КАК НА ПОРОХОВОЙ БОЧКЕ...

В Америке, в городе Анкоридж, что на Аляске, есть одно жуткое место - Earthquake Park. Это не просто парк и не аттракцион, а скорее мемориал. В нем сохранены последствия самого страшного землетрясения ХХ века, крупнейшего за всю историю Западного полушария Земли, произошедшего в 1964 г. Парком объявлена территория, на которой 600-метровый пласт земли съехал в океан, вместе с 75-ю домами. Землетрясение апокалипсической силы (9,2 балла) длилось целых 4 минуты.

Разрушениям подверглась площадь в 65 000 кв.км. Внезапным могучим рывком Тихоокеанская тектоническая плита нырнула под Северо-американскую, вызвав на поверхности земли разрывы, трещины, проседания и оползни. В Анкоридже были полностью разрушены 36 кварталов. Земля под ними, включая улицы и тротуары, просела на три метра. В разверзшиеся трещины, глубиной до 15 метров, проваливались дома, деревья и транспорт.

Но еще хуже пришлось городу Сюард. Там от подземной тряски взорвались нефтяные баки, прорвало газопроводы, что повлекло за собой сильнейшие пожары. Полтора километра прибрежой полосы сползло в залив, унеся с собой консервный завод, доки, складские помещения, офисные здания. От гавани и железной дороги не осталось даже следа.

Подвижка тектонических плит породила в Тихом океане гигантскую волну, 10-метровой стеной обрушившуюся на прибрежные города и поселки Аляски, причинившую им серьезный ущерб. Достаточно сказать, что суда, находившиеся у берегов, выбрасывало прямо на крыши домов.На какое-то время пострадавшие города были полностью отрезаны от мира. Уцелевшие, обездоленные люди боролись со своей бедой в одиночку. К счастью, территория Аляски слабо заселена, иначе жертвы исчислялись бы шестизначными цифрами.

Периодические землетрясения и извержения вулканов характерны не только для Аляски, но и для всего западного побережья обеих Америк, через которое проходит континентальный отрезок Тихоокеанского Огненного пояса планеты. И яркое тому доказательство - суперактивность земных недр Калифорнии, где ученые обнаружили более двух сотен разломов, способных вызывать землетрясения силой 6 баллов и выше, по шкале Рихтера. Вдоль этих разломов практически ежедневно происходят слабые толчки, не ощущаемые человеком - маленькие землетрясения силой в 1-3 балла.

Но основной бич Калифорнии и ее отличительная особенность - печально известный всему миру разлом Сан-Андреас, в буквальном смысле разрезавший ее на две части, с юго-востока на северо-запад, и растянувшийся на 1300 км - от мексиканской границы до бухты Сан-Франциско. Он рассекает всю толщу земной коры, уходя вглубь ее на 25 км. Это самый беспокойный и самый сейсмически активный тектонический разлом на планете, где землетрясения силой 8 баллов случаются примерно раз в столетие. В 80-х годах академик Андрей Сахаров даже предложил американцам радикальный метод -"разрядить" Сан-Андреас термоядерным взрывом.

 Именно Сан-Андреас стал виновником катастрофического землетрясения 1906 года в Сан-Франциско, с магнитудой около 8 баллов, в считанные секунды превратившего красивейший город Соединенных Штатов в руины. Толчки ощущались от Орегона до Лос-Анджелеса. Около 3 тысяч человек погибло и 300 тысяч осталось без крова. Почва вдоль разлома - на территории в 477 км, сместилась на 6 - 9 метров.

Следующим крупным землетрясением в этом регионе стало, как известно, Нортриджское - в Большом Лос-Анжелесе, в 1994 году, с магнитудой 6,7 баллов. После него Сан-Андреас словно затаился, пребывая в несвойственном ему, настораживающем покое. Казалось бы можно расслабиться и передохнуть. Ведь во многих семьях месяцами, если не годами, держали у дверей сумки с провизией и вещами первой необходимости - just in case. Однако, похоже расслабляться-то как раз и не следует.
 
