрясения усугублялся близостью его очага к земной поверхности. Он был локализован на относительно малой глубине 5-6 километров.
– Есть риск, что у нас может повториться сильное землетрясение?
– Такие мощные землетрясения случаются редко – раз в несколько тысяч лет. Сильное землетрясение обуславливает существенную разгрузку геодинамического напряжения в очаговой области. И нужно много времени, чтобы опять это напряжение возросло до уровня, способного повлечь очередное сильное землетрясение. Землетрясения в Грузии в 2006 и 2009 гг. недалеко от границ Южной Осетии сняли остаточные напряжения в подземных слоях, которые не смогли полностью снять землетрясение 1991 года.
Думаю, что продолжительное время в РЮО и на близлежащих территориях не будет больше таких сильных подземных толчков. Этого же мнения придерживаются и мои коллеги. А мелкие землетрясения, как я отметил, будут продолжаться вечно. Мы следим за поведением земной коры в опасных участках. В Ерцо и Квайса у нас есть наблюдательные пункты, на которых проводятся систематические измерения. Если будет наблюдаться геодинамическая активация, мы, конечно, сообщим об этом.
–Сейчас наука и техника развиваются быстрыми темпами.Насколько точно ученые могут прогнозировать землетрясения?
– Несмотря на быстрое развитие науки и техники, ученые пока не могут точно определять силу, место и время землетрясений. Пока нет таких приборов и методов, позволяющих делать соответствующие выводы. Прогнозы методологически разделяют на краткосрочные, среднесрочные и вероятностные сильнейших землетрясений. Есть ряд способов краткосрочного прогнозирования. В основном всё сводится к косвенным приёмам, основывающимся на выявлении предвестников. К примеру, зачастую не задолго до землетрясения животные начинают проявлять беспокойство. На подобные изменения в их повадках рекомендуется обращать внимание, это должно настораживать. Но такие методы не совсем достоверны и далеко не всегда коррелируют с сейсмической опасностью. То же беспокойное поведение животных может быть обусловлено метеопогодными проявлениями и т.д.
Наиболее состоятельными в настоящее время являются среднесрочные прогнозы, которые основываются на статистике сейсмологических данных. Но на данном этапе развития науки пока нет возможности определения места, силы и времени возникновения значительного землетрясения. Будем надеяться, что дальнейшее развитие научной мысли позволит справиться с этой сложнейшей проблемой, стоящей перед человечеством.
Научный руководитель Геофизического института – филиала ФГБУ Федерального научного центра «Владикавказский научный центр Российской академии наук», заслуженный деятель науки РСО-Алания, почетный работник науки и техники РФ, лауреат Премии Правительства РФ в области науки и техники (2022 год), доктор физико-математических наук, профессор Владислав Заалишвили:
–После трагического для Южной Осетии апрельского землетрясения 1991 года на территории Республики и сопредельных территориях довольно долго имели место повторные толчки. Да и сейчас они случаются. В чем их причина?
–Горная система Кавказа является сложной в плане геодинамики. Происходящие в недрах региона процессы являются результатом контактного взаимодействия Аравийской, Африканской, Иранской и Евразийской литосферных плит. Эта геодинамика обуславливает нынешнее состояние тектоники с ее складчатостью, системами разломов, сейсмической активностью и движениями блоков земной коры.
В нашем регионе землетрясения происходят потому, что Аравийская платформа постепенно движется в северо-восточном направлении и давит на Евразийскую платформу. Из-за этого в недрах накапливается напряжение, причем процесс может идти десятки, сотни и тысячу лет. Со временем оно начинает превышать запасы прочности горных пород, и тогда происходят сдвиги горных плит, ощущаемые нами в виде подземных толчков. Твердые толщи земной коры растрескиваются. Эти процессы сопровождаются образованием мелких, средних, крупных и гигантских разрывов. Соответственно происходят мелкие, умеренные, сильные и катастрофические землетрясения. Территории Северной и Южной Осетии ежегодно смещались на северо-запад, в среднем, на 20-25 миллиметров в год. Это – результаты 15-летнихGPS-наблюдений в Северной Осетии и более долговременных, в целом, на Кавказе.
В последние десятилетия в мире наблюдается активизация геодинамических процессов. Это формирует много землетрясений. Мелкие землетрясения происходят в Кавказском регионе регулярно, но мы их зачастую просто не ощущаем.
–Почему апрельское землетрясение 1991 года было столь сильным?
