УДК 551.2/3+550.34+904
О ВЗАИМОСВЯЗИ РЕЖИМА СЕЙСМИЧЕСКИХ И ИНЫХ ПРИРОДНЫХ КАТАСТРОФ И СОЦИАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
© 2022 г. М.В. Родкин1, 2 *, А.М. Корженков3, Л.А. Корженкова4
1
Институт
теории прогноза землетрясений и
математической геофизики РАН,
г.
Москва, Россия
2 Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия
3 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
4 Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, г. Москва, Россия
* e-mail: rodkin@mitp.ru
Поступила
в редакцию 26.04.2022 г.; после доработки
13.05.2022 г.
Принята к публикации 14.05.2022
г.
« ... Разрушенных колонн немая вереница
И посреди руин – как тень пустыни – львица».
В.Я. Брюсов. «Львица среди развалин (Гравюра)». 1895 г.
Аннотация. Дан краткий обзор основных результатов исследования статистики ущербов от природных катастроф, в частности от сильных землетрясений. Обращается внимание на определенное несоответствие между статистикой катастроф, указывающей на возможность реализации редких, особо разрушительных по своим последствиям землетрясений, и недоучетом этого фактора в практике исторических исследований. Приведены примеры возможно решающего воздействия сильных сейсмических катастроф прошлого на историю ряда этносов, приводящего иногда в совокупности с другими факторами даже к изменению характера землепользования. Отмечается также, что уровень ущербов от природных катастроф может характеризовать не только силу природных воздействий, но и свойственный кризисным периодам рост уязвимости этносов к сильным внешним воздействиям.
Ключевые слова: статистика природных катастроф, историческая роль сильных землетрясений, уязвимость этносов.
DOI: https://doi.org/10.21455/GPB2022.2-9
Цитирование: Родкин М.В., Корженков А.М., Корженкова Л.А. О взаимосвязи режима сейсмических и иных природных катастроф и социальных процессов // Геофизические процессы и биосфера. 2022. Т. 21, № 2. С. 162–172. https://doi.org/10.21455/GPB2022.2-9
Введение
Проблема взаимосвязи природной среды и истории различных этносов исследована явно недостаточно. При анализе исторического развития территорий обычно рассматриваются только экономические, военные и политические факторы. И если климатические и экологические факторы иногда принимаются во внимание (см., например, обсуждение возможной роли сведения лесов и истощения почвы в кризисе поздней Римской империи, в истории цивилизаций майя, острова Пасхи и в ряде других случаев [Webster, 2002; Агаджанян и др., 2008; Diamond, 2011; и др.]), то роль геодинамических процессов и природных катастроф рассматривается крайне редко [Nur, Cline, 2000; Трифонов, Караханян, 2004; Rodkin, 2020].
В статье обсуждаются примеры возможно существенно более значительной, чем это обычно предполагается, роли сильных природных катастроф (в данном случае землетрясений) в истории ряда этносов. Сопоставляются статистические данные о величинах ущерба от природных катастроф, результаты палеосейсмологических исследований и исторические свидетельства. Обращается внимание, что степенной характер распределения ущербов от природных катастроф уже указывает на возможность возникновения редких событий, приводящих к огромным потерям и потому способных существенно повлиять на затронутые ими человеческие сообщества. Приводятся археосейсмологические свидетельства сейсмических катастроф, повлекших большие ущербы и разрушения. Также отмечается, что вариации величин ущерба от природных катастроф могут являться индикаторами, указывающими на развитие в данном сообществе кризисных явлений и на рост его уязвимости к внешним воздействиям.
Статистика ущербов от природных катастроф
Обсуждение возможной роли сейсмических катастроф в истории различных социумов естественно предварить кратким обзором основных результатов исследования статистики ущербов от природных катастроф, в частности от землетрясений (подробный анализ можно найти в монографиях [Писаренко, Родкин, 2007; Pisarenko, Rodkin, 2010, 2014; и др.]). Распределения величин потерь от природных и техногенных катастроф, в том числе и от землетрясений, описываются, как правило, степенными законами распределения с тяжелым хвостом, что и определяет некоторые непривычные свойства таких распределений. В частности, в таких распределениях основной вклад в суммарные значения ущерба дают несколько сильнейших событий. Наиболее известным примером такого типа распределения является закон Гутенберга–Рихтера, если его представить в терминах величин сейсмического момента или сейсмической энергии.
Стандартный анализ статистических данных по катастрофам приводит к выводу, что как количество катастроф, так и суммарный ущерб от них имеют тенденцию быстрого роста со временем [Berz, 1992; Осипов, 2001; и др.]. Такая тенденция обычно трактуется как результат роста населения планеты, урбанизации, увеличения числа опасных производств и общего ухудшения геоэкологической среды. Эта интерпретация, однако, некорректна. Рост числа бедствий более обоснованно объяснять ростом информированности о сравнительно слабых катастрофах, ранее остававшихся незамеченными. Нетрудно показать (в частности, и для землетрясений), что рост количества катастроф связан с увеличением потока именно слабых событий, приводящих к единичным жертвам, тогда как поток катастроф с большим числом жертв (скажем, не менее 50 или 100 человек) практически стационарен (слегка различаясь, однако, по своему режиму в более или менее развитых странах, о чем ниже).
