Мы, возможно, никогда не сможем предсказывать землетрясения, но уже сейчас знаем достаточно, чтобы быть готовыми

Вчерашнее землетрясение в восточном Виктории ощущалось на сотни километров вокруг и повредило здания даже в Мельбурне, застав многих врасплох. Хотя Австралия не сравнится с сейсмически активными зонами, такими как Новая Зеландия и Япония, относительно небольшие толчки здесь ожидаемы — трекер землетрясений Geoscience Australia фиксирует более десятка только за прошлую неделю. Несмотря на постоянную сейсмическую активность, мы по-прежнему не можем предсказать, когда, где и какой силы произойдет следующее землетрясение, и, возможно, никогда не сможем. Однако мы можем оценить вероятность будущих событий, и часто этого достаточно для подготовки городов.

Почему мы не можем предсказывать землетрясения

Землетрясения вызваны внезапными разрывами или смещениями в горных породах, обусловленными движением огромных тектонических плит земной коры. Точное время и место такого события невозможно узнать заранее — не существует надежного и повторяемого индикатора. Для предсказания потребовалась бы детальная модель всего подземного материала и понимание его реакции на тектонические напряжения. Однако, изучая движущие тектонические силы, текущую сейсмическую активность и историю разрывов разломов, мы можем оценить вероятность землетрясений разного типа в будущем.

Что мы можем прогнозировать

Для расчета вероятности будущих землетрясений используются данные сейсмометров (за последние ~100 лет), исторические записи и информация о разломах земной коры. В Австралии, несмотря на относительно низкую активность, известно о сотнях мелких разломов. Обнаружив разлом, геологи часто исследуют его, выкапывая траншеи, чтобы найти следы доисторических землетрясений. Это критически важно, так как интервалы между крупными событиями на основных разломах могут превышать период инструментальных и даже исторических наблюдений. Более длинные разломы потенциально способны порождать более сильные землетрясения, даже если мы их еще не наблюдали.

Комбинируя данные об истории крупных землетрясений на близлежащих разломах и об уровне фоновой сейсмичности, можно создать компьютерную модель вероятности возникновения землетрясений. Для оценки опасности также необходимо рассчитать силу колебаний грунта, которая зависит от глубины, местоположения и магнитуды землетрясения, а также от свойств горных пород и локальной геологии (более мягкие грунты усиливают колебания).

Картирование опасности

В Geoscience Australia эти вероятности отображены в Национальной оценке сейсмической опасности (National Seismic Hazard Assessment). Эта карта для всей Австралии показывает уровень колебаний грунта (обычно выражаемый в долях ускорения свободного падения), который с определенной вероятностью может быть превышен в ближайшие 50 лет. Этот параметр называется сейсмической опасностью. Его потенциальное воздействие на здания или человеческие жизни называется риском. Риск высок, если опасность велика в густонаселенных районах, как, например, в Мельбурне.

Строительные нормы используют такие карты опасности, чтобы определить, какую тряску должны выдерживать здания в данной области для поддержания приемлемого уровня риска. Однако до землетрясения в Ньюкасле в 1989 году австралийские строительные нормы не учитывали сейсмическую опасность. Многие здания, построенные до этой даты, могут быть уязвимы даже к уровням тряски, указанным на картах опасности. Вчерашнее землетрясение магнитудой 5.9, произойди оно так же далеко от Мельбурна, не должно было бы нанести значительного ущерба зданиям, соответствующим современным нормам. Тот факт, что ущерб был нанесен, указывает на более низкие стандарты строительства, и, судя по фотографиям в новостях, многие поврежденные здания выглядели построенными до 1989 года.

Страховые компании также используют карты опасности для определения вероятности разрушительных землетрясений и установления страховых премий. Таким образом, хотя мы и не можем сказать, где и какое будет следующее землетрясение, мы можем количественно оценить вероятность интенсивности колебаний грунта в интересующем месте, чтобы быть готовыми.