Come prevedere un terremoto. Tentativi di prevedere i terremoti

Ciao a tutti! Benvenuti nelle pagine del mio blog sulla sicurezza. Mi chiamo Vladimir Raichev e oggi ho deciso di raccontarvi quali esistono i presagi di terremoti. Perché, mi chiedo, così tante persone diventano vittime dei terremoti? Non si possono prevedere?

Recentemente i miei studenti mi hanno fatto questa domanda. La questione, ovviamente, non è inutile; io stessa la trovo molto interessante. In un libro di testo sulla sicurezza della vita, ho letto che esistono diversi tipi di previsione dei terremoti:

Lungo termine. Statistiche semplici, se si analizzano i terremoti sulle cinture sismiche, è possibile identificare un determinato modello nel verificarsi dei terremoti. Con un errore di diverse centinaia di anni, ma questo ci aiuterà davvero?
Medio termine. Si studia la composizione del suolo (durante i terremoti cambia) e con un errore di diversi decenni si può ipotizzare il verificarsi di un terremoto. È diventato più facile? Non credo.
Corto. Questo tipo Le previsioni implicano il monitoraggio dell'attività sismica e consentono di cogliere le vibrazioni iniziali superficie terrestre. Pensi che questa previsione ci aiuterà?

Tuttavia, lo sviluppo di questo problema è estremamente difficile. Forse nessuna scienza incontra tali difficoltà come la sismologia. Se, quando si prevede il tempo, i meteorologi possono osservare direttamente le condizioni masse d'aria: temperatura, umidità, velocità del vento, quindi l'interno della Terra è accessibile alle osservazioni dirette solo attraverso i fori trivellati.

Più pozzi profondi non raggiungono nemmeno i 10 chilometri, mentre i terremoti si verificano a profondità di 700 chilometri. I processi associati al verificarsi dei terremoti possono raggiungere profondità ancora maggiori.

Cambiare la posizione della costa come segno di un terremoto imminente

Tuttavia, i tentativi di identificare i fattori che precedono i terremoti, anche se lentamente, stanno ancora portando a risultati positivi. Sembrerebbe che un cambiamento nella posizione della costa rispetto al livello dell'oceano possa fungere da presagio di terremoti.

Tuttavia, in molti paesi, nelle stesse condizioni, non sono stati osservati terremoti e viceversa: quando la posizione della costa era stabile, si sono verificati terremoti. Ciò è apparentemente spiegato dalla differenza nelle strutture geologiche della Terra.

Di conseguenza, questa caratteristica non può essere universale per le previsioni dei terremoti. Ma va notato che il cambiamento di altezza costa fu l'impulso per effettuare osservazioni speciali delle deformazioni della crosta terrestre utilizzando rilievi geodetici e strumenti speciali.

I cambiamenti nella conduttività elettrica delle rocce sono un altro indicatore di un terremoto incipiente

Variazioni della velocità di propagazione delle vibrazioni elastiche, delle resistenze elettriche e proprietà magnetiche la crosta terrestre. Quindi, nelle zone Asia centrale quando si studia la conduttività elettrica rocce Si è scoperto che alcuni terremoti sono stati preceduti da un cambiamento nella conduttività elettrica.

Durante i forti terremoti, dalle profondità della Terra viene rilasciata un'enorme energia. È difficile ammettere che il processo di accumulo di un'enorme energia prima della rottura della crosta terrestre, cioè un terremoto, proceda in modo sottile. Probabilmente, nel tempo, con l'ausilio di apparecchiature geofisiche più avanzate, l'osservazione di questi processi consentirà di prevedere con precisione i terremoti.

Sviluppo tecnologia moderna, che ora rende possibile l'uso dei raggi laser per misurazioni geodetiche più accurate, la tecnologia informatica elettronica per l'elaborazione delle informazioni provenienti dalle osservazioni sismologiche e i moderni strumenti ultrasensibili aprono grandi prospettive per la sismologia.

Il rilascio di radon e il comportamento degli animali sono segnali di pericolo di tremori imminenti

Gli scienziati hanno scoperto che prima dei terremoti, il contenuto di gas radon nella crosta terrestre cambia. Ciò si verifica, a quanto pare, a causa della compressione delle rocce terrestri, a seguito della quale il gas viene spostato da grandi profondità. Questo fenomeno è stato osservato ripetutamente tremori sismici.

La compressione delle rocce terrestri, ovviamente, può spiegare un altro fenomeno, che, a differenza di quelli elencati, ha dato origine a numerose leggende. In Giappone, è stato osservato che piccoli pesci di una certa varietà si spostano sulla superficie dell'oceano prima di un terremoto.

Si ritiene che in alcuni casi gli animali percepiscano l'avvicinarsi dei terremoti. Tuttavia è praticamente difficile usare questi fenomeni come presagi, perché il confronto del comportamento degli animali in situazioni ordinarie e prima di un terremoto inizia quando questo è già avvenuto. Ciò a volte dà luogo a vari giudizi infondati.

Il lavoro relativo alla ricerca dei segnali di terremoto viene svolto in diverse direzioni. È stato osservato che la creazione di grandi serbatoi nelle centrali idroelettriche in alcune zone sismicamente attive degli Stati Uniti e della Spagna contribuisce ad un aumento dei terremoti.

Una commissione internazionale appositamente creata per studiare l'influenza dei grandi serbatoi sull'attività sismica ha suggerito che la penetrazione dell'acqua nelle rocce riduce la loro resistenza, il che può causare un terremoto.

L'esperienza ha dimostrato che il lavoro per la ricerca dei precursori dei terremoti richiede una più stretta collaborazione tra gli scienziati. Lo sviluppo del problema della previsione dei terremoti è entrato nuova fase ricerca più fondamentale basata su mezzi tecnici moderni, e ci sono tutte le ragioni per sperare che venga risolta.

Ti consiglio di leggere i miei articoli sui terremoti, ad esempio, sul terremoto di Messina in Italia, o il TOP dei terremoti più potenti della storia dell'umanità.

Come potete vedere, amici, prevedere un terremoto è un compito molto difficile che non è sempre possibile realizzare. E con questo ti saluto. Non dimenticare di iscriverti alle notizie del blog per essere tra i primi a sapere quando vengono pubblicati nuovi articoli. Condividi questo articolo con i tuoi amici su nei social network, è una piccola cosa per te, ma mi fa piacere. Ti auguro tutto il meglio, ciao.