Стационарная интерпретация может быть предложена и для тенденции нелинейного роста со временем суммарных потерь от катастроф. Отмеченный выше быстрый рост со временем числа слабых катастроф практически не сказывается на суммарных значениях ущерба, и этому эффекту требуется иное объяснение. Такая интерпретация основывается на том, что значения ущерба от катастроф (как экономических потерь, так и количества пострадавших) описывается степенным законом с тяжелым хвостом. Теоретическое среднее для таких распределений формально бесконечно (естественно, что никакая реально измеряемая характеристика, в частности величины ущерба, бесконечными быть не могут).
В качестве примера на рис. 1 приведены данные о количестве жертв от сильнейших землетрясений мира; видно, что для наиболее разрушительных событий, известных без значительных пропусков, наблюдается степенной закон распределения с тяжелым хвостом. Пока выполняется такой закон распределения, характерное значение суммарного ущерба с ростом интервала времени (роста числа сильных событий) будет стремиться к своему теоретически бесконечному предельному значению; соответственно, суммарные значения ущерба будут нелинейно расти со временем.
Вполне очевидно, однако, что реальные значения количества пострадавших и объемов экономических потерь не могут быть бесконечными. Отсюда следует, что начиная с некоторых значений степенной закон роста должен прекращаться и заменяться иным законом распределения. При этом рост суммарных потерь становится намного более регулярным и линейным со временем. Интервал времени, когда происходит это изменение режима, различно для разных регионов и для разных видов катастрофы; обычно оно составляет десятки, возможно, первые сотни лет [Писаренко, Родкин, 2007; Pisarenko, Rodkin, 2010; 2014]. Интервал повторяемости сильнейших землетрясений может составлять несколько тысяч лет (см., например, обзор, приведенный в работе [Pisarenko, Rodkin, 2022]).
Уточним, вышеизложенное строго справедливо для стационарного случая. В реальности режим катастроф не вполне стационарен и зависит от различного рода воздействий как естественного происхождения, так и антропогенных. В частности, нестационарность режима таких катастроф, как наводнения, циклоны и ураганы, может быть вызвана изменениями климата.
Важная нестационарность режима катастроф связана с развитием техносферы. Основные тенденции изменения режима ущербов от природных катастроф в зависимости от технологического развития человечества и роста населения обсуждаются в работахе [Писаренко, Родкин, 2007; Pisarenko, Rodkin, 2010, 2014; Rodkin, 2020; и др.]. Как и следовало ожидать, величины экономического ущерба от стихийных бедствий растут с ростом национального богатства затронутых бедствием стран и регионов. При этом число пострадавших от стихийных бедствий по мере развития техносферы имеет тенденцию к уменьшению. По мере развития техносферы, улучшения качества строительства и роста возможностей для уменьшения ущерба от катастроф уменьшаются и величины относительных ущербов от природных катастроф, нормированных к текущему значению ВВП пострадавших регионов. В настоящее время характерные величины относительных, нормированных на величину ВВП ущербов от природных катастроф в развитых и слаборазвитых странах различаются более, чем на порядок.
Из вышесказанного следует, что с ростом продолжительности периода наблюдения возрастает вероятность реализации экстремально сильной природной катастрофы, значительно превосходящей по своим последствиям намного более частые, но и намного более слабые катастрофы. Воспоминания о таких исключительно сильных катастрофах могут надолго сохраняться в человеческой памяти, постепенно обрастая мифологическими деталями. Возможно, характерные для самых разных цивилизаций сказания о Великом потопе, конце света и другие им подобные порождены именно такими чрезвычайно редкими сильнейшим событиями.
Сейсмические катастрофы: Археосейсмологические свидетельства и роль в истории
Свидетельства разрушений поселений человека в результате землетрясений в истории сейсмоактивных областей достаточно многочисленны; и такие катастрофы часто происходят неоднократно в одном и том же месте. Так, например, в результате проведенных обследований в г. Дербент (Дагестан) установлено [Корженков и др., 2020а], что его монументальные фортификационные сооружения начиная с VI в. несколько раз подвергались сильным сейсмическим воздействиям. Определены эпизоды сильных сейсмогенных разрушений. На участке сасанидской кладки – куртины и башни южной стены цитадели – отмечены повороты по часовой стрелке вокруг вертикальной оси по межблоковым швам, произошедшие в позднесасанидское и раннеарабское время (VI – начало VIII в.). Эти повреждения имели значительную величину и были результатом сильного сейсмического воздействия. Выявлены многочисленные перестройки и перекладки в оборонительных стенах города этого периода. Границе арабского периода и времени Дербентского эмирата (VIII–XI вв.) отвечает сильный сейсмогенный разрыв в верхней части северной городской стены между цитаделью и воротами Джарчи-капы (рис. 2). Середина XIV в. (1360-е годы) – время разрушения и ремонта Джума-мечети. Концу XVIII в. отвечает повреждение сейсмическими колебаниями женской бани. К этому же времени относятся тектонические смещения блоков основания дома Петра I.