"Мы хотим, чтобы люди знали, что может случиться, - говорит Люси Джоунс, руководитель сейсмологической группы ученых калифорнийского департамента US Geological Survey. - Пусть пережившие Нортридж не думают, что все будет также. Их опыта вовсе недостаточно".
 
В силу своей природы Сан-Андреас не может и не должен находиться в покое. Потому что он является, как упоминалось, сегментом срединно-океанического хребта, границей между двумя колоссальными тектоническими плитами - тихоокеанской и северо-американской, которые находятся в постоянном движении, причем движутся они в противоположных направлениях относительно друг друга.

Скорость, с которой Западная оконечность Калифорнии между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом смещается на север, может показаться ничтожной - всего два см в год. Но если представить, что прямо на разломе мы построили или купили дом, что кстати сказать совсем не исключено, то в первый же год его разорвет пополам - лопнут стены, а за 10 лет половинки дома сместятся относительно друг друга на 20 см, и в образовавшую-ся щель можно будет просунуть не только руку, но и голову. За 50 лет этот просвет увеличится до одного метра.

Исследовав грунт и скальные породы, геологи пришли к заключению, что за исторически обозримое прошлое береговая часть Соединенных Штатов съехала на север на 300 миль, полностью изменив прежний ландшафт. Зафиксировать данное явление удалось по гранитам блока Салиния, которые, как предполагают, были оторваны от массива Сьера-Невада далеко на юге и своим ходом прибыли в район Сан-Франциско. За миллионы лет те же процессы оторвали от Северо-американского материка часть суши, заполнив образовавшуюся щель океанской водой. Именно так возник узкий и длинный Калифорнийский залив-трещина и полуостров Калифорния. Процесс этот продолжается по сей день. В районах пустынь, в частности на равнине Карризо, в 160 км к северу от Лос-Анжелеса, четко видна линия разлома Сан-Андреас. В этих местах подвижки земной коры непредсказуемы. Даже течения и русла рек могут меняться. После очередного землетрясения было зафиксировано, что течение небольшой реки неожиданно повернуло вспять, а ее русло передвинулось на 120 м в сторону.

Так что у жителей Калифорнии есть полный простор для фантазии, поскольку им остается только гадать, какая участь уготована в будущем западной части штата: стать полуостровом, островом или потонуть в океанских пучинах, на манер легендарной Атлантиды.

Когда вдоль разлома происходят слабые, регулярные сотрясения, это считается наименее опасным. Потому что они помогают напряжениям, возникающим в недрах земной коры, разряжаться "безболезненно". Если же в разломе наступает длительное затишье, это может означать только одно, считают ученые - возникновение "замкового эффекта": плиты на своем пути встретили преграду, зацепившись друг за друга, скажем, выступом скальной породы. Но они не могут остановиться. Они должны двигаться. И возникшая заминка рано или поздно будет устранена через прорыв преграды. Для нас лучше рано, чем поздно. Потому что напирающие с двух сторон силы не исчезают, а накапливаются. Взламывание "замка" и будет землетрясением. Чем дольше затишье, тем оно сильнее.

В 1906 году Сан-Франциско, оказавшийся в эпицентре катастрофического землетрясения, в считанные секунды был разрушен на 80%, погибло 3000 человек, а 300 тысяч из 410 остались без крова. Разрушения наблюдались на колоссальной территории в 640 км, протянувшейся вдоль линии разлома. Поверхность земли оказалась местами вспученной, местами вспоротой. Края разлома сместились за один день на 6 метров.

Случись такой силы землетрясение в наши дни (а магнитуда его была выше 8 баллов по шкале Рихтера), жертв и материального ущерба, согласно прогнозам, будет несоизмеримо больше. Ведь в Калифорнии сегодня проживает 35 млн человек.