Aggiungendo alcuni dati pratici alla risposta di cui sopra sulle relazioni Gutenberg-Richter, ecco un grafico della probabilità cumulativa dei terremoti in una particolare provincia del Giappone basato sulle frequenze osservate nel corso di molte centinaia di anni:

La relazione è significativamente log-lineare (secondo G-R); se si accetta che il rapporto supporti magnitudo più elevate, si stima la probabilità di un evento M10 in quella posizione ogni 30.000 anni.

Per ottenere una stima per "ovunque nel mondo", avrai bisogno di dati cumulativi per tutti. Un buon punto di partenza è il sito web dell'USGS: hanno una comoda tabella con dati risalenti al 1900.

Prendendo questi dati e tracciandoli su un grafico a linee logaritmiche, quindi estrapolando l'adattamento lineare si ottiene il seguente grafico:

Questo è piuttosto spaventoso perché dice che la possibilità che si verifichi un terremoto di magnitudo 10 in qualsiasi parte del mondo è 1 su 100 in un dato anno. Da notare che ho tracciato i dati dalla magnitudo da x a x.9 nella posizione x), il che sottostima un po' la situazione. Si noti inoltre che nel caso estremo di terremoti molto grandi (8 e superiori), i dati sembrano deviare da una linea retta, ma non ci sono dati sufficienti per trarre conclusioni definitive sulla forma.

Ci sono alcuni altri avvertimenti. Innanzitutto, si può presumere che il modello possa essere estrapolato: un particolare bug non può essere progettato per immagazzinare l'energia necessaria per un evento M10, poiché rilascerà sempre energia prima che arrivi lì (e potrebbe esserci un effetto "stress shadows" , in cui si afferma che dopo un grande terremoto la probabilità che se ne verifichi un altro grande è temporaneamente ridotta perché le tensioni sono state alleviate, quindi questo modello può essere utilizzato solo "per un lungo periodo" e non riflette accuratamente il rischio di un terremoto nel prossimo terremoto cinque anni ).

Tuttavia - l'1%.

Un terremoto di magnitudo 10 è effettivamente possibile, ma molto improbabile. Vedi che la frequenza di un terremoto è determinata dalla legge di Gutenberg-Richter:

$$ N = 10 ^ (a-bM) $$

dove $ N $ è il numero di terremoti $\ge M (magnitudo) $ e $ a, b $ sono costanti. Come puoi vedere, più grande è M, più piccolo è N. $ a, b $ vengono solitamente risolti statisticamente, attraverso dati osservativi e regressione. Ma a prima vista, si può facilmente vedere che i terremoti di grande magnitudo stanno diventando sempre meno frequenti a livello esponenziale.

Cos'è un terremoto di magnitudo 10? La mia ipotesi è la zona di subduzione poiché è qui che si verificano i terremoti più forti. Cos'è la zona di subduzione? Qualsiasi ipotesi vale quanto la mia, Cile o Tonga, anche se è anche importante notare che la magnitudo del terremoto è spesso correlata alla dimensione dell'errore: non credo che esista un errore abbastanza lungo/grande da generare un Terremoto attualmente di $M\ge 10,0$ sulla Terra.

Sono possibili terremoti di magnitudo 10?

L’idea del Mega-Quack – un terremoto di magnitudo 10 o superiore – è teoricamente possibile, ma molto improbabile. La magnitudo del terremoto si basa in parte sulla lunghezza delle faglie: più lunga è la faglia, maggiore è il terremoto. La semplice verità è che non sono note faglie in grado di generare un megaterremoto di magnitudo 10 o superiore ()

Dove sono più probabili i terremoti di magnitudo 10?

Nove su dieci terremoti più grandi Gli eventi che accadranno nel secolo scorso furono eventi di zona di subduzione. Ciò include il grande terremoto cileno del 1960, che con una magnitudo 9,5 è stato il più grande terremoto mai registrato, il terremoto e lo tsunami dell'Oceano Indiano del 2004 e il terremoto e lo tsunami di Tōhoku del 2011. ()

Qual è la frequenza più probabile dei terremoti di magnitudo 10?

Se fossero possibili, dato che storia scritta non è scritta una sola parola, non c'è possibilità di perdono dei peccati senza grande incertezza. I dati storici sono fuorvianti. Per una spiegazione vedere: (1) "Questo è probabilmente un effetto osservativo abbastanza comune nelle geoscienze." (2) " "

Quanto sono grandi i terremoti di magnitudo 10?

Molto grande. Per capirlo Grafico a torta mostra il momento sismico totale rilasciato dai terremoti nel periodo 1906-2005, con i singoli terremoti più grandi (a sinistra) e i gruppi di terremoti (a destra). A scopo comparativo viene mostrato anche il sottile nastro del terremoto di San Francisco del 1906. Mw indica la magnitudo del terremoto sulla scala dell'istante nel tempo.

DIDASCALIA: Rilascio sismico globale dal 1906 al 2005, il grafico mostra che quasi il 25% dell’energia sismica mondiale in un secolo è stata concentrata nel solo Grande Terremoto cileno.

È sicuramente possibile, anche se non molto probabile, come accennato in precedenza. Una zona di subduzione insolitamente lunga, come la fossa Perù-Cile, la fossa Aleutina o la fossa Giappone-Kamchatka, avrebbe distrutto generalmente per chiamarla. In altre parole, deve trattarsi di un terremoto che colpisca contemporaneamente Russia e Giappone, oppure di un terremoto che colpisca contemporaneamente Colombia, Ecuador, Perù e Cile, ecc.

Inoltre, un terremoto di magnitudo 10 non sarà necessariamente molto diverso in termini di distanza degli edifici da, ad esempio, un terremoto di magnitudo 8 o 9. Tuttavia, lo scuotimento durerà molto più a lungo - circa 30 minuti - e si estenderà su un'area molto più ampia. area più ampia. E poi ovviamente ci sono gli tsunami che possono colpire la terra mentre le scosse continuano ancora, che aumenta notevolmente i danni che un terremoto può causare.