Следы неоднократных сейсмических разрушений встречаются в Ферганской долине (Узбекистан). В работах [Корженков и др., 2019в, 2020б, г; Korzhenkov et al., 2021] показано, что древний город Эйлатан погиб в I в. до н.э. вследствие сильного землетрясения. Сильно пострадал и столичный в то время город Ахсикент. Здесь был обнаружен выход сейсмического очага на поверхность (рис. 3) и сильные деформации строительных конструкций. Магнитуда сейсмической катастрофы (М = 7.6) была оценена по максимальной величине смещения по сейсмогенному разрыву, вышедшему на поверхность на территории древнего городища. Сейсмические колебания полностью уничтожили или значительно деформировали многие постройки, серьезно повредили и частично разрушили городские стены.
Видимо поэтому новые хозяева Ферганской долины после 90-х годов до н.э. построили для себя новую резиденцию на Мугтепе. Она упомянута в китайском источнике «Ханьшу» как «Гуйшуань». По археологическим данным удалось определить, что землетрясение силой X баллов произошло, видимо, в 91–90 гг. до н.э. Землетрясение затронуло всю Ферганскую долину, но особенно сильно пострадали города и поселения Северной Ферганы. Возможно, что сейсмогенные разрывы, вышедшие на поверхность в древних Ахсикенте и Эйлатане, относятся именно к этому времени. Перенос столицы после сейсмической катастрофы имел место и в других областях [Трифонов, Караханян, 2004]. Последующее сравнимое по силе землетрясение произошло в Фергане в XI – первой половине XII в. Следы этого события прослежены нами на ряде объектов караханидского возраста.
Из всего вышесказанного следует, что значительная доля суммарного ущерба от природных катастроф, в частности от землетрясений, связана с редкими сильнейшими событиями. Отсюда можно ожидать, что такие события оказывали сильное воздействие на соответствующие социально-политические системы. Однако современная историческая наука как бы не замечает таких примеров и явно недоучитывает роль сильных сейсмических катастроф в истории. В качестве причин упадка тех или иных цивилизаций древности, как правило, называют политические или военные факторы, реже упоминаются экологические причины или изменения климата и почти никогда не указываются землетрясения или другие геодинамические факторы. Определенным исключением из этого являются работы американского сейсмолога Амоса Нура и его соавторов (см., например, [Nur, Cline, 2000]), а также монография [Трифонов, Караханян, 2004]. Далее будет приведен ряд примеров сильного, возможно решающего воздействия сейсмических катастроф на развитие ряда областей древней цивилизации.
Случаи сильных землетрясений, а иногда, вероятно, кластерного высвобождения сейсмической энергии несколькими близкими землетрясениями известны по археологическим и историческим данным для территорий Крыма, Кавказа, Средней Азии [Корженков и др., 2016; 2018а; 2019; Овсюченко и др., 2017, 2021; Molev et al., 2019; и др.]. Разрушения и сильнейшие повреждения были отмечены в постройках III в. до н.э. древних городов Илурат, Китей, Мирмекий, Нимфей, Тиритака и др. на востоке Крымского полуострова, а также в Германассе, Горгиппии, Фанагории и др. на Таманском полуострове. В этих же древних населенных пунктах выявлены следы знаменитого Пантикапейского землетрясения 63 г. до н.э., известного по историческим данным. Регион Восточный Крым – Тамань еще раз подвергся сейсмическому воздействию в III в. н.э., о чем говорят сейсмические деформации в археологических памятниках.
Эти катастрофы нашли отражение в изменении политического, экономического, религиозного и культурного развития региона, входившего в состав Боспорского царства. Так, например, события III в. до н.э. привели к серьезному падению поставок рыбных продуктов и пшеницы из Крыма и Тамани в материковую Грецию. Землетрясение 63 г. до н.э. предшествовало серьезному политическому кризису – восстанию против знаменитого боспорского царя Митридата VI Евпатора и его последующей гибели. А сейсмические события III в. н.э. случились незадолго до почти полного прекращения жизни в перечисленных греческих городах, которое местные археологи и историки связывают с нашествием готов (германских племен) с территории современной Северной Польши. То, что готы прибыли в регион в это время, не требует дополнительных доказательств, но не связано ли их появление с сейсмической катастрофой и последовавшей за этим дезорганизацией политической и общественной жизни ранее процветавших греческих колоний? Отметим, что и в ранее приведенных примерах сейсмические разрушения часто предшествовали кардинальным политическим изменениям в истории соответствующих областей.
В отдельных случаях последствия землетрясений были особенно впечатляющими. Так, например, в работах [Korzhenkov, Mazor, 1999, 2014; Корженков и др., 2016, 2018б, 2022; Rodkin, Korzhenkov, 2019; Rodkin, 2020] приводятся данные о катастрофическом ущербе от сильных землетрясений, нанесенном домонгольским поселениям района о. Иссык-Куль, Киргизия, и древним (до арабского завоевания) аграрным сообществам в пустыне Негев, Израиль. В обоих случаях крупные разрушения, вызванные землетрясениями, предшествовали завоеванию этих регионов другими народами. Пострадавшие в результате землетрясений и последующих завоеваний ранее хорошо развитые районы поливного земледелия с соответствующими ирригационными системами так и не были восстановлены, а тип землепользования сменился на более отсталый кочевой скотоводческий.
