Скиталец - сервер для туристов и путешественников
Логин
Пароль
Зарегистрироваться
Главная > Книги Новости туризма на сервере Скиталец - новости в формате RSS


Цунами
Щетников Н.А.

Академия Наук СССР
Серия "Планета Земля и Вселенная"

Издательство "Наука" Москва 1981

В книге рассказывается о цунами - грозном и опасном явлении природы. Читатель узнает о том, что оно собой представляет, где и как возникает, в чем проявляется. Заключительный раздел книги посвящен прогнозу цунами, а также разработке эффективных и действенных мер защиты от него.

Содержание

Введение

Общие сведения о землетрясениях
- История представлений
- Земная поверхность непрерывно меняет свой лик
- Немного о слоях земных
- Движения частей суши
- У земных недр своя жизнь
- Пояса разрушений
- Измерение сотрясений
- Оценка энергии землетрясений

Что такое цунами

Монеронское землетрясение

Цунами на Сахалине

О прогнозе явления

Служба цунами

Приложение

Литература

Введение

Более 200 лет назад великий русский ученый М. В. Ломоносов в своем трактате "О слоях земных" писал: "Двумя образы обнажает натура недро земное: иное усиливанием тел, вне оного обращающихся, иное движением самых его внутренностей. Внешние действия суть сильные ветры, дожди, течение рек, волны морские, льды, пожары в лесах, потопы; внутреннее одно землетрясение...".

Испокон веков стихийные явления природы привлекали внимание людей, оказывая определенное воздействие на весь их жизненный уклад. Одни из них радовали человека, другие - пугали и доставляли огорчения; одни ожидались с надеждой, другие - с тревогой и опасениями.

Много неприятностей приносят людям ураганы и наводнения, тайфуны и снежные бураны, грязевые сели и лавины, вулканические извержения и горные обвалы. И хотя все они нередко сопровождаются материальными потерями, а иногда и человеческими жертвами, часто уступают по своим масштабам таким наиболее грозным явлениям природы, как сильные землетрясения, да еще в сопровождении цунами.

Соприкосновение суши и моря в определенной степени накладывает своеобразный отпечаток на жизнь и деятельность людей, расселяющихся на прибрежных территориях. В нашей стране особо выделяются районы Дальневосточного побережья: Сахалин, Камчатка, Курильские и Командорские острова, подверженные частым землетрясениям и нашествию волн цунами.

В указанных районах эти волны могут появляться как от землетрясений, эпицентры которых расположены за многие тысячи километров от берегов, так и от землетрясений, происходящих в их непосредственной близости.

Внезапность возникновения, неограниченная дальность распространения в морях и океанах, огромная скорость, большая разрушительная сила цунами и притом недостаточная их изученность заставляют человека быть постоянно настороже.

6 сентября 1971 г. у юго-западных берегов Сахалина, вблизи о-ва Монерон, произошло землетрясение, названное впоследствии Монеронским. Оно возбудило цунами. И хотя высота волны была незначительной, но из-за недостаточной осведомленности населения близлежащих районов о том, может ли быть цунами на Сахалине и если да, то какой величины, возникли самые различные суждения и предположения, вплоть до фантастических.

Большая группа сотрудников Сахалинского комплексного научно-исследовательского института была направлена для изучения явления, проведения разъяснительной работы, сбора макросейсмических сведений и организации сети временных сейсмических станций по наблюдению за последующими подземными толчками. Были собраны данные почти по всей территории южной части Сахалина, подвергшейся сейсмическим сотрясениям, выполнены повторные высокоточные геодезические, магнитометрические наблюдения и многие другие работы.

Жизнь района довольно быстро вошла в нормальную колею, однако память людей сохранила картины пережитого. Естественно, человек задает вопрос: а возможны ли цунами в будущем?

Попытку ответить на этот вопрос и содержит предлагаемая читателю книга. Здесь в качестве примера более или менее подробно рассмотрено только одно цунами - от Монеронского землетрясения, возникшего в непосредственной близости от Сахалина. По своему характеру проявления оно, по мнению автора, служит хорошим аналогом серии тех цунами, которые возникают от землетрясений с очагами вблизи Сахалина. Но прежде чем приступить к описанию Монеронского цунами, необходимо рассмотреть некоторые положения и понятия, связанные с цунами вообще и с потенциальными возможностями возбуждения волн цунами в районе Сахалина в частности. Поэтому первые две главы в кратком изложении дают общие представления о землетрясениях и цунами.

Приближенная оценка волн цунами для различных участков побережья острова дана на основе статистических данных. Величины подтопления прибрежных районов Сахалина волнами, приходящими от очагов цунами из разных зон Тихоокеанского бассейна, показаны в табл. 1, составленной на основе имевших место цунами. В ней приводятся сведения о параметрах и проявлении волн, но без расчета очагов и построения волновой картины, что, собственно, и не требовалось для ответа на поставленный выше вопрос.

Таким образом, выпуск в свет данной книги преследует по крайней мере следующие цели: дать примерную оценку высот волн цунами, которые могут проявиться у побережья Сахалина; предупредить необоснованные страхи у некоторой части населения перед возможными там цунами.

Автор выражает признательность за высказанные замечания С. Л. Соловьеву, А. А. Поплавскому, А. И. Иващенко, Р. 3. Тараканову, В. М. Кайстренко, В. А. Бернштейну, Ч. Н. Го, И. Н. Тихонову, К. И. Непопу, И. В. Якушкину, а также В. Е. Калачовой, Е. К. Козловой, Л. П. Карнацкой, Н. Д. Жигулиной, Е. А. Тихоновой, Р. К. Ри, X. С. Киму за помощь в подготовке рукописи к печати.

Общие сведения о землетрясениях

История представлений

Прежде чем человечеству удалось понять грозную силу различных явлений природы, оно прошло длительный и сложный путь развития - от трепета и страха перед силами природы на заре своего существования через столетия полного суеверий и религиозных предрассудков средневековья до современного состояния знаний.

Обратившись к истории, мы можем восстановить по различным писаниям и легендам, каким наши далекие предки видели устройство мира и каковы, по их взглядам, причины возникновения землетрясений. Некоторые из легенд излагают фантастические представления малограмотных или просто неграмотных людей; другие были выдуманы различными ловкачами, стремившимися поразить воображение людей своими необъятными познаниями и прослыть волшебниками; третьи, более поздние, рождались при искреннем стремлении дать более или менее правильную оценку землетрясениям. Но в силу недостатка в то время фактических сведений и неумения делать из них правильные выводы и обобщения, в силу слабого развития науки люди не могли найти ответ.

Вот что пишет Э. Робертс в книге "Когда сотрясается земля": "По преданию одного бирманского племени Земля окружена кольцом из змей. Если какая-нибудь из них, приняв по ошибке свой хвост за нечто съедобное, начинала ловить его, то вызванные ею сотрясения распространялись по всей Земле. Жители Молуккских островов также верили, что причиной землетрясений являются змеи. Согласно индийской легенде, Землю поддерживает множество змей, не давая ей упасть в море. Перебрасывая свою ношу друг другу, они якобы вызывают землетрясения.

Существует немало вариаций на эту тему, и всегда в них фигурируют животные. В древние времена они играли особо важную роль в жизни человека. Крупные животные восхищали древних своей силой; ничего удивительного, что они казались предназначенными для выполнения наиболее ответственных задач. В Восточной Индии, например, считалось, что Землю поддерживает буйвол. На о-ве Целебес эту роль выполнял боров; почесываясь о пальму, он раскачивал Землю и этим вызывал землетрясения. Монгольские ламы - буддийские священники - утверждали, будто бы бог препоручил заботы о Земле специально сотворенной для этой цели чудовищной лягушке. Всякий раз, когда она делала движение какой-либо частью тела, в ближайших областях Земли возникали землетрясения...

Подобные представления получили широкое распространение и пользовались популярностью даже среди греков и римлян, обладавших более высоким уровнем развития. Постепенно люди поняли абсурдность представлений о животных - монстрах, которых никто не видел в глаза. Появилась потребность в других объяснениях, которые, как считали в те времена, были более правдоподобными.

Так у древних появились особые боги и титаны. У греков это был Атлас, славившийся своей силой; он-то и держал на своих плечах Землю. Однако виновником частых землетрясений был не он. Считалось, что землетрясения чаще всего происходят вдоль побережья, поэтому их связывали с греческим богом морей - Посейдоном (у римлян - Нептуном). Его называли также "Колебателем Земли".

...Многих философов древности интересовали причины землетрясений. О них упоминается в трудах Сенеки, Плиния, Аристотеля и др. Римскому поэту Овидию Земля казалась одушевленным и крайне чувствительным существом. Пытаясь укрыться от палящих лучей, грозящих ей гибелью, она в страхе содрогается. Подобное представление Овидия частично перекликается с бытующим кое-где и поныне мнением, что причиной землетрясений следует считать взрывы под землёй, которые отмечаются только в жаркую погоду...

Греческий философ Анаксагор (V в. до н. а.) связывал землетрясения с воздействием особого эфира (который, по-видимому, соответствовал нашему понятию атмосферы), попадавшего на землю вместе с дождем. Другой философ - Демокрит, живший в то же время, считал, что землетрясения вызываются дождем или просачивающейся из морей и озер водой...

Греческий философ Аристотель, живший в IV в. до н. э... по-своему пытался объяснить все природные явления... Он, например, сравнивал землетрясения с приступами озноба у человека, больного лихорадкой, и впервые ввел понятие (Здесь допущена неточность. Первым это понятие ввел Эмпедокл (ок. 490-430 гг. до н. э.)) о четырех элементах: этими элементами, позднее всеми признанными, являются огонь, вода, земля и воздух. По мнению Аристотеля, именно различными их сочетаниями объясняются такие хорошо известные природные явления, как ураган, извержения вулканов и землетрясения. Из его пространных трактатов о сущности явлений мы узнаем, что землетрясения вызываются главным образом просачиванием заключенного в пещерах под большим давлением воздуха" (Робертс Э. Когда сотрясается Земля. М.: Мир, 1966, с, 34-38).

Позднее наступил довольно продолжительный период религиозного догматизма, В этот период большинство явлений природы объяснялось "божьей карой".

"Византийский император Юстиниан, правивший в VI в. н. э., указом ввел смертную казнь за целый ряд преступлений, в том числе за богохульство и ворожбу на волосах с чьей-либо головы, так как считалось, что эти поступки вызывают грозы и землетрясения.

Со временем взгляды на причины землетрясений стали менее фантастичными, но по-прежнему находились под сильным влиянием религиозных предрассудков, поскольку истинные причины оставались неясными...

Длительное время люди ошибочно полагали, что землетрясения происходят только в населенных районах. Это заблуждение объяснялось слабой заселенностью отдельных районов и отсутствием приборов, способных указать точное местоположение удаленных толчков" (Там же, с. 40, 41).

Впрочем, даже при современном состоянии знаний здесь имеется еще немало белых пятен. По крайней мере о причинах землетрясений не существует единого мнения среди ученых и по сей день.

Земная поверхность непрерывно меняет свой лик

Все многообразие окружающего нас материального мира находится в непрерывном движении и изменении. Масштабы этих изменений безграничны: от космических катаклизмов в далеких глубинах Вселенной до ничтожно малых, происходящих с какой-либо частицей вещества.

Вырастают новые величественные хребты, равные Гималаям, а затем они же превращаются в частицы песка и глины. Снесенный со склонов гор дождевыми потоками, ручьями и реками, этот обломочный материал оседает на дне близлежащих морей, образуя слои осадочных отложений толщиной до 10-20 км. Время изменяет контуры береговых линий. Моря то наступают на сушу, то уходят с нее. И даже огромные горы, уходящие своими основаниями от дневной поверхности в глубь Земли до 60-70 км, не остаются на месте, а испытывают медленное, но непрерывное перемещение в различных горизонтальных направлениях, как великие айсберги суши.

"Чем возвышены великие хребты Кавказские, Таврийские, Кордильерские, Пиренейские и другие, и самые главные горы, то есть части света? Конечно, не ветрами, не дождями... Есть в сердце земном иное неизмеримое могущество, которое по временам заставляет себя чувствовать на поверхности и коего следы повсюду явствуют, где дно морское на горах, на дне морском горы видим..." - писал в трактате "О слоях земных" М. В. Ломоносов.

Такие изменения, разумеется, происходят очень медленно. Если дать некоторую среднюю оценку этим вертикальным и горизонтальным движениям, то она не превысит для роста гор десятой доли миллиметра, а для перемещения материков - 1 см в год. Тем не менее и при такой скорости движения произойдет перемещение на 1000 км, если оно будет происходить, допустим, 100 млн. лет. А с точки зрения геологии это не такой уж и большой срок - всего 2% времени существования Земли.

Здесь упомянуты изменения глобального масштаба. Они действительно требуют очень продолжительного времени. А можно было бы указать на множество, хотя и более мелких, но тоже значительных изменений, происшедших, как говорится, на глазах человека, по крайней мере за исторический период человеческой деятельности: образование пустынь, где некогда были густые лесные массивы и заросли; возникновение рек, появление озер и т. п. в местах, где никак нельзя было предполагать их рождение. И наоборот. Но это уже тема другого рассказа.

Немного о слоях земных

Для того чтобы были более понятными процессы, происходящие в земных недрах, необходимо, хотя бы вкратце, остановиться на внутреннем строении Земли.

Внешне Земля - шар, или, несколько точнее, имеет форму, весьма близкую к шаровидной. Об этом теперь уже известно каждому школьнику. Но как устроен этот "шар" изнутри, каково его внутреннее строение, его внутреннее содержание - этот вопрос, видимо, еще достаточно долго будет оставаться дискуссионным.

Действительно, самые совершенные машины не позволяют проникнуть внутрь Земли на глубину более полутора десятков километров. Да и такая глубина пока еще не реальность, а мечта. Поэтому совершенно ясно, что только механический способ, например бурение скважин для изучения глубинного строения Земли, ни в какой мере не может считаться достаточным. Как же быть?

Для ознакомления с работой какой-либо сложной и незнакомой машины ее можно разобрать на отдельные простые устройства или детали, определить назначение, взаимосвязь и взаимозависимость каждого узла и детали в отдельности и в итоге получить более или менее правильное представление о работе машины в целом; при изучении внутреннего строения живого организма его можно препарировать; исследуя какое-либо природное явление, за ним проводят непосредственные наблюдения и т. д.

Эти прямые способы хороши, если они возможны и применимы к явлению, организму, машине. А как быть с Землей? Ее не препарируешь и не разберешь на отдельные детали. Необходим какой-то косвенный путь. И этот косвенный путь подсказала сама природа - изучение всех проявлений, возникающих при землетрясениях.

Замечательный русский ученый, основоположник современной приборной сейсмологии академик Б. Б. Голицын в "Лекциях по сейсмометрии" писал: "Можно уподобить всякое землетрясение фонарю, который зажигается на короткое время и освещает нам внутренность Земли, позволяя тем самым рассмотреть то, что там происходит. Свет этого фонаря пока еще очень тусклый, но не подлежит сомнению, что со временем он станет гораздо ярче и позволит нам разобраться в этих сложных явлениях природы...".

На самом деле, не будь этого "фонаря", еще не известно, узнало бы человечество что-либо о внутреннем, глубинном строении Земли. Здесь уместна русская поговорка: "Не было бы счастья - несчастье помогло". Землетрясение - несчастье. Но именно благодаря ему ученым удалось представить довольно четкую картину строения Земли до ее центра.

Изучением землетрясений занимаются сейсмологи. Сейсмологией называется раздел геофизики, который изучает причины и условия возникновения землетрясений, а также возникновение и распространение упругих (сейсмических) волн внутри Земли.

Возбужденные в очаге землетрясений колебания различной частоты - сейсмические волны, возникая при разрушении земных пород, пронизывают все тело Земли и несут, таким образом, ценнейшую информацию. С помощью в основном этой информации и возникли современные представления о внутреннем строении Земли. Абсолютно единого мнения о глубинном строении Земли до настоящего времени еще нет, однако главные контуры ее намечены, и в этом расхождений почти не наблюдается.

Наибольшее распространение получила модель К. Е. Буллена (рис. 1, табл. 1).

Из рисунка и таблицы видно, что Земля имеет слоистое строение. Детальное исследование этих слоев в последние два десятилетия показало наличие в них еще и горизонтальных неоднородностей.

Слой земной коры по своей глубине занимает совсем небольшую часть всего тела Земли. Чтобы представить толщину коры, обычно прибегают к различным образным сравнениям. Приведем одно из наиболее распространенных. Если земной шар уменьшить до размеров крупного яблока, то толщина его кожуры будет соответствовать толщине земной коры. Конечно, это сравнение не следует использовать для каких-либо расчетов! Пример показывает лишь, насколько тонок тот слой, на котором протекают все земные процессы и на котором так бурно развилась жизнь.


Рис. 1. Схема глубинного строения Земли

Таблица 1

Название и обозначение оболочек Интервал глубин, км
Кора А 0-33 и более (переменная толщина)
Граница Мохоровичича
Мантия B 33-400 Верхняя мантия
C 400-1000 Переходная зона
D 1000-2900 Нижняя мантия
Граница Гутенберга
Ядро E 2900-4980 Внешнее ядро
D 4980-5120 Переходная зона
F 5120-6370 Внутреннее ядро

Разные слои Земли имеют различную температуру. Всюду, за исключением коры, она, как правило, довольно высока, во всяком случае близка к точке плавления или превышает ее для большинства веществ на земной поверхности. Но испытывая колоссальное давление, вещество это находится в основном (кроме отдельных областей или сфер внутри Земли) в твердом состоянии. Явно выраженной сферой со свойствами жидкого тела считается слой Земли, расположенный ниже мантии и равный по толщине примерно двум третям радиуса земного ядра его внешней части. При этом не следует понимать, что вещество ядра можно сравнить с каким-либо веществом, находящимся в жидком виде на поверхности Земли. Испытывая огромное давление при очень высокой температуре, оно находится в особом состоянии, которому нет сравнения на земной поверхности. Его "жидкое" состояние рассматривается только в смысле отсутствия у него качеств, обязательных для твердого тела (например, сопротивление сдвигу). К сожалению, человечество пока не может добыть хотя бы "кусочек" мантии, тем более ядра Земли, чтобы точно установить их свойства и состояние.

Границы слоев, или сфер, Земли установлены сейсмологами на основе расшифровки записей сейсмических волн, возникающих, как уже говорилось, при землетрясениях и проходящих через Землю. Очень резкая разница в свойствах вещества разных слоев даже заставила разделить их условно границами. Как видно из табл. 1, таких границ установлено по крайней мере две: Гутенберга и Мохоровичича. Первая названа по имени американского ученого Гутенберга, установившего эту границу в 1914 г. по отраженным от земного ядра волнам, вторая - по имени югославского геофизика Мохоровичича, открывшего ее в 1909 г. при изучении сейсмических записей землетрясений в Хорватии (Югославия). Первая разделяет земное ядро и мантию и находится на глубине около 2900 км от земной поверхности, вторая отделяет верхнюю мантию от коры и находится на глубине 4-60 км. Кроме того, значительными различиями между собой обладают внутреннее и внешнее ядро, а также нижняя и верхняя мантии, хотя они и не получили именной разделительной границы. В соответствии с предложенной схемой (см. рис. 1) они разделяются так называемыми переходными зонами. Толщина переходной зоны между внутренним и внешним ядром оценивается примерно в 140-150 км, а между нижней и верхней мантиями - в 600 км. Наибольшее количество вещества всего объема и массы Земли приходится на верхнюю и нижнюю мантии.

Движения частей суши

В последнее десятилетие широкое распространение получила давно высказанная идея дрейфа материков. Рост наших знаний по геологии поверхности Земли действительно позволяет с большей долей уверенности, чем раньше, высказать предположение о том, что некогда материки примыкали друг к другу, но впоследствии разошлись. Согласно этой гипотезе около 300 млн. лет назад поверхность Земли представлялась двумя сверхматериками - Гондваной и Лавразией - и одним, разделяющим их океаном, - Тетисом.

По описанию Д. и М. Тарлингов, эта картина выглядела следующим образом: "...в конце каменноугольного и начале пермского геологических периодов возвышенные участки суши всего земного шара были сгруппированы в два местами смыкающихся сверхматерика разных размеров, причем материки в том виде, как мы их знаем теперь, были уже различными их частями. Такое расположение, с очень небольшими изменениями, сохранялось последующие 150 млн. лет; поэтому удобно считать 300 млн. лет назад началом истории разделения материков, имея в виду, что это всего лишь 1/15 часть продолжительности существования Земли.