Oggi la scienza sta avanzando a grandi passi e le persone possono prevedere e prevedere molte cose in anticipo. fenomeni naturali, comprese le catastrofi naturali. Il terremoto è una delle manifestazioni più pericolose della natura del nostro pianeta; può provocare danni enormi; È possibile prevedere oggi tali disturbi geologici? Come fanno gli scienziati a farlo? Le risposte a queste domande interessano molte persone, soprattutto coloro che vivono in aree sismicamente pericolose.

La scienza ha fornito all’umanità alcune capacità di prevedere i disastri geologici, sebbene le previsioni non siano sempre accurate al 100%. Vale la pena parlare di come sono fatti.

Cosa causa i terremoti?

I terremoti sono una conseguenza processi geologici che scorre nel mantello e nella crosta. Le placche litosferiche si muovono e in situazioni normali questo movimento è appena percettibile. Tuttavia, lo stress si accumula sulle faglie crostali a causa di movimenti irregolari, che alla fine provocano terremoti. Questi fenomeni non si osservano ovunque; sono caratteristici dei luoghi geologicamente turbolenti alle giunzioni della crosta terrestre. Il luogo più instabile è il cosiddetto “anello di fuoco”, che si estende lungo la periferia dell’Oceano Pacifico. Inquadra la più grande placca litosferica del pianeta, su cui si trova questo oceano.

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Qualsiasi movimento, anche il minimo, di una tale massa della crosta terrestre non può avvenire in modo indolore, quindi i terremoti si verificano costantemente lungo la sua periferia. C'è anche una massiccia attività vulcanica lì.

Previsioni dei terremoti del passato

Le persone hanno a lungo cercato di prevedere i disastri naturali. I primi passi positivi in questa direzione furono compiuti migliaia di anni fa in regioni geologicamente turbolente. In Cina, gli antichi scienziati furono in grado di creare un vaso insolito, che fu trovato dagli archeologi moderni durante gli scavi. Sul bordo del vaso sono seduti dei draghi in ceramica, ciascuno con una palla in bocca. Alla minima vibrazione della terra, presagio di un terremoto imminente, le palle cadevano dalle bocche dei draghi, prima di tutto dalla direzione della fonte del futuro terremoto. In questo modo le persone potevano sapere in tempo di un disastro imminente e anche da quale parte si sarebbe trovata la fonte del cataclisma.

Anche il Giappone ha avuto i suoi sviluppi: questo paese è sempre stato un luogo turbolento. Qui le persone si affidavano maggiormente all'osservazione della natura. Prima di un terremoto, i pesci di fondo che risalgono negli strati superiori dell'acqua mostrano particolare preoccupazione. Ciò è stato notato dai pescatori, che ogni volta in questi casi si precipitavano a casa per avvertire i propri cari del disastro imminente.

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Fatto interessante : Il pesce gatto nelle leggende giapponesi è visto come un pesce che simboleggia la terra e la stabilità. Forse questo è dovuto proprio al fatto che in una situazione geologica calma il pesce nuota tranquillamente e tranquillamente sul fondo, e prima dei terremoti inizia a correre in giro e cercare riparo.

È stato anche notato che il fuoco che brucia su una candela o su una scheggia si spegne bruscamente prima dei terremoti e la candela si brucia molto rapidamente. Ciò è dovuto ai cambiamenti geomagnetici che si verificano prima di un cataclisma. Inoltre, ovunque si nota l'ansia degli animali domestici e il loro desiderio di uscire di casa prima di una catastrofe. Sulla base di questi e altri segnali, le persone del passato spesso riuscivano a salvare se stesse, i propri cari o le proprie proprietà, lasciando in tempo le proprie case e città.

Metodi moderni di previsione dei terremoti

Oggi i sismografi vengono utilizzati per prevenire i terremoti. Questi dispositivi sono sensori particolarmente sensibili che registrano eventuali vibrazioni sulla superficie terrestre. Poiché i microshock vengono osservati prima di qualsiasi terremoto, il dispositivo fornisce previsioni abbastanza accurate. Registra questi segnali di pericolo e trasmette le informazioni agli scienziati, che avvertono le persone attraverso i media. Oggi ogni individuo può avere a disposizione il proprio piccolo sismografo: sono in vendita monitor sismici individuali che registrano i cambiamenti e li trasmettono all'interno di una rete, che consente di ricevere e inviare avvisi.

Non passa anno senza che da qualche parte si verifichi un terremoto catastrofico, che causa distruzione totale e vittime, il cui numero può raggiungere decine e centinaia di migliaia. E poi c'è lo tsunami: onde anormalmente alte che si formano negli oceani dopo i terremoti e spazzano via villaggi e città insieme ai loro abitanti sulle coste basse. Questi disastri sono sempre inaspettati; la loro repentinità e imprevedibilità sono spaventose. La scienza moderna è davvero incapace di prevedere tali cataclismi? Dopotutto, prevedono uragani, tornado, cambiamenti meteorologici, inondazioni, tempeste magnetiche e persino eruzioni vulcaniche, ma con i terremoti - completo fallimento. E la società spesso crede che la colpa sia degli scienziati. Così, in Italia, sei geofisici e sismologi sono stati processati per non aver previsto il terremoto dell'Aquila del 2009, che costò la vita a 300 persone.

Sembrerebbe che ce ne siano molti diversi metodi strumentali, dispositivi che registrano le più piccole deformazioni della crosta terrestre. Ma la previsione del terremoto fallisce. Allora, qual è il problema? Per rispondere a questa domanda, consideriamo innanzitutto cos’è un terremoto.

Il guscio più superficiale della Terra - la litosfera, costituita da una crosta solida con uno spessore di 5-10 km negli oceani e fino a 70 km sotto le catene montuose - è divisa in una serie di placche chiamate litosferiche. Sotto c'è anche il solido mantello superiore, o meglio, il suo parte in alto. Queste geosfere sono costituite da varie rocce che hanno un'elevata durezza. Ma nello spessore del mantello superiore a diverse profondità è presente uno strato detto astenosferico (dal greco asthenos - debole), che ha una viscosità inferiore rispetto alle rocce del mantello sovrastante e sottostante. Si presume che l'astenosfera sia il “lubrificante” attraverso il quale possono muoversi le placche litosferiche e parti del mantello superiore.