По-видимому, наиболее детальные сведения о воздействии сильных землетрясений на древние государства приведены в работе [Leroy et al., 2010]. Авторы исследовали регион Мертвого моря во вполне благополучный римско-византийский период, когда произошли два сильных землетрясениях – в 31 г. до н.э. и 363 г. н.э. Отбор проб из отложений производился с детальным годовым разрешением, охватывая период 10 лет до и 10 лет после землетрясения. В обоих случаях наблюдалось падение уровня и деградация сельского хозяйства. Особенно ощутимо это затронуло производство более водолюбивых зерновых и маслиничных культур. Сильных внешних воздействий наподобие монгольского, готского или арабского завоевания в период после землетрясений в обоих случаях не было, и хозяйство постепенно вернулось к прежнему уровню, но восстановление заняло годы и потребовало специальной государственной поддержки.
Приведенные примеры показывают, что землетрясения следует рассматривать как факторы, способные нанести не только ощутимый ущерб, но и кардинально изменить социально-экономические системы. В сочетании с другими факторами, такими как засуха, эпидемии и политические потрясения, они могут привести к смене типа землепользования или даже полному краху цивилизации.
Можно предположить, что эффект сейсмических воздействий особенно существен для предгорных и аридных территорий, где эффективное землепользование обеспечивается функционированием сложных ирригационных систем. Сильные землетрясения здесь приведут не только к разрушению городских центров, но и будут сопровождаться сильными деформациями поверхности, нарушающими системы ирригации и потому способными вызвать резкое падение урожайности и массовый голод. Этому могут способствовать и чисто сейсмические факторы. В работах [Корженков и др., 2016, 2020б, в, 2022; и др.] показано, что очаги сильных землетрясений и связанные с ними деформации в районе оз. Иссык-Куль приурочены к подножию адырных хребтов (предгорий), т.е. располагаются в зоне активного земледелия, заведомо пересекая местную систему арыков.
На рис. 4 в качестве примера приведен фрагмент геологической карты северного берега оз. Иссык-Куль. Видно, что эшелонированная система активных сдвигов–надвигов пересекает систему естественных водотоков и арыков. Палеосейсмологические исследования выявили в области надвигов (западная траншея, ЗТ, и восточная траншея, ВТ) следы недавних сейсмических подвижек, приведших к сильной деформации всей системы водотоков; ряд арыков после сейсмогенных деформаций восстановлены не были.
Указанная ситуация, когда система активных предгорных адырных надвигов сильно деформирует область интенсивного, построенного на ирригации земледелия, достаточно типична. Она характерна и для других орогенов. В качестве примера на рис. 5 приведена фотография участка предгорий Тянь-Шаня с молодыми взбросами, сделавшими непригодными ранее использовавшиеся арыки. В результате нескольких сильных землетрясений здесь образовалась так называемая ветровая брешь – взброшенный бывший антецедентный участок долины р. Токойлу (Суусамырская впадина, Тянь-Шань). Ранее в этом месте река текла на юг – в сторону хр. Арамсуу, и пропиливала внутригорное поднятие Айгырджал. Перпендикулярно руслу, вдоль крутого склона молодого поднятия, древними земледельцами были прокопаны арыки, отводившие воду на площадки позднечетвертичных террас, располагавшихся к югу. Однако сильное землетрясение (одно или несколько) образовали тектоническую дамбу и перекрыли водоток. Река потекла на запад (в несогласии с общим уклоном местности) и, лишь соединившись с соседним западным водотоком, смогла-таки снова преодолеть антиклинальное поднятие. Возраст взброшенных арыков, согласно радиоуглеродным датировкам, составляет 2600–2200 л.н. [Чедия и др., 1997]. Таким образом, их прорыли и использовали земледельцы-саки (скифы).
Дополнительным отягчающим сейсмическое воздействие фактором может являться и отмеченная в работах [Корженков и др., 2018а, 2022; Родкин и др., 2020; Rodkin et al., 2020; и др.] тенденция к кластеризации сильных сейсмических событий во времени. В этом случае новое сильное землетрясение наносит удар по еще не восстановленной социально-экономической системе, отчего его последствия могут оказаться относительно более тяжелыми. Примером такого кластерного высвобождения сейсмической энергии является серия сильнейших землетрясений, прокатившихся по Северному Тянь-Шаню в конце XIX – начале XX в.: Беловодское 1885 г. (MS = 7.0, I0 = IX–Х баллов), Верненское 1887 г. (MS = 7.3, I0 = IX–X баллов), Чиликское 1889 г. (MS = 8.4, I = X–XI баллов), Кебинское 1911 г. (MS = 8.2, I0 = X–XI баллов) [Джанузаков и др., 2003].
Взаимосвязь режима катастроф и социально-экономических процессов
В предыдущем разделе были приведены примеры того, как природные стихийные бедствия и связанные с ними разрушения дестабилизируют социально-политические сообщества. Однако обратная связь также имеет место; социальный кризис и связанные с ним трудности могут приводить к росту уязвимости данного сообщества при природных катастрофах. Соответственно увеличивается ущерб и характерные потери от этих катастроф. На рис. 6 и 7 показаны изменение числа существенных стихийных бедствий в России в XX в. и временной ряд нормированного количества жертв от землетрясений в Китае. Число жертв от сейсмических катастроф в Китае нормировалось на изменение численности его населения и на магнитуду землетрясения (по функции, аппроксимирующей эмпирические данные). Информация о существенных катастрофах в России бралась нами из базы данных, описанной в работе [Рагозин и др., 2004]. В этой базе содержатся сведения по разным видам катастроф; под существенными понимаются катастрофы, для которых количество жертв и/или величины экономического ущерба превосходят некий принятый пороговый уровень. Авторы работы [Рагозин и др., 2004] предполагают удовлетворительную полноту информации о существенных катастрофах. Возможно, это не вполне точно и, в частности, данные о числе существенных катастроф в 1930–1950 гг. не полны (на рис. 6 обращает на себя внимание «провал» в этот временной промежуток).