Гондвана, включающая Южную Америку, Африку, Индию, Австралию и Антарктиду, располагалась так, что ее южная часть была покрыта полярной ледяной шапкой, в то время как северные области находились в тропических широтах. Северная Америка, Европа и Азия составляли Лавразию, пересекавшуюся в то время экватором (рис. 2).


100 млн лет назад

200 млн лет назад

300 млн лет назад
 

Рис. 2. Расположение материков на земном шаре в далеком прошлом (предположительно)
1 - раскрывшиеся разломы, которые затем образовали Индийский и Атлантический океаны; 2 - разломы, которые возникли, но еще не раскрылись; 3 - впадины, окаймляющие материки; 4 - мелкие моря на континентах

Вокруг этого огромного массива суши располагались длинные прогибы, в которых накапливались осадки и обломки материковых пород. Эти прогибы в дальнейшем превратились в современные Альпийско-Гималайский и Тихоокеанский горные пояса, но в то время и в течение большей части их последующей истории они были местами наибольшей геологической активности...

Лавразию и Гондвану разделял океан Тетис. Он сужался по направлению к западу так, что эти сверхматерики соединялись: Северо-Западная Африка примыкала к Северной Америке и Южной Европе...".

В первоначальном виде эта гипотеза была сформулирована в 1915-1925 гг. А. Вегенером. Она предполагала только дрейф материковых глыб по подкоровым слоям и по коре океанов. Сейчас теория больших горизонтальных перемещений глыб земной коры (так называемая тектоника плит, или глобальная тектоника), понимается иначе, а именно как представление о перемещении огромных плит, включающих не только материки, но и припаянные к ним обширные площади коры океанов. В одних зонах, где формируются складки, надвиги и происходят наиболее сильные землетрясения, эти плиты надвигаются друг на друга, как торосы при сжатии ледяного покрова в Ледовитом океане. В других поясах на осевых линиях срединных океанических хребтов плиты разрываются, расходятся и в промежутке между ними формируется новая океаническая кора.

У земных недр своя жизнь

Условия, в которых находится вещество Земли, и его состояние предрасполагают к большим и малым физико-химическим, механическим, радиоактивным и другим глубинным процессам, носящим название тектонических. Все такие процессы происходят с выделением либо поглощением энергии и с ее перераспределением. В результате названных тектонических процессов вещество Земли подвергается медленной деформации. При этом в разных областях внутри Земли, в том числе и в ее коре, скапливается различное количество энергии, что приводит в большим напряжениям.

Концентрация энергии и возникновение напряжений в отдельных частях земной коры и верхней мантии могут достигать такой величины, когда прочность вещества Земли в каком-то месте не выдерживает. Происходит нарушение того состояния вещества, в котором оно находилось. На определенном участке начинается разрушение пород. Это нарушение (или разрушение) может представлять собой какой-либо скол, разлом, раздробление и т. д. со смещением отдельных блоков, участков земной коры вертикально вверх или вниз. Может произойти сдвиг по наклонной плоскости под значительным или небольшим углом, а может быть, и горизонтально. Процессы такого рода, как правило, не только вызывают колебания в месте разрушения, но могут охватывать и большие площади на поверхности Земли. Следовательно, можно сказать, что колебания Земли, происходящие в результате внезапных разрывов в верхних или более глубоких слоях Земли с нарушением ее сплошности и вызывающие сотрясение земной поверхности, и называются землетрясениями.

Область внутри Земли, где возникают эти разрушения и происходит разрыв сплошности материала Земли под действием упругих напряжений, накопленных в результате тектонических процессов, и проявляются остаточные деформации, называется очагом землетрясения. Очаг обычно имеет значительную протяженность. Место на поверхности Земли над областью очага называют эпицентральной областью. Точку, в которой начинается разрушение, именуют гипоцентром, а ее проекцию на земную поверхность - эпицентром землетрясения.

Но землетрясения возникают не только от указанных выше причин. Они могут явиться также следствием смещения "земных плит" друг относительно друга, что приводит к сминанию их кромок или мест соприкосновения и в результате - к большим разрушениям и перестройке их граничных форм. Такие процессы также носят название тектонических, а землетрясения, вызванные ими, - тектонических,

Учитывая сказанное, можно утверждать, что процесс формирования земного рельефа в немалой степени является следствием движений, происходящих в недрах Земли на значительных глубинах.

Тектонические процессы, происходящие вблизи расположения вулканов, способны вызвать значительную вулканическую деятельность (извержения, взрывы газа и т. п.). При этом землетрясения называют вулканическими, хотя порождены они, по-видимому, теми же тектоническими процессами. Такие землетрясения возникают реже, обычно они слабее, неглубоки и носят местный характер. Хотя иногда бывают и исключения, когда происходит взрыв части вулкана или даже целого вулканического острова. Классический пример тому - взрыв вулкана Кракатау в 1883 г.

Еще реже и слабее, но могут возникать землетрясения в результате карстовых процессов. Вымывание растворимых пород в земной коре водой, проникающей с поверхности земли внутрь коры, приводит к образованию больших и малых пустот, которые впоследствии заполняются путем обвалов вышележащих пород. При этом наблюдаются так называемые провальные (или обвальные) землетрясения.

Наконец, на больших глубинах бывают землетрясения, получившие название глубокофокуспых, или плутонических. Механизм и причины возникновения их пока еще далеко не ясны.

По глубине возникновения начальных процессов различают три группы очагов (в км): 1) нормальные - до 70; 2) промежуточные - от 70 до 300; 3) глубокие - от 300 до 700.

Процессы разрушения, происходящие на различной глубине, по-разному проявляются на поверхности Земли. Это и понятно. Землетрясения с очагом на глубине до 5 км в силу невозможности накопления больших напряжений (из-за предела прочности пород) и, стало быть, концентрации значительного количества потенциальной энергии не могут обладать большой разрушительной силой, и действие их ограничивается небольшим участком.

Землетрясения с глубиной очага более 300 км также слабо проявляются на поверхности Земли. Это вызвано тем, что сейсмическая энергия, возникающая в очаге, распространяясь во все стороны от него, с расстоянием рассредоточивается все в большем объеме Земли и при выходе на поверхность плотность ее на единицу площади становится незначительной.

Таким образом, опасными, по-видимому, следует считать (при прочих равных условиях) землетрясения с очагами в указанном промежутке глубин - от 5 до 300 км. Наиболее опасны землетрясения, очаги которых находятся на глубине от 15 до 100 км.

Всеобщее внимание, однако, привлекают сильные землетрясения, потому что они, как правило, служат причиной разрушения сооружений либо изменяют вид земной поверхности, иногда еще и сопровождаются человеческими жертвами. При нескольких десятках очень сильных землетрясений наблюдалось образование крупных разломов.

Исходя из этого полагают, что так происходит при большинстве сильных землетрясений, и именно этим объясняется результат разрушений. В действительности положение дел обстоит не совсем так. Видимые проявления сильных землетрясений на поверхности Земли (трещины, провалы, смещение отдельных участков Земли друг относительно друга и т. п.) лишь косвенно связаны с глубинными, тектоническими процессами, где происходят разломы и разрушения. И главная опасность при землетрясении - это не трещины и провалы, а очень сильные сотрясения верхних слоев грунта, вызванные пришедшей из сейсмического очага упругой волной.

Когда в Земле возникает землетрясение или происходит взрыв, часть высвобождающейся энергии превращается в упругие волны, которые распространяются в горных породах с различной скоростью, зависящей от плотности и упругости пород. Различают два вида упругих волн: объемные и поверхностные. Объемные волны пронизывают все тело, весь объем Земли и бывают двух типов: 1) сжатия и разрежения, называющиеся продольными, или волнами Р; 2) поперечных смещений, называющиеся поперечными, или волнами S. Поверхностные образуются сложным взаимодействием продольных и поперечных волн с земной поверхностью и распространяются только в поверхностных слоях Земли.

Таким образом, при сильном землетрясении сейсмические волны, идущие по всему земному шару, могут быть обнаружены в любой точке его поверхности специальными высокочувствительными приборами - сейсмографами, служащими для записи землетрясений.

Обычно принимают, что упругие волны, возникающие при землетрясении, исходят из одной точки. Это допустимо, когда расстояние до источника много больше размеров самого источника - очага землетрясения. В действительности, очаг имеет значительную протяженность, по крайней мере 10 км, а чаще больше (иногда даже более 100 км). Это зависит от энергии землетрясения. И если расстояние от источника до места регистрации землетрясения становится соизмеримым, то такое допущение нельзя считать правомерным.

Объемные продольные и поперечные волны возникают одновременно и распространяются независимо друг от друга, причем скорость продольных волн почти вдвое больше скорости поперечных, тем более поверхностных, распространяющихся еще медленнее, чем поперечные. Поэтому продольные волны, проходя через глубины Земли и достигая ее поверхности первыми, приносят информацию о происшедшем землетрясении. Основные параметры, характеризующие сейсмические волны,- это амплитуда колебания, период и скорость.

Если бы вещество Земли, где происходят сейсмические процессы, являлось идеально упругой и однородной средой, то волновая картина, возникающая при землетрясении, была бы значительно проще. В действительности же .вследствие слоистости, неоднородности коры, а также в зависимости от гидрологических условий и значительной неровности земной поверхности сейсмические волны, отражаясь, преломляясь, рассеиваясь и поглощаясь, приобретают исключительно сложный характер распространения. В результате запись движения почвы при землетрясениях представляется в виде очень сложной кривой.

Сейсмические колебания по-разному проявляются в земных породах различной плотности и упругости. Энергия, которую несет сейсмическая волна и которая проявляется на поверхности Земли, зависит от произведения трех величин (квадрат скорости колебаний V, плотность пород р и скорость сейсмической волны С) в виде E ~ pCV2. Произведение рС принято называть сейсмической жесткостью земных пород. Устойчивость построек к разрушению в значительной степени зависит от сейсмической жесткости грунта.

Действительно, при постоянной энергии колебаний их скорость должна быть тем большей, чем меньше сейсмическая жесткость грунта. В свою очередь, чем больше скорость колебаний, тем вероятнее разрушение стоящей на нем постройки.

С. В. Медведевым и Н. В. Шебалиным составлена таблица, в которой указаны интервалы скорости распространения волн, плотности и сейсмической жесткости для основных категорий грунтов (табл. 2).

Таблица 2

Тип грунта Скорость распространения волн, км/с Плотность, г/см3 Сейсмическая жесткость
Граниты 5,6 2,9 16,2
Известняки и песчаники 4,5-2,5 2,8-2,0 12,6-5,0
Полускальные грунты (гипсы, мергели) 3,0-1,7 2,4-1,7 7,2-2,9
Крупнообломочные грунты (щебень, галька, гравий) 2,1-0,9 2,0-1,6 4,2-1,4
Песчаные грунты 1,6-0,6 1,9-1,6 8,1-1,0
Глинистые грунты 1,5-0,6 2,0-1,8 3,0-1,0
Насыпные рыхлые грунты 0,6-0,2 1,5-1,3 0,9-0,26

Из таблицы видна зависимость сейсмической жесткости от типа грунта.

Таким образом, в силу неоднородности земной коры под действием сейсмических волн, особенно поверхностных, колебания недостаточно жесткого слоя (плывуны, песчаник, торфяник, искусственные насыпи и т. п.) происходят с большими амплитудами по сравнению с твердыми породами, поэтому на них возникают более опасные условия для любых построек.

Можно привести нижеследующее сравнение в виде соотношений между величинами амплитуд для различных' грунтов при сильных землетрясениях: сейсмическая волна, вызывающая колебания грунта на скальных породах в 2-5 мм, создает колебания в землистых уже до 25 мм, а в насыпях и неустойчивых почвах даже до 100 мм и более.

Приведенный пример дает достаточно ясное представление об опасности строительства объектов на рыхлых грунтах.

Пояса разрушений

По земному шару землетрясения распределяются весьма неравномерно. Они приурочены к определенным зонам - поясам сейсмичности. Основными из них можно считать два: 1) Тихоокеанский и 2) Средиземноморско-Трансазиатский. К второстепенным относятся Арктико-Атлантический, пояс западной части Индийского океана и др. Все они, в свою очередь, делятся на небольшие (по сравнению с сейсмическими поясами) сейсмические зоны.

Тихоокеанский пояс охватывает побережье почти всех стран Тихоокеанского бассейна. Здесь происходит почти 80% всех землетрясений Земли. И если учесть, что этот сейсмический пояс одновременно богат еще и действующими вулканами, то станет ясно, почему нередко образно его называют "Огненным кольцом".

Средиземноморско-Трансазиатский пояс простирается широкой полосой, включая побережье стран Средиземного моря, Карпаты, Турцию, Иран, Кавказ, Среднеазиатские республики Советского Союза, Северную Индию, Алтай, северную часть Китая, Монголию, Прибайкалье, северо-восточную часть Китая и Приморский край, выходя к Сахалину. Захватывая немалую часть территории СССР, этот пояс, пожалуй, более всего доставляет забот и хлопот сейсмологам, строителям и населению этих районов.

Арктико-Атлантический - проходит примерно от устья р. Лены через подводный хребет Ломоносова под Северным Ледовитым океаном в направлении Исландии и, далее, по акватории Атлантического океана.

Пояс Индийского океана начинается от Аравийского полуострова и идет по поднятию дна и его средней части в направлении к Антарктиде.

Измерение сотрясений

Как и всякое физическое явление, сотрясение необходимо измерять. Что же является единицей измерения? Характеристиками сотрясения служат скорость движения частиц Земли, ускорение, отклонение от первоначального положения частиц (амплитуда смещения) и величина его, частота колебаний и т. д. Важно, чтобы в той или иной степени в такой единице измерения участвовали и отражались все указанные параметры. Было условно принято единицу измерения сотрясения называть баллом. Естественно, была дана оценка и самому слабому сотрясению, регистрируемому только приборами и не ощущаемому человеком, в один балл. Что касается самого сильного, то оно оценивалось в различных странах по-разному. Так, в Европе довольно долго применялась шкала Росси-Форели, а затем несколько улучшенная шкала Меркалли, максимальное сотрясение по которой оценивалось в 10 баллов. В Японии и сейчас используется шкала, по которой максимальное сотрясение оценивается как семибалльное. В Советском Союзе с 1952 г. до последнего времени применялась 12-балльная сейсмическая шкала Института физики Земли Академии наук СССР, составленная С. В. Медведевым. По этой шкале сотрясение, возникающее в эпицентральной области при самом сильном землетрясении, оценивается в 12 баллов.

Существуют и другие шкалы. Такое разнообразие и разнотипность шкал создают большое неудобство для единой международной оценки сотрясаемости от землетрясений, возникающих на территориях различных стран, тем более что на земном шаре ежегодно происходит не так уж мало значительных по силе землетрясений. В среднем за год на Земле регистрируется 10-15 9-балльных землетрясений, 50-100 8-балльных, 300- 500 7-балльных.

В течение последних 10-15 лет сейсмологи разных стран стремились выработать единую шкалу для измерения интенсивности сотрясений. На основе существовавших до 1964 г. различных шкал, дополненных материалами полевого изучения последствий землетрясений, была выработана временная шкала MSK-64 (см. Приложение). Межправительственное совещание ЮНЕСКО по сейсмологии и сейсмостойкому строительству в 1964 г. в Париже признало важность создания единой международной шкалы интенсивности и рекомендовало всем странам временное использование в этих целях выработанной шкалы MSK-64. Шкала дополнена соответствующими более подробными пояснениями и таблицами по каждому баллу. От применявшейся в СССР шкалы, составленной С. В. Медведевым, она отличается очень незначительно.

Понятно, что не только указанными признаками можно характеризовать силу землетрясения. Для более широкого ознакомления интересующиеся могут воспользоваться специальной сейсмологической литературой.

Оценка энергии землетрясений

Естественно, что от одного и того же землетрясения на различных расстояниях от эпицентра сотрясения на поверхности Земли не будут одинаковыми, так же как не бывает одинаковой величина предмета, рассматриваемого с различного расстояния. Не будут одинаковыми сотрясения и в том случае, если очаги равных по силе землетрясений располагаются на различной глубине.

Для оценки количества энергии, выделяющейся при землетрясении, или для объективной оценки силы землетрясения применяется другая шкала, носящая название шкалы магнитуд (коротко принято обозначать буквой М). В ней использована изменяющаяся от эпицентральиого расстояния по определенному закону величина смещения почвы при землетрясении в поверхностных волнах. Шкала рассчитана таким образом, что разница магнитуд на единицу соответствует разнице амплитуд смещения почвы приблизительно в 10 раз.

За нулевой уровень магнитуды (М=0) выбран энергетический уровень землетрясения столь низкой интенсивности, чтобы только сделать положительными магнитуды самых слабых из записанных землетрясений.

За максимально большой уровень магнитуды принята энергия возможного сильнейшего землетрясения, соответствующая величине, приблизительно равной 1025 эрг, что, в свою очередь, соответствует энергии разрыва самых прочных пород земной коры при землетрясении с нормальной глубиной очага. По шкале магнитуд это означает приблизительно М=9.

Ниже приводится табл. 3, показывающая, сколько в среднем землетрясений разной энергии происходит на Земле за год.

Таблица 3

Землетрясения Магнитуда Среднее число землетрясений в год
Катастрофические планетарного масштаба M>8 1-2
Сильные регионального масштаба 7<М<8 15-20
Сильные локального масштаба 6<М<7 100-150
Локальные средней силы 5<М<6 750-1000
Слабые местные, не вызывающие, как правило, больших повреждений 4<М<5 5000-7000

Существование поясов сейсмичности показывает, что землетрясения происходят далеко не по всей поверхности земного шара. Кроме того, в одном и том же месте очень сильные, особенно катастрофические, землетрясения случаются все-таки довольно редко. Однако, несмотря на это, ежегодно от землетрясений в мире гибнет не одна тысяча человек, не говоря уже о материальных потерях и колоссальных разрушениях, вызываемых ими.

Приведем в очень кратком изложении ряд наиболее характерных примеров таких землетрясений, происшедших на суше с 1887 по 1957 г.

Верненское, 9 июля 1887 г.

Эпицентр землетрясения располагался в 10-12 км южнее г. Верного (ныне Алма-Ата) в виде полосы шириной 5 км и длиной 35 км. Сила оценивалась в 10 баллов. Сотрясения были так велики, что люди не могли устоять на ногах. Погибло более 300 человек. Разрушены 3000 зданий (из 1799 кирпичных уцелело лишь одно). Убыток определялся в 2 млн. золотых рублей.

Японское, 28 октября 1891 г.

Наиболее сильно пострадали провинции Мино и Овари. Землетрясение сопровождалось сбросом вдоль тектонической линии, протянувшейся примерно на 100 км через гористые районы о-ва Хонсю. Относительное горизонтальное смещение доходило до 4 м. Смещения по вертикали местами достигали 7 м. Вся местность вблизи линии сброса площадью до 10 тыс. км2 подверглась разрушению. Ощущалось на площади до 1 млн. км2. Погибли более 7000 человек и более 17 тыс. ранены. Разрушены около 20 тыс. зданий, повреждены 10 тыс. мостов.

Ассамское, 12 июня 1897 г.

Землетрясение произошло к северу от Бенгальского залива и г. Калькутты в провинции Ассам (Индия). Оно вызвало разрушения на площади около 350 тыс. км2 и ощущалось на площади почти 4 млн. км2. Амплитуда колебания почвы доходила до 30 см. На поверхности рыхлой почвы наблюдались "земляные волны". Местами образовались фонтаны песка и мелких камней. Отдельные здания погрузились в мягкий грунт до крыш. Некоторые реки изменили течение. Образовались новыэ водопада. В эпицентральной области отмечены сбросы до 12 м. После этого землетрясения, которое считается одним из сильнейших в мире, зарегистрированы более 5000 повторных толчков значительной силы.

Сан-Францисское, 18 апреля 1906 г.

Землетрясение явилось следствием внезапного горизонтального смещения вдоль крупного сброса Сан-Андреас. Длина трассы образовавшегося сдвига достигала 350 км. Амплитуда сдвига местами доходила до 7 м. Ощущалось на площади в 1 млн км2. От развалившихся горячих печей и замыкания электропроводов возникли пожары, которые было трудно тушить из-за отсутствия воды (лопнули все водопроводные магистрали). От пожара пострадала значительная часть города Сан-Франциско. Убытки составили около 400 млн. долларов. Погибли предположительно 700 человек,

Китайское, 16 декабря 1920 г.