Durante il loro movimento, le placche si scontrano in alcuni punti, formando enormi catene montuose ripiegate; in altri, al contrario, si dividono per formare oceani, la cui crosta è più pesante della crosta dei continenti ed è capace di sprofondare sotto di essi. Queste interazioni tra placche causano enormi stress nelle rocce, comprimendole o, al contrario, allungandole. Quando le sollecitazioni superano la resistenza a trazione delle rocce, queste subiscono uno spostamento e una rottura molto rapidi, quasi istantanei. Il momento di questo spostamento costituisce un terremoto. Se vogliamo prevederlo, dobbiamo fornire una previsione del luogo, del tempo e dell'eventuale forza.

Qualsiasi terremoto è un processo che avviene ad una certa velocità finita, con la formazione e il rinnovamento di molte rotture di diversa scala, lo strappo di ciascuna di esse con il rilascio e la ridistribuzione dell'energia. Allo stesso tempo, è necessario comprendere chiaramente che le rocce non sono un massiccio omogeneo continuo. Presenta crepe, zone strutturalmente indebolite, che ne riducono notevolmente la resistenza complessiva.

La velocità di propagazione di una o più rotture raggiunge diversi chilometri al secondo, il processo di distruzione copre un certo volume di rocce, la fonte del terremoto. Il suo centro è chiamato ipocentro e la sua proiezione sulla superficie terrestre è chiamata epicentro del terremoto. Gli ipocentri si trovano a diverse profondità. Quelli più profondi arrivano fino a 700 km, ma spesso molto meno.

L'intensità, o forza, dei terremoti, così importante per la previsione, è caratterizzata da punti (una misura di distruzione) della scala MSK-64: da 1 a 12, così come dalla magnitudo M, un valore adimensionale proposto da un professore alla California Istituto di Tecnologia C. F. Richter, che riflette la quantità di energia totale rilasciata dalle vibrazioni elastiche.

Cos'è una previsione?

Per valutare la possibilità e l’utilità pratica della previsione dei terremoti è necessario definire chiaramente quali requisiti essa deve soddisfare. Non si tratta di una supposizione, né di una previsione banale ovviamente eventi regolari. Una previsione è definita come un giudizio scientificamente fondato sul luogo, il tempo e lo stato di un fenomeno, le cui modalità di accadimento, diffusione e cambiamento sono sconosciute o poco chiare.

Prevedibilità fondamentale dei disastri sismici lunghi anni non c'erano dubbi. La fede nel potenziale predittivo illimitato della scienza era supportata da argomenti apparentemente abbastanza convincenti. Eventi sismici con rilascio di enormi energie non possono verificarsi nelle viscere della Terra senza preparazione. Dovrebbe includere alcune ristrutturazioni della struttura e dei campi geofisici, tanto maggiori quanto più intenso è il terremoto previsto. Manifestazioni di tale ristrutturazione - cambiamenti anormali alcuni parametri dell'ambiente geologico sono identificati mediante metodi di monitoraggio geologico, geofisico e geodetico. Il compito, quindi, era quello di, disponendo delle tecniche e delle attrezzature necessarie, registrare tempestivamente il verificarsi e lo sviluppo di tali anomalie.

Tuttavia, si è scoperto che anche nelle aree in cui vengono effettuate continue e attente osservazioni - in California (USA), Giappone - i terremoti più forti si verificano ogni volta inaspettatamente. Diventa affidabile e previsione accurata empiricamente non è possibile. La ragione di ciò è stata vista nella conoscenza insufficiente del meccanismo del processo in studio.

Pertanto, il processo sismico è stato considerato a priori prevedibile in linea di principio se i meccanismi, le prove e le tecniche necessarie, oggi poco chiare o insufficienti, saranno comprese, integrate e migliorate in futuro. Non ci sono ostacoli fondamentalmente insormontabili alla previsione. Postulati ereditati dalla scienza classica possibilità illimitate La conoscenza scientifica e la previsione dei processi che ci interessano sono stati, fino a tempi relativamente recenti, i principi iniziali di qualsiasi ricerca scientifica naturale. Come viene interpretato oggi questo problema?

È abbastanza ovvio che anche senza ricerche specifiche è possibile “prevedere” con sicurezza, ad esempio, un forte terremoto nella zona altamente sismica di transizione dal continente asiatico all’Oceano Pacifico nei prossimi 1000 anni. Altrettanto “ragionevolmente” si può affermare che domani alle 14:00, ora di Mosca, nell'area dell'isola di Iturup, nella cresta delle Curili, si verificherà un terremoto di magnitudo 5,5. Ma il prezzo per tali previsioni è una miseria. La prima delle previsioni è abbastanza affidabile, ma nessuno ne ha bisogno a causa della sua precisione estremamente bassa; il secondo è abbastanza preciso, ma anche inutile, perché la sua affidabilità è prossima allo zero.

Da ciò risulta evidente che: a) ad ogni dato livello di conoscenza, un aumento dell'attendibilità della previsione comporta una diminuzione della sua accuratezza, e viceversa; b) se l'accuratezza della previsione di due parametri qualsiasi (ad esempio, la posizione e la magnitudo di un terremoto) è insufficiente, anche una previsione accurata del terzo parametro (il tempo) perde significato pratico.

Pertanto, il compito principale e difficoltà principale La previsione dei terremoti è che le previsioni della loro posizione, tempo ed energia o intensità soddisfino i requisiti della pratica sia in termini di accuratezza che di affidabilità. Tuttavia, questi stessi requisiti variano a seconda non solo del livello di conoscenza raggiunto sui terremoti, ma anche degli specifici obiettivi di previsione raggiunti. tipi diversi previsione. È consuetudine evidenziare:

zonizzazione sismica (stime della sismicità per decenni - secoli);
previsioni: a lungo termine (per anni - decenni), a medio termine (per mesi - anni), a breve termine (in tempo 2-3 giorni - ore, sul posto 30-50 km) e talvolta operative (in ore - minuti ).

Le previsioni a breve termine sono particolarmente rilevanti: è questa la base per avvertimenti specifici sul disastro imminente e per azioni urgenti per ridurne i danni. Il costo degli errori qui è molto alto. Questi errori sono di due tipi:

Un “falso allarme” si verifica quando, dopo aver adottato tutte le misure per ridurre al minimo il numero delle vittime e delle perdite materiali, il forte terremoto previsto non si verifica.
“Mancare l’obiettivo” quando il terremoto avvenuto non era stato previsto. Tali errori sono estremamente comuni: quasi tutti i terremoti catastrofici sono inattesi.

