Реферат: Землетрясения - вторая опасность глобального масштаба

Э.Мирлювич, кандидат физико-математических наук, ВНИИ ГОЧС МЧС России.

Когда перед людьми встает задача и ее необходимо кардинально и оптимально решать, главной проблемой часто становится неоднозначность понимания изначальной терминологии, и чтобы заговорить на одном языке, приходится затрачивать неимоверные усилия. Так, понятие "глобализм", вызывающее такой сложный отклик у мировой общественности, понимается одними как планетарный моноамериканизм, а потому и вызывает протест, а другие вкладывают в этот термин угрозы глобального масштаба, которые могут иметь широкий, трансграничный и, извините за такой неологизм, "надсуверенитетный" характер, требующий объединенной реакции народов и правительств.

К таким угрозам прежде всего относится так называемая "астроблема" ("звездная рана"), или проблема космических катастроф. Есть предположение, что подобные катастрофы случались на Земле не один раз, происходили с периодичностью примерно 28-30 млн. лет. Сегодня орбиту Земли пересекают орбиты двухсот астероидов, следовательно, столкновения в принципе возможны и в дальнейшем. А кометы, по подсчетам ученых, на поверхность Земли приземляются в среднем один раз в 15 месяцев.

Самой большой астроблемой считается возникший 65 млн. лет назад кратер Чикзулуб в Мексике. Его диаметр - более 180 км. Самым известным метеоритным памятником природы является образовавшийся около 50 тыс. лет назад Аризонский кратер в США. Его диаметр - 1,2 км, а глубина - более 180 м. Оценочная масса данного космического "снаряда" составляла около 10 тыс. тонн. Самый древний из известных кратеров - Суавъярви, диаметром 16 км - возник 25 млрд. лет назад. Он находится в Карелии. Самый молодой кратер, образовавшийся 17 мая 1990 года, также располагается на территории нашей страны - это Стерлитамакский кратер в Башкирии, диаметром 10 метров.

К событиям того же рода относится и знаменитый Тунгусский метеорит (начало XX века)диаметром до 50 метров, полностью сгоревший в атмосфере. Падения особо крупных космических тел на Землю в исторический период, к нашему счастью, не происходили. В результате современная цивилизация была избавлена от катастроф планетарного масштаба и вызванных ими потрясений.

По статистическим оценкам, раз в 180 лет кто-либо из землян может вполне стать жертвой "небесного камня". Вероятность такого события в ближайшие 50 лет почти сопоставима, например, с риском погибнуть в авиакатастрофе. Однако наибольшей опасности земляне подвержены все же через угрозу самой планете в целом.

Попробуйте проделать такой эксперимент. Возьмите дешевенькую контурную карту нашей Земли и вырежьте всё, что окрашено в голубой цвет, - иначе говоря, уберите четыре океана и Средиземное море. Затем сложите друг с другом оставшиеся фрагменты. Что вы увидели?

Да, раньше наша планета представляла из себя единую сушу (по-древнегречески, Пангею), застывшую корку-скорлупу, под которой кипела и бурлила некая раскаленная субстанция, ничего еще не знающая о Д.И.Менделееве и его таблице элементов. Почему же она раскололась? Это и есть "астроблема", в результате которой образовались континенты и стали удаляться друг от друга, увеличивая размер Земли, а из ее недр "выплеснулась" наша голубая спутница Луна.

Скорее всего, аналогичную, но более масштабную катастрофу претерпела и пятая планета нашей солнечной системы - Фаэтон. В соответствии с законом, сформулированным двумя Иоганнами - Тициусом и Воде, она должна была находиться между Марсом и Юпитером. Но в свое время развалилась на астероиды и метеориты, являющиеся как раз источником астроблемной опасности для нас, землян.

Таким образом, опасность существует, она реальная, а ущерб, который может быть нанесен не только какому-то одному государству, но и всей земной цивилизации, настолько велик, что поставит под вопрос само существование этой цивилизации.

Однако сегодня очень актуально повести разговор о второй опасности глобального масштаба - сейсмической, по поводу которой попытаюсь высказать свои, быть может в чем-то альтернативные соображения.

Землетрясения - это подземные толчки и колебания земной поверхности, вызванные в основном геофизическими причинами.

В недрах земли постоянно происходят сложные процессы. Под действием глубинных тектонических сил возникают напряжения, слои земных пород деформируются, сжимаются в складки и с наступлением критических перегрузок смещаются и рвутся, образуя разломы земной коры. Разрыв сопровождается мгновенным толчком или серией землетрясений. Происходит разрядка энергии, накопившейся в недрах. Энергия, выделившаяся на глубине, передается посредством упругих волн в толще земной коры и достигает поверхности Земли, где и происходят разрушения.

Размеры очага землетрясения - обычно в пределах от нескольких десятков метров до сотен километров. Располагаются они в основном в земной коре, а также в верхней части мантии Земли.