Особенно тяжелые бедствия обрушились на провинции Ганьсу и Шаньси. Пострадавшая местность покрылась мощной толщей лёсса, который от сильного сотрясения стал "течь". Под оползнями и обвалами оказались погребенными многие прибрежные селения. Погибли около 100 тыс. человек. Разрушения отмечались на площади около 1 млн. км2.

Гималайское, 15 августа 1950 г.

Это землетрясение - одно из сильнейших с момента записи колебаний почвы приборами. Его магнитуда оценивается в 8,7. Сотрясения почвы отмечены на площади более 25 тыс. км2. В горах, обильно насыщенных влагой во время муссонов, произошло множество оползней. По приблизительным подсчетам общий вес перемещенных горных пород составил около 2 млрд. т. Страшный гул, шедший из недр Земли, перерос в оглушительный грохот, небо потемнело от взметнувшейся вверх пыли. На глазах пограничников, которые находились вблизи эпицентра, образовавшаяся 6-метровая трещина поглотила четырех человек. В долине Брахмапутры, значительно южнее Гималайских гор, колебания почвы были настолько сильными, что многие жители испытывали приступы морской болезни. Трехсотметровый участок железнодорожного полотна опустился почти на 5 м, дороги были полностью разрушены. Сравнительно малое количество жертв объясняется отсутствием населенных пунктов вблизи эпицентральной области.

Гоби-Алтайское, 4 декабря 1957 г.

Возникло в северной ветви Гобийского Алтая. Было настолько сильным, что ощущалось по всей Монголии, а также на смежных территориях СССР и Китая. Ущерб от этого землетрясения был невелик лишь из-за слабой заселенности местности и преобладания легких (войлочных) жилищ, хотя сила его в эпицентре приближалась к 12 баллам. 4 декабря, после основного толчка, произошли еще 120 довольно значительных. Вблизи эпицентральной области отмечено бесчисленное множество трещин протяженностью от нескольких метров до 700 км! Ширина трещин была самой различной - от нескольких сантиметров до 20 м. Отмечены горизонтальные сдвиги до 3,5 м и вертикальные смещения до 12 м. Наблюдались грандиозные обвалы, особенно в горах Ихэ-Богдо. Здесь по системе широтных трещин низвергнулась масса горного грунта объемом около 200 млн. м3. Гора Хуреньонь была срезана обвалом почти наполовину, образовав вертикальный обрыв высотой минимум 300 м.

Нет необходимости удлинять этот список описанием других катастрофических землетрясений, однако небезынтересно привести некоторые фотоснимки (см. вклейку), свидетельствующие о силе разрушений в результате бушующей стихии.

Что такое цунами

Само явление цунами старо, как Океан. Рассказы очевидцев о страшных волнах, передававшиеся из уст в уста, со временем становились легендами, а примерно 2000-2500 лет назад появились и письменные свидетельства. Согласно одному из них погибла Атлантида. В числе вероятных причин исчезновения острова исследователи называют и цунами.

Время свершения этого грандиозного события относится к глубокой древности - 2500 лет назад. Понятно что ни о каком научном рассмотрении явления тогда не могло быть и речи. Изучение цунами стало возможно лишь после возникновения и развития сейсмологии, так как цунами, как правило, является следствием землетрясения. В свою очередь, рождением науки сейсмологии можно считать время изобретения (начало текущего века) русским ученым академиком Б. Б. Голицыным электродинамического сейсмографа - прибора, с помощью которого сравнительно точно и просто определяется эпицентр землетрясения.

В настоящее время выскаамваются различные взгляды на причины, порождающие цунами. Наряду с основной причиной - землетрясением, к таковым относят нагоны воды в бухты, вызванные тайфунами, штормами, сильными приливами. Это, по-видимому, объясняется происхождением слова "цунами" (в переводе с японского - "волна в гавани").

Существуют также различные взгляды и на механизм образования очага цунами, возбужденных землетрясениями. В частности, предполагают, что само по себе землетрясение не возбуждает цунами, а служит лишь спусковым механизмом. Причиной же являются мутьевые (суспензионные, турбидитные) потоки осадкового вещества, обладающего тиксотропными свойствами (при определенных условиях способного к разжижению) и скапливающегося в каньонах цунамигенных зон и участков. Это вещество при землетрясениях даже небольшой силы получает как бы толчок к быстрому разжижению и движению и создает предпосылки для возникновения очага цунами.

Не входя в дискуссию о правильности высказываемых взглядов, обратимся к наиболее распространенному определению цунами и причин, их порождающих. Под "цунами" понимают длиннопериодные морские гравитационные волны, внезапно возникающие в морях и океанах именно в результате землетрясений, очаги которых расположены под дном морей и океанов. Цунами может возникать и от взрывов подводных вулканов, подводных и береговых обвалов и оползней, образующихся, в свою очередь, вследствие землетрясений.

Эти волны обладают большой скоростью распространения и огромной кинетической энергией, что способствует их глубокому проникновению на сушу. При подходе к берегу они деформируются и, накатываясь на берег, иногда производят громадные разрушения. При этом следует оговориться, что значительной разрушительной силой обладают лишь пунами, порожденные землетрясениями большой энергии, с магнитудой, приблизительно равной или большей 8,0.

Проведенные в последнее время предварительные исследования показывают, что цунами могут быть вызваны землетрясениями и значительно меньшей магнитуды (например, М=5,0). Но они проявляются чаще всего в виде незначительного подтопления, которое можно обнаружить только с помощью соответствующих приборов. Очаги цунами обычно приурочены к эпицентральным областям землетрясений.

Известно, что наибольшее количество землетрясений происходит на Тихоокеанском побережье. Естественно предположить, что и цунами чаще всего случаются в Тихом океане. Приблизительные подсчеты показывают следующее распределение (в %) цунами в различных морях и океанах:
Тихий океан (в основном по периферии) 75
Атлантический океан 9
Индийский океан 3
Средиземное море 12
Прочие моря 1

В Советском Союзе воздействию цунами подвержены, по существу, только дальневосточные берега: Камчатка, Курильские и Командорские острова и, частично, Сахалин.

Итак, в результате каких процессов происходят цунами? Наблюдения показывают, что это главным образом: а) внезапное смещение участка поверхности моря или океана в вертикальном направлении (или близком к вертикальному) за счет аналогичного смещения вниз или вверх соответствующего участка морского дна; б) резкий сдвиг воды в горизонтальном (или близком к нему) направлении вследствие аналогичного смещения больших блоков земной коры с крутыми склонами вблизи глубоководных впадин; в) надводные или подводные обвалы и оползни; г) взрывы или крупные извержения подводных вулканов; д) вибрация дна и др.

При этом нужно иметь в виду, что цунами возникает только в случае быстрого, почти мгновенного свершения указанных процессов. Когда происходят мощные цунами, можно говорить по крайней мере о четырех условиях, им благоприятствующих; 1) очаг землетрясения располагается под дном моря, океана (бывает, правда редко, несовпадение очагов землетрясения и цунами) или в сравнительной близости от тех крупных блоков земной коры, которые, смещаясь вследствие землетрясения в горизонтальном направлении в сторону океана, соприкасаются непосредственно с большими водными толщами; 2) над эпицентральной областью землетрясения находится слои воды значительной мощности; 3) глубина очага землетрясения невелика (10-60 км); 4) землетрясение должно быть большой силы (или если речь пойдет об оползне или обвале, то масса пород, участвующих в образовании цунами, должна иметь достаточно большой объем).

Наибольшей разрушительной силой обладают, как правило, цунами с очагами в глубоководных зонах.

В открытом океане волны цунами невысоки (при самых сильных землетрясениях предположительно не превышают 2-3 м), имеют значительную (иногда достигающую 200-300 км) длину волны и скорость распространения, соизмеримую со скоростью современного пассажирского реактивного самолета.

Скорость движения волны определяется по формуле Лагранжа: v=vgH, где g-ускорение силы тяжести и Н-глубина бассейна в месте определения, скорости.

При подходе к берегу в зависимости от прибрежного рельефа дна и конфигурации береговой линии цунами могут "вырастать" от 1-2 м высоты в открытом океане до нескольких десятков метров на берегу. Но, пожалуй, главное, с чем связано увеличение высоты волн, это - уменьшение глубины океана. Последнее может быть вычислено по формуле Эри-Грина:

hm=hг(4)vHг/Hm

где hm - высота волны на мелководье глубиной Hm, hг - высота волны на глубине Hг.

Преобразование и рост волны начинают заметно проявляться у границы материковой отмели (глубина 200 м и меньше) и происходят наиболее интенсивно с глубины 10-15 м. Попадая в мелководную прибрежную зону, волна деформируется - растет ее высота с одновременным увеличением крутизны переднего фронта. С приближением к берегу она начинает опрокидываться, создавая пенящийся, бурлящий, большой высоты водяной поток, который и производит разрушения на берегу.

Разрушительная сила волн цунами зависит от интенсивности породивших их землетрясений, расстояний от места возникновения до берега, протяженности очага цунами и первоначальной высоты волны, а также от особенностей рельефа дна на пути распространения волны и конфигурации береговой линии.

При очень крутых уклонах дна и прямолинейных берегах, а также на участках с достаточно высокими берегами цунами вырастает несильно и не причиняет сколько-нибудь значительных разрушений. Особую опасность представляют собой суживающиеся, с уменьшающимися глубинами бухты и проливы, в которых происходит значительное увеличение высоты, а стало быть, и разрушительное действие волн. При этом в случае низменного побережья волна захватывает большие участки суши, сметая все на своем пути. Крайнюю опасность представляют устья рек, по которым цунами может проникнуть в глубь территории на расстояние до нескольких километров. Уменьшается высота волн только в закрытых расширяющихся бухтах с узким входом.

Большинство людей имеет хорошее представление о характере и параметрах обычных ветровых волн и весьма слабое - о цунами. Для сравнения приведем таблицу некоторых характерных параметров ветровых волн и волн цунами (максимальные значения).

Из табл. 4 видно, в частности, что в открытом море высота волн цунами не превышает 3 м. Имея в то же время очень большую длину, они становятся безопасны для любого плавсредства, находящегося в океане на значительном удалении от побережья.

Таблица 4

Параметр волн Ветровых Цунами
Скорость распространения до 100 км/час до 1000 км/час
Длина до 0,6 км до 400 км
Высота в открытом море до 30м до 3 м
Высота заплеска у побережья до 40 м до 40 м
Глубина проникновения до 0,3 км до дна
Период до 20 с до 2,5 час

Следует привести исключительно интересный, своего рода уникальный случай чрезвычайно высокой волны. 9 июля 1958 г. в результате землетрясения на Аляске масса льда и земных пород объемом около 300 млн. м3 ледника Литуйя с высоты, близкой к 900 м, обрушилась в узкую и длинную бухту Литуйя, вызвав на противоположной стороне бухты колоссальный волновой ваплеск, достигший на отдельных участках побережья почти 600-метровой высоты. В это время в бухте находились три небольших рыболовецких судна. "Несмотря на то что катастрофа происходила в девяти километрах от места стоянки кораблей, все выглядело ужасно. На глазах потрясенных людей вверх поднялась огромная волна, которая поглотила подножие северной горы. После этого она прокатилась по заливу, сдирая деревья со склонов гор, разрушая недавно покинутую лагерную стоянку альпинистов; обрушившись водяной горой на о-в Кенотафия, она поглотила старую хижину... и, наконец, перекатилась через высшую точку острова, возвышавшуюся на 50 м над уровнем моря.

Волна закрутила судно Ульрича, которое, потеряв управление, со скоростью галопирующей лошади понеслось к судам Суонсона и Вагнера, все еще стоявшим на якоре. К ужасу людей волна разорвала якорные цепи и потащила оба судна, словно щепки, заставив их преодолеть самый невероятный путь, который когда-либо выпадал на долю рыбацких судов. По словам Суонсона, внизу под кораблем они рассмотрели верхушки 12-метровых деревьев и скалы величиной с дом. Волна буквально перебросила людей через остров в открытое море" (Робертс Э. Когда сотрясается Земля, с. 160-161).

Подобного рода случаи весьма редки и не могут рассматриваться в качестве эталона. Однако история знает немало примеров цунами, которые уступают по силе описанному, но не менее тяжелы своими последствиями.

6 октября 1737 г.

Землетрясение близ восточных берегов Камчатки. Высота возбужденных волн цунами достигала 25-30 м. Очень большие разрушения почти во всех прибрежных поселках восточной Камчатки. Благодаря слабой заселенности в то время жертв среди населения было немного.

1 ноября 1755 г.

Землетрясением и цунами (эпицентр юго-западнее г. Лиссабона, в Атлантическом океане) разрушен и смыт Лиссабон. Уничтожены 15 тыс. из 20 тыс. строений. Погибли около 50 тыс. человек. Высота волн достигала 25- 30 м.

27 августа 1883 г.

Взрыв вулкана Кракатау (Зондский пролив, между островами Ява и Суматра). В результате взрыва возникла серия очень больших волн цунами, не только прокатившихся по берегам Индийского и Тихого океанов, но и пришедших в Атлантический, достигнув побережья Франции и Панамы. У берегов Явы и Суматры высота волн достигала 30-40 м. Голландский корабль был выброшен волной на сушу и оказался в 4 км от берега на высоте 10 м над уровнем моря. Колоссальные разрушения на островах: смыты жилые поселки с низколежащих берегов западной Явы и южной Суматры, уничтожены прибрежные леса и посевы. Около 36 тыс. человеческих жертв.

15 июня 1896 г.

Землетрясение Санрику (общее название для Тихоокеанского побережья префектур Аомори, Ивате, Мияги). Эпицентр в 240 км от берегов Японии. Цунами на берегу в отдельных местах достигало высоты 30 м. Смыты около 11 тыс. жилых помещений и общественных зданий. Погибли 27 тыс. человек.

3 марта 1933 г.

Сильное землетрясение в Японии. На побережье Санрику обрушились волны высотой более 30 м. Уничтожен город Камаиси, где были смыты 1200 домов. Было снесено большое число деревьев. Погибли около 4000 человек. Причинен очень большой материальный ущерб.

1 апреля 1946 г.

Эпицентр землетрясения вблизи о-ва Унимак (Алеутские острова) в районе Алеутской впадины. Несмотря на большое удаление Гавайских островов от очага цунами (3700 км), даже там зафиксированы волны высотой 11 м (о-в Оаху) и 16 м (о-в Гавайи). Цунами достигло берегов Аляски, Северной и Южной Америки. Наибольшая волна наблюдалась на о-ве Унимак: маяк, стоявший на м. Скотч-Кап, в 34 м над уровнем моря, был смыт, и весь его обслуживающий персонал (5 человек) погиб. В общей сложности жертвами этого цунами стали около 200 человек. Убытки исчисляются суммой в 26 млн. долларов.

5 ноября 1952 г.

Это цунами является сильнейшим для Дальневосточного побережья СССР, особенно по своим последствиям, поэтому ему следует уделить больше внимания, тем более что жителями Дальнего Востока оно не забыто до наших дней. Материалы по этому событию опубликованы в Бюллетене Совета по сейсмологии АН СССР (1958, № 4). Б ночь с 4 на 5 ноября 1952 г. около 4 час. по местному времени жители Северо-Курильска были разбужены 7-балльным землетрясением.

Через 45 мин. после начала землетрясения послышался громкий гул со стороны океана, и уже через несколько секунд на город обрушилась огромная волна, двигавшаяся с большой скоростью и имевшая наибольшую высоту в центральной части города, где она катилась по долине речки.

Через несколько минут волна отхлынула в море, унося с собой все разрушенное. Отступление первой волны было столь интенсивным, что дно пролива обнажилось на протяжении нескольких сотен метров. Наступило затишье.

Через 15-20 мин. на город обрушилась вторая, еще большая волна, достигавшая 10-метровой высоты. Она нанесла особо сильные разрушения, смывая все постройки на своем пути, сохранились лишь цементные фундаменты домов.

Прошедшая через город волна достигла склонов окружающих гор, после чего начала скатываться обратно в котловину, расположенную ближе к центру города. Здесь образовался огромный водоворот, в котором с большой скоростью вращались всевозможные обломки строений и мелкие суда. Откатываясь, волна ударила с тыла в береговой вал перед портовой территорией и в обход горы прорвалась в Курильский пролив. Участок берегового вала и гора на несколько минут стали островом. На перемычке между этим островом и горой волна нагромоздила груду бревен, ящиков и т. п. и даже принесла из города два дома.

Через несколько минут после второй волны пришла более слабая, третья волна, которая вынесла на берег много обломков. Все это было разбросано по территории города и по берегам пролива. В 9 час. утра наблюдались сильные колебания уровня океана, которые, слабея, повторялись в течение всего дня 5 ноября.

В проливе во время прохождения волн происходило образование водоворотов и сулоев - стоячих волн и вертикальных всплесков, образующихся в результате столкновения течений, идущих из Тихого океана и Охотского моря навстречу друг другу.

Так развивались события во время цунами в Северо-Курильске. Оно охватило почти 700-километровую зону Дальневосточного побережья. Самые высокие волны при этом отмечены в бухтах Пираткова (10-15 м) и Ольга (10-13 м) на Камчатке.

22 мая 1960 г.

Вблизи Вальдивии (побережье Чили) катастрофическое землетрясение возбудило цунами, охватившее побережье всех стран Тихого океана. Большинству государств оно причинило огромный материальный ущерб. Имелись человеческие жертвы. Высота волн у берегов Чили достигала 20 м. Количество жертв только в Чили исчислялось 2000 человек. 50 тыс. домов превратились в развалины. Общий ущерб составил несколько сот миллионов долларов.

28 марта 1964 г.

В результате очень сильного землетрясения в заливе Принс-Випьям (Аляска) цунами отмечалось по побережью всего Тихоокеанского бассейна. Высота волн в отдельных районах достигала 10 м. В разных местах от цунами погибли более 120 человек. Общий ущерб от землетрясения и цунами составил несколько сот миллионов долларов.

Наукой раскрыты многие великие "секреты" природы и поставлены на службу человеку: электричество и магнетизм, атомная энергия и лазерное излучение, законы движения космических тел и генетический код живой клетки и др. Однако многое еще надо познать, открыть, изобрести. По-видимому, пройдет немало десятилетий, пока человек научится предсказывать некоторые грозные явления природы, а затем и управлять ими.

Что же можно сделать в ближайшем будущем для защиты человека и различных хозяйственных объектов от вышеописанных природных катастроф? Поскольку цунами - явление вторичное, зависящее от землетрясения, то и вопрос этот следует рассматривать в комплексе. Бывают случаи, когда для конкретного района даже самое сильное землетрясение не представляет абсолютно никакой опасности (очаг землетрясения расположен за многие тысячи километров), однако возникающая при этом волна, покрыв огромные расстояния, может оказаться виновницей больших разрушений.

На наш взгляд, существует три основных способа, позволяющих избежать описываемых несчастий. Это - переселение из сейсмоактивных и цунамиопасных районов, прогнозирование землетрясений и цунами, сейсмостойкое строительство с учетом заранее проведенного районирования. Посмотрим, насколько это осуществимо.

Первый способ отвергается самими жителями, ибо они тысячелетиями обживали свой район, благоустраивали, осваивали природные богатства и перспектива потерять все это представляется людям куда более удручающей, чем угроза встретиться с грозной стихией.

Второй способ - прогноз землетрясений - пока еще только находится в стадии исследований. Причем его нужно рассматривать в двух аспектах: долгосрочного и краткосрочного предсказания событий. Долгосрочный прогноз землетрясений (а стало быть, и цунами) - дело будущего. Краткосрочный - уже дает положительные результаты, хотя до окончательного решения вопроса и здесь еще довольно далеко. Несколько лучше обстоит дело с краткосрочным прогнозом цунами, о чем будет рассказано ниже. Здесь же упомянем только, что защита населения от возможного появления цунами в настоящее время по существу сводится к уходу населения из районов, где ожидается затопление, на более возвышенные места, но спасти от разрушения здания не представляется возможным.

Остается третий способ - сейсмостойкое строительство; это, пожалуй, главное, что может свести к минимуму результаты возможных катастроф. Но, поскольку возведение сооружений с соответствующим запасом прочности - работа дорогостоящая, необходимо, чтобы ей предшествовало четкое микросейсморайонирование, чтобы, с одной стороны, не завышать сейсмичность, конкретного Района, где будет проводиться постройка, а с другой - не занижать ее, так как это связано с безопасностью населения.

Разумеется, следует учитывать и использовать по возможности все три способа защиты населения от сейсмической опасности. В некоторых случаях, когда этого достаточно, можно применять и другие: устройство бетонированных заградительных дамб, лесонасаждений, заградительных валов из крупных камней, волноломов, и т. п.