Nel primo caso, i danni derivanti dall'interruzione del ritmo di vita e di lavoro di migliaia di persone possono essere molto ingenti, nel secondo le conseguenze sono piene non solo di perdite materiali, ma anche di vittime umane; In entrambi i casi la responsabilità morale dei sismologi per una previsione errata è molto alta. Ciò li costringe a essere estremamente attenti quando emettono (o non emettono) avvertimenti ufficiali alle autorità sul pericolo imminente. A loro volta, le autorità, rendendosi conto delle enormi difficoltà e delle terribili conseguenze derivanti dall'interruzione del funzionamento di un'area densamente popolata o grande città almeno per un giorno o due, non hanno affatto fretta di seguire le raccomandazioni di numerosi meteorologi non ufficiali “dilettanti” che dichiarano l'affidabilità delle loro previsioni al 90% e addirittura al 100%.

L’alto prezzo dell’ignoranza

Nel frattempo, l’imprevedibilità delle geocatastrofi è molto costosa per l’umanità. Come nota il sismologo russo A.D. Zavyalov, ad esempio, dal 1965 al 1999 i terremoti hanno rappresentato il 13% del totale disastri naturali nel mondo. Dal 1900 al 1999 si sono verificati 2.000 terremoti di magnitudo superiore a 7. In 65 di essi M è stata superiore a 8. Le perdite umane dovute ai terremoti nel XX secolo ammontano a 1,4 milioni di persone. Di questi, negli ultimi 30 anni, quando il numero delle vittime ha cominciato a essere calcolato in modo più accurato, sono state 987mila persone, cioè 32,9mila persone all'anno. Tra tutti i disastri naturali, i terremoti sono al terzo posto in termini di numero di morti (17% del numero totale di morti). In Russia, sul 25% del suo territorio, dove ci sono circa 3.000 città e paesi, 100 grandi centrali idroelettriche e termiche, cinque centrali nucleari, sono possibili scosse sismiche di intensità pari o superiore a 7. I terremoti più forti del XX secolo si sono verificati in Kamchatka (4 novembre 1952, M = 9,0), nelle Isole Aleutine (9 marzo 1957, M = 9,1), in Cile (22 maggio 1960, M = 9,5), in Alaska (28 marzo 1964, M = 9,2).

L’elenco dei terremoti più forti degli ultimi anni è impressionante.

26 dicembre 2004. Terremoto di Sumatra-Andaman, M = 9,3. La scossa di assestamento più forte (shock ripetuto) con M = 7,5 si è verificata 3 ore e 22 minuti dopo la scossa principale. Nelle prime 24 ore si sono registrati circa 220 nuovi terremoti con magnitudo > 4,6. Lo tsunami ha colpito le coste dello Sri Lanka, dell'India, dell'Indonesia, della Thailandia, della Malesia; Morirono 230mila persone. Tre mesi dopo si è verificata una scossa di assestamento con M = 8,6.

2005, 28 marzo. Isola di Nias, a tre chilometri da Sumatra, terremoto di magnitudo 8.2. Morirono 1300 persone.

2005, 8 ottobre. Pakistan, terremoto con M = 7,6; Morirono 73mila persone, più tre milioni sono rimasti senza casa.

27 maggio 2006. Isola di Giava, terremoto con M=6.2; Morirono 6.618 persone, 647mila rimasero senza casa.

2008, 12 maggio. Provincia del Sichuan, Cina, 92 km da Chengdu, terremoto M = 7,9; 87mila persone sono state uccise, 370mila ferite, 5 milioni sono rimaste senza casa.

2009, 6 aprile. Italia, terremoto di magnitudo 5.8 nei pressi della storica città dell'Aquila; 300 persone sono rimaste vittime, 1,5mila sono rimaste ferite, più di 50mila sono rimaste senza casa.

2010, 12 gennaio. Isola di Haiti, poche miglia al largo della costa, due terremoti di magnitudo 7.0 e 5.9 nel giro di pochi minuti. Morirono circa 220mila persone.

2011, 11 marzo. Giappone, due terremoti: M=9.0, epicentro 373 km a nord-est di Tokyo; M = 7.1, epicentro 505 km a nord-est di Tokyo. Tsunami catastrofico, oltre 13mila morti, 15,5mila dispersi, distruzione della centrale nucleare. 30 minuti dopo la scossa principale: una scossa di assestamento con M = 7,9, poi un'altra scossa con M = 7,7. Nel primo giorno dopo il sisma si sono registrate circa 160 scosse con magnitudo da 4.6 a 7.1, di cui 22 con M > 6. Nel secondo giorno il numero di scosse di assestamento registrate con M > 4.6 è stato di circa 130 (di cui 7 scosse di assestamento con M > 6.0). Nel corso del terzo giorno questo numero è sceso a 86 (compreso uno shock con M = 6,0). Il 28° giorno si è verificato un terremoto con M = 7,1. Entro il 12 aprile sono state registrate 940 scosse di assestamento con M > 4,6. Gli epicentri delle scosse di assestamento coprivano un'area lunga circa 650 km e larga circa 350 km.

Tutti gli eventi elencati, nessuno escluso, si sono rivelati inaspettati o “previsti” in modo non così preciso e preciso da poter adottare specifiche misure di sicurezza. Nel frattempo, sia nelle pagine delle pubblicazioni scientifiche che su Internet, non sono rare affermazioni sulla possibilità e persino sulla ripetuta attuazione di una previsione affidabile a breve termine di specifici terremoti.

Una storia di due previsioni

Nell'area della città di Haicheng, provincia di Liaoning (Cina), all'inizio degli anni '70 del secolo scorso, furono ripetutamente notati segni di un possibile forte terremoto: cambiamenti nelle pendenze della superficie terrestre, campo geomagnetico, elettricità del suolo resistenza, livello dell'acqua nei pozzi e comportamento degli animali. Nel gennaio 1975 fu annunciato il pericolo imminente. All'inizio di febbraio, il livello dell'acqua nei pozzi è aumentato improvvisamente e il numero dei terremoti deboli è aumentato notevolmente. La sera del 3 febbraio le autorità furono informate dai sismologi di un disastro imminente. La mattina successiva si è verificato un terremoto di magnitudo 4.7. Alle 14:00 è stato annunciato che c'era la possibilità di fare ancora di più forte colpo. I residenti hanno lasciato le loro case e sono state adottate misure di sicurezza. Alle 19:36 una potente scossa (M = 7,3) causò distruzioni diffuse, ma ci furono poche vittime.

