Текст книги "Вот пришло землетрясение. Факты, причины, гипотезы и последствия"

Хотя энергетика землетрясений колоссальна провоцирующие их силы могут быть относительно небольшими. Так, при гигантских величинах веса вышележащих пород чтобы произошел разрыв и был преодолен предел прочности горного материала достаточно десять – сто бар дополнительной нагрузки. Из-за этого в процессе заполнения глубоких водохранилищ происходят землетрясения. Подобное наблюдалось в момент заполнения водохранилищ Нурекского, Токтогульского и Червакского.

Интересные особенности изменения сейсмической активности на западе Туркменистана автор отметил при перекрытии стока воды из Каспийского моря в залив Кара-Богаз-Гол в марте 1980 года, а затем, при открытии стока воды 24 июня 1992 года.

В 1983 году залив перестал существовать как открытый водоем, затем в 1993 году в него было пропущено 25 кубических километров морской воды. На примыкающей к заливу территории с большим масштабом работ по добыче нефти и газа, друг за другом возникли два ощутимых землетрясения. Сначала в 1983 году произошло Кумдагское, а затем в 1984 году Бурунское землетрясение. Их очаги располагались на необычно малой глубине, поэтому сейсмических эффект их был значителен. Пострадал поселок нефтяников Кум-Даг и близлежащие села.

В Индии 11 декабря 1967 года в районе плотины Койна произошло землетрясение с магнитудой 6,4. Оно было вызвано заполнением водохранилища. Погибли 177 человек, а расположенному рядом городку Койна-Нагар был причинен значительный ущерб.

В Лесото в конце октября 1995 года удерживаемый плотиной Катсе резервуар стал заполняться водой. Несколько дней спустя люди ощутили слабые сейсмические толчки, а 2 февраля 1996 года произошло землетрясение с М=3,1 по шкале Рихтера.

Возникновение наведённых землетрясений с магнитудой до шести происходило при строительстве Ассуанской плотины в Египте, плотины Койна в Индии, Кариба в Родезии, Лейк Мид в США.

В России возможной причиной землетрясения магнитудой 4,7 балла, произошедшего в Усть-Илимске Иркутской области 17 января 2014 года, скорей всего было заполнение водохранилища Богучанской ГЭС в Красноярском крае. Очаг землетрясения находился в районе северной части водохранилища.

Накопление огромной массы воды в водохранилищах приводит к изменению гидростатического давления в породах и снижению сил трения на контактах земных блоков. Это повышает вероятность возникновения землетрясений. Установлено, что она возрастает с увеличением высоты плотины. Так, для плотин высотой более десяти метров наведенную сейсмичность вызывали только 0,63% из них, при строительстве плотин высотой более 90 метров – 10%, а для плотин высотой более 140 метров уже 21%.

Карта эпицентров землетрясений произошедших за последние пятьсот лет в Копетдагском регионе. В правом, верхнем углу изолированное тёмное пятно образованно афтершоками Газлийских сильных землетрясений в Узбекистане. Видно, что структура распределения эпицентров здесь иная, чем в зоне известных тектонических нарушений в нижней части схемы. Вероятность появления подобного изолированного «пятна» вне обычного разброса эпицентров не превышает 5% (Каррыев, 1992).

Комплекс проблем может возникнуть вокруг нефтегазового комплекса на шельфе Каспийского моря. Интенсивная разработка месторождений углеводородного сырья, а именно они привлекают основное внимание инвесторов, сопровождается мощным антропогенным воздействием на окружающую среду, которая в Южном Каспии сейсмически неблагополучна. К примеру, если раньше в районе месторождения Тенгиз в Казахстане не было зафиксировано толчков, то в 2004 году здесь произошло 43 слабых землетрясения.

Появились сообщения о проседании дна Северного моря в пределах месторождения Экофиск после извлечения из его недр 172 млн. тонн нефти и 112 млрд. кубометров газа. Оно сопровождается деформациями стволов скважин и самих морских нефтяных платформ.