Сжатие земной поверхности в продольном (Деформация рельсов) и растяжение в поперечном (обрушение мостов) направлениях во время Ниигатского землетрясения 1964 г. (Япония)

Деформация рельсов в туннеле во время землетрясения 1952 г. (штат Калифорния, США)

Поезд, Сброшенный с рельсов волной во время цунами 1964 г. (Аляска, США)

Осадка лестницы и плит покрытия причальной стенки пирса во время Монеронскoro Землетрясения (фото В. М. Буслова)

Монеронское землетрясение

Все познается в сравнении. Количество землетрясений, происходящих на земном шаре ежегодно, можно оценивать, например, только десятками, а можно и сотнями тысяч! Все зависит от того, с какого энергетического уровня вести отсчет.

Поверхность земного шара очень обширна. Однако, несмотря на приуроченность очагов землетрясений к определенным сейсмическим поясам, что значительно увеличивает их концентрацию на каждую квадратную единицу таких участков земной поверхности, землетрясения, особенно сильные, в каждом конкретном месте происходят довольно редко. Вероятно, поэтому люди, живя в сейсмически активной зоне, практически не думают об опасности.

Близ юго-западного побережья Сахалина, примерно в 50 км западнее от него расположен совсем небольшой островок - Монерон. Приблизительные его размеры - 3,5Х7,0 км. От Сахалина он отделен сравнительно мелководной частью Татарского пролива. По описанию Н. Н. Леонова, остров представляет собой несимметричное поднятие с несколько смещенной к западу высшей точкой - горой Старицкого (493,3 м). К северу и югу плоская его часть полого опускается к берегу. В этих же направлениях текут речки Монерон (на север) и Усова (на юг). Западный борт поднятия более крутой, с отвесными скалами. Вдоль берега тянется узкая каменистая полоса пляжа. На отдельных участках заметны выходы твердых пород, образующих "непропуски" - отвесные скалы (иногда с обратным уклоном), которые уходят под воду Татарского пролива.

Восточный склон поднятия более пологий, с широкими предгорьями, но в прибрежной его части отделяется крутыми обрывами. Максимальной высоты предгорья достигают в центральной части (до 200 м), а в северной и южной - не превышают 50 м. В центре острова, на восточном склоне, выделяется несколько террасовидных уровней на высотах 250, 100 и 50 м. Береговая линия острова сильно изрезана и образует ряд широких заливов. Склоны прорезаны большим количеством ручьев.

Очаг землетрясения, происшедшего 6 сентября 1971 г. в 5 час. 35 мин. 27 сек. по местному времени (18 час. 35 мин. 27 сек. 5 сентября по Гринвичу), возник на сравнительно небольшой глубине, 15-20 км от поверхности Земли, под дном Татарского пролива, чуть северо-восточнее о-ва Монерон.

Известно, что изменения в рельефе местности, как правило, заметнее и значительнее с приближением к эпицентру. В непосредственной близости от очага оказался о-в Монерон. Он и подвергся тщательному обследованию. Н. Н. Леоновым и другими было установлено, что значительные обвалы и оползни образовались преимущественно на крутых и обрывистых берегах. Наиболее крупные дислокации приурочены к склонам, сложенным переслаивающимися пачками туфогенных песчаников, алевролитов и аргиллитов. Максимальные оползни превалируют в пределах крупных склонов, ориентированных в северо-западном направлении. Самые крупные обвалы зафиксированы в северо-западной части острова со стороны Татарского пролива, несколько севернее м. Сахарная Голова, где в нижней части крутых обрывов высотой до 300 м обнажаются туфогенные песчаники и алевролиты. Общую массу пород при некоторых обвалах можно было оценить в 10 тыс. м3, объем отдельных глыб достигал 30-50 м3.

Мощные покровные четвертичные отложения на наиболее крутых склонах и сильнообводненных участках, образовав оползни в виде ступеней или конусов протяженностью до 50-100 м, спускались с высоты 30-50 м. Крупный обвал был обнаружен В. М. Бусловым при обследовании восточной части острова, севернее м. Красный, в районе бухты Чупрова. Здесь в довольно глубоком распадке с крутыми стенками, поросшими редколесьем, были нагромождены обломки скал объемом 3-5 м3, сорвавшиеся с 50-метровой высоты. На пути своего падения они переломили стволы берез диаметром 20-30 см, а отдельные деревья вырвали с корнями. Общая ширина обвала составила полосу не менее 20-25 м.

Кроме обвалов и оползней, на Монероне зарегистрировано множество больших и малых трещин. Некоторые из них, протягиваясь на расстояние до 70 м, имели ширину до полуметра. Крупная трещина была обнаружена вдоль склона небольшого хребта, спускающегося к средней части бухты Чупрова на северо-западной стороне острова. Она возникла на сравнительно ровном травянистом склоне, примерно в его средней части. Любопытно, что вдоль разрыва, происшедшего по мягкому почвенно-растительному склону, образовались выбросы грунта.

Следует отметить, что все остаточные деформации приурочены в основном к северо-западным, северным и восточным склонам. На юге острова замечены лишь небольшие оползни, по обочинам дорог и на сильнообводненных крутых склонах с мощным покровом четвертичных суглинков встречались отдельные глыбы пород и камни. В глубине острова сколько-нибудь заметных следов остаточных деформаций не обнаружено.

В ряде жилых помещений в результате подземного толчка были частично повреждены печи и трубы, со стен и потолков осыпалась штукатурка. Сотрясение, вызванное главным толчком, "почувствовало" и такое прочное сооружение, как маяк. Здесь, на верхней площадке, лопнул бетонный постамент толщиной 40 см, возможно в результате раскачки массивного отражателя. Повреждения достроек и деформации в грунте позволяют оценить сотрясение на Монероне в 7-8-баллов.

Небезынтересно привести рассказы очевидцев, случайно оказавшихся в это время в непосредственной близости от эпицентра землетрясения. Об их наблюдениях довольно подробно писал в холмской газете "Коммунист" ("Репортаж с острова Монерон") начальник подводно-изыскательской партии Сахалинской экспедиции Дальморниипроекта инженер И. Б. Пригорев. И хотя в заметке бесспорно есть преувеличения, свойственные первым впечатлениям, она представляет интерес весьма ценными наблюдениями о некоторых предвестниках, свойственных сильным землетрясениям. Приводим публикацию с сокращениями.

"5 сентября 1971 г. от причала Холмского порта отошел и взял курс к о-ву Монерон МК (малый катер - Н. Щ.) "Волга" с нашей экспедицией на борту. Цель экспедиции - обследование гидротехнических сооружений порт-ковша на острове в надводной и подводной частях.

В составе экспедиции были трое ленинградцев - кандидат технических наук Валерий Буслов, инженер Юрий Шишов, инженер Валерий Глинчиков, трое сахалинцев - инженер Станислав Полищук, техник Анатолий Сахнов и автор этих строк. Команда катера состояла из 7 человек во главе с капитаном Семеном Наумовичем Сукачем. Часа через полтора хода на горизонте показался Монерон. Вершины его сопок были плотно укрыты облаками. Очень красиво: остров как бы повис между горизонтом и небом. Еще несколько часов хода, и мы швартуемся у причала монеронского порт-ковша.

Кроме Станислава и меня никто из членов экспедиции здесь не бывал. Все были в восторге от вида сопок с почти отвесными склонами, высота которых превышает 400 м, и изумительно прозрачной морской воды: через трех-четырехметровый слой ее на дне можно рассмотреть буквально каждый камешек. Времени до темноты было еще много, поэтому не мешкая натягиваем резиновые гидрокостюмы, надеваем ласты и акваланги и приступаем к обследованию подводной части гидросооружений ковша. Работается легко благодаря почти абсолютной прозрачности воды. Нас со Станиславом несколько удивляет, что "цветки" актиний, или, как их еще называют "морских анемонов", почему-то закрыты. Валерий Буслов и Толя Сахнов, которые пошли под воду за пределами ковша, чтобы набрать на ужин трепангов и настрелять рыбы на уху, также сразу обратили на это внимание.

Рыбы под водой очень много. Особенно хороши ерша всех видов и расцветок. Однако моряки из команды, которые вышли в море порыбачить, ко всеобщему удивлению, возвратились практически ни с чем. Пара ершей да какая-то тощая камбала. Странно, так как обычно здесь (по словам тех, кто раньше рыбачил в монеронских водах) - "сумасшедший клев". Выручает Валерий со своим "дальнобойным" подводным ружьем. Когда он выбирается на берег, у него на кукане болтается с десяток отличных ершей.

Удивляет нас также какая-то необычная тишина, стоящая над островом. Ах, вот оно что: почти не видно птиц, которых раньше здесь было видимо-невидимо! Лишь изредка пролетит чайка да где-то пискнет кулик...

-...Спать разошлись поздно - шел уже второй час ночи. Юрий и два Валерия поставили палатку прямо на причале, а остальные спустились в кубрик на катере и разместились на койках.

Пробуждение было необычным. Я проснулся от невероятной тряски и сильнейшего гула; койку дергало из стороны в сторону так, что пришлось ухватиться за какой-то выступ. Впечатление было таким, что кто-то завел двигатель катера, а винт колотит по камням. Быстро глянул на циферблат часов: было 5 час. 35 мин. Так ничего и не поняв, глянул на соседние койки: никто не спит, но и не встает. В этот момент послышался снаружи крик Валерия Глинчикова:

- Подъем! Подъем! Сильное землетрясение!

Тут уж мешкать было нечего: что ни говори - ощутимые землетрясения случаются не каждый день. Через несколько секунд все были на причале...

Огромная бетонная масса причала ходила ходуном из стороны в сторону. Откуда-то дул сильный ветер. На западе над сопками висел диск луны, заливающий все вокруг ровным светом. Казалось, что не только причал, но и сами сопки скачут в каком-то диком танце, хотя, вероятнее всего, это было результатом тряски под нашими ногами. Все это сопровождалось сильным гулом из-под земли и страшным грохотом, вызванным мощнейшими камнепадами со склонов сопок и скал. Тысячи тонн камня, сталкиваясь и высекая друг из друга искры, превратили эти склоны в сплошные стены огня. Даже скала, загораживающая порт-ковш от действия штормовых волн с востока, превратилась в огненный барьер высотой с четырехэтажный дом. Впечатление было такое, что мы попали в гигантский огненный мешок.

Кончилась тряска минуты через три после первого сильного толчка. Еще какое-то время грохотали камнепады. Затем все стихло. Сначала мы молчали, потрясенные грандиозным явлением природы, потом заговорили почти все разом, делясь впечатлениями от увиденного. Стало понятным и отсутствие птиц на острове, и странное поведение рыб, "не желающих" клевать, и поведение актиний, возможно, связанное с землетрясением. Глинчиков, проснувшийся еще до землетрясения, рассказал, что он слышал звук небольших камнепадов еще до первого толчка, но отнес это на счет охотящихся лис, которые живут на острове.

...После обеда мы отправились обследовать остров. Постепенно разбрелись по разным склонам. Следов землетрясения было больше чем достаточно. Склон, который вчера еще был совершенно зеленым, посередине пропахан двумя черными бороздами, оставленными камнепадами; трава и кустарники сметены бесследно; по краям борозд кое-где белеют изогнутыми стволами каменные березы, принесенные сверху, рядом с ними вцепились в склон своими зелеными лапами пихты с неестественно обнаженными корнями. Подниматься приходилось предельно осторожно, так как на склоне, кажется, нет ни одного надежного камня, на который можно было бы поставить ногу. То один, то другой из них вдруг катится вниз. А это что? На крутом зеленом склоне чернеет непонятно зачем вскопанная здесь траншея длиной метров до 20, шириной до 1 м. Вон вторая, третья. Когда подобрались поближе, стало ясно, что это не что иное, как трещины, образовавшиеся в земле после вчерашней тряски. Кстати, Валерий Буслов, поднявшийся еще выше, видел там трещины длиной до 70 м.

Время от времени земля начинает гудеть, после чего следуют очередные толчки. Несмотря на то что толчки эти несравненно слабее первых, здесь, наверху, ощущение такое, что земля буквально уходит из-под ног".

Несколько позднее участники второй группы, находясь под водой, услышали "очень сильный гул. Сейчас будет толчок. Так и есть. Ощущение не из приятных: здесь, под водой, чувствуешь толчок всем телом, каждой клеткой, а гул гораздо сильнее, чем на поверхности. С опаской поглядываем на стенки подводного каменного ущелья. Они, однако, стоят крепко и, главное, сверху ничего не сыплется. Лишь очертания дна стали несколько расплывчатыми: толчок взмутил тонкий слой песка и морских отложений на склонах...

...Вечером, уже после захода солнца, мы стали свидетелями гигантской лавины, сорвавшейся с крутой стены недалекой сопки. Каменная масса, пролетев по воздуху около ста метров, сбила на своем пути карниз и с невероятным грохотом долго мчалась вниз в облаке пыли и дыма, сотрясая землю. Моряки из команды поглядывали на склон, поеживаясь, так как несколько часов назад они проходили под ним всего лишь немного ниже того места, где сейчас лавина остановилась.

Станислав по образованию - инженер-геолог. Он что-то долго высчитывал в уме, а потом сообщил всем, что мы находимся недалеко от эпицентра землетрясения. На него было посмотрели с недоверием, но он привел какие-то данные о геологическом строении дна моря и скорости распространения волн цунами, которые пришли к нам через несколько минут после толчка, и пришлось с ним согласиться. Уже через день, прочитав в Холмске газеты, мы убедились, что он был прав: эпицентр действительно был в районе Монерона.

На следующее утро, 7 сентября, выполнив программу нашей экспедиции, мы отошли от причала монеронского порт-ковша. Перед тем как взять курс на Холмск, Семен Наумович провел катер прощальным курсом вдоль берегов острова. Монерон, как и прежде, выглядел величественно, у берегов его пенился кружевной кромкой прибой. О происшедшем землетрясении напоминали лишь следы камнепадов, оставшихся черными морщинами на круто падающих в море склонах... До свидания, Монерон! Ты заставил нас поволноваться, но взамен подарил ни с чем не сравнимое чувство познания нового, грозного и величественного".

А как проявилось землетрясение на территории юго-западной части Сахалина?

Менее всего пострадали грунты. Небольшой оползень произошел лишь в покрывающих суглинках нижней части крутого склона на небольшом водоразделе между бассейном речки Горнозаводской и берегом моря; в шахте в Шебунино нарушилась бетонная крепь и перемычки, в результате пришлось прекратить работу в шахте на срок до полутора суток. Других деформаций грунта обнаружено не было.

Судя по повреждениям построек на юго-западном побережье Сахалина, более всего землетрясение проявилось в Шебунино и Горнозаводске.

Шебунино - небольшой шахтерский поселок, раскинувшийся в широкой долине небольшой речки Шебунинки. Условно его можно разделить на нижнюю и верхнюю части. В нижней, старой части поселка расположены в основном одноэтажные каркасные (каркасно-щитовые, каркасно-засыпные) постройки. Верхняя часть поселка раскинулась на возвышенной террасе и застроена главным образом новыми двухэтажными домами из бруса. Несколько в стороне, также на возвышении, расположены и производственные здания шахты.

Наибольшие разрушения произошли в старой части поселка, особенно в постройках барачного типа, где, в частности, было повреждено до 75% печных труб и несколько меньше самих печей. Появилось множество трещин на потолках и стенах, кое-где откололись куски штукатурки.

В верхней части поселка повреждений было меньше в силу большей сейсмоустойчивости зданий. В большинстве построек образовались мелкие трещины в штукатурке и в печах. Нарушение дебита одной из скважин и разрывы в трубах вызвали перебои в водоснабжении поселка. Аналогичные повреждения имели место и в небольшом городке - Горнозаводске, расположившемся в долине р. Лопатинки и на склонах близлежащих холмов.

Сопоставление повреждений дает основание оценить силу сотрясения в Шебунино и Горнозаводске по шкале MSK-64 в 7 баллов.

Невдалеке от эпицентра оказались и города Невельск и Холмск, расположенные на побережье Татарского пролива. В Неведьске и Холмске современная капитальная застройка представлена в основном зданиями высотой до пяти этажей с несущими стенами из крупных или мелких бетонных блоков. Многие дома имеют каркасную конструкцию. Встречаются здания со свайными фундаментами и фундаментами в виде сплошной плиты. Большинство построек возведено в условиях сложной геологии: на склонах и площадках, сложенных крупнопадающими пластами, на толще слабых, иногда насыпных грунтов в распадках, на наносах, непосредственно в прибрежной полисе и т. п.

В целом повреждения, вызванные землетрясением, в капитальных зданиях незначительны. Трещины образовывались преимущественно на глухих участках стен, ослабленных нишами и другими выемками. Большое количество трещин обнаружено в различных перегородках и швах между блоками, в стенах лестничных блоков, между панелями перекрытий, на карнизах зданий. Однако все они не представляли сколько-нибудь серьезной опасности.

Силу сотрясения в указанных пунктах можно оценить в 6 или 7 баллов в зависимости, в частности, от грунтовых условий.

Землетрясение в той или иной степени ощущалось и во многих других населенных пунктах южной части Сахалина. Сила сотрясения, естественно, уменьшалась с увеличением расстояния от эпицентра. Изменение балльности в среднем хорошо представлено схемой поверхностного эффекта Монеронского землетрясения, составленной Н. Н. Леоновым и др. (рис. 3).


Рис. 3. Схема поверхностного эффекта Монеронского землетрясения
1 - населенные пункты; 2 - эпицентр землетрясения; 3 - изосейсты; 4 - сила сотрясения в баллах (цифра соответствует баллу); 5 - амплитуды волн цунами (цифра соответствует величине амплитуды в конкретном месте, м)

Средний радиус 7-балльных сотрясений близок к 60 км. При этом небезынтересно отметить, что в некоторых пунктах этой зоны (например, возле м. Кузнецова, в населенном пункте Перепутье и др.) сотрясения едва достигали 5 баллов. Можно предположить, что эти пункты оказались в зоне сейсмической тени вследствие определенной направленности излучения сейсмической энергии, исходящей из очага.

Средний радиус территории 6-балльной сотрясаемости приближается уже к 100 км. На севере эта зона протягивается до Холмска, на востоке ограничивается восточным склоном Камышевого хребта. О западной и южной границах можно говорить условно, так как они "проходят" по водной поверхности.

Изосейста 5-го балла на севере проходит в районе пос. Ильинское, на востоке - через г. Синегорск и продолжается южнее, до о-ва Хоккайдо, пересекая г. Вакканай. Ориентировочно радиус этой зоны можно оценить в 150-160 км. Средняя часть Сахалина находилась в зоне сотрясений 4-5 баллов. Радиус зоны, где сила сотрясения оценивается в 3-4 балла, не превышал 250 км.

В Приморье (г. Советская Гавань) и на Сахалине (пос. Бошняково и г. Поронайск) землетрясение ощущали лишь люди, находившиеся на вахте или при исполнении спокойной работы. По данным Японского метеорологического агентства землетрясение в 2-3 балла отмечалось в городах Абасири и Немуро (на востоке о-ва Хоккайдо). Предельный радиус ощущаемости происшедшего землетрясения в среднем близок к 400 км. Общую площадь сотрясений можно оценить приблизительно в 200 тыс. км2.

Изосейсты вытянуты в северо-восточном направлении вдоль простирания основных тектонических элементов и несколько сжаты вкрест структур (длинная ось макросейсмического поля относится к короткой как 3/2). Вытянутость изосейст особенно заметна в промежутке от 7-го до 5-го балла. Такую конфигурацию изолиний можно объяснить, вероятно, направленностью излучения сейсмической энергии из очага и большим поглощением сейсмических колебаний при прохождении через раздробленную зону Западно-Сахалинского глубинного разлома.

Почти каждое сильное землетрясение сопровождается форшоками и афтершоками. Но для форшоков бывают и исключения. Так, в частности, было при Монеронском землетрясении. Первый толчок оказался самым сильным, затем последовала серия более слабых,

По сведениям Л. С. Оскорбина и других (1972 г.), с 6 сентября по 31 октября стационарные и временные сейсмические станции Сахалина зарегистрировали в его южной части, а также в непосредственной близости от о-ва Монерон 296 афтершоков. Магнитуды этих землетрясении находились в интервале 1,7-6,7. Количество толчков также было различным: в отдельные дни ни одного, но были и такие "урожайные" сутки, как 28 сентября, когда за 24 часа (За начало отсчетов берется время возникновения первого (главного) толчка) станции зарегистрировали 56 афтершоков разной силы. Правда, в основном это были слабые землетрясения, порожденные довольно сильным афтершоком, происшедшим приблизительно в 6 час. утра и имевшим магнитуду 6,2.