Questo è l’unico esempio di previsione a breve termine sorprendentemente accurata di un terremoto distruttivo nel tempo, nel luogo e (approssimativamente) nell’intensità. Tuttavia, altre, pochissime previsioni, che si sono avverate, non erano sufficientemente precise. La cosa principale è il numero di entrambi imprevisti eventi reali e i falsi allarmi sono rimasti estremamente elevati. Ciò significava che non esisteva un algoritmo affidabile per una previsione stabile e accurata dei disastri sismici, e la previsione di Haicheng era molto probabilmente solo una coincidenza di circostanze insolitamente riuscita. Sì, un po più di un anno successivamente, nel luglio 1976, si verificò un terremoto con M = 7,9 200–300 km a est di Pechino. La città di Tangshan fu completamente distrutta, uccidendo 250mila persone. Non ci sono stati segnali concreti del disastro e non è stato dichiarato alcun allarme.

Successivamente, così come dopo il fallimento di un esperimento a lungo termine per prevedere il terremoto di Parkfield (USA, California) a metà degli anni '80 del secolo scorso, prevalse lo scetticismo sulle prospettive di risoluzione del problema. Ciò si è riflesso nella maggior parte dei rapporti del convegno “Evaluation of Earthquake Forecast Projects” tenutosi a Londra (1996), tenuto dalla Royal Astronomical Society e dalla Joint Association of Geofisica, nonché nella discussione di sismologi di diversi paesi sull’argomento pagine del diario "Natura"(febbraio-aprile 1999).

Molto più tardi del terremoto di Tangshan, lo scienziato russo A. A. Lyubushin, analizzando i dati di monitoraggio geofisico di quegli anni, riuscì a identificare un'anomalia che precedette questo evento (nel grafico superiore della Fig. 1 è evidenziata dalla linea verticale destra). L'anomalia corrispondente a questa catastrofe è presente anche nel grafico inferiore e modificato del segnale. Entrambi i grafici contengono altre anomalie non molto peggiori di quella menzionata, ma non coincidono con alcun terremoto. Ma nessun presagio del terremoto di Haicheng (a sinistra linea verticale) inizialmente non è stato trovato; l'anomalia è stata evidenziata solo dopo la modifica del grafico (Fig. 1, in basso). Pertanto, sebbene sia stato possibile identificare a posteriori i precursori dei terremoti di Tangshan e, in misura minore, di Haicheng, in questo caso non è stata trovata un'identificazione predittiva affidabile dei segni di futuri eventi distruttivi.

Oggi, analizzando i risultati delle registrazioni continue a lungo termine, a partire dal 1997, del fondo microsismico su Isole giapponesi, A. Lyubushin lo scoprì anche sei mesi prima del forte terremoto che colpì l'isola. Hokkaido (M = 8,3; 25 settembre 2003) si è verificata una diminuzione del valore medio temporale del segnale precursore, dopodiché il segnale non è tornato al livello precedente e si è stabilizzato su valori bassi. Dalla metà del 2002 ciò è stato accompagnato da un aumento della sincronizzazione dei valori di questa caratteristica in diverse stazioni. Dal punto di vista della teoria delle catastrofi, tale sincronizzazione è un segno dell'avvicinarsi della transizione del sistema studiato a uno stato qualitativamente nuovo, in questo caso, un'indicazione di un disastro imminente. Questi e i successivi risultati dell'elaborazione dei dati disponibili hanno portato a supporre che l'evento sia avvenuto sull'isola. L'Hokkaido, sebbene forte, è solo un presagio di una catastrofe imminente ancora più potente. Quindi, nella Fig. La Figura 2 mostra due anomalie nel comportamento del segnale precursore: minimi netti nel 2002 e nel 2009. Poiché il primo di essi è stato seguito da un terremoto il 25 settembre 2003, il secondo minimo potrebbe essere foriero di un evento ancora più potente con M = 8,5–9. La sua località veniva indicata come “Isole Giapponesi”; è stato determinato in modo più accurato retrospettivamente, dopo il fatto. La data dell'evento è stata inizialmente prevista (aprile 2010) per luglio 2010, poi da luglio 2010 a tempo indeterminato, il che escludeva la possibilità di dichiarare un allarme. È successo l'11 marzo 2011 e, a giudicare dalla Fig. 2, ci si poteva aspettare prima e dopo.

Questa previsione si riferisce a quelle a medio termine, che in precedenza hanno avuto successo. Le previsioni di successo a breve termine sono sempre rare: non è stato possibile trovare alcun insieme di precursori coerentemente efficace. E ora non c’è modo di sapere in anticipo in quali situazioni gli stessi precursori saranno efficaci come nelle previsioni di A. Lyubushin.

Lezioni dal passato, dubbi e speranze per il futuro

Com'è stato attuale problemi di previsione sismica a breve termine? La gamma di opinioni è molto ampia.

Negli ultimi 50 anni, i tentativi di prevedere il luogo e il momento dei forti terremoti entro pochi giorni non hanno avuto successo. Non è stato possibile identificare i precursori di terremoti specifici. I disturbi locali di vari parametri ambientali non possono essere precursori di singoli terremoti. È possibile che una previsione a breve termine con la precisione richiesta sia generalmente irrealistica.

Nel settembre 2012, durante la 33a Assemblea generale Commissione Sismologica Europea (Mosca), segretario generale Associazione Internazionale Sismologia e fisica dell'interno della Terra P. Sukhadolk ha ammesso che nel prossimo futuro non sono previste soluzioni rivoluzionarie nel campo della sismologia. È stato notato che nessuno degli oltre 600 precursori conosciuti e nessun insieme di essi garantisce la previsione dei terremoti che si verificano senza precursori. Non è possibile indicare con sicurezza il luogo, il tempo e la potenza del cataclisma. Le speranze sono riposte solo nelle previsioni in cui si verificano forti terremoti con una certa frequenza.