Сан-Андреас не случайно считается не только самым длинным и самым активным, но и самым изученным на Земле тектоническим разломом, на котором тестируют все виды сейсмической техники. Его постоянно лихорадит. Лет 15 назад сотрудники Университета в Беркли пробурили скважину глубиной 250 м рядом с Паркфилд (мы вернемся к этому поселку чуть позже) и установили в ней 10 высокочувствительных сейсмометров, способных реагировать даже на самые слабые, не воспринимаемые человеком колебания. За время наблюдения аппаратура зафиксировала около 6 тыс. Землетрясений.

Увы, человечество так и не научилось прочитывать сценарий подземных событий, предугадывать их. Но на то, чтобы изучить досконально коварного "врага" и все его повадки, американское правительство не жалеет средств. До недавнего времени землетрясения исследовали только одним методом - акустическим. Сейсмометр - прибор для наблюдения за колебанием почвы, по сути микрофон, приставленный к земной груди. Для научных рефератов и диссертаций этого может и достаточно, но никакой практической помощи такие прослушивания дать не могут.

Однако сейсмологи считают иначе. Для того, чтобы улавливать нарастающую нестабильность земных недр, как предвестник возможного землетрясения в районе разлома Сан-Андреас ими была смонтирована сеть из 250 GPS-станций, отслеживающих движение земной коры и вырабатывающих сигнал тревоги. Данная технология позволяет предупредить о начале стихийного бедствия всего лишь за считанные секунды до первого толчка. Но и этого, говорят они, может оказаться достаточно, чтобы успеть перекрыть подачу газа в трубопроводы, начать аварийную блокировку АЭС, включить торможение скоростных поездов и т.д. (при условии, конечно, что все эти службы будут мгновенно оповещены), что позволит существенно снизить сопутствующий ущерб и сберечь человеческие жизни. Но все понимают, нужно что-то совсем иное, принципиально новое. И это новое, похоже, начинает зарождаться.

Так, группа компьютерщиков-программистов совместно с геологами разработала компьютерную модель "Виртуальная Калифорния", в которую было введено около 600 маленьких и больших разломов, образовавшихся вокруг Сан-Андреас, и динамика их движется. Созданную модель прогнали на 40 000 лет вперед и получили данные, согласно которым в этом регионе примерно каждые сто лет должно случаться землетрясение силой 7 баллов и выше.

На основе компьютерного моделирования был сделан совсем уж неутешительный прогноз: В ближайшие годы в районе Лос-Анджелеса может произойти землетрясение, значительно более сильное, чем предполагалось, материальный ущерб от которого зашкалит за 150 миллиардов долларов. "Южный сегмент разлома Сан-Андреас находится буквально на девятом месяце беременности землетрясением", - сделал холодящее душу сравнение директор Калифорнийского центра изучения землетрясений, Томас Джордан. Как говорится, спасибо, что предупредил.

Кроме того был обнаружен еще один разлом, ответвляющийся от основного и притаившийся непосредственно под Лос-Анжелесом - разлом Пуэнте-Хиллс. Если эпицентр прогнозируемого землетрясения придется на него, считают одни специалисты, это может спровоцировать самый масштабный и трагический катаклизм Америки. Наихудший сценарий событий, говорят другие, ожидает нас в том случае, если первой скрипкой станет сам Сан-Андреас, поскольку именно над ним проложено большинство водопроводов, газопроводов и линий электропередачи. Около 60% питьевой воды поступает в Южную Калифорнию по трем большим акведукам, которые проходят через этот разлом.

Не лучше обстоят дела и с многострадальным Сан-Франциско. Согласно данным той же модели "Виртуальная Калифорния", вероятность разрушительного землетрясения в 7 баллов и выше для него на сегодняшний день равна 1%. Ничтожно мало, не так ли. Но поскольку напряжение в недрах накапливается, процент этот с каждым годом растет. За ближайшие 20 лет он составит 25%, а за 80 - 75%. А это уже серьезно.

Пойдем дальше. На протяжении последних 20 лет смещение Североамериканской плиты относительно Тихоокеанской отслеживалось с помощью спутниковой съемки высокого разрешения, данных глобальной системы навигации и наземных сейсмических измерений. Аэрофотосъемкой была охвачена полоса длиной почти 1000 км, на которой детали земной поверхности вдоль разлома запечатлены с точностью до 5 см.