Следует сказать, что и основной толчок, и наиболее сильные афтершоки были отмечены не только сейсмическими приборами. Довольно четкая запись есть на ленте гигрографа ЛМ-6 с широкой суточной разверткой, зафиксированы они также барографом и термографом.

В последние дни сентября и особенно в октябре количество повторных толчков резко снизилось, заметно поубавилась и их сила. Если за 25 суток сентября в районе землетрясения после главного толчка зарегистрировано 223 повторных, то за весь октябрь только 73. Причем магнитуда октябрьских афтершоков не превысила 4,0, за исключением одного, происшедшего 10 октября около 3 час. ночи по сахалинскому времени, с М=4,2; в сентябре 13 толчков имели М=5,0.

Ниже представлена табл. 5 основных параметров Монеронского землетрясения и его повторных толчков за сентябрь 1971 г., составленная Л. Ф. Волковой и Л. С. Оскорбиным.

Почти любое событие по прошествии некоторого времени тщательно изучается и становится совершенно понятным. Теперь можно сказать, и сколько толчков было при Монеронском землетрясении, и как они распределялись во времени, и какой были силы, и многое другое. Далеко не так обстояло дело вначале. Действительно, пока не будет найдено способа прогнозировать землетрясения, разумеется, никто не сможет предсказать, как долго, например, будет продолжаться сейсмический процесс, начавшийся в том или ином районе земного шара.

Таблица 5

Дата Время возникновения (по Гринвичу) Координаты эпицентра Глубина гипоцентра, км Магнитуда Горизонтальная протяженность очага, км
с. ш. в. д.
5 18 35 27 46,45 141,30 15 7,2 100,0
19 33 46 46,34 141,15 10 5,8 16,0
20 36 57 46,70 141,30 10 5,3 8,1
6 02 59 39 46,64 141,41 10 5,4 9,3
06 45 59 46,36 141,10 10 5,8 16,0
10 48 29 46,50 141,25 10 5,3 8,1
13 37 10 46,62 141,51 10 6,2 25,7
8 03 17 25 46,65 141,41 10 5,6 12,0
11 48 25 46,36 141,05 15 6,7 48,4
12 38 57 46,37 141,10 20 5,0 5,6
15 02 11 46,55 141,18 10-20 5,0 5,6
16 59 54 46,20 141,01 15 6,3 29,2
19 22 17 46,34 141,02 20 5,0 5,6
27 19 01 44 46,36 141,11 10 6,2 25,7

Однако жители районов, где происходят землетрясения, после первого же сильного толчка обычно хотят знать, возникнут ли еще ощутимые толчки, когда, какой силы и т. д.

Через два дня после главного толчка в местной газете сообщалось: "По мнению специалистов, толчки будут продолжаться в течение одной-двух недель. Хотя их сила и частота должны постепенно ослабевать, следует проявлять осторожность и принимать меры, предупреждающие несчастные случаи" (Сов. Сахалин, 1971, 8 сент).

В приведенном абзаце все совершенно верно. Но некоторые жители, прочитав эту заметку, стали вести счет дням. Когда со времени главного толчка (6 сентября) прошло 7 дней, а затем и 14, предположили, что уж по крайней мере 20 сентября всякие ощутимые толчки должны совершенно прекратиться. А тут вдруг возник афтершок (М=6,2) даже 28 сентября!

Оценка времени при землетрясении может быть лишь приблизительной. Указанную фразу следовало понимать так: через промежуток времени продолжительностью Т маловероятно возникновение сейсмического толчка, равного по силе главному, и что сотрясаемость в данном районе через время Т в среднем уменьшится в п раз.

К тому же необходимо учитывать, что "чувствительность" человеческого организма к разным событиям различна. Это, в частности, касается и оценки землетрясений. Избирательная чувствительность организма разных людей здесь довольно велика: одни ощущают землетрясение (находясь в спокойном состоянии), например в 2 балла, другие же не замечают его даже при 4, особенно, если они занимались в это время каким-либо физическим трудом. В таких случаях часть людей будет утверждать, что землетрясение было, другие же этот факт станут отрицать.

Сказанное можно проиллюстрировать таким, например, графиком (рис. 4). Отложим по горизонтали течение времени - дни месяца (от начала землетрясения), по вертикали - класс землетрясения (Класс землетрясения - энергетическая характеристика землетрясения. Для удобства построения графика в данном случае вместо магнитуды использован класс) (или силу сотрясения в баллах) главного толчка и последующих афтершоков. Рассмотрим Монеронское землетрясение. Чтобы график не был очень растянут, возьмем не все афтершоки, а только по три наиболее сильных за каждые сутки. Проведем наклонную прямую ее, соединяющую вершины вертикальных, изображающих первый, самый сильный толчок и последний, неощутимый 31 октября. (Позднее, в ноябре, в этом районе приборами еще фиксировались очень редкие и слабые толчки, не ощутимые для людей и не нужные для нашего рассуждения.) Наклон линии будет свидетельствовать, что сила сотрясений земной поверхности, вызываемая афтершоками, в целом постепенно затухает. Так происходит при любом землетрясении. Разница будет только в угле наклона, поскольку при разных землетрясениях количество и сила афтершоков различны. (По отдельным дням линия ее могла бы менять свой наклон под разными углами и нередко показывать даже усиление, а не затухание сотрясаемости. Но в целом этот наклон будет всегда свидетельствовать об уменьшении в данном районе сотрясаемости, поскольку каждый сейсмический процесс рано или поздно прекратится.) Линия аа, параллельная горизонтальной оси, пусть показывает величину сотрясаемости, близкую к 2 баллам, т. е. такую, которая соответствует чувствительности самого чуткого к землетрясениям человека. Линия 66 - то же, что и аа, но только отвечает той границе человеческой чувствительности, при которой землетрясение ощущается, по существу, уже всеми людьми (величина, близкая к 4 баллам). Полоса между линиями аа и бб показывает, что серия мелких землетрясений, следующих за главным толчком, значительное время будет вызывать оживленные споры о том, было ли слабое землетрясение в какой-то конкретный момент времени или нет, поскольку у разных людей различна чувствительность к ощущению сотрясаемости.


Рис. 4. График, характеризующий постепенное, но неравномерное затухание сотрясаемости в эпицентральной области

Тогда, интерпретируя рис. 4, можно заметить, что, несмотря на затухание процесса и (в итоге) его прекращение, ощутимые афтершоки давали о себе знать даже для самых "малочувствительных" людей до 28 сентября. Что же касается самых "чувствительных", то они могли ощущать землетрясения вплоть до 30 октября. Эти сроки могли оказаться и более продолжительными. Точно предсказать их в наше время пока, к сожалению, невозможно.

Цунами на Сахалине

Землетрясение 6 сентября 1971 г. в районе о-ва Монерон является событием редкостным. Такой характеристики оно заслуживает по крайней мере из-за двух особенностей. Во-первых, за всю историю наблюдений в окрестностях Сахалина землетрясений такой большой энергии (М=7,2) никогда раньше не отмечалось. А во-вторых, несмотря на мелководье этой части Татарского пролива, землетрясение тем не менее возбудило цунами.

Цунами зарегистрировано многими мареографными установками: Сахалина (в пунктах Холмск, Невельск, м. Крильон, Корсаков), Приморья (Советская Гавань и Адими), Курильских островов (Курильск), Японии (на островах Ребун и Хоккайдо).

Уже приводился рассказ очевидцев, оказавшихся почти в эпицентре землетрясения. Они же поведали и о цунами, свидетелями которого стали: "Минуты через 4-5 (после основного толчка.- Н. Щ.) мы услышали какой-то странный шум. Казалось, что где-то бегут ручьи. При свете луны удалось разглядеть, что через швы в бетонной надстройке южного причала на акваторию ковша из-за стенки интенсивно поступает вода, а уровень ее в ковше резко понижается. Отход воды от берега - это самое характерное явление, предупреждающее о возникновении волн цунами: вслед за ним должен последовать такой же резкий подъем воды либо возникновение волны цунами. Но одно дело, когда что-то читал об этом, другое - наблюдать, как вода с большой скоростью уходит от берега. Кто его знает, сколько это будет продолжаться?

Наш катер между тем оперся привальным брусом на выступ причальной стенки и начал крениться набок. Капитан зашел в рубку, завел двигатель и дал передний ход; через несколько секунд катер вздрогнул и, сорвавшись с выступа, принял горизонтальное положение на воде. В это время мы обратили внимание на "ворота" ковша. Вот это было зрелище! Из ковша в бухту через "ворота" уходила вода. Но с какой скоростью! Ширина "ворот" составляет около 20 м. И через проход в бухту с шумом, бурля и завихряясь водоворотами, мчалась река. Такой скорости движения воды в море нам видеть не приходилось. Наш катер прижало течением к причалу, а швартовы были натянуты как струны. Бросили в воду окурок - он пулей пронесся через "ворота" и исчез в темноте.

В течение 3 мин. уровень воды в ковше понизился на 80 см. Через 4-5 мин. отход воды замедлился, а затем прекратился совсем. Еще через минуту мы заметили, что вода начала прибывать. Вскоре течение в "воротах" стало таким же сильным, как и при оттоке воды. Опять шум, буруны и водовороты. В течение 5-6 мин. уровень воды поднялся на 60-70 см выше того, который держался перед землетрясением. Возникла опасность затопления причала. Пришлось срочно снимать палаточную стоянку.

Но природа на сей раз пощадила наш покой. Причала вода не затопила. Тем не менее общий перепад уровня составил около 1,5 м, что является для цунами в районе Сахалина весьма значительной величиной. Спады и подъемы воды продолжались до рассвета...".

По впечатлениям членов экспедиции максимальным было не первое, а последовавшие за ним третье и пятое колебания уровня. Затем амплитуда последующих колебаний начала уменьшаться и через 8-10 циклов перестала быть заметной. Полный период одного колебания по приблизительной оценке составил около 6 мин.

Подъем и падение уровня сопровождались сильным приливно-отливным течением во входной части ковша, хотя значительное количество воды во время приливов и отливов поступало также через разрушенные участки оградительных сооружений.

Приведенные наблюдения, особенно в количественных оценках, следует считать приблизительными, поскольку внимание членов команды и экспедиции было в основном занято катером, привальный брус которого во время подъема уровня оказывался выше отметки кордона причала, а при последующих спадах катер дважды зависал привальным брусом на стенке.

Сведения о визуальном наблюдении волн цунами на Сахалине в момент их проявления довольно скудны. Относительно достоверные данные получены через сутки по остаточным следам цунами на прибрежной полосе и по немногочисленным сообщениям очевидцев.

В юго-западной части Сахалина (в пунктах Шебунино и Горнозаводск) предельная высота гребня цунами определялась наполовину визуально, наполовину инструментально, с помощью нивелирования. Нивелирование проводилось от уреза воды по меткам высоких вод: в Горнозаводске в одной точке - в устье р. Горной, а в Шебунино в двух точках побережья - в устье Шебунннки и примерно в 500 м к югу на открытом побережье, где граница заплеска четко выделялась в виде узкой полосы щепок, бревен и различного мусора, отнесенного волной цунами от уреза воды. В обоих случаях максимальная высота волны цунами приближалась к 2 м.

Согласно визуальным наблюдениям в Шебунино цунами началось с прилива. Первая волна, самая большая, подошла около 6 час. утра, дальность ее заплеска в глубь побережья доходила до 20 м, период - от 20 мин. до получаса. После этой волны отмечено еще две, значительно меньших по величине. Вода в Шебунинке поднялась на высоту, близкую к 1 м.

По свидетельству очевидца, отправившегося около 8 час. утра в ближайший пос. Лужки ловить рыбу, вода в реке вела себя как-то странно: ее течение периодически меняло направление. По-видимому, это было связано с колебаниями, вызванными волнами цунами, или сейшевыми колебаниями, возбужденными цунами.

Имелись сведения о проявлении цунами и в более удаленных от очага цунами населенных пунктах. Так, по словам капитана буксира Кулагина М. П., утром рыбаки обратили внимание на аномальное изменение уровня моря, выразившееся в подъеме воды приблизительно на 0,5 м. Это было замечено по плашкоуту, который рыбаки пытались снять с мели. Неожиданно плашкоут всплыл, но, пока готовились к его отбуксировке, уровень воды вновь спал и плашкоут опять оказался на мели. Жительница с. Пензенского Томаринского р-на, утром полоскавшая белье в речке, впадающей в море, также обратила внимание на резкое поднятие уровня воды (примерно на 0,5 м.) и обратное течение реки.

По сведениям из Красногорска, уровень воды в р. Тихой утром 6 сентября поднимался почти на 1 м. Одновременно жители пос. Орлове, расположенного несколько южнее Углегорска, наблюдали подъем уровня воды в р. Покосной приблизительно на 0,5 м. Севернее перечисленных пунктов, начиная с Углегорска и в непосредственной близости от него, аномальных изменений уровня воды не наблюдалось.

Как уже упоминалось в начале главы, цунами было записано мареографными установками Сахалина, Приморья, Курильских островов и Японии (рис. 5). Высота волн, время их прихода, период и продолжительность колебаний в разных пунктах различны. Первая волна цунами была приливной во всех пунктах, что может свидетельствовать о взбросовой подвижке в очаге землетрясения. Величина этой подвижки, по-видимому, не могла быть большой, поскольку максимальная амплитуда волны, вызванная ею даже в ближайшем пункте от эпицентра (Невельск), не превышала 41 см. Или же если подвижка была более или менее значительной, то она имела направление взбросо-сдвига.


Рис. 5. Мареографиые записи Монеронского цунами в различных пунктах Сахалина, Приморья, Курильских островов (а и б) и Японии (в) от главного толчка

Значения времени добегания первой волны от места ее возникновения (очаг цунами) до мареографных станций могут быть использованы для построения волновой картины (поля изохрон) с целью определения контура очага (рис. 6), а затем и вычисления энергии этого цунами.

Оконтуривание очага произведено довольно уверенно по данным шести станций: 1) с северо-востока - Холмской (Сахалин); 2) с востока - Невельской (Сахалин) (По уточненным данным, время добегания волны до станции Холмск и Невельск - соответственно 18 и 15 мин., а не 17 и 13, как указывалось в предварительных сведениях); 3) с юго-востока - Вакканайской (Хоккайдо, Япония); 4) с юго-запада - Кафукской (Ребун, Япония); 5) с запада - Адимской (м. Золотой, Приморье); 6) с севера - Советско-Гаванской (Приморье).


Рис. 6. Поле изохрон и очаг Монеронского цунами
1 - пункты мареографных установок; 2 - изохроны; 3 - эпицентр землетрясения по данным Японии; 4 - эпицентр землетрясения по данным СССР, 5 - очаг цунами; 6 - область афтершоков

Ввиду ограниченной точности батиметрии, дальности пробега волны от очага цунами до ст. Корсаков и сложности в построении поля изохрон из-за огибания волной по пути ее распространения м. Крильон волновая картина от пунктов Корсаков, Крильон и Курильск не учитывалась.

Контур очага цунами получен в виде эллипса субмеридионального направления с осями а =71,6 км и в ==51,3 км. Площадь очага S= 2,9*103 км2. По отношению к области афтершоков очаг цунами несколько смещен на север. Эпицентр основного толчка, полученный по японским данным, располагался вблизи центра очага цунами с незначительным смещением к его восточной стороне, по данным СССР,- находился в южной оконечности эллипса.

Таблица 6

Цунами Дата Магнитуда Энергия,эрг
Камчатское 05.11.1952 8,2 1,45*1023
Чилийское 22.05.1960 8,5 3,0*1023
Урупское 13.10.1963 8,1 1,2*1022
Аляскинское 28.03.1964 8,3 2,3*1021
Шикотанское 11.08.1969 8,2 1,8*1019
Монеронское 06.09.1971 7,2 1,1*1018

Оценивая высоты цунами h0, в очаге по максимальному значению волны h на побережье (Невельск, fe=41 см), получим величину h0=6,2 см.

Используя полученные значения S и h0, можем оценить энергию Е цунами по известной формуле E = Sph02g, где р - плотность воды, g - ускорение силы тяжести и h0 - возвышение волны в эпицентре над уровнем моря в момент возникновения цунами. Вычисления дают величину Ё= 1,1*1018 эрг. Японский исследователь Т. Хатори оценивает энергию этого цунами в 3,0*1018 эрг.

Приведем сравнительную табл. 6 величин энергии некоторых известных цунами.

После главного толчка, имевшего магнитуду 7,2, зарегистрировано еще четыре землетрясения с магнитудой более 6,0 (табл. 7).

Таблица 7

Дата землетрясения Время (по Гринвичу), час, мин, сек Сах.время 1 (округлено до мин), день, час, мин Координаты Магнитуда
с.ш. в. д.
06.09.1971 13 37 10 07 00 37 46,62 141.51 6,2
08.09.1971 11 48 25 08 22 48 46,36 141,05 6,7
08.09.1971 16 59 54 09 04 00 46,20 141,01 6,3
27.09.1971 19 01 44 28 08 02 46,36 141,11 6,2

1 Разница между временем по Гринвичу в сахалинским составляет 11 час.

Как показали мареографные записи в пунктах Холмск и Невельск, все указанные в табл. 7 землетрясения возбудили, хотя и очень слабые, волны цунами (рис. 7).


Рис. 7. Мареографные записи слабых Монеронских цунами от сильных афтершоков при Монеронском аемлетрясении в пунктах Холмск и Невельск

В имеющихся литературных источниках почти не встречается описаний сколько-нибудь значительных случаев проявления цунами на Сахалине. Это, на наш взгляд, можно объяснить тем, что здесь за историческое время, по-видимому, вообще не было такого цунами, которое оставило бы след как стихийное бедствие. Слабые цунами тем более не были отмечены из-за определенной трудности их обнаружения. Для этого необходимы были приборные наблюдения, которые начались здесь в основном недавно. И если считать началом приборных наблюдений мареографные записи на Сахалине за 1947 г., то до этого времени можно предположительно указать лишь на три случая цунами, о которых имеются отдельные упоминания или краткие описания. Это цунами (?) 29 сентября 1878 г. с очагом в Татарском проливе (Дуэ), 15 марта 1924 г. с очагом также в Татарском проливе (Углегорское) и 1 августа 1940 г. с очагом в Японском море.

О первом из названных цунами стало известно из "Кронштадтского вестника" от 11(23) октября 1878 г. Здесь была напечатана телеграмма шкипера Зотова: "Из Николаевска-на-Амуре от 4 октября 1878 г. Пароход "Батрак", стоя на якоре в Дуэ на острове Сахалине 29 сентября 1878 г. при штиле внезапною волной и шквалом выброшен на берег и разбит. Все люди спасены. Пароход, выгрузившись, сошел на глубину, но сильною течью опрокинулся и затонул". "Описываемое явление можно предположительно трактовать как цунами от землетрясения с очагом в Татарском проливе или северной части Японского моря" (Соловьев С. Л., Ферчев М. Д. Сводка данных о цунами в CCCP.- Бюл. Совета по сейсмологии АН СССР. М., 1961, № 9, с. 35),- пишут С. Л. Соловьев и М. Д. Ферчев.

При этом все же нельзя однозначно утверждать или отрицать, что событие совершилось по причине возникавшего землетрясения. Вероятнее всего судно было выброшено на берег в результате единичного шквала, пришедшего сюда от шторма, бушевавшего на значительном удалении от Дуэ, так как сведений о землетрясении в том районе также не имеется.

О втором цунами вообще известно только следующее: "...как сообщает Уланов (1924), "вода в реке пришла в страшное волнение"" (Там же).

О третьем сообщают несколько источников. Наиболее подробным, пожалуй, следует считать описание, сделанное Ч. Н. Го и др.: "1 августа 1940 г. в 15 час. 08 мин. по Гринвичу в 140 км к северо-западу от п-ва Сякотан (Хоккайдо), под дном Японского моря произошло землетрясение, редкое для данного региона по силе (М=7,5) и по глубине гипоцентра (до 30 км). Землетрясение имело следующие координаты эпицентра: 44°, 1 северной широты и 139°,5 восточной долготы, и ощущалось по всей западной части Хоккайдо и в ряде других пунктов Приморья. После толчка по всему побережью Японского моря наблюдались волны цунами...