Оба графика на рис. 6 и 7 демонстрируют существенную нестационарность характерных величин потерь от землетрясений (изменения уязвимости) и изменения числа существенных катастроф. При этом максимумы чувствительности сообществ к стихийным бедствиям наблюдаются во время войны и культурной революции в Китае и в период кризиса 1990-х годов в России. В последнем случае намечается даже максимум, отвечающий дефолту 1998 г. Приведенные на рисунках данные позволяют предположить, что общество в кризисной ситуации становится более уязвимо к неблагоприятным внешним воздействиям; в частности увеличивается ущерб от природных катастроф.
В качестве исторического примера можно сослаться на серию неурожаев, потрясших всю Европу после катастрофического извержения вулкана на юге Перу в 1600 г. Следствием неурожаев был голод 1601–1604 гг. Но только на Руси в связи со сложной внутренней обстановкой эта природная катастрофа спровоцировала падение династии Годуновых (1605 г.) и последовавшую за этим Смуту.
В связи с обсуждением взаимосвязи режима потерь от природных катастроф и социально-экономических процессов можно упомянуть также традиции Древнего Китая. Особенно большие потери по причине стихийных бедствий могли рассматриваться здесь как свидетельство потери данной династией покровительства Неба, а с ним и потери Небесного Мандата на управление Китаем. В истории Китая были примеры, когда при смене династии данные о потерях при недавних природных бедствиях специально пересматривались (увеличивались) с целью получения дополнительных свидетельств того, что свергнутая династия утратила Мандат Неба на управление Китаем и потому подлежала замене [Yang, 1961]. Говоря о более позднем времени, можно вспомнить известную тенденцию многих авторитарных режимов замалчивать масштабы потерь от природных или техногенных катастроф и от политических ошибок, что вполне типично, например, как для бывш. Советского Союза, так и для современной России.
Заключение
Статистика природных катастроф указывает на возможность возникновения редких, экстремально тяжелых по своим последствиям природных катастроф, в частности разрушительных землетрясений. Возможно, что именно память о таких экстремально сильных событиях нашла отражение в мифах самых разных цивилизаций о конце света, Всемирном потопе и иных подобных бедствиях. Историческая наука, однако, зачастую игнорирует такие примеры. В качестве причин упадка тех или иных цивилизаций (этносов) древности почти всегда указываются политические или военные факторы, реже упоминаются экологические причины или изменение климата, и почти никогда землетрясения или иные природные катастрофы.
В статье на основе сравнения палеосейсмологических данных и исторических свидетельств приводятся примеры, когда сильнейшее землетрясения прошлого (иногда кластер таких событий) предшествовали социально-экономическому упадку данного этноса или даже смене типа землепользования с развитого поливного земледелия на кочевое животноводство.
Приводятся примеры и обратной взаимосвязи между социально-экономической ситуацией и воздействием природных катастроф, когда социально-экономический кризис приводил к заметно большей уязвимости данного сообщества к внешним воздействиям, в частности к росту потерь от природных катастроф.
В целом можно предположить довольно тесную взаимосвязь социально-экономической стабильности и уровня развития цивилизаций и масштаба природных (а также антропогенных) катастроф. Различного рода катастрофы (вернее, сильные отличия уровня причиненного ими ущерба от характерных его значений) могут рассматриваться как факторы, влияющие на социально-политическую стабильность сообществ. При этом степень уязвимости общества к природным катастрофам может являться индикатором развития в данном сообществе кризисной социально-экономической ситуации, сопровождающейся ростом его уязвимости к внешним неблагоприятным катастрофическим воздействиям.
Финансирование
Работа выполнена в рамках государственных заданий Института теории прогноза землетрясений математической геофизики РАН, Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Института морской геологии и геофизики ДВО РАН и Института геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН при частичной поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект № 20-05-00433.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература
Агаджанян Н.А., Александров С.И., Аптикаева О.И., Гаврилова Т.В., Гамбурцев А.Г., Главатских С.П., Грачев В.А., Дмитриева Т.Б., Жалковский Е.А., Киселев Г.П., Летников Ф.А., Расторгуев В.Н., Сидоров П.И., Черешнев В.А., Юдахин Ф.Н. Экология человека в изменяющемся мире / Под общ. ред. В.А. Черешнева. Изд. 2-е, доп. Екатеринбург, 2008. 569 с.
Джанузаков К., Омуралиев М., Омуралиева А., Ильясов Б., Гребенникова В.В. Сильные землетрясения Тянь-Шаня в пределах территории Кыргызстана и прилегающих районов стран Центральной Азии. Бишкек: Илим, 2003. 216 с.
Захаров И.Л., Чабдаров Н.М. Геологическая карта СССР. М. 1 : 200 000. Л. К-43-XII. М.: Госгеолтехиздат, 1975.