Quindi è possibile in futuro aumentare sia la precisione che l’affidabilità delle previsioni? Prima di cercare la risposta, dovresti capire: perché, infatti, i terremoti dovrebbero essere prevedibili? Si ritiene tradizionalmente che qualsiasi fenomeno sia prevedibile se eventi simili già accaduti vengono studiati in modo sufficientemente completo, dettagliato e accurato e le previsioni possono essere costruite per analogia. Ma gli eventi futuri si svolgono in condizioni che non sono identiche a quelle precedenti, e quindi certamente differiranno in qualche modo da esse. Questo approccio può essere efficace se, come è implicito, esistono differenze nelle condizioni di origine e sviluppo del processo oggetto di studio nei diversi luoghi, in tempo diverso sono piccoli e cambiano il risultato in proporzione all’entità di tali differenze, cioè anche in modo insignificante. Quando tali deviazioni sono ripetute, casuali e hanno significati diversi, si annullano notevolmente a vicenda, consentendo alla fine di ottenere una previsione non assolutamente accurata, ma statisticamente accettabile. Tuttavia, la possibilità di tale prevedibilità fu messa in discussione alla fine del XX secolo.

Pendolo e mucchio di sabbia

È noto che il comportamento di molti sistemi naturali è descritto in modo abbastanza soddisfacente da equazioni differenziali non lineari. Ma le loro decisioni a un certo punto critico dell'evoluzione diventano instabili e ambigue: la traiettoria teorica dello sviluppo si ramifica. L'uno o l'altro dei rami si realizza in modo imprevedibile sotto l'influenza di una delle tante piccole fluttuazioni casuali che si verificano sempre in qualsiasi sistema. Sarebbe possibile prevedere la scelta solo conoscendo con precisione le condizioni iniziali. Ma i sistemi non lineari sono molto sensibili ai più piccoli cambiamenti. Per questo motivo, la scelta di un percorso in sequenza solo in due o tre punti di diramazione (biforcazioni) porta al fatto che il comportamento delle soluzioni ad equazioni completamente deterministiche risulta caotico. Ciò si esprime - anche con un graduale aumento dei valori di qualsiasi parametro, ad esempio la pressione - nell'autorganizzazione di movimenti collettivi irregolari, riorganizzanti bruscamente e deformazioni degli elementi del sistema e delle loro aggregazioni. Un tale regime, che paradossalmente combina determinismo e caos e viene definito caos deterministico, diverso dal disordine completo, non è affatto eccezionale, e non solo nella sua natura. Diamo gli esempi più semplici.

Premendo un righello flessibile rigorosamente lungo l'asse longitudinale, non saremo in grado di prevedere in quale direzione si piegherà. Facendo oscillare un pendolo senza attrito così tanto da raggiungere il punto della posizione di equilibrio superiore e instabile, ma non di più, non saremo in grado di prevedere se il pendolo andrà indietro o farà un giro completo. Ne invio uno palla da biliardo in direzione di un'altra, prevediamo approssimativamente la traiettoria di quest'ultima, ma dopo le sue collisioni con la terza, e ancor di più con la quarta palla, le nostre previsioni si riveleranno molto imprecise e instabili. Aumentando un mucchio di sabbia con un'aggiunta uniforme, quando viene raggiunto un certo angolo critico della sua pendenza, vedremo, insieme al rotolamento dei singoli granelli di sabbia, imprevedibili crolli simili a valanghe di aggregati di granelli che sorgono spontaneamente. Questo è il comportamento deterministico-caotico di un sistema in uno stato di criticità auto-organizzata. I modelli di comportamento meccanico dei singoli granelli di sabbia vengono qui integrati con caratteristiche qualitativamente nuove determinate dalle connessioni interne dell'aggregato di granelli di sabbia come sistema.

In modo fondamentalmente simile si forma la struttura discontinua degli ammassi rocciosi: dalle prime microfratture disperse alla crescita delle singole fessure, quindi alle loro interazioni e interconnessioni. La rapida crescita di un singolo disturbo, precedentemente imprevedibile tra quelli concorrenti, lo trasforma in una grande rottura sismogenetica. In questo processo, ogni singolo atto di formazione della rottura provoca riarrangiamenti imprevedibili della struttura e dello stato tensionale del massiccio.

Negli esempi precedenti e in altri simili, non sono previsti né i risultati finali né quelli intermedi dell'evoluzione non lineare determinata dalle condizioni iniziali. Ciò non è dovuto all’influenza di tanti fattori difficili da prendere in considerazione, né all’ignoranza delle leggi movimento meccanico, ma con l'impossibilità di stimare le condizioni iniziali in modo assolutamente accurato. In queste circostanze, anche le più piccole differenze spingono rapidamente il più lontano possibile traiettorie di sviluppo inizialmente vicine.

La strategia tradizionale per prevedere i disastri si riduce all’identificazione di una distinta anomalia precursore, generata, ad esempio, dalla concentrazione di tensioni alle estremità, attorcigliamenti e intersezioni di discontinuità. Per diventare un segno affidabile di uno shock imminente, tale anomalia deve essere singola e risaltare in contrasto con lo sfondo circostante. Ma il geoambiente reale è strutturato diversamente. Sotto carico si comporta come un blocco ruvido e autosimilare (frattale). Ciò significa che un blocco di qualsiasi livello di scala contiene relativamente pochi blocchi di dimensioni più piccole, e ciascuno di essi contiene lo stesso numero di blocchi ancora più piccoli, ecc. In una tale struttura non possono esserci anomalie chiaramente isolate su uno sfondo omogeneo che non contiene; -contrastare macro-, meso- e microanomalie.

Ciò rende inutili le tattiche tradizionali per risolvere il problema. Monitoraggio simultaneo della preparazione dei disastri sismici in diverse località relativamente vicine potenziale pericolo i fuochi riducono la probabilità di perdere un evento, ma allo stesso tempo aumentano la probabilità di un falso allarme, poiché le anomalie osservate non sono isolate e non vengono contrastate nello spazio circostante. È possibile prevedere la natura deterministico-caotica del processo non lineare nel suo insieme, le sue fasi individuali e gli scenari per la transizione da uno stadio all'altro. Ma l’affidabilità e l’accuratezza richieste per le previsioni a breve termine di eventi specifici rimangono irraggiungibili. La convinzione di lunga data e quasi universale che ogni imprevedibilità sia solo una conseguenza di una conoscenza insufficiente e che con uno studio più completo e dettagliato un quadro complesso e caotico sarà sicuramente sostituito da uno più semplice e la previsione diventerà attendibile, trasformata rivelarsi un'illusione.