Повреждения от землетрясения были небольшими, но ущерб, нанесенный цунами, - значительный (на Хоккайдо - Я. Щ.). Волнами унесло более тысячи рыбацких лодок, смыты и другие предметы в прибрежных районах Хоккайдо, Сахалина, Приморья" (Го Ч. П., Леонидова Н. Л., Леонов Н. Н. Некоторые данные о цунами 1 августа 1940 г. в Японском море.- В кн.: Волны пунами. Южно-Сахалинск, 1972, с. 279. (Тр. СахКНИИ; Вып. 29)).

О цунами в Приморье (район пос. Тетюхе) сообщается следующее: "...сила подземного толчка, не превышала 3 баллов - он едва ощущался людьми. Через 40-45 мин. уровень моря начал бесшумно повышаться; это было похоже на очень быстрый прилив. То была первая волна, высотой 1,5-2 м, подтопившая берега, но еще не вызвавшая разрушений.

Вторая волна была посерьезнее: ее высота достигала примерно 3,5 м. Она нанесла сильный удар по складам, стоявшим на деревянных сваях вдоль берега, приподняла их, сорвала с опор, выломала полы, смыла в море мешки с продовольствием.

Те кунгасы, что были заякорены, оказались потопленными, а лодки сорванными с причалов. Волнение продолжалось еще некоторое время. Море успокаивалось понемногу" (Там же).

Почти все упомянутое об ущербе от этого цунами относится в основном к территории Хоккайдо, частично - к Приморью и совсем незначительно - к Сахалину. На побережье Сахалина пострадали те предметы, постройки и снасти, которые находились, по-видимому, непосредственно у уреза воды. Это можно подтвердить хотя бы тем, что по приборным данным (японские мареографные записи) волна в Невельске, например, имела высоту всего 24 см.

Анализ расположения очагов землетрясений в той или иной сейсмически активной зоне за большой промежуток времени позволяет убедиться, что внутри земной коры и верхней мантии эти очаги образуют определенные области сосредоточения, которые называются фокальными плоскостями. Они могут размещаться на больших и малых глубинах, горизонтально и наклонно, под большими и малыми углами и т. д.

Что касается зоны перехода от Азиатского континента к Тихому океану, в частности курило-охотского региона, то здесь расположение очагов землетрясений по существующим современным представлениям выражается наклонной плоскостью. Восточное крыло этой плоскости, начинающейся под западным склоном Курило-Камчатской впадины, имеет глубины 30-60 км, а западное уходит круто под материк до глубин 600-700 км.

Под Сахалином и чуть западнее его очаги сконцентрированы в основном на глубинах, близких и превышающих 300 км. При таких глубинах маловероятно, чтобы землетрясения даже самой большой магнитуды могли возбудить сильные цунами. Кроме того, за всю историю сейсмических наблюдении в этом районе не было отмечено толчка с магнитудой, превышающей 7,5 для Японского моря и 7,2 для Охотского моря, Татарского пролива и Сахалина.

Трудно предположить также, что тектонические процессы этого района в ближайшем будущем существенно изменят свой ход, а основная фокальная плоскость - свое положение. Поэтому можно уверенно утверждать, что очаги землетрясений основной фокальной зоны не совпадут в районе Сахалина очагов сильного цунами. Тем не менее слабые цунами вполне возможны.

Следует иметь в виду, что наряду с основной фокальной плоскостью, под Сахалином и в его окрестностях существуют как бы второстепенные тектонические разломы, подвижки вблизи которых создают очаги довольно сильных землетрясений. Эти мигрирующие очаги имеют самую различную глубину залегания, вплоть до поверхностных. Естественно, из них наиболее опасными следует считать землетрясения сильные и с небольшой глубиной гипоцентра. Ведь именно они создают потенциальную возможность для образования очагов цунами, в частности вблизи Сахалина.

Доказательством могут служить уже происшедшие ранее землетрясения: 15 марта 1924 г. с М=6,8 (Углегорское) (Сведений о глубине гипоцентра нет. Но по макросейсмическому проявлению землетрясения можно считать, что оно было неглубоким), 1 августа 1940 г. с М=7,5 и глубиной (H) гипоцентра около 30 км (в Японском море), 16 июня 1964 г. с М=7,5 и H~40 км (Ниигатское), 6 сентября 1971 г. с М==7,2 и H~15 км (Монеронское). Все они, имея глубину гипоцентра, не превышающую 40 км, возбудили цунами. Однако высота волн, по приборным данным, не превышала на Сахалине 0,5 м.

Высота волн цунами, как известно, во многом зависит от прибрежного подводного рельефа шельфовой полосы и конфигурации береговой линии места проявления: зачастую наибольшую высоту волн можно наблюдать в местах, находящихся на значительном удалении от мареографных установок.

Визуальная информация, которую можно получить в любом месте побережья, где застали наблюдателя происходящие события, с этой точки зрения выгодно отличается от приборной. В то же время визуальные показания страдают субъективностью. Они зависят от психологического состояния наблюдателя, его умения выбрать правильный ориентир для измерений, способности оценивать различные факты.

Визуальные данные, как правило, всегда завышены по сравнению с приборными, и ориентироваться только на них было бы ошибочно, однако и пренебрегать ими также не следует. Поэтому, если говорить о таких районах земного шара, где волны цунами не проявляются бурно, а носят характер подтопления (как, например, на Сахалине), то наиболее достоверным, по-видимому, будет некоторое среднее значение максимальных высот волн, взятых из визуальных и приборных наблюдений с учетом места наблюдения, его географических особенностей.

Ниже приводится табл. 8 наиболее значительных цунами, отмеченных на Сахалине за последние 50 лет. В нее включены только те цунами, максимальная высота войн которых по приборным записям была не менее 7 см.

Таблица 8

Регион очага цунами Землетрясение Магнитуда М Высота волны по наблюдениям Проявилось на побережье Характер проявления
Дата и время возникновения (по Гринвичу) Координаты эпицентра *
широта долгота визуальным, см приборным, см юго-восточном юго-западном
Углегорск (Сахалин) 15.03.1924 в 10 час. 31 мин. 49,4 142,0 6,8 ? Нет сведений нет да Волнение воды в реках
Японское море 01.08.1940 в 15 час. 08 мин. 44,2 139,1 7,5 Нет сведений 24 ? " Затоплены подвалы
Камчатка 04.11.1952 в 16 час. 58 мин. 52,3 161,0 8,2 То же 90 да нет Подтопление
Итуруп (Курилы) 06.11.1958 в 22 час. 58 мин. 44,4 148,9 8,2 " 40 " " Слабое подтопление
Чили (Юж. Америка) 22.05.1960 в 19 час. 11 мин. 41,0S 073.5W 8,3 " 150 " " Подтопление
Уруп (Курилы) 13.10.1963 в 05 час. 18 мин. 44,6 149,5 8,0 " 36 " " Слабое подтопление
Уруп (Курилы) 20.10.1963 в 00 час. 53 мин. 44,6 150,5 7,5 " 14 " " То же
Аляска (Сев. Америка) 28.03.1964 в 03 час. 36 мин. 61,6 147,6 W 8,5 " 42 " " "
Ниигата (Япония) 16.07.1964 в 04 час. 02 мин. 38,4 139,2 7,5. " 7 нет да "
Япония (Тихий океан) 16.05.1968 в 00 час. 49 мин. 40,7 143,6 7,9 " 8 да нет "
Шикотан (Курилы) 11.08.1969 в 21 час. 28 мин. 43,3 147,8 8,2 " 27 " " "
Монерон (Татарск. пр.) 05.09.1971 в 18 час. 35 мин. 46,4 141,3. 7,2 200 41 нет да Слабая волна
* За исключением районов Чили (широта и долгота) и Аляски (долгота), в таблице широта северная, долгота восточная.

Как видно, цунами на Сахалине может проявиться как от землетрясений с эпицентрами, возникающими в непосредственной близости от Сахалина (Углегорское, Моне-ронское), так и от землетрясений с эпицентрами на весьма значительном удалении от него (Камчатское, Чилийское). И высота волн (Речь идет о максимальной амплитуде волны каждого цунами) совсем не в первую очередь зависит от расстояния. Более того, именно далекие землетрясения, как ни странно на первый взгляд, вызвали волны наибольшей высоты: Камчатское (90 см), Итурупское (40 см), Чилийское (150 см), Аляскинское (42 см). Хотя странного тут, вообще говоря, ничего нет, так как все эти землетрясения имели магнитуду более 8,0, а величина возбужденной волны при прочих равных условиях, как известно, главным образом зависит от магнитуды землетрясения и от глубины океана в месте образования очага пунами. Этим прежде всего и отличаются Камчатское и Чилийское от других цунами. И именно они, несмотря на значительную удаленность их очагов от Сахалина, дали самые высокие из всех зафиксированных на Сахалине значения высот волн.

Несколько меньшая волна пришла от Шикотанского цунами (27 см). Это объясняется тем, что, во-первых, над эпицентром землетрясения, где возник очаг цунами, сравнительно небольшая глубина океана, а, во-вторых, энергия этого цунами меньше, чем других, например Аляскинского, Урупского, Камчатского и Чилийского (соответственно почти на два, три и четыре порядка) (см. табл. 6).

Волна Монеронского цунами (41 см) близка по высоте к волнам Аляскинского и Итурупского (при магнитуде землетрясения 7,2) только потому, что измерять ее величину оказалось возможным по показаниям мареографа, находящегося в непосредственной близости от очага цунами (Невельск), где эта волна зафиксирована. Энергия же Монеронского цунами еще меньше, примерно на порядок, даже чем у Шикотанского. Однако в подавляющем большинстве цунами от удаленных очагов - это потерявшие свою силу при длительном движении и трансформации волны подтопления от прорвавшихся сквозь решетку Курильских островов цунами, возбужденные удаленными землетрясениями большой энергии, или по крайней мере от умеренной силы землетрясений (магнитуды 7,0-7,5) с эпицентрами в районе Курило-Камчатской и Японской впадины.

Из всех волн цунами, подошедших к Сахалину и перечисленных в табл. 8, максимальная по приборным данным, как видим, не превышала даже 1,5 м. При таких., цунами ущерб, который они могут нанести сахалинским берегам, будет сравним (если он будет вообще) разве. только что с величиной ущерба, приносимого штормовыми волнами.

Обычно волнам цунами подвержена больше южная, юго-восточная и юго-западная части Сахалина, чем северная, северо-восточная и северо-западная. Что касается северо-западной части острова, то цунами там вообще маловероятно. Но если даже и проявится (проникнув через Татарский пролив из Японского моря), то величина волны будет измеряться только единицами сантиметров, что совершенно не представляет опасности.

Маловероятно, что возникнет цунами, очаг которого находился бы в Охотском море. За рассматриваемый промежуток времени (50 лет) в этом районе отмечен только один случай (6 марта 1956 г.), когда землетрясение с М=6,2 и эпицентром в непосредственной близости от о-ва Хоккайдо, т. е. в южной части Охотского моря (ф=44,4 с.ш. и л=144,1 в. д.), возбудило слабое цунами. При этом более или менее заметная волна была отмечена только в отдельных пунктах Хоккайдо. На Сахалине же, по записи действовавшего в то время мареографа в Корсакове, она едва достигала величины 4-5 см (Четко выраженного цунами на мареограмме не видно из-за некачественной записи. На ленте просматриваются только слабые ветровые и сейшевые колебания). Объяснение этому - отсутствие очагов сильных землетрясений под дном моря, большая глубина очагов сравнительно редко возникающих здесь землетрясений средней силы и малая глубина моря для возбуждения значительных цунами. Таким образом, северная часть Сахалина не подвержена опасному цунами.

Что касается северо-восточной части острова, то последние наблюдения за слабыми цунами и статистические данные позволяют сделать заключение, что максимальная высота волны здесь не достигала и 1 м. Во всяком случае, приборные записи свидетельствуют о максимальной величине цунами лишь в 54 см (Катангли, май 1960 г.).

Возникновение очагов цунами в Японском море и Татарском проливе вполне вероятно. Следует заметить также, что Японское море глубоководное, чем Охотское. Но отсутствие землетрясений с М>7,5 и все-таки сравнительно не очень большие глубины Японского моря, а также мелководье северной части моря и Татарского пролива не создадут условия для возникновения сильного цунами у берегов Сахалина.

Наибольшая вероятность цунами как в количественном, так и в качественном отношении для Сахалина - от удаленных очагов цунами, которые возбуждаются катастрофическими землетрясениями с эпицентрами в глубоководных впадинах окраин Тихого океана. Но и в этом случае, как уже говорилось, волна подойдет к Сахалину ослабленной и проявится лишь только в виде подтопления. Сказанное, естественно, не исключает возникновения мелких разрушений и повреждений и от таких цунами для объектов, расположенных на побережье и близко от уреза воды на низменных берегах.

Ориентировочные максимальные величины высот волн цунами на Сахалине по качественным оценкам следующие" а) для северного, северо-восточного и северо-западного побережья 0,5 м; б) для восточного и западного 1,0- 1,5 м; в) для юго-восточного, юго-западного и южного 2,5-3,0 м.

Более точные данные, необходимые, допустим, для строительства каких-либо объектов на конкретном участке побережья, могут быть получены лишь путем проведения дополнительных, количественных исследований по каждому участку с выдачей необходимых рекомендаций.

О прогнозе явления

Предсказание любого явления, особенно стихийного, - дело чрезвычайно сложное. В природе все взаимосвязано и взаимообусловлено. Факторов, от которых зависит каждое явление, исключительно много, зачастую их просто. невозможно учесть. Однако нередко именно неучтенные факторы способны изменить ход событий и кажущийся верным прогноз вдруг дает совершенно неожиданный результат. Сложность в предсказании цунами усугубляется его зависимостью от землетрясения. Поэтому и прогноз цунами следует также подразделять на долгосрочный и краткосрочный.

К краткосрочному относится прогноз цунами от уже происшедшего землетрясения. Учет всех данных, всех параметров землетрясения дает возможность и в наши дни почти точно предсказывать, будет цунами или нет. Хотя "почти" пока еще остается и, как мы увидим дальше, вводит немалый процент ошибок в предсказание, но недалек тот день, когда точный краткосрочный прогноз станет реальностью.

К долгосрочному следует отнести предсказание всех тех цунами, которые возникнут в будущем при сильных землетрясениях. Но в этом случае, очевидно, приходится говорить не столько о цунами, сколько о прогнозе сильных землетрясений.

Что же сделано в этом направлении, какие исследования ведутся учеными, чтобы обезопасить людей от рассматриваемого стихийного бедствия?

Во многих описаниях землетрясений указывается на сообщения очевидцев о том, что довольно часто при землетрясениях (иногда перед ними, иногда после них) наблюдаются случаи свечения атмосферы: то отдельные вспышки, то слабые подсветы самой разной, иногда довольно причудливой формы, то сполохи или единичные яркие шары, то отблески на облаках. В случае прохождения цунами наблюдаются и свечения морской воды (точнее, не самой воды, а микроорганизмов, возбужденных движением волны) обычно ночью. При некоторых землетрясениях отмечается возникновение гейзеров и песчаных фонтанов.

При сильных и очень сильных землетрясениях появляются видимые земляные волны и возникают очень большие трещины (следует заметить, однако, что трещины, как правило, имеют поверхностное происхождение и почти никогда не достигают глубины гипоцентра даже при мелкофокусных землетрясениях, не говоря уже о глубоких), отмечаются случаи погружения зданий в почву. Иногда происходит обводнение низменностей, даже образование целых озер в результате запруд, возникающих при обвалах и оползнях. Нередко при землетрясениях слышны подземный гул и сильный грохот. Очень часто изменяется уровень воды в колодцах и скважинах, зависящий от изменения уровня водоносного слоя внутри земной коры.

При катастрофических землетрясениях рождались новые небольшие горы и вулканы и исчезали старые, изменялось направление течения рек и образовывались крупные водопады.

По свидетельству очевидцев, Монеронское землетрясение сопровождалось гулом, напоминавшим взрывы бомб или канонаду. Гул, в частности, был слышен на расстоянии до 200 км (пос. Ильинское) в основном в направлении больших осей изосейст.

Участники экспедиции на Монерон свидетельствуют и о других явлениях, предшествовавших этому землетрясению или сопровождавших его. Так, В. С. Глинчиков, находившийся на мостике катера, обратил внимание на резкое (до шквального) усиление ветра перед толчками, хотя в эту ночь сильного ветра не наблюдалось. В море, в направлении Невельска или несколько севернее, члены экспедиции И. В. Пригорев, В. С. Глинчиков и С. Н. Сукач наблюдали ярко-оранжевую вспышку подковообразной формы, а затем, на протяжении 5-8 мин., еще два отсвета типа зарниц, значительно менее ярких, чем первая вспышка, смещавшихся к югу. Существование указанных световых эффектов подтверждается наблюдателями и с западного берега Сахалина.

Достоверность перечисленных фактов в большинстве своем признается наукой. Однако еще бытует мнение, что землетрясения можно предсказать, пользуясь народными приметами или различными предчувствиями. Действительно, существуют рассказы очевидцев и письменные свидетельства о различных фактах аномального поведения животных, птиц, рыб, о предчувствиях людей и т. п. перед землетрясениями.

Так, например, известно, что некоторые домашние животные перед землетрясением ведут себя очень беспокойно: куры, свиньи пытаются выйти из своих помещений; кошки насовсем покидают дома; воют собаки; мычат коровы. Грызуны оставляют свои норы. Отдельные люди испытывают угнетенное состояние перед возникновением подземных толчков.

Замечено также, что некоторые породы декоративных рыбок явно меняют свое поведение в аквариумах, а у берегов в отдельных случаях исчезает промысловая рыба. Наблюдается появление или исчезновение морских водорослей. Птицы покидают свои гнезда.

Утверждают даже, что некоторые растения реагируют на стихийные проявления в природе. Так, например, королевская примула, растущая у подножий вулканов, расцветает перед извержением.

Подобного рода сообщений, как видим, немало. Что можно сказать об этом? Вряд ли разумно отрицать действительное существование многих из перечисленных фактов. Однако далеко не всегда все перечисленное подтверждается. Из бесед с жителями сейсмоактивных районов иногда можно услышать, что вроде и собака выла, и кошки бегали, и корова мычала, и человек чувствовал себя неважно, а никакого землетрясения не произошло. Бывает и наоборот - все чувствовали себя хорошо, а землетрясение произошло, и немалой силы. Иногда кое-что из таких предсказаний и оправдывается. Но отсюда совсем не следует делать вывод об их практической применимости.

Как видим, с одной стороны, имеется много факторов, которые могли бы быть использованы как биологические индикаторы предвестников землетрясения. Однако, с другой стороны, их явно недостаточно для составления надежных научных прогнозов.

К этой проблеме сейчас начинают проявлять большой интерес и правительства многих стран, и международные организации (ЮНЕСКО). Особенно это выявилось после ряда катастрофических землетрясений в последние годы в разных странах: в Агадире (Марокко) и Чили в 1960 г., в Иране в 1962 г., в Скопле (Югославия) в 1963 г.

Наибольшее внимание прогнозу землетрясений сейчас уделяется в Японии, США и СССР. Эти страны, особенно Япония, вся территория которой сейсмична, пожалуй, более всего подвержены землетрясениям и цунами. Неудивительно, что именно в Японии был сделан впервые в 1905 г. сравнительно точный долгосрочный прогноз будущего сильного землетрясения (1923 г.).

В Японии в 1962 г. была составлена программа исследований по проблеме прогноза. Она содержит (в кратком изложении) следующие основные пункты:

1. Геодезические измерения. Цель работ - получить детальные сведения о деформациях земной коры с помощью повторных съемок и нивелирований.

2. Мареографические измерения (уровень моря). Они должны выявлять возможные изменения уровня моря в пунктах регистрации.

3. Непрерывные измерения деформаций наклономерами и деформометрами. Основная цель работ - выяснить связь между процессом накопления деформаций и возникновением землетрясений. Предполагается выявить специфические изменения за несколько часов и суток до сильного толчка на расстоянии в несколько десятков километров от эпицентра.

4. Исследования сейсмичности. Благодаря огромному количеству микротолчков их анализ, быть может, позволит за сравнительно короткий срок установить характер сейсмичности в данном районе.

5. Определение скорости сейсмических волн методами разведочной сейсмологии. Перед сильным толчком, как известно, скорость волн может изменяться, и это необходимо учитывать.

6. Исследования активных разломов. Катастрофические землетрясения часто сопровождаются разломообразованием на поверхности, поэтому, изучая характер и расположение активных разломов начиная с неогена, мы можем судить о сейсмоактивности рассматриваемой территории в прошлом.