Корженков А.М., Кольченко В.А., Лужанский Д.В., Абдиева С.В., Деев Е.В., Мажейка Й.В., Рогожин Е.А., Родина С.Н., Родкин М.В., Фортуна А.Б., Чаримов Т.А., Юдахин А.С. Археосейсмологические исследования и структурная позиция средневековых землетрясений на юге Иссык-Кульской впадины (Тянь-Шань) // Физика Земли. 2016а. № 2. С. 71–86.
Корженков А.М., Овсюченко А.Н., Ларьков А.С. Сейсмические деформации в древнем городе Илурате // Природа. 2016б. № 10. С. 30–38.
Корженков А.М., Эрроусмит Р., Кросби К., Гуральник Б.3, Рогожин Е.А., Сорокин А.А., Абдиева С.В., Фортуна А.Б., Юдахин А.С., Агатова А.Р., Деев Е.В., Мажейка Й.В., Родкин М.В., Шен Д. Сильные палеоземлетрясения вдоль Аксуйского краевого разлома по материалам датирования смещенного террасового комплекса реки Чон-Аксуу, Северный Тянь-Шань // Физика Земли. 2018а. № 2. С. 64–80. https://doi.org/10.7868/S0002333718020060
Корженков А.М., Ларьков А.С., Овсюченко А.Н., Соколова О.Ю. Следы сильных землетрясений в руинах боспорского города Нимфея // Боспорские исследования. 2018б. Вып. 37. С. 111–138.
Корженков А.М., Новичихин А.М., Овсюченко А.Н., Рангелов Б.К., Рогожин Е.А., Димитров О.В., Ларьков А.С., Лю Ц. Поиск следов сильных древних землетрясений на Западном Кавказе: Археосейсмологические исследования в древней Горгиппии // Геофизические процессы и биосфера. 2019а. Т. 18, № 4. С. 15–33. https://doi.org/10.21455/GPB2019.4-10
Корженков А.М., Овсюченко А.Н., Ларьков А.С., Зинько В.Н. Следы сильных землетрясений на древнем городище Тиритака в Восточном Крыму // Боспорские исследования. 2019б. Вып. 38. С. 137–159.
Корженков А.М., Усманова М.Т., Анарбаев А.А., Максудов Ф.А., Муродалиев Р.Х., Захидов Т.К., Рахманов З.О. Недооцененная сейсмическая опасность Ферганской впадины: Новые археосейсмологические данные // Геофизические процессы и биосфера. 2019в. Т. 18, № 3. С. 77–90. https://doi.org/10.21455/GPB2019.3-5
Корженков А.М., Овсюченко А.Н., Ларьков А.С., Рогожин Е.А., Димитров О.В., Сударев Н.И., Устаева Э.Р. О следах сильных землетрясений в древнем городе Гермонасса-Тмутаракань и структурное положение их очаговых зон // Боспорские исследования. 2019г. Вып. 39. С. 242–274.
КорженковА.М., Анарбаев А.А., Усманова М.Т., Захидов Т.К., Максудов Ф., Саидов М., Кубаев С., Насриддинов Ш., Родина С.Н., Варданян А.А. Сейсмические деформации в древнем поселении Кыркхуджра, расположенном на Великом Шелковом пути в Папском районе Узбекистана // Земля и Вселенная. 2020а. № 6. С. 37–59. https://doi.org/10.7868/S0044394820060043
Корженков А.М., Гаджиев М.С., Овсюченко А.Н., Ларьков А.С., Рогожин Е.А. Следы сейсмической активности на архитектурных памятниках г. Дербент, Дагестан // Геофизические процессы и биосфера. 2020б. Т. 19, № 1. С. 5–29. https://doi.org/10.21455/GPB2020.1-1
Корженков А.М., Стрельников А.А., Деев Е.В., Корженкова Л.А., Лю Ц., Мажейка Й.В., Рогожин Е.А., Родина С.Н., Турова И.В., Усманова М.Т., Фортуна А.Б. Адырные разломы – генераторы сильных землетрясений в Иссык-Кульской котловине (на примере зоны Культорского разлома) // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020в. Т. 47, № 2. С. 19–40. https://doi.org/10.21455/VIS2020.2-2
Корженков А.М., Усманова М.Т., Анарбаев А.А., Саидов М., Насриддинов Ш., Захидов Т.К. Сейсмические деформации в археологических памятниках Мугкалъа и Мугтепа (Ферганская впадина, Узбекистан) // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020г. Т. 47, № 3. С. 5–27. https://doi.org/10.21455/VIS2020.3-1
Корженков А.М., Деев Е.В., Корженкова Л.А., Лю Ц., Мажейка Й.В., Рогожин Е.А., Стрельников А.А., Турова И.В., Усманова М.Т., Фортуна А.Б. Сильная сейсмическая активность адыров хребта Терскей Ала-Тоо (Северный Тянь-Шань) в голоцене по данным радиоуглеродного анализа // Физика Земли. 2022. Т. 2, № 2. С. 102–127. https://doi.org/10.31857/S0002333722010045
Овсюченко А.Н., Корженков А.М., Вакарчук Р.Н., Горбатиков А.В., Ларьков А.С., Рогожин Е.А., Сысолин А.И. Следы сильного землетрясения в средневековом городе Фанагория на Таманском полуострове // Геология и геофизика юга России. 2017. № 3. C. 78–94.