–Это землетрясение магнитудой около 7,2 ученые называют Рачинским. Его энергия была больше Спитакского землетрясения (М=6,9). Только из-за того, что эпицентр был вне больших городов, жертв было меньше.30 апреля мы с коллегами уже прибыли в город Амбролаури, в районе которого и находился эпицентр землетрясения. Там было очень много поврежденных, разрушенных и полуразрушенных зданий. Согласно летописям, в этом регионе в XVI веке уже произошло сильное землетрясение. С тех пор там не было сильных землетрясений, и в земной коре из-за тектонических или геодинамических движений накапливалось значительное напряжение. В результате деформаций произошло разрушение горных пород, и оно привело к резким разрывам в недрах, которые сопровождались мощными подземными толчками. Большая сила землетрясения была обусловлена и тем, что его очаг находился на глубине всего пяти-шести километров, то есть близко к поверхности Земли.
Касаясь причин Рачинского землетрясения, добавлю, что кроме описанных выше, существует еще т.н. теория деформационных волн или миграции сейсмичности. Некоторые ученые ее признают, другие нет. Согласно этой теории, Спитакское землетрясение 1988 года является последствием мощного Эрзерумского землетрясения с магнитудой М=8.0, которое произошло в 1939 году. Скорость волн составляла около 12 км/год. Рачинское землетрясение, в свою очередь, было последствием Спитакского. Куда и как направляются эти волны, да и многоедругое, характеризуется определенными допущениями. Есть еще много разных других теорий, но останавливаться сейчас на них нет смысла.
–Кроме большой силы Рачинского землетрясения, что еще способствовало большому масштабу разрушений?
–Из-за того, что в данном регионе и сопредельных территориях с XVI века не было сильных землетрясений, люди при строительстве домов и зданий, как правило, пренебрегали современными требованиями сейсмобезопасности – оснащению зданий железобетонными поясами и т.д. Это обстоятельство способствовало многочисленным разрушениям. Более того, в годы позднего СССР сейсмичность во многих районах страны была занижена. Этому, в первую очередь, способствовало желание снизить себестоимость строящихся объектов. Старшее поколение, думаю, помнит строительство большого числа хрущевок. Расширение жилого фонда – это прекрасно. Но само занижение сейсмичности было большой ошибкой. Ведь при строительстве жилых домов, различных зданий и сооружений решения об их прочности при проектировании и строительстве принимались исходяиз этих заниженных оценок сейсмичности. Строения были недостаточно прочными, с дефицитом сейсмостойкости.Поэтому и были такие масштабные разрушения и жертвы.
В Спитаке погибло 24000 человек. Большинство ученых и специалистов докладывали об этом в вышестоящие инстанции. И в результате приказом Минстроя СССР в 1992 году было принято решение о повышении сейсмичности всех строящихся объектов на Кавказе в целом на 1-2 балла. Несмотря на появление уже в то время на Южном Кавказе суверенных государств из числа бывших союзных республик, это решение было принято к исполнению всеми. Авторитет российских ученых был всегда достаточно высоким.
Возвращаясь к Рача-Джавскому землетрясению 1991 года, следует отметить, что некоторые ученые совершенно необоснованно утверждают, что оно было восьмибалльным. Мы с коллегами по результатам обследования эпицентральной зоны, сумели доказать, что оно было девятибалльным. Тем не менее, в заключительном виде оно было записано, как 8-9 баллов. Почти такая же ситуация имела место и при Спитакском землетрясении.
–Владислав Борисович, а есть риски того, что в Южной Осетии и на прилегающих к ней территориях могут снова случиться сильные землетрясения?
–Мы живем в сейсмически активном регионе. В особенности это касается района Рача-Джавского землетрясения, привязанного к тектоническому узлу, т.е. месту, где пересекаются несколько разломов. Поэтому в данном районе происходили и будут происходить в будущем землетрясения. Но сильные землетрясения случаются редко, раз в несколько сотен, тысячу и более лет. Как мы уже говорили, они ослабляют или разряжают тектоническое (геодинамическое) напряжение, и требуется много времени, чтобы оно накопилось до уровня сильного землетрясения.
–Насколько точно ученые могут спрогнозировать время и силу землетрясений в нашем регионе?
