Московские сейсмологи сообщали, что Японию в 2011 году тряхнет, задолго до 11 марта. Почему их прогноз верен, но японцам не нужен, земные физики рассказали и показали Infox.ru.
Прогноз землетрясений – одна из самых проблемных областей в науке. С одной стороны вероятность ошибки здесь очень высока, с другой – велика ответственность. Главный научный сотрудник Института физики Земли РАН доктор физико-математических наук Алексей Любушин рассказал корреспонденту Infox.ru о разработанном им еще в 2007 году методе прогноза землетрясений. Метод позволил ученому предсказать землетрясение в Японии за три года до этой страшной трагедии.
Как обычно строится прогноз
Сейчас, по словам Алексея Любушина, почти все методы прогнозирования строятся на анализе сейсмических каталогов. Каталоги представляют собой описания уже случившихся землетрясений. Там собираются данные о том когда, где и какой мощности происходили землетрясения. Задача сейсмологов -- найти в последовательности этих событий какие-либо закономерности и построить алгоритм прогноза будущих сильных толчков, «обучая» его на примерах того, как вели себя землетрясения слабой и средней силы.
«Я считаю, что эти методы неполные, несмотря на то, что они, безусловно, очень полезны и помогают понять и описать многие нюансы поведения сейсмичности. Подтверждение этому – ни одно крупное землетрясение магнитудой 9, я имею в виду землетрясение на Суматре в конце 2004 года и сейчас в Японии, при помощи этого метода не предсказано. В случае столь мощных катастроф анализа каталогов явно недостаточно. Таких мощных землетрясений вообще мало. Алгоритмы, на которых строятся прогнозы по каталогам, в этом случае, просто не на чем обучать. Поэтому такие события эти методы просто пропускает», -- говорит Александр Любушин.
Традиционные методы
Существует единственный пример, когда крупное землетрясение -- Хайченское, которое произошло в 1975 году в Китае, удалось спрогнозировать, объявить тревогу и эвакуировать людей. Да и то научные методы применялись в том случае лишь косвенно. Землетрясение предсказали на основе наблюдения за уровнем воды в колодцах. За этим параметром по указанию властей наблюдали местные жители.
«Перед самым землетрясением уровень воды сильно понизился. Город был эвакуирован. И потом был полностью разрушен землетрясением. Но людей удалось спасти. И здесь прогноз был основан не на анализе каталогов. Процесс подготовки землетрясения состоит в том, что образуется множество мелких трещин. Они выстраиваются определенным образом, и образуются более крупные трещины. Туда и ушла вода. Как это произошло в случае с Хайченским землетрясением. Но такой метод срабатывает не всегда. Через год в 1976 в Китае случилось Таншаньское землетрясение. И оно было пропущено. Тогда погибло около 800 тысяч человек», -- рассказывает Алексей Любушин.
Япония осталась без прогноза
Кроме каталогов землетрясений в мире существует глобальная система сейсмического мониторинга IRIS. Она состоит из почти 150 станций, расположенных по всему миру, которые постоянно в режиме реального времени фиксируют микроколебания земной поверхности. В некоторых сейсмоопасных регионах находятся еще и локальные сети, где станции расположены намного гуще. Такие сети есть в Италии, в Калифорнии, в том числе и в Японии.
«С 1997 года в Японии существует уникальная система F-net, она объединяет 83 станции. Большинство станций (77 штук) находится на основных больших островах Японии, но есть и 6 станций на маленьких удаленных островах в океане. Эти станции фиксируют микросейсмические колебания. И доступ к этим данным открытый. Можно зайти в интернет, зарегистрироваться на сайте и получить всю информацию», -- говорит ученый.
Рис.1. Схема расположения сейсмических станций сети F-net на Японских островах
Но проблема в том, что в Японии перестали активно заниматься прогнозом землетрясений. «Там просто не существует официальной организации, которая занималась бы прогнозированием. Ученые вообще стараются избегать этой темы после землетрясения в Кобе, которое случилось в 1995 году. Тогда погибло 6500 человек в историческом центре города, там, где здания не были сейсмоустойчивыми. И тогда многие стали предъявлять претензии – почему же землетрясение не спрогнозировали. Специалисты-сейсмологи переживали это очень тяжело. Для них это означало потерять лицо. С тех пор этой темы стараются избегать. Все свои силы Япония переключила на сейсмостойкое строительство. И, безусловно, в этом они преуспели», -- считает Алексей Любушин.
Предвестник катастрофы
Новый подход к анализу данных, которые японская сеть F-net фиксирует с 1997 года, позволил ученому найти тот параметр, который можно считать предвестником катастрофы.
Этот параметр представляет собой степень синхронизации микроколебаний земной коры. В обычных условиях, когда никакой угрозы не предвидится, микроколебания хаотичны и разнообразие их амплитуд велико. Но как только колебания становятся похожими, – это сигнал готовящегося землетрясения.
«Вообще в теории катастроф существует такой признак как синхронизация – это флаг приближающейся катастрофы. 26 сентября 2003 году в Японии на Хоккайдо произошло землетрясение магнитудой 8,3. Характеристика, которую мне удалось найти, и которая косвенно описывает разнообразие колебаний (ширина носителя мульти-фрактального спектра сингулярности), незадолго до землетрясения, примерно за год, пошла вниз. Т.е. колебания стали более синхронными. Логично было бы предположить, что после землетрясения эта характеристика вернется в исходное состояние. Но она не вернулась. Она осталась на низком уровне, проявляя тем самым высокую степень синхронизации. Вплоть до катастрофы, которая случилась сейчас. Это означает, что землетрясение у побережья Хоккайдо в 2003 году, несмотря на свою силу, было лишь форшоком более страшной катастрофы», -- описывает суть разработанного им метода Алексей Любушин.
Что происходило в момент землетрясения на дне океана
Изменения синхронности колебаний находят свое отражение и в геологических процессах. В районе японских островов сходятся целых четыре плиты: две океанические (тихоокеанская и филиппинская) и две материковые (охотская и амурская). Очевидно, что в месте, где склеивается столько плит, землетрясения будут происходить постоянно. Правда, специалисты всегда считали, что в этом месте землетрясений с магнитудой 9 быть не может. Из-за того, что граница взаимодействия плит не такая длинная. Поэтому очень большое количество энергии от их взаимодействия просто не может накопиться. Но до 11 марта произошел совсем другой процесс.
Рис.2. Литосферные плиты в районе Японии
По словам Алексея Любушина, после землетрясения у побережья Хоккайдо в 2003 году возрастание синхронности колебаний говорило о том, что крупные блоки плит склеились, как бы зацепились друг за друга. Землетрясение могло разорвать это сцепление или хотя бы ослабить напряжение. Но этого не произошло. Напряжение стало еще сильнее, а накопившаяся энергия сцепившихся плит в итоге привела к мощнейшему землетрясению.
Что касается прогноза на будущее, то сейчас Алексей Любушин ожидает того момента, когда сеть наблюдений в Японии снова заработает. По его мнению, это произойдет не раньше, чем через месяц. Тогда, набрав достаточное количество данных, можно говорить о том, что же происходит с колебаниями земной коры сейчас, а также как долго продлятся повторные толчки.