Овсюченко А.Н., Корженков А.М., Ларьков А.С., Бутанаев Ю.В., Мараханов А.В., Рогожин Е.А. Следы и хронология сильных землетрясений в стенах древнего города Мирмекий, Восточный Крым // Вопросы инженерной сейсмологии. 2021. Т. 48, № 1. С. 37–74. https://doi.org/10.21455/VIS2021.1-3
Осипов В.И. Природные катастрофы на рубеже XXI века // Геоэкология. 2001. № 4. С. 293–309.
Писаренко В.Ф., Родкин М.В. Распределения с тяжелыми хвостами: Приложения к анализу катастроф // Вычислительная сейсмология. 2007. Вып. 38. 240 с.
Рагозин А.Л., Уварова А.В., Чумаченко С.А. Первые результаты анализа динамики крупнейших природных катастроф на территории России // Инженерная геология и охрана геологической среды. М.: ГЕОС, 2004. С.185–190. (Сергеевские чтения. Вып. 6).
Родкин М.В., Андреева М.Ю., Григорьева О.О. Анализ обобщенной окрестности сильного землетрясения по региональным данным, Курило-Камчатский регион // Вулканология и сейсмология. 2020. № 6. С. 67–77. https://doi.org/10.31857/S0203030620060176
Трифонов В.Г., Караханян А.С. Геодинамика и история цивилизаций / Отв. ред. Ю.Г. Леонов. М.: Наука, 2004. 668 с. (Тр. ГИН РАН. Вып. 553).
Чедия О.К., Михель Г., Михайлев В. О скоростях голоценовых тектонических движений и попытке определения продолжительности сейсмического затишья в Северном Тянь-Шане // Эхо науки. Изв. НАН КР. 1997. № 1. С. 13–17.
Berz G. Munich Re’s list of major disasters in 1990 // Natural Hazards. 1992. V. 5. P. 95–102.
Diamond J. Collapse: How societies choose to fail or succeed. Rev. ed. N.Y.: Viking Press, 2011. 592 p.
Korjenkov A.M., Mazor E. Seismogenic origin of the ancient Avdat ruins, Negev desert, Israel // Natural Hazards. 1999. V. 18, N 3. P. 193–226.
Korzhenkov A., Mazor E. Archaeoseismological damage pattern at the ancient ruins of Rehovot-ba-Negev, Israel // Archaeologischer Anzeiger. 2014. V. 1. P. 75–92.
Korzhenkov A.M., Anarbaev A., Usmanova M.T., Rodina S.N., Kubaev S., Koraeva Z., Omonov Sh., Zakhidov T. Traces of strong earthquakes at Ahsiken, the ancient capital of the Ferghana valley // J. Volcan. and Seismol. 2021. V. 15, N 2. P. 107–125.
Leroy S.A.G., Marco S., Bookman R., Miller C.S. Impact of earthquakes on agriculture during the Roman-Byzantine period from pollen records of the Dead Sea laminated sediment // Quatern. Res. 2010. V. 73, N 2. P. 191–200.
Molev E.A., Korzhenkov A.M., Ovsyuchenko A.N., Larkov A.S. Potential traces of earthquakes in the ancient city of Kytaia, Kerch Peninsula, Crimea // Geod. Geodyn. 2019. N 10. P. 331–338.
Nur A., Cline E.H. Poseidon’s horses: Plate tectonics and earthquake storms in Late Bronze Age Aegean and Eastern Mediterranean // J. Archaeol. Sci. 2000. V. 27. P. 43–63.
Pisarenko V.F., Rodkin M.V. Heavy-tailed distributions in disaster analysis. Dordrecht: Springer, 2010. http://dx.doi.org/10.1007/978-90-481-9171-0
Pisarenko V., Rodkin M. Statistical analysis of natural disasters and related losses. Germany: Springer, 2014. 82 p. (Springer Briefs in Earth Sci.).
Pisarenko V.F., Rodkin M.V. Approaches to solving the maximum possible earthquake magnitude (Mmax) problem. Surv. Geophys., 2022. https://doi.org/10.1007/s10712-021-09673-1
Rodkin M.V. Dependence of losses from natural hazards on the prosperity of societies: A brief review // J. Anthropol. Archaeol. Sci. 2020. V. 1, N 5. P. 134–137.
Rodkin M.V., Korzhenkov A.M. Estimation of maximum mass velocity from macroseismic data: A new method and application to archeoseismological data // Geod. Geodyn. 2019. V. 10. P. 321–330.