Общепризнанным считается наличие двух главных сейсмически активных поясов - это Средиземноморско-Азиатский, охватывающий Португалию, Италию, Грецию, Турцию, Иран, Северную часть Индостана и далее до Малайского архипелага, и Тихоокеанский, включающий Японские острова, Китай, Дальний Восток, Камчатку, Сахалин, Курильскую гряду и весь береговой пояс западного побережья американского континента.

На территории России примерно 28% районов сейсмоопасны. Районы возможных 9-балльных землетрясений находятся в Прибайкалье, на Камчатке и Курильских островах, 8-балльных - в Южной Сибири и на Северном Кавказе.

Сила землетрясения

Сила (интенсивность) колебаний земной поверхности в определенном месте, населенном пункте измеряется в баллах по 12-балльной шкале.

5 баллов (15-25 раз в 100 лет). Просыпаются почти все спящие, колеблется и частично расплескивается вода в сосудах, могут опрокинуться легкие предметы, разбиться посуда. Здания не повреждаются.

6 баллов (10-15 раз в 100 лет). Многие люди пугаются, колебания мешают ходить. Здания шатаются, предметы падают с полок. Может двигаться мебель. Осыпание побелки, тонкие трещины в штукатурке.

7 баллов (4-6 раз в 100 лет). Сильный испуг, колебания мешают стоять на ногах. Двигается и может упасть мебель. Характер типичных повреждений зданий следующий: мелкоблочные здания - трещины в штукатурке, тонкие трещины в стенах; крупноблочные - трещины в швах между блоками и в перегородках, выпадение заделок швов, нередко тонкие трещины в блоках; панельные - тонкие трещины в стыках панели; каркасные - тонкие трещины вокруг навесных панелей. В любых зданиях - трещины в перегородках.

8 баллов (1-3 раз в 100 лет). С трудом удается удержаться на ногах. Трещины в грунте на склонах, осыпание камней. Вероятный характер повреждения зданий: мелкоблочные - трещины в несущих (капитальных) стенах, обвалы штукатурки; крупноблочные - широкие трещины по периметру блоков, смещение блоков, трещины в блоках; панельные - трещины в стыках панели, тонкие трещины в панелях; каркасные - заметные трещины в местах примыкания навесных панелей к каркасу, а также между этими панелями. В любых зданиях - повреждение, иногда частичное разрушение перегородок.

9 баллов (приблизительно раз в 300 лет). Многих сбивает с ног. Повсеместно - трещины в грунте. На склонах обвалы камней. Вероятный характер повреждений зданий: мелкоблочные - разрушение части несущих стен, в отдельных случаях - обвалы; крупноблочные - повреждение, в отдельных случаях разрушение части несущих стен; панельные - повреждение и смещение некоторых панелей; каркасные - обрушение отдельных навесных панелей, трещины в каркасе. В любых зданиях - разрушения перегородок.

На Камчатке в 9-балльной зоне расположены Петропавловск-Камчатский, Усть-Камчатск, Никольское; в 8-балльной - Елизово, Паратунка, Коряки, Ключи, Лазо, Малки, Апача; в 7-балльной - Болыиерецк, Усть-Большерецк, Октябрьский, Мильково, Козыревск, Эссо. В 6-балльную зону входят пункты восточного побережья от Оссоры и далее к северу, а также пункты западного побережья севернее поселка Кировского.

В районе Петропавловска-Камчатского единственное, не вполне достоверное, 9-балльное землетрясение было в 1737 году. 8-балльные случались в 1841,1904 (2 раза), 1959 годах. Последние 7-балльные толчки наблюдались здесь в 1952 и 1971 годах.

Чем опасны землетрясения

Повреждения и разрушения зданий. Эти последствия описаны ранее, при характеристике силы землетрясений.

Опасные геологические явления. Землетрясения вызывают разжижения, течение и проседание грунта, обвалы, широкие трещины в грунте, камнепады, большие оползни, снежные лавины, грязевые потоки (сели).

Морские волны цунами. Колебания земли раскачивают и воду. После землетрясения на берег может обрушиться высокая морская волна - цунами или целая серия таких волн. В замкнутых бухтах и озерах могут возникать сильные колебания воды - сейши, подтопляющие берег.

Паника. Во время землетрясений люди в страхе нередко совершают нелепые и опасные для их жизни поступки. Паника особенно опасна в местах скопления людей: в школах, больницах, кинотеатрах, общежитиях и т.д.

Падение предметов. Опасны любые тяжелые и стеклянные предметы, способные упасть при толчке: шкафы, полки, картины, вазы, зеркала, люстры и люминесцентные светильники, приборы, оборудование, куски штукатурки, обломки стен. Из окон нередко вываливаются стекла, они падают как внутрь здания, так и на улицу.

Пожары. Опасны кирпичные печи, которые могут рассыпаться при сильном толчке, короткие замыкания электропроводки, открытый огонь, включенные электронагревательные приборы, плиты, газовые баллоны. Из разбитых, опрокинутых, разрушенных емкостей может вылиться бензин, ацетон и т.д.

Повреждение инженерных сетей. Повреждаются водопровод, канализация и другие трубопроводы, опоры ЛЭП, нарушается связь, повреждается полотно дорог, мосты.