Одно из первых техногенных землетрясений, связанных с добычей нефти, произошло в 1939 году на месторождении Уилмингтон в Калифорнии. Здесь оно стало началом целого цикла стихийных бедствий, которые привели к разрушению зданий, дорог, мостов, нефтяных скважин и трубопроводов. К 1954 году было обнаружено, что наиболее эффективным средством борьбы с проседанием является закачка воды в пласт. Это сулило также увеличение коэффициента нефтеотдачи.

Первый этап работы по заводнению был начат в 1958 году, когда на южном крыле структуры стали закачивать в продуктивный пласт 60 тыс. кубометров воды в сутки. Через десять лет интенсивность закачки возросла до 122 тыс. кубометров за сутки и проседания практически прекратились. Тем не менее, данный способ не всегда безопасен. Закаченная в глубинные пласты вода может повлиять на температурный режим массива и спровоцировать подземные удары.

Крупнейшие плотины и процент плотин провоцирующих землетрясения в зависимости от их высоты.

При неблагоприятном сочетании техногенных факторов и тектонических условий вероятность возникновения техногенных землетрясений способных привести к аварийным ситуациям увеличивается. Таким как разрывы продуктопроводов, выход из строя эксплуатационных скважин, разрушение жилых и производственных строений или коммуникаций.

Экологический ущерб от подобных аварий может оказаться не сопоставим с выгодой от добычи углеводородов. Тому пример аварии на продуктопроводе в России под станцией Аша в Башкирии, когда сгорели два пассажирских состава с пассажирами или экологическая катастрофа под Усинском, где авария на нефтепроводе привела к нефтяному загрязнению обширной территории и другие.

Примером изменения рельефа при закрытой разработке месторождений служит Западный Донбасс в Украине. Здесь общая площадь участков с глубиной оседания почвы в 5—7 метров составляет более двадцати квадратных километров. На солепромысле Новый Карфаген в Донбассе деформациями охвачена практически вся его территория, с амплитудами оседаний от трёх до восьми метров. На Назаровском буроугольном месторождении от обрушения кровли штреков на поверхности возникают воронки глубиной до семи метров.

На рудных месторождениях также образуются провалы. В районе Нижнего Тагила подземные разработки железной руды ведутся более 260 лет на глубинах от 300 до 750 метров, что привело к провалу в отработанное пространство целой горы Высокая. Местами здесь глубина проседания составляет до 80 метров.

В Швейцарии землетрясение в Базеле в декабре 2006 года, магнитуда которого составила 3.5, судя по всему, было вызвано работами по реализации проекта по использованию геотермальных источников.

В 2009 году в немецком городе Ландау работы по использованию геотермального тепла спровоцировали землетрясение с магнитудой 2,7 по шкале Рихтера. Подземные толчки вызвали раскачивание зданий, но не нанесли ущерба. Они сопровождались громким звуком, напоминающим звуковой удар. Землетрясение было связано с закачкой воды под большим давлением на глубину в несколько километров. Для выработки электроэнергии здесь использовался обратный пар, получаемый в результате испарения закаченной в недра воды.

Изменения природного рельефа происходят при скважинной добыче углеводородного сырья. Еще на стадии разведки месторождений бурение скважин нарушает гидрогеологические условия и вызывает активизацию карста. Самым впечатляющим примером подобного является город Лонг-Бич в Калифорнии (США). Добыча нефти и газа здесь привела к оседанию территории площадью 52 квадратных километра.

Оседание происходило с всё возрастающей скоростью, и к 1952 году его скорость достигла 30—70 см/год. Воронка оседания имела форму эллипса с осями протяженностью 65 и 10 километров. К началу 60-х годов прошлого века максимальное опускание достигло 8,8 метров, а горизонтальные смещения – 3,7 метров.

Отметим, негативные экологические последствия разработки месторождений полезных ископаемых проявляются не сразу, а через некоторое время. Так, оседание поверхности на 2—3 метра вызывает в будущем снижение урожайности сельскохозяйственных культур на 10%, на 5—6 метров на 50%, а при оседании более чем на 8 метров угодья разрушаются полностью.