–Прогнозирование землетрясений является ключевой проблемой современной геофизики. Прогнозы бывают оперативные, краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные: оперативные – это минуты, часы. Краткосрочный прогноз – это когда время землетрясения должно предсказываться с точностью до нескольких суток и даже часов. Среднесрочный прогноз, когда землетрясение ожидается на относительно небольшой площади, а время ожидания измеряется месяцами и несколькими годами. Долгосрочный прогноз, когда землетрясение ожидается на достаточно большой площади, а время его ожидания растянуто на годы и десятилетия. Границы между ними достаточно условны. Несмотря на современные достижения науки, ученые пока не могут точно прогнозировать время, место и силу землетрясений. Такие точные методы и приборы пока не разработаны. Надеемся, что дальнейшее развитие науки и техники позволит делать точные прогнозы. Все хотят, чтобы это случилось как можно скорее.
–А есть случи, когда ученым удавалось точно спрогнозировать землетрясения?
–12 апреля 2002 года мною от лица сотрудников лаборатории инженерной сейсмологии, которой я руководил, в Институте строительной механики и сейсмостойкости им. К.С Завриева АН Грузиибыл дан прогноз сильного землетрясения в течение месяца. Оно произошло в Тбилиси 25 апреля – через две недели после того, как мы его предсказали (среднесрочный прогноз, хотя его можно рассматривать и как краткосрочный). Здесь мы опирались на явление роя землетрясений, когда имеет место ряд многократных землетрясений близкой энергии. Но прогноз был служебным. Также известно, что китайские ученые спрогнозировали в феврале 1975 года сильное землетрясение в Северном Китае, в районе города Хайченг. Людей вывели из домов буквально за пять часов до этого. Поэтому, несмотря на полное уничтожение города (магнитуда 7,3), удалось избежать большого числа жертв. Причем погибшие, а их было около 200 человек, нарушили запрет и вернулись в свои дома из-за сильного холода. Однако уже через год там же, в Китае, случилось Таньшанское землетрясение магнитудой 7,8. Его жертвами стали более двухсот тысяч человек (по некоторым сведениям потери достигли 300-400 тысяча и более человек). И никто его не спрогнозировал. Так что точный прогноз по землетрясениям не даст ни один сейсмолог. Отдельные успешные прогнозы обусловлены многолетними наблюдениями и… удачей.
– Какой же выход в таком случае?
–Нужно заранее готовиться к сильным землетрясениям, чтобы минимизировать их последствия. Действенным решением является долгосрочный вероятностный прогноз на основе создания карт детального сейсмического районирования территории и микрорайонирования. Они являются основой для территориального планирования и сейсмостойкого строительства. Суть заключается в том, что выделяются зоны возможных девяти, восьми и семибалльных землетрясений. При этом учитываются множество факторов – рельеф местности, виды грунтов, их твердость и состояние, геодинамические процессы, напряжение, которое они создают и генерируют, тектонические разломы и т.д. Также учитывается временная повторяемость землетрясений, оцениваются сейсмические риски. Благодаря таким картам власти регионов, районов, городов и т.п. уже знают, в каких местах, что и как можно строить, а что нельзя из-за высоких сейсмических рисков. Кроме того, оценивается сейсмостойкость ранее построенных зданий и сооружений, чтобы знать, нуждаются ли они в повышении их прочности, какие толчки смогут выдержать и т.п. Мы в 2008 году разработали карты детального сейсмического районирования (ДСР) территории для Северной Осетии в масштабе М 1:200 000. Кроме того, составили карты сейсмического микрорайонирования территорий всех городов РСО-Алания в масштабе М 1:10 000 – непосредственной основы сейсмостойкого проектирования и строительства. Аналогичные карты ДСР вместе с учеными из Дагестана, Чеченской республики, Кабардино-Балкарии и т.д. планируем создать и для этих субъектов СКФО.
–С властями Южной Осетии обсуждали вопросы разработки таких карт?
–Да, это для нас, ученых, было не менее актуально. Лет семь назад мы вместе с известным ученым, профессором Иваном Алборовым приехали в Цхинвал. Беседовали с руководством и учеными ЮОГУ имени А. Тибилова. Говорили об организации сейсмологической лаборатории, о подготовке аспирантов и других возможностях. Президент тогда был в отъезде. Мы встретились с представителями его администрации. Обсудили вопросы разработки карт детального сейсмического районирования территории и микрорайонирования, а также вопросы создания инструментальной сети сейсмических наблюдений. Беседовали и о задачах геоэкологии. Мы передали им свои конкретные предложения и разработанные программы. Нам сказали, что свяжутся с нами после их изучения. Но, к сожалению, из-за некоторых объективных причин нам не ответили. Вопрос актуальный и его надо решать своевременно. Надеюсь, что нынешние власти Республики уделят этим вопросам более предметное внимание.
Гугули Валиев
1. Валерий Дробышев
2. Владислав Заалишвили
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.