В результате был обнаружен еще один очаг напряжения, где реальное смещение плит "не добрало" 6-8 метров до рассчетного. Получается, что их продвижение блокировано на этом участке - тот самый "замок ". Неизбежная разрядка может вылиться в землетрясение мощностью 7,5-8 баллов, считают ученые, указывая при этом вполне конкретное место действия возможного катаклизма - города Палм-Спрингс, Сан-Бернардино и Риверсайд.

"В настоящее время напряжение на этом 100-мильном отрезке разлома Сан-Андреас превышает все предыдущие, когда-либо имевшие место", - свидетельствует Юрий Фиалко, сотрудник Института океанографии Скриппа при Калифорнийском университете в Сан-Диего.

В связи с тем, что Южная Калифорния является зоной самой высокой сейсмической активности в Америке, программам и проектам, направленным на изучение (увы, всего лишь на изучение) данной проблемы, нет числа. Геологическая Служба США (USGS), Калифорнийское Управление Горной Промышленности и Геологии (California Division of Mines and Geology) и Калифорнийский Технологический Институт (Caltech) совместно с другими организациями, корпоративными партнерами и учреждениями создали Южнокалифорнийский Центр по Изучению Землетрясений (SCEC) и Сеть Сейсмических Наблюдений (Seismic Network) TriNet).

Самая, пожалуй, обширная среди них EarthScope, объединившая в себе несколько дорогостоящих широкомасштабных проектов. В их числе проект специально для Запада - система датчиков, отслеживающих с точностью до 1мм деформацию и подвижки плит через спутниковую навигацию GPS, USArray, в задачи которой входит покрыть всю территорию США (в том числе и Аляску) тысячами сейсмостанций, объединённых высокоскоростной сетью. Под глобальный долгосрочный проект EarthScope, осуществляемый в рамках NSF - Национального Научного Фонда США, выделено $69,8 млн. И еще $100 млн на проект PBO - Plate Boundary Observatory ("Обсерватория по исследованию границ плиты") в рамках которого на территории 12 западных штатов США, вдоль соприкасающихся границ литосферных плит устанавливается 800 постоянных GPS-станций и 100  высокочувствительных подземных датчиков смещения. И наконец, InSAR - спутниковая радарная система для постоянной регистрации литосферной динамики по всей планете. Общая сумма выделенных на этот беспрецедентный научный марафон средств составляет $219 млн.  Как отметила ВВС, в случае его успешной реализации ученые будут иметь "целостную картину внутренней структуры Северо-американского континента от коры до мантии".

Но подлинным новаторством, не имевшим аналогов в мировой сейсмологии, явился проект SAFOD (San Andreas Fault Observatory at Depth - "глубинная обсерватория в разломе Сан-Андреас", как часть проекта EarthScope. Место для осуществления проекта было выбрано между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом, на территории частного ранчо возле небольшого поселка Паркфилд.

Почему именно Паркфилд? Среди сейсмологов этот поселок известен как калифорнийский генератор землетрясений. Он находится прямо на разломе Сан-Андреас. Его восточная и западная стороны разъезжаются в разных направлениях со скоростью 2-3, а то и 5см в год, что придает внешнему облику поселка поистине сюрреалистический вид. Проблему Паркфилда пытаются решить уже не одно десятилетие, но, понятное дело, безуспешно.

Именно на это место пришелся эпицентр землетрясения 1966 года, и именно в этот эксэпицентр решено было внедриться. С 1881 по 1966 гг. поселок пережил пять сильных землетрясений. И происходили они с удивительной регулярностью - каждые 22 года. Воодушевившись тем, что им удалось наконец ухватить какую-то последовательность в таймере подземной жизни, ученые предсказали следующий сильный толчок на 1988 год. Но коварный Сан-Андреас, не пожелав подчиниться человеческим прогнозам, отодвинул запланированное действо на целых 16 лет, проявив себя в том же месте лишь в 2004 году.