7. Измерение геомагнитного поля и теллурических токов. Неоднократно отмечались изменения геомагнитного поля в эпицентральной зоне сильного землетрясения, а также резкие изменения теллурических токов и магнитного поля перед сильным землетрясением и изменения электрического сопротивления пород.

Однако наличие данных еще не доказательство. И цель планируемых работ состоит в проверке этих предвестников.

Изучением предвестников сильных землетрясений занимаются исследователи и многих других стран. По мнению большинства сейсмологов, для решения проблемы долгосрочного прогноза необходимо не только получить ответ на все пункты указанной программы, но и: а) исследовать поведение земных пород при предельных давлениях и температурах в лабораторных условиях; б) изучить миграцию очагов землетрясений (нередко наблюдающиеся случаи перемещения очагов в одном направлении); в) найти методы обнаружения большой концентрации энергии в одном месте; г) выявить закономерности изменения скорости звука в породе при изменении напряжений в ней; д) исследовать изменения локальных магнитных полей; е) обратить внимание на изменения уровней воды в колодцах и скважинах; ж) изучить роль упругих приливов, обусловленных Луной и Солнцем; з) провести анализ тектонических движений за большие промежутки времени; и) заняться изучением пьезомагнитного эффекта; к) вести систематические наблюдения за изменением химического состава воды в глубинных источниках и т. д.

Приведенный перечень далеко не охватывает всех направлений, по которым должны идти научные исследования с целью прогноза землетрясений. Следует указать на большую работу, проделанную в этом направлении чл.-кор. АН СССР С. А. Федотовым. Он исходил из предположения повторяемости циклов сейсмической активности в конкретном районе земного шара (в данном случае имеется в виду Курило-Камчатская зона). Зная период цикла и стадию изменения сейсмичности, можно приблизительно прогнозировать время активного состояния, в которое могут возникнуть наиболее сильные толчки.

Интересный пример предсказания двух сильных землетрясений приводит Э. Роберте: "Японский сейсмолог Омори, анализируя периодичность прошлых землетрясений, пытался установить закон, который позволил бы предсказывать новые удары. К сожалению, такого закона он не вывел, но зато удивительно точно предсказал район и время будущих землетрясений. Изучив историю землетрясений в Тихоокеанском районе, которые явились причиной катастрофы в Сан-Франциско (1906 г.), Омори высказал свои соображения. В апреле он объявил, что, по его мнению, вскоре произойдут два сильных вемлетрясения: одно - в северной части Тихоокеанского. пояса, другое - в Южной Америке, в районе Перу и Чили. В августе того же года сильные землетрясения действительно произошли в названных Омори районах" Мало того, произошли они в один и тот же день!" (Робертс Э. Когда сотрясается Земля, с. 124)

Несомненно, это следует рассматривать не более как случайное счастливое совпадение.

Как пишет X. Кавасуми, он значительное время занимался изучением наклонов земной коры, в частности, на Кии и Мурото, а также на других полуостровах, выдающихся на юг в Тихий океан. Обнаружено, что в большинстве случаев наблюдаются систематические наклоны грунта в одном направлении. Из этого X. Кавасуми делает следующий вывод: "...центр сейсмической активности Тихоокеанского пояса в японском секторе, по-видимому, последовательно перемещается вдоль побережья на юго-запад. После катастрофического землетрясения Панкайдо (1854 г.) сейсмоактивность проявлялась в 1894 г, в прибрежной зоне океана у Немуро и Кусиро (на о-ве Хоккайдо) и затем перемещалась на юго-запад, ознаменовавшись землетрясениями в районах Санрику (1896 г.), Канто (1923 г.), Тонанкай (1944 г.), каждое из которых сопровождалось катастрофическими цунами. Из этих фактов, а также аналогичных событий в прошлом следует, что новый центр активности опять будет в районе Нанкайдо. В октябре 1946 г. я представил в Японскую академию наук статью на эту тему.

Представление, что систематические наклоны на полуостровах, сложенных третичными осадками, являются предвестниками предстоящих разрушительных землетрясений в прилегающей прибрежной зоне океана, было подтверждено землетрясением 1944 г. в районе Тонац-кай, а также недавним землетрясением в Нанкайдо" (Предсказание землетрясений.- В кн.: Сборник статей и материалов по разработке проблемы предсказания землетрясений. М.; Мир, 1968). (Между прочим, ожидаемое землетрясение пока еще не произошло.)

Несколько иначе обстоит дело с краткосрочными прогнозами. К ним, очевидно, следует относить приблизительное предсказание места и времени возможного возникновения землетрясения за несколько часов, дней, недель или месяцев. В этом отношении уже есть кое-какие обнадеживающие результаты. Правда, касаются они только отдельных районов земного шара с довольно постоянным тектоническим "поведением" земной коры. В качестве примера можно привести широко известный район земного шара - разлом Сан-Андреас (Калифорния, США). Его два крыла с достойным удивления постоянством смещаются относительно друг друга. Точнее, огромная область западного разлома смещается в северном направлении со скоростью приблизительно 5 см в год. С целью предупреждения катастрофического землетрясения, подобного Калифорнийскому (Сан-Францисскому, 1906 г.), американскими учеными предложен метод "опускания землетрясения на тормозах". Суть его заключается в следующем: когда в результате смещения участка земной коры напряжение в конкретном исследуемом месте по теоретическим расчетам достигает опасной величины, в месте предполагаемого разрушения земных пород бурятся глубокие скважины. В скважины под большим давлением нагнетается вода. Проникая в мелкие трещины, образующиеся в земной коре перед крупным разрушением или при форшоках, вода, расширяя эти трещины, вызывает очень мелкие землетрясения - микроземлетрясения. И вода, и микроземлетрясения в данном случае играют как бы роль смазки от крупного толчка, который не сможет произойти из-за недостатка скопления энергии в одном месте. Энергия расходуется постепенно на серию мелких толчков, напряжение ослабляется, и катастрофы не происходит.

Как видим, в этом случае люди не только рассчитывают, когда приблизительно произойдет землетрясение, но и противодействуют его стихийному проявлению.

Другой пример краткосрочного предсказания. Известно, что в отдельных районах земного шара в подземных водах изменяется концентрация растворимых инертных газов (гелия, радона и др.) во время изменения активности сейсмических процессов. Этот факт свидетельствует о приближении сильного толчка и может быть использован как предвестник для предсказания скорого землетрясения. Такой метод исследуется в Институте сейсмологии Академии наук Узбекской ССР. В частности, наблюдения за изменениями химического и газового состава подземных вод Приташкентского бассейна показали, что задолго до Ташкентского землетрясения содержание гелия и радона в термоминеральной воде стало заметно увеличиваться. К середине 1965 г. оно возросло почти вдвое, но в октябре 1965 г. наступила стабилизация, затем резкий спад перед 26 апреля 1966 г., когда в Ташкенте произошло 8-балльное землетрясение.

Сразу же после толчка концентрация радона и других инертных газов резко упала. Когда результаты первых лет наблюдений были систематизированы, открылись важные количественные закономерности. Оказалось, что в период, предшествующий сильным подземным толчкам, концентрация гелия в подземных водах увеличивается в 10-12 раз, радона - в 3-4 раза. Растут концентрации и других газов, например аргона и фтора. Изменяется соотношение содержания изотопов и других элементов.

Найденные закономерности подтвердились при изучении сильного землетрясения, которое произошло 14 мая 1970 г. в Дагестане. Сбой ритма "гелиевого дыхания" планеты удалось наблюдать и в других сейсмоактивных районах.

На основе гелий-радонового метода сделаны первые успешные предсказания землетрясений. Например, о подземной стихии в районе оз. Иссык-Куль ташкентские ученые узнали за три месяца до толчка. .Сейчас они предсказывают две трети землетрясений, происходящих в Средней Азии. Узнают о приближающейся катастрофе как минимум за день до первых толчков.

К сожалению, оба приведенных примера нельзя распространить на сейсмические зоны всего земного шара, так как каждый район имеет свои особенности, а указанные причины присущи только конкретным районам.

Что касается краткосрочного прогноза цунами, то здесь нужно хорошо знать следующее: а) точное место (координаты эпицентра) происшедшего землетрясения; б) механизм очага землетрясения; в) высоту волны в очаге цунами; г) время пробега волны до каждого конкретного пункта побережья; д) величину возможной высоты волны на интересующем нас участке побережья; е) дальность заплеска волны в глубь суши; ж) динамические усилия подошедшего цунами на береговые сооружения.

Каждый из перечисленных пунктов представляет собой, по существу, самостоятельную большую или малую задачу. При этом приходится констатировать, что далеко не на каждую из них в настоящее время сейсмологи могут дать исчерпывающий ответ. К более или менее уверенно решенным можно отнести задачи пунктов а) и г) ( д) и е) относятся к разряду тех, которые могут решаться несколькими путями, например: 1) путем сбора сведений о затоплении прибрежной полосы суши возникшей и пришедшей волной цунами и на основе статистического материала определением примерной границы затопления и высоты заплеска на интересующем нас участке; 2) изучением показаний приборов, расположенных в разных точках участка; 3) проведением натурных наблюдений на уменьшенной модели участка в лабораторных условиях с последующим использованием полученных результатов на действительном участке побережья; 4) исследованием на электронной модели бухты или участка мнимого затопления путем введения и изменения необходимых параметров рельефа местности и конфигурации участка прибрежной полосы в работающую модель.

Все указанные методы в настоящее время применяются на практике.

Задачи пунктов б) и в) наиболее сложные и очень важные. Можно, видимо, говорить об их взаимосвязи (точнее, о зависимости величины возвышения воды в очаге цунами от механизма очага землетрясения), так как вероятнее всего высота цунами в очаге обусловливается именно механизмом очага землетрясения. Действительно, если бы мы точно знали, каков механизм очага землетрясения, вызывающего цунами, то, по-видимому, смогли бы теоретически вычислить и высоту волны, возбуждаемую в очаге.

Решение задачи, указанной в пункте ж), жизненно необходимо для проектных расчетов тех сооружений, которые в силу специфики их эксплуатации никак нельзя относить от береговой черты.

Как видно из сказанного, краткосрочный прогноз цунами - и нерешенная и решенная задача: нерешенная - в полном объеме и требующая к себе еще значительного внимания, больших экономических затрат и немалых дополнительных исследований; решенная - в своей главной части (спасение жизни людей).

В настоящее время краткосрочный прогноз цунами сводится практически к предсказанию на базе сейсмических данных возможного возникновения, прихода и появления волн на берегу при условии, если эпицентр землетрясения попадает в цунамигенную зону (Зона уверенного предположения возникновения очага цунами), а энергия толчка достаточно велика, по крайней мере М>6,5. Используя же разность во времени между скоростью распространения сейсмических волн и волн цунами (в 50- 100 раз), можно вычислить время прихода цунами к тому или иному пункту побережья.

Таким образом, предполагая факт возникновения цунами свершившимся и зная время прихода волны к побережью, жители цунамиопасных районов Тихоокеанского побережья Дальневосточной зоны (восточного побережья Камчатки, Курильских п Командорских островов) заблаговременно предупреждаются о грозящей им опасности.

К сожалению, оправдываемость тревог на основе только этого метода недостаточно высока. Поэтому необходимо искать еще и другие методы предсказания цунами, а также эффективные и действенные меры защиты от него.

Одной из наиболее существенных и действенных мер Защиты от цунами является проведение цунамирайонирования береговых территорий и перенесения .всех зданий Е сооружений из затопляемой зоны. Для этого наряду с проведением теоретических расчетов и научных исследований на основе вероятностного прогноза цунами и зависимости величины заплеска от интенсивности волн, для более правильного и уверенного решения вопроса необходимо широким фронтом провести упомянутое выше Экспериментальное моделирование затопляемости берегов особенно опасных районов и по возможности наиболее точно установить границу их затопления.

Кроме того, в силу недостаточно высокой оправдываемость тревог, подаваемых только на базе сейсмических данных, в последнее время параллельно с этим решается вопрос о разработке и введении других, дополнительных методов краткосрочного прогноза цунами (в частности, например, гидрофизического метода, основанного на непрерывных дистанционных наблюдениях с использованием мареографов открытого моря). В этом случае, если волна цунами обнаружена на достаточном удалении от побережья, то с помощью электро- или радиосигнала от мареографа на берегу заблаговременно будет известно о существовании и движении волны. Это даст возможность принять все необходимые меры для спасения людей и некоторых материальных ценностей.

Одновременно, конечно, совершенствуется и сейсмический метод. Принимаются меры к поискам и введению в его методику дополнительных критериев цунамиопасности землетрясений и уточнению существующих, а также к расширению и автоматизации наблюдений на сейсмических станциях.

Но основным методом защиты, по крайней мере для населения, от цунами пока еще приходится считать наиболее пассивный, к счастью, наиболее надежный - метод заблаговременной эвакуации населения на возвышенные места, которые заранее известны жителям каждого населенного пункта цунамиопасных районов.

Служба цунами

Во всех случаях существования потенциальной опасности возникновения землетрясения и цунами вырабатываются не только меры, направленные на защиту от такой опасности, но и создаются организации и ведомства, в обязанность которым вменяется исполнение выработанных мер защиты. С этой целью на Дальнем Востоке в Советском Союзе организована специальная служба цунами. Аналогичные службы существуют еще в двух странах Тихоокеанского бассейна - в Японии и США. Ознакомимся кратко, как они организованы, какова их структура и что входит в их обязанности.

По своим физико-географическим условиям Япония весьма подвержена самым различным стихийным бедствиям: ураганам, тайфунам, вулканическим извержениям, землетрясениям, цунами и т. п. В связи с этим в стране даже создано специальное государственное управление - Японское метеорологическое агентство (ЯМА) - по оказанию помощи пострадавшим от стихийных бедствий. Это довольно крупная организация, ведущая комплексные стационарные наблюдения за различными геофизическими явлениями: метеорологическими, океанологическими, вулканологическими, сейсмологическими и др. ЯМА осуществляет сбор и публикацию результатов наблюдений, а также контроль за техническим оборудованием станций. Кроме того, агентство отвечает за консультации, штормовые предупреждения и прогнозы метеорологических явлений, в том числе и за цунами.

В системе ЯМА находятся также научно-исследовательский метеорологический институт, аэрологическая, сейсмологическая и магнитная обсерватории, институт (учебный) метеослужбы, центральный узел метеосвязи и завод метеорологических приборов.

Служба цунами базируется главным образом на сейсмологических и отчасти на мареографических наблюдениях. Поэтому основной задачей сейсмологической службы является срочное оповещение о цунами.

Как правило, волны затопляют не все побережье Японии, поэтому тревога объявляется порайонно. С этой целью все побережье страны разбито на 17 районов, тревогу объявляют 8 цунами-центров по данным 66 сейсмостанций.

Каждая из станций, несущих службу оповещения, соединена со своим центром прямым телефонным кабелем. В обычные дни по нему передаются метеосводки. При тревоге передача метеосводок прекращается и линии служат исключительно для передачи данных о цунами. Для оценки силы сотрясения в Японии действует 7-балльная сейсмическая шкала, а не 12-балльная, как в СССР.

При ощутимых землетрясениях дежурные по станции, не снимая с прибора ленты, на которой происходит запись землетрясения, при помощи специальных приспособлений определяют его параметры (азимут на эпицентр, расстояние до него и т. д.) и передают их в цунами-центр. Получив телеграммы от станций своего района, Цунами-центр должен в течение 20 мин. составить и сообщить управлениям по оказанию помощи при стихийных бедствиях в каждой префектуре прогноз цунами. Одновременно дается оповещение в СССР и США, в том числе отдельно на Гавайские острова (в Гонолулу).

После подачи тревоги производится проверка правильности прогноза по записям большого числа мареографных установок. Если цунами не угрожает, через 1- 2 часа дается отбой тревоги. В случаях угрозы цунами, мареографные станции сообщают в цунами-центр о времени подхода волн и их высотах. Время отбоя в таких случаях (в зависимости от характера волн и их количества) может задерживаться до нескольких часов и даже одних суток.

Необходимость срочной и четкой передачи сообщений О цунами, выполнения защитных мероприятий требует специальной подготовки и постоянной тренировки персонала сейсмических станций, цунами-центров, учреждений связи, административных учреждений и населения. С этой целью для населения периодически проводятся учебно-тренировочные тревоги (в некоторых районах с эвакуацией жителей) и читаются лекции. Кроме того, проводятся большие защитные мероприятия. Например, осуществляется посадка лесозащитных полос и кустарниковых насаждений, а также строительство инженерных сооружений. В некоторых пунктах позади лесозащитных полос сооружаются специальные дамбы высотой до 10 м над уровнем моря. Строительство дамб, состоящих из бетона с гравием, производится обычно вблизи населенных пунктов с целью отвода воды от последних. В дамбах часто устроены шлюзы, которые закрываются при приближении цунами. Если перечисленные защитные мероприятия осуществить невозможно, строительство всех объектов переносится на более возвышенные места. Архитектурная планировка городов, расположенных в пределах досягаемости цунами, предусматривает прямые улицы для быстрой эвакуации населения на более возвышенные места. Среди населения организуются специальные отряды, группы, в обязанности которых входит наблюдение за изменением уровня моря, особенно после сильных землетрясений.

Начало организации Службы предупреждения о цунами в США относится к 1946 г., когда побережье страны и особенно Гавайские острова сильно пострадали от цунами, возникшего после Алеутского землетрясения 1 апреля 1946 г. На первых порах эта служба не являлась государственной организацией и существовала в основном благодаря энтузиазму ученых-сейсмологов. Однако в 1948 г. она получает права гражданства и в 1965 г. превращается в весьма обширное учреждение по сбору и обработке информации с большого количества сейсмических, мареографных и других станций.

В 1965 г. на базе имеющейся службы был учрежден Международный информационный центр цунами (МИЦЦ).

Задачи МИЦЦ довольно разнообразны и могут быть подразделены на следующие основные группы:

1) выполнение функций Мирового центра данных А - цунами;

2) руководство международной системой оповещения о цунами и координация развития национальных систем путем консультаций и технической помощи;

3) несение службы цунами (национальный и международный аспекты);

4) проведение исследований по цунами как местными силами, так и силами ученых, прибывающих с визитами в МИЦЦ;

5) справочно-информационная деятельность: обобщение и публикация поступающих данных о цунами и результатов исследований; комплектование библиотеки по цунами и смежным вопросам.

Оперативным центром международной системы оповещения о цунами является обсерватория Гонолулу, входящая в состав МИЦЦ.

Цунамиопасность землетрясения оценивается по магнитудному критерию, однако основанием для подачи тревоги цунами является только факт регистрации волны на одной из приливомерных станций или сообщение о цунами с пострадавшего побережья.

В будущем предполагается обеспечить полную автоматизацию службы оповещения о цунами с помощью дальней телеметрии сейсмических и приливных данных, вводимых непосредственно в ЭВМ, а также наладить связь системы оповещения о цунами с одним или более геостационарных спутников, обеспечивающих обнаружение цунамигенных сейсмических событий в глобальном масштабе.

Необходимость организации службы цунами в СССР впервые была настоятельно продиктована землетрясением и цунами, происшедшими у юго-восточных берегов Камчатки 5 ноября 1952 г. Структура службы была приспособлена к природным особенностям Курило-Камчатской зоны. Учитывая большую протяженность и слабую заселенность островов, было решено открыть несколько автономных цунамистанций, обслуживающих отдельные районы побережья.

Организация наблюдений за развитием цунами и обязанность об оповещении населения о цунами были возложены на Сахалинское и Камчатское управления Гидрометеослужбы. При этом предполагалось: а) осуществить строительство трех специализированных цунамистанций - в Петропавловске-Камчатском, Курильске и Южно-Сахалинске; б) в ряде пунктов Камчатки, Курильских островов и Сахалина построить мареографные установки и капитальные футштоки с целью наблюдения за изменениями уровня моря и фиксации величины аномального изменения уровня в случае прихода волны цунами; в) для оповещения организаций и населения о цунами разработать соответствующие инструкции.

В 1958 г. была введена в строй цунамистанция в Петропавловске, а через год - в Южно-Сахалинске и Курильске. В 1959 г. завершено строительство мареографных установок на м. Крильон и о-ве Матуа.

В основу службы цунами был положен сейсмический метод как наиболее разработанный к тому времени. Базой для этого послужили сейсмические ячейки при цунамистанциях. К службе предупреждения были привлечены также и сейсмические станции Академии наук СССР, существовавшие ранее в Южно-Сахалинске и Петропавловске-Камчатском.

