Геофизические процессы и биосфера: статья

Аннотация: В настоящем тематическом номере журнала представлены результаты геофизических исследований раз-личных аспектов проблемы оценки опасности и смягчения последствий землетрясений, уменьшения сейсмиче-ского риска. Актуальность этой темы обусловлена продолжающимся глобальным ростом количества природных катастроф и тяжести их последствий. С 1998 по 2017 г. в результате природных бедствий погибли 1.3 млн человек, а еще 4.4 млрд получили ранения, остались без крова, были перемещены или нуждались в экстренной помощи – в среднем 220 млн человек ежегодно [Economic..., 2018]. Природные катастрофы наносят и огромный экономический ущерб. По данным Всемирного банка, общие ежегодные потери мировой экономики от природ-ных бедствий составляют в среднем 520 млрд дол. США [The World..., 2017]. Землетрясения по сравнению с другими природными катаклизмами имеют ряд особенностей: они самые непредсказуемые; не существует методов краткосрочного прогноза землетрясений, а возможности создания систем раннего оповещения ограничены расположением сейсмогенерирующих зон относительно населенных пунктов и очень малым временем упреждения. Ни одно природное бедствие не обладает таким разнообразием вторичных эффектов: возникающие в результате землетрясений каскады опасностей (цунами, пожары, оползни и т.п.) могут стать основной причиной гибели людей и экономического ущерба. Сейсмическая встряска уменьшает устойчивость склонов, что может вызывать бедствия спустя годы после землетрясения. Землетрясения вносят весомый вклад в общее количество жертв и суммарные экономические потери от природных бедствий. В период с 1998 по 2017 г. землетрясения составили менее 8 % всех природных катастроф, но из 1.3 млн погибших более половины (56 %, почти 750 тыс. человек) погибли в результате землетрясений, около четверти всех потерь мировой экономики от природных катастроф за этот период тоже были связаны с землетрясениями. Только два из происшедших землетрясений привели к экономическим потерям на общую сумму более 300 млрд дол. США – Венчуаньское землетрясение 2008 г. в Китае (96 млрд) и землетрясение Тохоку 2011 г. в Японии (228 млрд), что составило 2 и 5 % от годового ВВП Китая и Японии соответственно. Ущерб от землетрясения 2010 г. в Республике Гаити составил 17.5 % от ВВП этого государства. По наносимому ущербу землетрясения уступают печальную пальму первенства лишь ураганам [Economic..., 2018]. Это прямой ущерб от природного бедствия, но еще бо́льшими могут быть косвенные потери. Так, прямой ущерб от землетрясения 1995 г. в Кобе, Япония, составил по официальным оценкам около 10 трлн йен (~100 млрд дол. США), а косвенный превысил его почти в 1.5 раза, причем он продолжал увеличиваться в течение 13 лет после катастрофы [Toyoda, 2021]. Изложенное объясняет то пристальное внимание, которое проявляет международное сообщество к при-родным бедствиям. Последнее десятилетие XX в. по решению Генеральной Ассамблеи ООН было объявлено «Международным десятилетием по уменьшению опасности стихийных бедствий», основные усилия ООН и от-дельных государств сконцентрировались в это время на ликвидации последствий природных катастроф. Именно тогда создано Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России). В 1999 г., вскоре после принятия Генеральной Ассамблеей ООН резолюции «Международная стратегия уменьшения бедствий», деятельность ООН по смягчению последствий катастроф была переориентирована на проведение превентивных мероприятий по уменьшению потерь, фактически – на уменьшение риска бедствий. Риск территории от землетрясений, или сейсмический риск, – это вероятность возможного социального и экономического ущерба от землетрясений за выбранный интервал времени. Он определяется как произведение сейсмической опасности территории на уязвимость находящихся на ней объектов (элементов риска). Сейсмиче-ская опасность в данном случае – это вероятность сейсмических воздействий заданной интенсивности за вы-бранный интервал времени. В отличие от расчетов на сейсмостойкость, где важны максимальные сейсмические воздействия, при оценках сейсмического риска учитываются и землетрясения умеренной силы с меньшим пе-риодом повторяемости. Сейсмическая уязвимость элемента риска – отношение затрат на ремонт или восстанов-ление после сейсмического воздействия на него к его первоначальной стоимости. Исследования по оценке сейсмической опасности, уязвимости и риска – важнейшие этапы всего комплекса превентивных мероприятий по смягчению последствий землетрясений и уменьшению сейсмического риска. На основе полученных результатов с учетом уровня развития общества формируются целевые показатели социально приемлемого сейсмического риска, разрабатываются комплексы мер для их достижения, составляются детальные планы их реализации, осуществляется мониторинг эффективности проведенных мероприятий и т.