Rodkin M.V., Andreeva M.Yu., Liperovskaya E.V. Clustering as one of scenario of development of instability: An earthquake case // Problems of Geocosmos: Proc. of the XIII Intern. conf. and school. 2020
Сведения об авторах
РОДКИН Михаил Владимирович – Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН. Россия, 117997, г. Москва, Профсоюзная ул., д. 84/32; Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН. Россия, 693022, г. Южно-Сахалинск, ул. Науки, д. 1Б. E-mail: rodkin@mitp.ru
КОРЖЕНКОВ Андрей Михайлович – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: korzhenkov@ifz.ru
КОРЖЕНКОВА Любовь Андреевна – Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН. Россия, 101000, г. Москва, Уланский пер., д. 13, стр. 2. E-mail: korjenkova2404@mail.ru
ON THE RELATIONSHIP OF THE REGIME OF SEISMIC AND OTHER NATURAL DISASTERS AND SOCIAL PROCESSES
© 2022 M.V. Rodkin1, 2 *, A.M. Korzhenkov3, L.A. Korzhenkova4
1 Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2 Institute of Marine Geology and Geophysics, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Yuzhno-Sakhalinsk, Russia
3 Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
4 Sergeyev Institute of Geoecology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
* e-mail: rodkin@mitp.ru
Abstract. A brief review of the main results of the study of the statistics of damage from natural disasters, in particular, from strong earthquakes, is given. Attention is drawn to a certain discrepancy between the statistics of catastrophes, indicating the possibility of the occurrence of rare earthquakes with especially heavy damage values, and the practice of underestimating this factor in historical research. Examples of the decisive impact of strong seismic catastrophes of the past on the history of a number of human societies are given. In combination with other factors these catastrophes had caused even a change in the nature of land use from irrigated agriculture to nomadic animal husbandry. It is also noted that the level of damage from natural disasters can characterize not only the strength of natural impacts, but also the increase in vulnerability of human societies to strong external impacts, that is characteristic of crisis periods.
Keywords: Statistics of natural disasters, the historical role of strong earthquakes, the vulnerability of societies.
About the authors
RODKIN Mikhail Vladimirovich – Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics, Russian Academy of Sciences. Russia, 117997, Moscow, Profsoyuznaya st., 84/32; Institute of Marine Geology and Geophysics, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences. Russia, 693022, Yuzhno-Sakhalinsk, Nauki st., 1B. E-mail: rodkin@mitp.ru
KORZHENKOV Andrey Mikhailovich – Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Russia, 123242, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya st., 10-1. E-mail: korzhenkov@ifz.ru
KORZHENKOVA Lyubov Andreevna – Sergeev Institute of Geoecology, Russian Academy of Sciences. Russia, 101000, Moscow, Ulansky alleyway, 13/2. E-mail: korjenkova2404@mail.ru
Cite this article as: Rodkin M.V., Korzhenkov A.M., Korzhenkova L.A. On the relationship of the regime of seismic and other natural disasters and social processes, Geofizicheskie Protsessy i Biosfera (Geophysical Processes and Biosphere), 2022, vol. 21, no. 2, pp. 162–172 (in Russian). https://doi.org/10.21455/gpb2022.2-9
English version: Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2022, vol. 58. ISSN: 0001-4338 (Print), 1555-628X (Online). https://link.springer.com/journal/volumesAndIssues/11485
ПОДПИСИ К РИСУНКАМ
Рис. 1. Ненормированные дополнительные функции распределения количества жертв при исторических сейсмических катастрофах (по [Писаренко, Родкин, 2007])
1 – реальное количество жертв; 2 – количество жертв, нормированное на современную численность населения. Пунктиром показаны аппроксимирующие степенные законы распределения
Рис. 2. Смещение северной оборонительной стены г. Дербент по сейсмотектоническому разрыву
а. Вид на север, на юго-восточный фас стены г. Дербент, разорванной по разлому на 1.4 м.
б. Вид на юг. Смещение стены на 0.9 м. Виден сильный наклон восточной части стены на юго-восток, а также раскрытие между блоками в сасанидской каменной кладке
Рис. 3. Выход древнего сейсмического очага на поверхность на территории древнего города Ахсикент. Восточная стена крепости, подмытая р. Сыр-Дарья (первая половина I в. до н.э.)
а. Фотография. Вид на север–северо-восток. I–VI – различные блоки кирпичной кладки и подстилающих ее отложений, разбитых разрывами.
б. Схематическая внемасштабная зарисовка. 1 – плоскости разрывов; 2 – предполагаемые разрывы; 3 – направление смещения: а – по направлению стрелки, б – движение блока на зрителя, в – движение блока от зрителя; 4 – башня крепости; 5 – материнские породы: чередование аллювиальных песков и суглинков и прослоев галечников
Рис. 4. Фрагмент геологической карты северного берега оз. Иссык-Куль масштаба 1 : 200 000 (по [Захаров, Чабдаров, 1975] с доп.)
1 – ордовикские гранитоиды; 2 – неогеновые отложения; 3 – четвертичные образования; 4 – главные сейсмоактивные взбросо-надвиги: I – Культорский краевой разлом, II – Культорский адырный разлом, III – Аксуйский краевой разлом. Берг-штрихи указывают направления падения плоскостей разломов; 5 – места проведения палеосейсмологических исследований: ЗТ – западная траншея, ВТ – восточная траншея
Рис. 5. Взброшенный участок (ветровая брешь) долины р. Токойлу с сейсмическими деформациями северного фронта горст-антиклинального срединного поднятия Айгырджал
Ветровая брешь в настоящее время находится на 17 м выше современного русла реки
Рис. 6. Годовые значения количества значительных катастроф в России (по данным [Рагозин и др., 2004]) на 1 млн населения (1) и усредненные их значения по перекрывающимся пятилетним интервалам (по [Писаренко, Родкин, 2007]) (2)
Рис. 7. Нормированные на численность населения Китая и энергию землетрясений значения количества погибших (по [Писаренко, Родкин, 2007])