Землетрясение — двигатель прогресса?

Что такое инженерная сейсмология? Как сегодня рассчитывают опасность землетрясения? Почему карта землетрясений со временем «краснеет»? Какую роль в судьбе человечества играют сейсмические события? Об этом рассуждает Рубен Татевосян, главный научный сотрудник ИФЗ РАН, заведующий лабораторией сильных землетрясений и сейсмометрии, заместитель директора по вопросам инженерной сейсмологии и оценке сейсмической опасности.

— Рубен Эдуардович, знаю, что на днях вас избрали президентом Азиатской сейсмологической комиссии. Мы привыкли думать, что комиссия инспектирует, проверяет, даже что-то запрещает. А чем занимается ваша комиссия?

— Деятельность комиссии в основном заключается в том, чтобы содействовать сотрудничеству в рамках международных проектов в Азии, например, способствовать исследованию землетрясений, которые происходили в приграничных областях. Разрушения и серьёзные повреждения могут происходить по разные стороны границ, и полной картины произошедшего по данным из одной страны зачастую составить нельзя. Напомню, что очаг февральского землетрясения располагался в Турции, в системе Восточно-Анатолийских разломов, там, где они сочленяются с рифтовой зоной Мёртвого моря. Но землетрясение это оказалось разрушительным не только для Турции, но и для Сирии. Это пример того, что землетрясения не знают границ.

Второе направление — это проведение различных семинаров и симпозиумов, генеральных ассамблей, где сейсмологи из разных стран могут представлять результаты своих исследований, обмениваться информацией, на этой площадке договариваться о проведении совместных исследований. Изучение Земли требует координации усилий специалистов разного профиля практически из всех стран.

— Ваша работа связана также с инженерной сейсмологией и оценкой сейсмической опасности. Расскажите, в чём конкретно она заключается?

— Она включает всю цепочку расчёта сейсмических воздействий: анализ всех имеющихся сведений о землетрясениях, выделении очаговых зон и рассчёт сейсмических воздействий на заданную площадку. При этом грунтовые условия площадки задаются самые общие, без деталей строения. После этого подключается инженерная сейсмология. Вносятся уточнения в те расчёты, которые относились к площадке в целом, с тем, чтобы детально учесть конкретные грунтовые условия в разных её местах. Это особенно актуально в отношении ответственных объектов, таких как атомные электростанции. На уровне общегражданского строительства это не столь актуально.

Рубен Татевосян, главный научный сотрудник ИФЗ РАН, заведующий лабораторией сильных землетрясений и сейсмометрии, заместитель директора по вопросам инженерной сейсмологии и оценке сейсмической опасности. Фото Наталии Лесковой.

— Но, тем не менее, в той же Турции так много людей погибло именно из-за обрушения обычных зданий…

— Подозреваю, что вы путаете инженерную сейсмологию и сейсмостойкое строительство. Это совершенно разные вещи. Наша роль в изучении природных катастроф заканчивается изучением природы. Потом это передаётся в добрые руки специалистов-строителей, которые знают приёмы сейсмостойкого строительства. Имея представления о том, что можно ожидать от природы, они планируют здания, сооружения, оборудование таким образом, чтобы они не становились причиной крупной экологической катастрофы, не приводили бы к катастрофическим последствиям. Иначе говоря, мы заканчиваемся там, где начинаются инженеры-строители.

— И всё-таки в названии вашей должности есть инженерия.

— Инженерная сейсмология выдаёт те расчеты, которые напрямую интересны строителям и могут быть ими использованы на практике. Строители рассчитывают конструкцию таким образом, чтобы она могла выдержать ожидаемые воздействия, которые мы задаём. В их ответственность не входит исследование природы — это наша прерогатива.

— Вы сказали, что главный ваш интерес — объекты типа атомных станций, что с этим сейчас в нашей стране? Нет сейсмической опасности?

— Слово «сейчас» в данном случае не очень применимо. Изыскания под строительство атомных станций — это многолетний процесс. Начинается всё со стадии обоснования инвестиций, где могут быть получены самые общие оценки, не основанные на проведении специальных исследований. Потом — по нарастающей: увеличивается детальность исследований, проводятся геодинамический, сейсмический мониторинг, и всё это очень длительный процесс.

— Правильно ли я понимаю, что АЭС в принципе не строят там, где это может быть опасно?

— Во всех странах АЭС пытаются строить там, где это либо не опасно, либо эту опасность можно рассчитать и она будет приемлема, т. е. могут быть разработаны проектные решения, которые обеспечат безопасность. Конечно, в первую очередь строят там, где сейсмичности нет или она крайне слабо выражена, но это не всегда возможно. Необходимо учитывать экономические потребности. Вообще-то построить можно практически везде, но цена вопроса может оказаться слишком высокой.

— То есть?

