По оценкам ущерба, который в мире наносят природные катастрофы, землетрясения занимают первое место. У нас имеются гигантские потери людей, соизмеримые, пожалуй, только с масштабами потерь в крупных войнах либо в автомобильных катастрофах. Но это уже чисто человеческое явление, оно не зависит от природы. А в природе землетрясения — это самый разрушительный фактор.
Это связано с несколькими аспектами. Во-первых, землетрясение происходит неожиданно, внезапно. Краткосрочный прогноз не развит на таком уровне в мире (в самых передовых странах мира), чтобы он мог нас обезопасить от землетрясений. Кто-то придет к вам за 10 минут и скажет, что сейчас у нас тут так долбанет, давайте все из этого здания выйдем, потому что оно обрушится. Никто никогда на себя такую ответственность не возьмет, потому что наша наука до сих пор не может в этом направлении достигнуть больших успехов. Поэтому землетрясения — это, как правило, неожиданно. Во-вторых, на Земле зоны крупнейших землетрясений распространены неравномерно.
У нас есть два гигантских сейсмических пояса. Это Альпийско-Гималайский пояс, который идет по югу Европы, через Средиземноморье, переходит на Кавказ, затем на Ближний Восток и уходит в Индию и в область восточной периферии Индийского океана. Это гигантский пояс — многие тысячи километров, и там регулярно происходят огромные сильные землетрясения. Второй пояс — это Тихоокеанское огненное кольцо, это периферия Тихого океана, он со всех сторон обрамлен сейсмоактивными зонами. Эти два сейсмических пояса концентрируют в себе примерно 90% всех землетрясений на Земле каждый год и примерно 95% сильнейших землетрясений.
С другой стороны, эти области наиболее заселены. Весь юг Европы, весь Средний Восток, Суматра, Ява, Мьянма, Индия — это очень заселенные страны, но как следует не развитые. Также есть территории на периферии Тихого океана. Мы знаем, что Япония — это развитая страна, но страны Южной Америки не так хорошо развиты. Может быть, за исключением Чили и Соединенных Штатов, которые имеют возможность адекватно реагировать на землетрясения. При огромной опасности здесь есть и гигантский сейсмический риск. Сейсмический риск — это, по сути дела, потери либо людские, либо денежные, которые ожидают нас в случае сильного землетрясения. Гигантская перенаселенность, слабая развитость, по большей части низкий научный потенциал показывают, что эти страны весьма уязвимы, поэтому такие гигантские жертвы.
Если перечислить последние катастрофы, которые произошли на Земле, — это целый ряд событий. В 2004 году на Суматре гигантские волны цунами, когда погибло несколько сотен тысяч человек по всей северной периферии Индийского океана, в частности в Индии и даже в Восточной Африке. Это землетрясение Тохоку в Японии в 2011 году — одно из сильнейших на Земле с магнитудой 9. Суматринское землетрясение имело магнитуду больше 9. Самое максимальное землетрясение на Земле — это, может быть, 9,5, больше не было никогда и, по-видимому, не будет. Это гигантские сейсмические события, очаги которых распространяются на сотни и даже первую тысячу километров в глубине земной коры. Представляете, какие огромные структуры вовлечены в эти вещи? Затем 2010 год — Чили, магнитуда 8 с лишним, 8,5, по-моему, было.
В последнее время такая активизация сильнейших землетрясений наблюдается по всей периферии Тихого и Индийского океанов.
Были заметные события и в Европе — итальянские землетрясения, вызвавшие большой шум. Таким образом, эти территории весьма опасны, там существует весьма большой риск. Оценка сейсмической опасности призвана оценить степень этой опасности и потом оценить степень риска, то есть какие могут быть потери при таких сильнейших землетрясениях.
Существуют специальные технологии по оценке сейсмической опасности. Самая первая — это оценка в общем масштабе, это общее сейсмическое районирование, когда мы рисуем для определенной территории карту и на этой карте или серии карт изображаем зоны той или иной интенсивности ожидаемых колебаний. Эти карты являются основой для всякого строительства в сейсмоопасных районах. В России и до этого в СССР был целый ряд таких карт общего сейсмического районирования. Сейчас действует нормативная карта, принятая как нормативный документ в 1997 году. Пока что новую карту мы не смогли составить, хотя задел есть.
Для чего нужна эта карта? Если вы смотрите на территорию той или иной страны, в частности России, вы видите, какие регионы сейсмоопасны и каков уровень этой опасности. И если вы, например, начинаете там какое-то строительство, то вы должны обязательно учесть эти сейсмические условия. Строительство должно быть сейсмобезопасным. Если вы строите какое-то отвесное сооружение: мост, трубопровод, или, например, атомную станцию, или плотину, гидроэлектростанцию, — вы обязательно должны учесть эти сейсмические условия. Сейчас это закон почти для всех стран. Такие карты есть даже у самых слаборазвитых стран. Другое дело, как это исполняется на практике. Иногда и цемент не доложат, иногда и арматуру утащат куда-нибудь. Потом расплачиваются за свое легкомыслие. Общее сейсмическое районирование дает самый общий взгляд.
Если же вы начинаете строить ответственный объект, если он оказывается по самой общей карте в сейсмоопасной области, то вы должны провести детальное районирование. Вы должны выяснить все активные структуры: крупные разломы, растущие складки, деформации земной коры, скорости смещения земной поверхности по данным GPS или ГЛОНАСС, — вы должны составить местный каталог землетрясений, посмотреть, на какой глубине располагаются их очаги, и по определенным формулам просчитать воздействие этих сайсмоактивных, сейсмогенерирующих структур на объект строительства.
Если строятся какие-то ответственные здания в городах, тоже требуется провести детальное сейсмическое районирование, чтобы обезопасить крупные здания: торговые центры, вокзалы, органы государственной власти — структуры, в которых либо очень много людей, либо без действия которых при землетрясении наступит полный хаос. То есть должна сохраниться какая-то власть, какие-то структуры, которые поддерживают порядок на той или иной территории, потому что при сильном землетрясении полностью теряется какая-то управляемость обществом. И надо иметь в виду, что возникнет паника, грабежи, насилие.
Мы оцениваем для каждого объекта на детальном уровне его уровень сейсмического воздействия. Это делается в сейсмических баллах. Сейсмические баллы — это степень воздействия того, как ощущается землетрясение либо как оно что-то разрушает. В последнее время во всем мире принимается оценка в сейсмических ускорениях — это уже инструментальная оценка. Эти две оценки: либо в баллах, ожидаемых для данного сооружения, для данного города, для какого-то уникального объекта, либо в ускорениях — являются результатом детальной оценки.
Грунты, конкретные грунтовые условия также вносят свою корректуру. Если грунты слабые: обводненные пески, разжиженные илы, — то балльность или ускорение могут увеличиться примерно на порядок. Если интенсивность сотрясения была, например, 8, то станет 9 баллов. Если же грунты скальные, очень хорошие, которые не усиливают колебания, то балльность может понизиться. Поэтому еще один момент — это сейсмическое микрорайонирование. Оно направлено на то, чтобы выяснить конкретные грунтовые обстановки в районе строительства и дать уже реальный эффект. Не просто общее воздействие, а с учетом местных грунтовых условий, местных гидрогеологических условий, и тогда вы получаете уже реальную опасность, реальную степень воздействия сейсмических волн на те или иные сооружения.