La terra ha una sfortunata proprietà: a volte scompare da sotto i piedi, e non sempre ciò è dovuto al risultato di un'allegra festa in circolo amichevole. Le scosse del terreno provocano il ristagno dell’asfalto e il crollo delle case. Cosa c'è a casa?! — I terremoti catastrofici possono sollevare o distruggere montagne, prosciugare laghi e invertire i fiumi. In tali situazioni, agli abitanti delle case, delle montagne e delle coste resta solo una cosa da fare: cercare di sopravvivere nel miglior modo possibile.

Gli uomini si sono confrontati con la violenza del firmamento terrestre più o meno da quando sono scesi su questo firmamento dagli alberi. A quanto pare, i primi tentativi di spiegare la natura dei terremoti risalgono all'inizio dell'era umana, in cui compaiono in abbondanza divinità sotterranee, demoni e altri pseudonimi di movimenti tettonici. Man mano che i nostri antenati acquisirono abitazioni permanenti con annesse fortezze e pollai, il danno derivante dallo scuotimento del terreno sottostante divenne maggiore e il desiderio di placare Vulcano, o almeno predire il suo disfavore, diventò più forte.

Tuttavia, paesi diversi nell'antichità venivano scossi da varie entità. La versione giapponese attribuisce il ruolo principale ai pesci gatto giganti che vivono sottoterra e che a volte si muovono. Nel marzo 2011, un'altra rivolta dei pesci ha provocato un potente terremoto e uno tsunami.

Schema di propagazione dello tsunami nell'Oceano Pacifico. L'immagine mostra a colori l'altezza della divergente lati diversi onde generate da un terremoto vicino al Giappone. Ricordiamo che il terremoto dell'11 marzo ha abbattuto un'onda di tsunami sulle coste del Giappone, provocando la morte di almeno 20mila persone, una distruzione diffusa e la trasformazione della parola “Fukushima” in un sinonimo di Chernobyl. Rispondere a uno tsunami richiede grande velocità. La velocità delle onde oceaniche si misura in chilometri orari, mentre le onde sismiche si misurano in chilometri al secondo. Per questo motivo esiste un margine di tempo di 10-15 minuti, durante il quale è necessario avvisare i residenti dell'area minacciata.

Firmamento instabile

La crosta terrestre è in movimento molto lento ma continuo. Enormi blocchi premono l'uno contro l'altro e si deformano. Quando le sollecitazioni superano la resistenza a trazione, la deformazione diventa anelastica: i solidi terrestri si rompono e gli strati si spostano lungo la faglia con rinculo elastico. Questa teoria fu proposta per la prima volta quasi cento anni fa dal geofisico americano Harry Reid, che studiò il terremoto del 1906 che distrusse quasi completamente San Francisco. Da allora, gli scienziati hanno proposto molte teorie, descrivendo il corso degli eventi in modi diversi, ma il principio fondamentale rimane schema generale Stesso.

La profondità del mare è variabile. L'arrivo di uno tsunami è spesso preceduto dal ritiro delle acque dalla riva. Le deformazioni elastiche della crosta terrestre che precedono un terremoto lasciano l'acqua sul posto, ma la profondità del fondale rispetto al livello del mare spesso cambia. Monitoraggio profondità del mare viene effettuato da una rete di strumenti speciali - mareografi, installati sia sulla riva che a distanza dalla riva.

La varietà delle versioni, purtroppo, non aumenta il volume della conoscenza. È noto che la sorgente (in termini scientifici l'ipocentro) di un terremoto è un'area estesa in cui avviene la distruzione delle rocce con rilascio di energia. I suoi volumi sono direttamente correlati alla dimensione dell'ipocentro: più è grande, più forte è la scossa. Epidemie terremoti distruttivi estendersi per decine e centinaia di chilometri. Pertanto, la fonte del terremoto della Kamchatka del 1952 aveva una lunghezza di circa 500 km, e il terremoto di Sumatra, che causò il peggiore nel dicembre 2004 storia moderna tsunami - almeno 1300 km.

Le dimensioni dell'ipocentro dipendono non solo dalle sollecitazioni in esso accumulate, ma anche dalla resistenza fisica delle rocce. Ogni singolo strato che si trova nella zona di distruzione può rompersi, aumentando la portata dell'evento, o sopravvivere. Alla fine il risultato finale risulta dipendere da molti fattori invisibili dalla superficie.

La tettonica in immagini. La collisione delle placche litosferiche porta alla loro deformazione e all'accumulo di stress.

Clima sismico

La zonizzazione sismica di un territorio permette di prevedere l'intensità di possibili terremoti in una determinata località, anche senza indicare il luogo e l'ora esatta. La mappa risultante può essere confrontata con una mappa climatica, ma invece del clima atmosferico mostra un clima sismico, una valutazione della possibile forza di un terremoto in un dato luogo.

Le informazioni iniziali sono dati sull’attività sismica del passato. Purtroppo la storia delle osservazioni strumentali dei processi sismici risale a poco più di cento anni fa, e in molte regioni anche meno. Raccolta dati da fonti storiche: le descrizioni anche degli autori antichi sono solitamente sufficienti per determinare l'intensità di un terremoto, poiché le scale corrispondenti sono costruite sulla base delle conseguenze quotidiane: distruzione di edifici, reazione delle persone, ecc. Ma questo, ovviamente, non lo è basta: l'umanità è ancora troppo giovane. Se in qualche regione per ultima coppia Sono migliaia di anni che non si verifica un terremoto di magnitudo 10, ma ciò non significa che non accadrà lì l'anno prossimo. Ciao stiamo parlando per quanto riguarda le costruzioni ordinarie di pochi piani, un rischio di questo livello può essere tollerato, ma il posizionamento di centrali nucleari, oleodotti e altri oggetti potenzialmente pericolosi richiede chiaramente una maggiore precisione.