— Например, вы ожидаете воздействия в 0,5G. Чтобы выстроить здание, которое это выдержит, надо вбухать туда бешеное количество бетона, металла, провести ряд мероприятий, которые сделают результат неинтересным с экономической точки зрения. Поэтому при таких значениях максимального расчётного землетрясения строить вряд ли кто-то будет.

Конечно, существует понятие проектного землетрясения. Это означает, что из-за тех или иных сейсмологических воздействий работа станции может быть на какое-то время остановлена. Но важно, что последствия проектного землетрясения не будут приводить к экологической катастрофе. Поэтому всегда оценивается два уровня — максимально расчётное и проектное землетрясения. Есть ещё третий уровень — запроектное землетрясение.

— Что это такое?

— Запроектное землетрясение позволяет заложить дополнительный запас прочности. Допустим, воздействия немного превысили максимально расчётное землетрясение. Что произойдёт после этого? Сразу всё обрушится?

Представьте, что вы стоите на краю утёса. Делаете всего один шаг — и сразу оказываетесь на дне пропасти. Надо стараться сделать так, чтобы небольшое превышение проектного уровня воздействия не привело бы к мгновенному полному коллапсу. Наши расчёты проектного, максимально расчётного и запредельного землетрясений должны помочь достижению такого положения.

— Может ли случиться так, что ваши расчёты окажутся неверными?

— В истории сейсмологии случалось, когда происходили землетрясения, превосходящие по силе ожидаемые. Например, Нефтегорское землетрясение 27 мая 1995 года. Это было очень сильное событие на севере Сахалина магнитудой 7,3. Оно практически полностью уничтожило город Нефтегорск. Есть разные оценки его интенсивности, идут споры про 10 или 11 баллов. К сожалению, это была как раз пора «последних звонков», в результате из-за разрушения школы погибло очень много детей. Север Сахалина считался платформенной областью, и никто подобных событий не ожидал, в то время как сейсмоактивным считался юг Сахалина.

Есть ещё пример Газлийских землетрясений на границе пустынь Кара-Кум и Кызыл-Кум. Также произошли сейсмические события, заметно превышающие ожидаемые. После землетрясений спешно докрашивали их эпицентральные области на уже почти готовой карте Сейсмического Районирования СССР (СР76) в красный цвет.

— В каком году это было?

— Это интересная история. Сначала случилась пара землетрясений в 1976-м году магнитудой около 7 с разницей всего в 40 дней (8 апреля и 17 мая), а потом тряхнуло в 1984-м году, 20 марта. Практически в том же месте, примерно с той же магнитудой. На эту тему было множество гипотез и спекуляций, например, что эту серию событий спровоцировала откачка газа. Думаю, это могло ускорить процесс, но не стать причиной землетрясений: такие большие события не могут быть вызваны только человеческой деятельностью. Не надо себя переоценивать. Должны сложиться подходящие геодинамические и тектонические условия.

Так что да, такие примеры есть, но значительно чаще на карте происходят события, меньше ожидаемых. То есть, сейсмологи обычно делают свои расчёты с некоторым запасом.

— Можно ли что-то сделать, чтобы минимизировать подобные трагедии?

— Уже делается. Это непрерывная работа. Пополняются каталоги землетрясений, пополняется геофизическая информация, появляются высокоточные цифровые модели рельефа, детально исследуются в поле активные разломы, — именно внезапная подвижка по ним порождает землетрясения. По ним могут происходить как медленные, так и быстрые, внезапные движения. Картирование активных разломов осуществляется специфическими геологическими и геофизическими методами. В окрестностях потенциально опасного объекта ведётся непрерывный геодинамический и сейсмологический мониторинг.

Но это, надо сказать, приводят к тому, что наши карты Общего Сейсмического Районирования всё больше «краснеют». Это тоже плохо: можно просто покрасить всю карту в красный цвет и везде ждать максимально возможного землетрясения, ничего там не строить и там не жить. Но это неприемлемый выход. Люди в сейсмоактивных районах жили, живут, и будут жить. Более того, недавно я прочитал статью о том, что именно природные катастрофы и, в том числе, землетрясения, возможно, служили источником возникновения цивилизаций и способствовали их прогрессу.

— Это как же?

— Люди боролись, выживали, искали способы приспособиться к внешнему миру. Выживали наиболее приспособленные. Если просто посмотреть на карту сейсмоактивных районов, а потом посмотреть на исторические карты Древнего Мира, то мы увидим, такие страны, как Древняя Греция, Римская Империя, Ближний Восток, Персия, Армения. Эти страны нередко называют колыбелью цивилизации. Там же не раз происходили разрушительные землетрясения. Возможно, это простое совпадение, но сама мысль кажется мне интересной. Это говорит о том, что есть разные точки зрения, как человечество взаимодействует и сосуществует с природными катастрофами.