Как жить в сейсмоопасной местности?

Землетрясения – вещь неизбежная, однако мало кто из проживающих в непосредственной близости от крупного геологического разлома предпринимает хоть какие-то самостоятельные меры для защиты своих семей и жилищ. А ведь правильный ответ на вопрос, готов ли ты к настоящей катастрофе, предопределяет и ответ, есть ли у тебя шанс без потерь выкрутиться из неприятной ситуации или же ты обречен утратить все, что у тебя есть.

Последние несколько лет планету явно лихорадило. То там, то здесь землетрясения вели к ущербу грандиозного масштаба. В 2005 году в Пакистане от землетрясения погибло 86 000 человек, в 2008 году в Китае — 87 000, в 2010 году на Гаити число жертв приблизилось к 100 000 человек. При этом мы не будем говорить о двух сильнейших землетрясениях за последние 10 лет — землетрясении 2004 года на Суматре и катастрофе Тохоку в 2011 году в Японии, поскольку там львиная доля жертв была следствием цунами, достаточно редкого геологического явления, которое в глазах большей части американцев выглядит такой же экзотикой, таким же исключением из правил, как, скажем, падение астероида. Тот факт, что из 13 самых губительных катастроф человеческой истории, связанных с землетрясениями, четыре произошли только после 2004 года, говорит не столько об изменениях в геофизике, сколько в переменах, коснувшихся человеческих обычаев. Растущая плотность населения, все более густая застройка центральных городских кварталов — все это делает привычные стихийные бедствия более серьезной угрозой для городских обитателей. (Для человека в чистом поле даже самое сильное землетрясение не представляет такой уж большой опасности. Зато скученное население большого города с его плотной застройкой легко может стать жертвой подобной катастрофы.)

Стыки тектонических плит. Давление соседних плит приводит к их сдвигу и разрушению лежащих над ними слоев породы. Из этого гипоцентра расходится цепочка сейсмических волн (не следует его путать с «эпицентром» - точкой, лежащей непосредственно над ним на земной поверхности). P-волны. Первыми на сейсмостанции приходят продольные волны сжатия (Р-волны), имеющие высокую скорость распространения. Благодаря этому эффекту мы можем получить драгоценные секунды, позволяющие принять какие-то меры до прихода настоящего землетрясения. S-волны. Поперечные сдвиговые волны (S-волны) приводят к смещению пород в направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны. До поверхности земли они доходят существенно позже. Подобно волнам, бегущим по поверхности океана, они возбуждают волнообразные движения земной коры, и вызывают основные разрушения зданий. «Потерять в результате землетрясения целый город из первой десятки – сейчас это трудно даже представить. Найдутся люди, готовые с уверенностью сказать, что такого не может быть никогда. Хотя я бы сказал, что сейчас никто не имеет права на подобные категорические суждения». Том Хитон, сейсмолог из калифорнийского технологического института.

Зоны особого риска

На картах сейсмической угрозы зона вдоль всего тихоокеанского побережья залита красным цветом. Это и не странно, поскольку именно там пролегают линии основных разломов и стыкуются тектонические плиты. Имеется 82-процентная вероятность, что в течение ближайших 30 лет где-то под Южной Калифорнией произойдет землетрясение силой не менее 7 баллов. Именно этот штат обречен понести три четверти ущерба, запрогнозированного на все национальные потери от землетрясений.

Сейсмологический ликбез

Строительные нормы не всегда были такими строгими, как сейчас. Особенно это касается зон с повышенной сейсмической опасностью. Можно ли оценить степень безопасности тех или иных конструкций к землетрясению?
Глядя с тротуара на какой-нибудь небоскреб, мы не можем у него запросить весь пакет строительных документов, но кое-какие выводы вы можете сделать и по внешнему виду. Стальной каркас более надежен, чем бетонный или, тем более, кирпичная кладка, а более современные небоскребы строились с учетом более жестких требований по сейсмостойкости. «При строительстве нового здания не следует тупо добиваться все большей и большей прочности, — говорит инженер-архитектор Аарон Рейнольдс. – Вам просто нужно держать под контролем те самые места, где первым делом должны выявиться разрушения». Для этого в конструкцию зачастую включают балки, содержащие ослабленные места, называемые за свою форму «собачьи кости». Эти специально ослабленные зоны поглощают колебания, отводя напряжения от сварных швов. 

Но американцам следует помнить, что землетрясения угрожают не только Калифорнии. В августе 2011 года толчок силой 5,8 балла постиг город Ричмонд, штат Виргиния. Землетрясение, которое люди почувствовали на всем пространстве от Джорджии до Квебека, было в этих краях самым сильным за все последнее столетие. На базе новых палеосейсмических данных и более сложной методики компьютерного прогнозирования Геологическая служба США (USGS) создает новые, более точные карты сейсмического риска, где красная заливка ограничивается не столь обширными зонами и концентрируется в таких участках, как, например, зона субдукции Каскадия неподалеку от северо-западного тихоокеанского побережья, разлом Уасатч рядом с Солт-Лейк-Сити и сейсмическая зона Нью-Мадрид, простирающаяся от южного Иллинойса в глубь Арканзаса (именно здесь в 1811—1812 годах были отмечены землетрясения с магнитудой 7). Последним землетрясением в регионе Лос-Анджелеса, повлекшим серьезные последствия, можно считать толчок в Нортридже магнитудой 6,7. Тогда, в 1994 году, погибло 57 человек, а материальный ущерб составил $20 млрд.

Одно из самых безопасных мест, где можно было бы переждать землетрясение – это добротно построенный малоэтажный дом с деревянным каркасом. В новых домах стены и полы бывают сочленены с помощью специальных металлических коннекторов, в домах более ранней постройки часто можно увидеть следы профессионально сделанной реконструкции – в частности, болтовые соединения. Благодаря этому во время землетрясения весь каркас здания двигается как единое целое. Добавочные стальные элементы должны соединять фундамент с вертикальными опорами.

Расплывчатые цифры

Прослужив более тридцати лет в Калифорнийском технологическом институте, сейсмолог Том Хитон стяжал себе репутацию научного диссидента, способного одерживать верх в дискуссиях как по геофизическим, так и по техническим вопросам. Я обратилась к нему в надежде, что он вооружит меня необходимым арсеналом бесспорных фактов и веских аргументов, с помощью которых можно было бы реально оценить вероятность грозящих всем нам землетрясений. Однако, вместо того чтобы дать прямой ответ, Хитон откинулся в кресле и поглядел на меня веселыми глазами, в которых читалось, что этот вопрос он слышал уже тысячу раз. «Лучше спросите меня, когда начнется война или какова вероятность возникновения эпидемий, — сказал он. — Глядя на статистическое распределение сейсмических катастроф, мы видим, что это крайне редкие события, но каждое из них может приобрести исключительное значение».

Как говорит Хитон, статистика сейсмических событий на территории США не дает нам фактического материала, который позволил бы предсказывать будущие землетрясения. «В течение всего последнего столетия людские потери от землетрясений измерялись в сотнях человек. Однако вспомним катастрофу 1906 года, когда крупнейший город на Западе США был, по сути дела, стерт с лица земли. А ведь сейчас мы даже не смогли бы себе представить, что это значит — потерять целый город из нашей первой десятки. Кто-то может заявлять, что подобные вещи в принципе не могут происходить. А вот на мой взгляд, никто вообще не вправе делать на эту тему какие бы то ни было категорические заявления».