п. Геофизики, в первую очередь сейсмологи, участвуют на всех этапах работ по оценке сейсмического риска, но их главная задача – оценка сейсмической опасности. Для повышения надежности и достоверности оценок сейсмической опасности крайне важно обеспечить максимально возможный временной диапазон используемых при этом каталогов землетрясений. Продолжи-тельности периода инструментальной регистрации в таких исследованиях, как правило, не хватает, и ученые пытаются заглянуть в глубь веков, используя методы исторической, архео- и палеосейсмологии. Первая изучает письменные источники, вторая – археологические объекты и памятники, третья – сохранившиеся в рельефе па-леосейсмодислокации. Палеосейсмология предоставляет возможности для выявления и параметризации наиболее древних землетрясений. Метод был разработан в начале 1960-х годов в АН СССР и успешно применяется в настоящее время во всем мире. В последнее десятилетие в Российской академии наук успешно развиваются и археосейсмологические исследования. Результаты использования обсуждаемых методов в различных регионах составляют содержание первого раздела. В разделе «Оценки сейсмического риска» впервые исследована динамика роста сейсмического риска тер-ритории столицы Армении по мере строительства большого количества многоквартирных домов высокой уяз-вимости и механического роста населения. Представлено также подробное описание разработанной сотрудни-ками Российской академии наук совместно с представителями вузовской науки методологии оценки сейсмиче-ского риска и результаты ее применения для одного из больших городов Восточной Сибири. Третий раздел посвящен методам прогноза землетрясений. В одной из статей обобщены результаты много-летнего (несколько десятилетий) применения разработанного в АН СССР метода среднесрочного прогноза зем-летрясений КОЗ («Карта ожидаемых землетрясений»), рассмотрены перспективы его дальнейшей модернизации. Статья представляется весьма важным вкладом в современную дискуссию по проблемам прогноза землетрясений, поскольку ее авторами фактически начата работа по паспортизации одного из известных методов прогноза и статистической оценке его реальной эффективности. Было бы полезно провести аналогичные исследования других методов прогноза и представить полученные результаты в тематическом номере журнала «Геофизические процессы и биосфера». Отметим, что методы среднесрочного и долгосрочного прогноза землетрясений в определенной мере можно рассматривать как некое дополнение к оценке сейсмической опасности, уточняющее ее в конкретный момент времени. Для совершенствования методов оценки сейсмической опасности и сейсмического риска необходимы сбор и обработка данных по конкретным землетрясениям. Наибольший интерес представляют комплексные иссле-дования, объединяющие детальное изучение очага и особенностей макросейсмических проявлений землетрясе-ния. Этим вопросам посвящен четвертый раздел. Сильные землетрясения вызывают массовые обвалы и оползни, меняя рельеф и структуру гидрографической сети, влияют на режим и химический состав подземных вод, т.е. имеют отчетливо выраженные геоморфо-логические и экологические последствия. Широко известно землетрясение 1911 г. на Памире, в результате ко-торого высоко в горах образовалось крупное Сарезское озеро, до сих пор нависающее как дамоклов меч над густонаселенными районами Средней Азии. Многообразны и социальные последствия сильных землетрясений. По одной из достаточно обоснованных гипотез причиной гибели микенской цивилизации и конца бронзового века стал кластер сильных землетрясений в регионе [Nur, Burgess, 2021]. Известны случаи переноса столиц го-сударств после землетрясений или угрозы возникновения таковых в будущем (например, Баку, Душанбе, Астана [Козырева и др., 2008], обсуждение переноса столицы Ирана после Бамского землетрясения 2003 г.), массовых миграций населения из эпицентральных зон произошедших землетрясений, как это было, например, после Спитакского землетрясения 1988 г. Такого рода вопросы рассмотрены в разделе «Экологические и социальные последствия землетрясений». Показано, что сейсмические катастрофы могли в ряде случаев существенно по-влиять на исторический процесс. Из перечисленного ясно, что все представленные в настоящем тематическом номере исследования имеют, несмотря на разницу в подходах, одну общую конечную цель – уменьшение сейсмического риска. Результаты геофизических исследований необходимо трансформировать в мероприятия по подготовке инфраструктуры и общества к возможным сейсмическим воздействиям. Это может быть достигнуто только в тесном сотрудничестве геофизиков с властями и обществом, учеными других специальностей, в том числе социологами.