С самого начала организации в несении службы цунами участвовали три ведомства: Главное управление гидрометеослужбы при Совете Министров СССР, Академия наук СССР и Министерство связи СССР. На Дальнем Востоке они были представлены соответственно Сахалинским и Камчатским УГМС, Сахалинским комплексным научно-исследовательским институтом и Сахалинским и Камчатским производственно-техническими управлениями связи.

С 1961 г. к наблюдениям за волнами цунами были привлечены все метеостанции, расположенные на Курильских островах. Метеостанции были оборудованы высотными ориентирами для визуального определения высот волн. В пунктах Катангли, Корсаков, Крильон, Поронайск, Южно-Курильск, Курильск, Матуа, Бабушкино за изменением уровня моря стали проводиться инструментальные наблюдения. Были открыты ведомственные посты по наблюдению за цунами, построен мареограф в Северо-Курильске, организованы группы цунами для обеспечения круглосуточного дежурства, установлены мареографы в бухте Касатка (Буревестник) и на м. Терпения.

Несколько позднее для повышения оправдываемости прогнозов цунами, основанных на сейсмических данных, была поставлена и успешно выполняется задача доведения до возможного предела точности существующих методов определения по записям одной станции положения эпицентра, магнитуды землетрясения, а также глубины и механизма очага. Были приняты меры к более полному обеспечению сейсмоячеек различной сейсмической аппаратурой, значительно расширена сеть мареографных установок и гидростатических регистраторов цунами. Для наблюдений за волнами цунами в ночное время на некоторых гидрометеостанциях имеются прожекторные установки, а также сигнализаторы экстремальных уровней моря.

На о-ве Шикотан были смонтированы и введены в действие наклономерные и деформографные установки. Дальневосточным научно-исследовательским гидрометеорологическим институтом разработан и издан Атлас цунами для расчетов времени добегания и возможных высот волн по Курило-Камчатскому побережью.

Сахалинским КНИИ изучены отдельные теоретические вопросы, связанные с поведением цунами в открытом океане, выявлены основные закономерности возникновения цунами, оценена повторяемость волн, описано влияние на форму цунами как источника, так и среды распространения и др.

Вместе с тем следует учитывать, что сейсмический метод не дает стопроцентной гарантии надежности службы предупреждения о цунами. Это значит, что наряду с дальнейшим совершенствованием сейсмического метода следует учитывать и другие, в частности гидроакустический и гидрофизический. Наиболее перспективен, по-видимому, последний. Поэтому необходимо всемерно содействовать разработке и срочному внедрению гидрофизического метода прогноза, т. е. обнаружению и регистрации цунами в открытом океане (до подхода волн к побережью) специальными донными базами, устанавливаемыми на достаточно большом удалении от побережья.

Только сочетание всех видов и методов прогноза, проведение цунамирайонирования, самых разнообразных мер защиты и международное сотрудничество обеспечит надежную гарантию населению цунамиопасных районов от стихийной опасности цунами.

В вопросах, связанных с изучением природных явлений или защиты от стихийных бедствий, сотрудничество и кооперация между различными странами очень важны. Необходимость возникает не только по причинам экономического или научного характера, что само по себе чрезвычайно важно, но и чисто географического.

Кооперация между Японией, США и Советским Союзом в вопросах предупреждения о цунами насчитывает уже около двух десятков лет. В случае угрозы возникновения и развития цунами указанные страны сообщают о ней друг другу путем передачи информации в соответствующие центры. В СССР таким центром является Хабаровск.

Получив сведения о возникшей волне или о возможности ее возникновения, центр любой страны, участвующей в кооперации, срочно предупреждает об этом соответствующие центральные организации или ведомства, которые, в свою очередь, немедленно распространяют полученную информацию по цунамиопасным районам. На местах объявляется тревога цунами.

Проведение совместных исследований разных стран по проблеме цунами, несомненно, ускорит ее решение.

Приложение

Шкала сейсмической интенсивности MSK-1964

Сейсмическая шкала MSK-1964 представляет собой модификацию шкалы Меркалли - Канкани - Зиберга и других близких шкал. Она составлена на основании материалов полевого изучения последствий землетрясений и анализа литературных данных. Первый вариант шкалы обсуждался на конференции Европейскои сейсмологической комиссии в Иене в 1962 г., второй вариант - на XIII Генеральной ассамблее Международного геодезического и геофизического союза в Беркли в 1963 г.

Классификация, принятая в шкале

I. Типы сооружений (здания, возведенные без необходимых антисейсмических мероприятий).

Тип А - здания из рваного камня, сельские постройки, дома из кирпича-сырца, глинобитные дома.

Тип Б - обычные кирпичные дома, здания крупноблочного и

панельного типов, фахверковые строения, здания из естественного тесаного камня.

Тип В - каркасные железобетонные здания, деревянные дома хорошей постройки.

II. Количественные характеристики:

отдельные - около 5 %,
многие - около 50 %,
большинство - около 75%.

III. Классификация повреждений

1-я степень. Легкие повреждения: тонкие трещины в штукатурке и откалывание небольших кусков штукатурки.

2-я степень. Умеренные повреждения: небольшие трещины в стенах, откалывание довольно больших кусков штукатурки, падение кровельных черепиц, трещины в дымовых трубах, падение частей дымовых труб.

3-я степень. Тяжелые повреждения: большие и глубокие трещины в стенах, падение дымовых труб.

4-я степень. Разрушения: сквозные трещины и проломы в стенах, обрушение частей зданий, разрушение связей между отдельными частями зданий, разрушение внутренних стен и стен заполнения каркаса.

5-я степень. Обвалы. Полное разрушение зданий. IV. Группировка признаков шкалы:

а) люди и их окружение,

б) сооружения,

в) природные явления,

Интенсивность (в баллах)

I. Неощутимое землетрясение

а) Интенсивность колебаний лежит ниже предела чувствительности людей; сотрясения почвы обнаруживаются и регистрируются только сейсмографами.

II. Едва ощутимое землетрясение

а) Колебания ощущаются только отдельными людьми, находящимися в покое внутри помещений, особенно на верхних этажах.

III. Слабое сотрясение

а) Землетрясение ощущается немногими людьми, находящимися внутри помещений; под открытым небом - только в благоприятных условиях. Колебания схожи с сотрясением, создаваемым проезжающим легким грузовиком. Внимательные наблюдатели замечают легкое раскачивание висячих предметов, несколько более сильное - на верхних этажах.

IV. Заметное сотрясение

а) Землетрясение ощущается внутри зданий многими людьми, под открытым небом - немногими. Кое-где спящие просыпаются, но никто не пугается. Колебания схожи с сотрясением, создаваемым проезжающим тяжело нагруженным грузовиком. Дребезжание окон, дверей, посуды. Скрип полов и стен. Начинается дрожание мебели. Висячие предметы слегка раскачиваются. Жидкость в открытых сосудах слегка колеблется. В стоящих на месте автомашинах толчок заметен.

V. Пробуждение

а) Землетрясение ощущается всеми людьми внутри помещений, под открытым небом - многими. Многие спящие просыпаются. Немногие лица выбегают из помещений. Животные беспокоятся. Сотрясение зданий в целом. Висячие предметы сильно качаются. Картины сдвигаются с места. В редких случаях останавливаются маятниковые часы. Некоторые неустойчивые предметы опрокидываются или сдвигаются. Незапертые двери и окна распахиваются и снова захлопываются. Из наполненных открытых сосудов в небольших количествах выплескивается жидкость. Ощущаемые колебания схожи с колебаниями, создаваемыми падением тяжелых предметов внутри здания.

б) Возможны повреждения 1-й степени в отдельных зданиях типа А.

в) В некоторых случаях меняется дебит источников.

VI. Испуг

а) Землетрясение ощущается большинством людей как внутри помещений, так и под открытым небом. Многие люди, находящиеся в зданиях, пугаются и выбегают на улицу. Некоторые теряют равновесие. Домашние животные выбегают из укрытии. В немногих случаях может разбиться посуда и другие стеклянные изделия; падают книги. Возможно движение тяжелой мебели; может быть слышен звон малых колоколов на колокольнях;

б) Повреждения 1-й степени в отдельных зданиях типа Б и во многих зданиях типа А. В отдельных зданиях типа А повреждения 2-й степени;

в) В немногих случаях в сырых грунтах возможны трещины шириной до 1 см; в горных районах отдельные случаи оползней. Наблюдается изменения дебита источников и уровня воды в колодцах.

VII. Повреждения зданий

а) Большинство людей испуганы и выбегают из помещений. Многие люди с трудом удерживаются на ногах. Колебания отмечаются лицами, ведущими машины; звонят большие колокола;

б) Во многих зданиях типа В повреждения 1-й степени; во мне :ix зданиях типа Б повреждения 2-й степени. Во многих зданиях типа А - повреждения 3-й степени, в отдельных зданиях этого типа повреждения 4-й степени. В отдельных случаях оползни проезжих частей дорог на крутых склонах и трещины на дорогах. Нарушения стыков трубопроводов; трещины в каменных оградах;

в) На поверхности воды образуются волны, вода становится мутной вследствие поднятия ила; изменяется уровень воды в колодцах и дебит источников. В немногих случаях возникают пли пропадают существующие источники воды. Отдельные случаи оползней на песчаных или гравелистых берегах рек.

VIII. Сильные повреждения зданий

а) Испуг и паника; испытывают беспокойство даже лица, ведущие автомашины; кое-где обламываются ветви деревьев. Сдвигается и иногда опрокидывается тяжелая мебель; часть висячих ламп повреждается;

б) Во многих зданиях типа В повреждения 2-й степени, в отдельных зданиях этой группы - повреждения 3-й степени. Во многих зданиях типа Б повреждения 3-й степени, в отдельных - 4-й степени; во многих зданиях типа А повреждения 4-й степени, в отдельных - 5-й степени; отдельные случаи разрыва стыков трубопроводов. Памятники и статуи сдвигаются; надгробные камни опрокидываются; каменные ограды разрушаются;

в) Небольшие оползни на крутых откосах выемок и насыпей дорог; трещины в грунтах достигают нескольких сантиметров; возникают новые водоемы; иногда пересохшие колодцы наполняются водой или существующие колодцы иссякают; во многих случаях изменяется дебит источников и уровень воды в колодцах.

IX. Всеобщие повреждения зданий

а) Всеобщая паника; большие повреждения мебели. Животные мечутся и издают крики;

б) Во многих зданиях типа В повреждения 3-й степени и в отдельных - 4-й степени; во многих зданиях типа Б повреждения

4-й степени и в отдельных - 5-й степени; во многих зданиях типа А повреждения 5-й степени; памятники и колонки опрокидываются. Значительные повреждения искусственных водоемов; разрывы части подземных трубопроводов; в отдельных случаях искривление железнодорожных рельсов и повреждение проезжих частей дорог;

в) На равнинах наводнения часто заметны наносы песка и ила. Трещины в грунтах достигают ширины 10 см, а по склонам и берегам рек - свыше 10 см; кроме того, большое количество тонких трещин в грунтах; скалы обваливаются; частые оползни и осыпания грунта. На поверхности воды большие волны.

Х Всеобщие разрушения зданий

б) Во многих зданиях типа В повреждения 4-и степени, а в отдельных - 5-й степени; во многих зданиях типа Б повреждения

5-й степени, в большинстве зданий типа А повреждения 5-й степени Опасные повреждения плотин и дамб: серьезные повреждения мостов, легкие искривления железнодорожных рельсов. Разрывы или искривления подземных трубопроводов. Дорожные покрытия и асфальт образуют волнообразную поверхность;

в) Трещины в грунтах шириной несколько дециметров и в некоторых случаях - до 1 м; параллельно руслам водных потоков появляются широкие разрывы. Осыпание рыхлых пород с крутых склонов; возможны большие оползни на берегах рек и крутых морских побережьях. В прибрежных районах перемещаются песчаные и илистые массы; выплескивание воды в каналах, озерах, реках и Т; д. Возникают новые озера.

XI. Катастрофа

б) Серьезные повреждения даже зданий хорошей постройки, мостов, плотин и железнодорожных путей; шоссейные дороги приходят в негодность; разрушение подземных трубопроводов;

в) Значительные деформации почвы в виде широких трещин, разрывов и перемещений в вертикальном и горизонтальном направлениях; многочисленные горные обвалы. Определение интенсивности сотрясения (балльности) требует специального исследования.

XII. Изменения рельефа

б) Сильное повреждение или разрушение практически всех наземных и подземных сооружений;

в) Радикальные изменения земной поверхности; наблюдаются значительные трещины в грунтах с обширными вертикальными и горизонтальными перемещениями. Горные обвалы и обвалы берегов рек на больших площадях; возникают озера, образуются водопады; изменяются русла рек. Определение интенсивности сотрясения (балльности) требует специального исследования.

Сопоставление сейсмических шкал

Шкала MSK-1964 Шкала Института физики Земли АН СССР
1952 г.
Американская модифицированная шкала (ММ)
1931 г.
Японская шкала
1950 г,
Шкала Росси-Фореля
1973 г
Европейская шкала (Меркалли-Канкани-Зиберга)
1971 г.
I 1 I 0 I I
II 2 II 1 II II
III 3 III 2 III III
IV 4 IV 2-3 IV IV
V 5 V 3 V-VI V
VI 6 VI 4 VII VI
VII 7 VII 4-5 VIII VII
VIII 8 VIII 5 IX VIII
IX 9 IX 6 X IX
X 10 X 6 X X
XI 11 XI 7 X XI
XII 12 XII 7 X XII

Литература

Бабков А. И., Кошечкин Б. И. Цунами. Л.: Гидрометеоиздат, 1964

Баском В. Волны и пляжи. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.

Ботт М. Внутреннее строение Земли/Пер, с англ. Ю. С. Доброхотова; Под ред. Е. Ф. Саваренского. М.: Мир, 1974.

Геологический словарь/Под ред. Т. Н. Алихова, Т. С. Берлина и др, М., 1973.

Го Ч. Н., Леонидова Н. Л., Леонов Н. Н. Некоторые данные о цунами 1 августа 1940 г. в Японском море.- В кн.: Волны цунами. Южно-Сахалинск, 1972. (Тр. СахКНИИ; Вып. 29).

Землетрясения в СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1961.

Кайстренко В. М. Обратная задача на определение источника цунами.- В кн.: Волны цунами. Южно-Сахалинск, 1972. (Тр. СахКНИИ; Вып. 29).

Каплин П. А., Ионин А. С. Некоторые особенности рельефа побережья Курило-Камчатской зоны в связи с проблемой цунами.-

Бюл. Совета по сейсмологии АН СССР, М., 1961, № 9.

Леонидова Н. Л. О возможности возбуждения волн цунами мутьевыми потоками.- В кн.: Волны цунами. Южно-Сахалинск, 1972. (Тр. СахКНИИ; Вып. 29).

Монеронское землетрясение 6 сентября 1971 г. Авт.: Н. Н. Леонов, Л. Ф. Волкова, Е. А. Воробьева и др.- В кн.: Сейсмичность и глубинное строение Сибири и Дальнего Востока. Владивосток, 1976. (Тр. СахКНИИ; Вып. 39).

Медведев С. В., Шебалин Н. В. С землетрясениями можно спорить. М.: Наука, 1967.

Миябе Н. Цунами, возникшее в Японском море: Пер. с япон. Новоалександровск,1959.

Орлов А. В., Мушкетов И. В. Каталог землетрясений Российской империи.- Зап. Новороссийского о-ва естествоиспытателей 1904-1905 гг., 1904/1905, т. XXVI.

Павлык В. С. Заключение по обследованию последствий землетрясения 6 сентября 1971 г. в районе Холмск - Невельск. Новоалександровск, 1971.

Понявин И. Д. Волны цунами. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.

Попов Г. И. Об условиях образования цунами.- Бюл. Совета по сейсмологии АН СССР, М., 1961, № 9.

Предсказание землетрясений: Сборник статей и материалов по разработке проблемы предсказания землетрясений/Пер, с англ. В. Я. Барласа. М.: Мир, 1968.

Рихтер Ч. Ф. Элементарная сейсмология! Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1963.

Роберте Э. Когда сотрясается Земля/Пер, с англ. Г. Н. Мухитдинова. М,: Мир, 1966.

Саваренский Е. Ф., Кирнос Д. П. Элементы сейсмологии и сейсмометрии. М.: Гостехиздат, 1955.

Саваренский Е. Ф., Тищенко В. Г., Святловский А. Е., Добровольский А. Д., Живаго А. В. Цунами 4-5 ноября 1952 г./Бюл. Совета по сейсмологии АН СССР. М., 1958, № 4.

Святловский А. Е. Последствия цунами 4-5 ноября 1952 г. на Камчатке и Курильских островах. Бюл. Совета по сейсмологии АН СССР, 1958, № 4.

Святловский А. Е. Цунами. М.: Изд-во АН СССР, 1957.

Святловский А. Е., Силкин Б. И. Цунами не будет неожиданным. Л.: Гидрометеоиздат, 1973.

Сейсмическое районирование СССР/Под ред. С. В. Медведева. М.: Наука, 1968.

Сиротев К. М. Морские волны. Владивосток: Дальневост. книж. изд-во, 1972.

Соловьев С. Л. Землетрясения и цунами 13 и 20 октября 1963 г. на Курильских островах. Южно-Сахалинск, 1965.

Соловьев С. Л. Матнитуда землетрясения.- В кн.: Землетрясения в СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1961.

Соловьев С. Л., Туезов И. К., Щегников Н. А. Сейсмическая часть службы предупреждения о цунами на Дальнем Востоке.- Информ. бюл., 1965, № 13.

Соловьев С. Л. Повторяемость землетрясений и цунами в Тихом. океане.- В кн.: Волны цунами. Южно-Сахалинск, 1972. (Тр. СахКНИИ; вып. 29).

Соловьев С. Л. Проблема цунами и ее значение для Камчатки и Курильских островов.- В кн.: Проблема цунами. М.: Наука, 1968.

Соловьев С. Л., Го Ч. Н. Каталог цунами на западном побережье Тихого океана. М.: Наука, 1974.

Соловьев С. Л; Леонов Н. Н., Оскорбим Л. С., Волкова. Л. Ф., Воробьева Е. А. Монеронское землетрясение 5-6 сентября 1971 г.- Докл. АН СССР, 1973, т. 212, № 1.

Соловьев С. Л., Милитеев А. Н. Проявление Ниигатскбго цунами 1 1964 г. на побережье СССР и некоторые данные об источнике. - В кн.: Проблемы цунами. М.: Наука, 1968.

Соловьев С. Д., Оскорбин Л. С., Ферчев М. Д. Землетрясения на Сахалине. М.: Наука, 1967.

Соловьев С. Л., Ферчев, М. Д. Сводка данных о цунами в СССР.- Бюл. Совета по сейсмологии АН СССР, 1961, № 9.

Солоненко В. П., Тресков А. А., Флоренсов Н. А. Катастрофическое Гоби - Алтайское землетрясение 4 декабря 1957 г. М.: Госгеолтехиздат,1960. Тараканов Р. 3., Ним Чун Ун, Сухомлинова. Р. И. Особенности строения фокальных зон Курило-Камчатского и Японского регионов.- В кн.: Сейсмичность и глубинное строение Сибири и Дальнего Востока. Владивосток, 1976. (Тр. СахКНИИ; Вып. 39)

Тарлинг Д., Тарлинг М. Движущиеся материки: Пер. с англ. Ю. Н. Авсюка. m. Мир, 1973.

Щетников Н. А., Полетаев Е. И. Аляскинское цунами 28 марта 1964 г. у берегов СССР. Южно-Сахалинск, 1969.

Юркевич Н. Е. Описание явлении цунами, наблюдавшихся 6-8 сентября 1971 г, Южно-Сахалинск, 1971.

Сканирование и обработка текста: Mike (Клуб туристов "Московская застава"), 2005.

В начало страницы | На главную страницу | Карта сервера | Пишите нам


Комментарии и дополнения
Добавление комментария
Автор
E-mail (защищен от спам-ботов)
Комментарий
Введите символы, изображенные на рисунке:
 
1. Разрешается публиковать дополнения или комментарии, несущие собственную информацию. Комментарии должны продолжать публикацию или уточнять ее.
2. Не разрешается публикация бессмысленных сообщений ("Круто!", "Да вранье все это!" и пр.).
3. Не разрешаются оскобления и комментарии, унижающие достоинство автора материала.
Комментарии, не отвечающие требованиям, будут удаляться модератором.
4. Все комментарии проходят обязательную премодерацию. Комментарии публикуются только после одобрения их текста модератором.




© Скиталец, 2001-2011.
Главный редактор: Илья Слепцов.
Программирование: Вячеслав Кокорин.
Реклама на сервере
Спонсорам

Rambler's Top100