Итак, проект SAFOD это глубинная сейсмостанция, или, как ее называют сами сейсмологи, обсерватория, размещенная непосредственно в области разлома Сан-Андреас. В июне 2004 года было начато бурение специфического шурфа. С этой целью были использованы специальные технологии, применяющиеся при добыче природного газа и нефти.

Проект осуществляется в три этапа с перерывами, поскольку бурение можно проводить только в сухое время года. Первый этап закончился в октябре 2004 года. Второй продолжался с июня по сентябрь 2005-го. В земной коре, над восточным краем Тихоокеанской плиты, примерно в километре от границы литосферных плит, просверлили вертикальную скважину глубиной 2 км. Попутно на поверхность извлекались керны пород, жидкостей и газов, измерялись электрические, магнитные и пр. свойства проходимой среды. Затем скважину плавно изогнули буквой L. На глубине 3 км. под углом 50 гр. она пересекла зону разлома и прошила западный край Североамериканской плиты. Таким образом, впервые в истории геологи у ученых появилась уникальная возможность получать из глубины в несколько километров "прямой репортаж" с места событий - из очага одного из самых сейсмически активных разломов планеты.

Скважину пробурили до конца, спустили в нее аппаратуру первичного наблюдения и законсервировали работы на два года. Завершающая, третья фаза началась в мае 2007-го. К нижней, полугоризонтальной части скважины добавили четыре ответвления по 250 м длиной каждое. В них разместили весь научный инструментарий долгосрочного действия - геофоны, сейсмографы, датчики давления, даггероскопы, 80-уровневый детектор Paulsson Array. С сентября 2007 обсерватория SAFOD окончательно вступила в строй и будет функционировать на протяжении 20 лет.

Предполагается, что новая система раннего оповещения будет точнее и оперативнее аналогичных систем в Японии и Мексике, и даст на выходе минуту-полторы опережения. Учитывая, что на сегодняшний день предел мечтаний ученых всго 23 секунды, это не так уж и мало.

Самой широкомасштабной программой в мире до сих пор считалась японская Nowcast, стоимостью $90 млн, которую начали осуществлять в 2003 году. Программа объединяет 7000 сейсмостанций на суше и на дне океана и передает сигналы тревоги в сотни государственных учреждений. Остальных предупреждают с помощью SMS или индивидуального приемника (который можно приобрести за $850). "Возможно за несколько десятков секунд человек и не успеет спуститься с верхних этажей, но сможет подбежать к несущим стенам, ученики спрячутся под парты, а в госпиталях хирурги смогут прервать операции и перейти на резервные источники питания", - говорит один из разработчиков Nowcast, сотрудник Японского метеорологического агентства, Кеджи Дои.

Но решить эту проблему за счет одного, пусть даже такого крупного и уникального проекта, как SAFOD, вряд ли возможно. Поскольку ни одной системе стопроцентно доверять нельзя. Даже у японской Nowcast вероятность ошибки составляет почти 30%. С остальными пока дело обстоит и того хуже. Вот всего лишь один пример: За несколько дней до трагедии в Индонезии в 30 государствах тихоокеанского бассейна прошли испытания региональной системы раннего оповещения землетрясений и цунами. Результаты оказались более чем плачевными. Сообщения опаздывали на несколько часов после предполагаемого землетрясения. А на зарождавшееся в Индийском океане мощное цунами, повлекшее за собой колоссальные человеческие жертвы, датчики не среагировали вовсе. 

Так не проще ли будет калифорнийцам воспользоваться мексиканским опытом - дешевым и проверенным временем. Несмотря на то, что у них, в районе Акапулько, есть своя система оповещения, мексиканцы, не слишком на нее полагаясь (особенно если учесть, что далеко не во всех домах есть телевизоры и даже радио), подвешивают к потолку ониксовые пластинки на леске или пучок металлических трубочек. От любых, даже незначительных колебаний земли они начинают мелодично звенеть, предупреждая хозяев об опасности. (Правда, звенят они и от ветра, а ветер случается значительно чаще, чем землетрясение.)