Разрушение зданий, большие оползни склонов и обвалы, а также волны цунами являются главными причинами жертв при сильных землетрясениях.

Информационное обеспечение сейсмической безопасности

Развитие системы информационного обеспечения сейсмической безопасности необходимо по многим объективным причинам.

Согласно общей оценке состояния защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, защищенность населения от сейсмической опасности в рамках существующих возможностей в современное время должным образом не обеспечивается. Медленно совершенствуется комплекс мер, направленных на противодействие землетрясениям в сейсмоопасных регионах. Несмотря на значительное повышение сейсмической активности (в районах Северного Кавказа, Дальнего Востока, Алтая, Саян, Прибайкалья, Якутии) и необходимость проведения безотлагательных мер по защите критически важных и потенциально опасных объектов, жилых зданий и объектов жизнеобеспечения, администрации различных уровней, отвечающие за обеспечение безопасности населения, должной активности не проявляют.

Вместе с тем требования к объектам, расположенным в сейсмически опасных регионах (согласно новым картам общего сейсмического районирования территории Российской Федерации), в последние два десятилетия существенно возросли. Исходя из них, вследствие повышения балльности возможных землетрясений на 2-3 единицы, во многих городах и на промышленных предприятиях действующая система мер инженерной защиты не вполне способна противостоять разрушительным землетрясениям. Около 60-70% населения сейсмоопасных регионов по-прежнему проживает в зданиях, не удовлетворяющих нормам проектирования инженерно-технических мероприятий.

Существующие в настоящее время в мире новые технологии обучения и технические разработки по смягчению последствий разрушительных землетрясений позволяют уменьшить риск возникновения масштабных ЧС. Превентивные меры прежде всего состоят в прогнозировании возникновения и развития ЧС, а также в повышении информированности населения (обучении действиям "до", "вовремя" и "после" землетрясений).

Большой опыт в этой области деятельности имеется у такой страны, как Китай. Серьезное внимание уделяют государственной защите и методикам самоспасения некоторые страны Западной Европы, Япония.

Новая сеть из 250 GPS-стан-ций, создаваемая в Калифорнии, позволит выдавать сигнал, предупреждающий об опасности крупного землетрясения. Это даст возможность заблаговременно прекратить подачу газа в трубопроводы, остановить поезда или снизить скорость их движения до безопасной, подготовить АЭС, а также предупредить хирургов, проводящих операции. Сеть контрольных станций, размещенных неподалеку от Лос-Анджелеса, позволит почувствовать подвижки в тектоническом разломе Сан-Андреас и тем самым дать сигнал о скором начале землетрясения.

Сейсмические волны распространяются со скоростью 5 км в секунду, так что в районах, расположенных далее 50 км от эпицентра землетрясения, предупреждение будет получено раньше, чем придет оно само. Такой сети в США до сей поры не существовало, однако подобная сейсмографическая система предупреждения о начинающихся землетрясениях уже действует на Тайване. Правда, ей нужно как минимум 15 секунд, чтобы выработать предупредительный сигнал, в то время как новая система на основе GPS позволит выиграть 10 секунд или даже больше. Каждая секунда - это спасенные жизни и предотвращенный ущерб.

В идеале, сейсмографический и GPS-методы должны использоваться совместно, поскольку с помощью средств спутникового позиционирования возможно зарегистрировать только лишь подвижки земной коры, которые не являются единственной причиной землетрясений и характерны в основном для тектонических разломов. Однако именно такие землетрясения и являются, как правило, наиболее разрушительными.

Результаты опроса в сейсмоопасном регионе Камчатки показывают, что 60-70% местных жителей считают себя информированными о сейсмической угрозе. Однако, как выяснилось, не все из них обладают знаниями и навыками, необходимыми, чтобы своевременно предпринимать превентивные меры по обеспечению собственной безопасности в домах, на производстве, в транспорте и местах массового скопления людей (стадионы, рынки, парки и др.). По-прежнему в опасных зонах находятся скопления запасов горюче-смазочных материалов, общественного транспорта, детские дома, не созданы личные "запасные аэродромы" и "неприкосновенные запасы" гражданами на своих дачах или в сейсмозащищенных домах у своих родных.

С принятием Федерального закона "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера" началось правовое формирование единой государственной системы подготовки населения РФ к действиям в условиях угроз и возникновения ЧС. В развитие этого закона в 1995 году началась реализация Федеральной целевой программы "Создание и развитие Российской системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях", органичной частью которой являлась подпрограмма "Обучение населения, подготовка специалистов, органов управления и сил ликвидации чрезвычайных ситуаций". Указанная программа, а также постановление Правительства Российской Федерации "О порядке подготовки населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций" составили серьезную базу для обучения населения защите от ЧС.

Определяющая целевая установка в этом обучении - дать людям знания, умения и навыки, необходимые для разумных действий в условиях угрозы и возникновения аварий, катастроф и опасных природных явлений, в том числе сейсмического характера. Обучение должно носить заблаговременный, организованный, научно обоснованный характер и проводиться на регулярной основе. Это важнейшая составляющая решения проблемы безопасности населения и территорий.