Проседание грунта и землетрясения происходят в старых нефтедобывающих районах России. Особенно это сильно они проявляются на Старогрозненском месторождении. Здесь слабые землетрясения, как результат интенсивного отбора нефти из недр, начались в 1971 году. Произошло землетрясение вызвавшее сотрясения в эпицентре до VII баллов. Он находился шестнадцати километрах от г. Грозный. Пострадали жилые и административные здания не только посёлка нефтяников на месторождении, но и Грозного.

На старых месторождениях Азербайджана – Балаханы, Сабунчи и Романы в пригороде г. Баку также происходит оседания с горизонтальными подвижками. Они приводят к смятию и поломки обсадных труб эксплуатационных нефтяных скважин.

Землетрясения могут возникать из-за добычи нефти и газа в районах с активной тектоникой. Спустя двадцать лет после начала разработки нефтяного месторождения на западе Туркменистана в 1983 году произошло Кумдагское землетрясение. Спустя тридцать лет после начала разработки Первомайского нефтяного месторождения на Сахалине в 1985 году произошло Нефтегорское землетрясение. Газлийские землетрясения в Узбекистане возникли в 1976 году с магнитудами 7 и 7,3 по шкале Рихтера и ещё одно, с магнитудой 7 спустя всего семь лет – в 1984 году. В Северном море, землетрясение с М=5 по шкале Рихтера в мае 2001 года считается спровоцированным добычей нефти и газа.

В Нидерландах новые подземные толчки на севере страны в 2014 году интенсивностью более трёх баллов послужили поводом для обсуждения вопроса об опасности продолжения газовых разработок в регионе Гронинген. Здесь залежи газа были открыты в 1959 году и с тех пор дали стране огромное преимущество перед соседними странами. Тем не менее, из-за протестов жителей Гронингена в 2015 году лимит добычи на месторождении уменьшен на 7% – до 39,4 млрд. кубометров. Потери выручки от продажи газа оценены в 700 млн. евро в 2015 году и в 130 млн. евро в 2016 году.

Проседание почвы в долине Сан-Хоакин (Калифорния, США) в период 2015—2016 гг. вызванное откачкой подземных вод (2017).

Особый интерес к наведённым землетрясением возникает в связи с расширяющейся добычей сланцевого газа содержащегося в непрочных осадочных породах. Его добыча методом гидравлического разрыва пластов – фрекинга (Hydraulic Fracturing) стала причиной подземных толчков в Блэкпуле. Сам метод заключается в закачке воды в подземные пласты породы. Вода с добавлением песка под большим давлением вытесняет скопившийся за миллионы лет газ в сланцевых породах.

В 1947 году был впервые проведен эксперимент с применением гидравлического разрыва пласта. В 1949 году приступили к его коммерческому использованию. Уже около сорока лет в Германии в районе Клоппенбурга ведётся добыча природного газа методом гидравлического разрыва.

Собственно сам по себе гидроразрыв представляет собой искусственно вызванное микроземлетрясение, которое способны обнаружить только с помощью специальной аппаратуры. Но иногда толчки бывают настолько сильными, что их можно почувствовать даже без специальных приборов.

Считается что закачка воды на месторождении Приз Холл при добыче сланцевого газа близ Блэкпула в Великобритании, стала причиной землетрясений магнитудами 2,3 и 1,5 в апреле и мае 2011 года. Из-за них газовой компанией Cuadrilla пробная добыча была остановлена. Комиссия экспертов, назначенных департаментом энергетики и климатической безопасности страны, в итоге пришла к выводу, что подземные толчки при такой добыче газа будут продолжаться. Поскольку их энергия мала для причинения серьезного ущерба, запрет был снят, но с условием мониторинга состояния недр в районе работ.

В США почти 20% землетрясений происходивших в штате Оклахома вероятнее всего связаны с добычей газа методом гидроразрыва. Специалисты Корнелльского университета (Cornell University) пришли к выводу, что пятая часть всех землетрясений здесь связана с четырьмя скважинами по добыче газа расположенными юго-восточнее Оклахома-Сити. Оценки показали, что проводимые работы могут вызвать сейсмическую деятельность в радиусе до 35 километров от скважин.

В Германии 13 февраля 2012 года произошло землетрясение магнитудой три в районе газового месторождения недалеко от города Нойенкирхен-Тевель. Однако последний гидроразрыв был произведен за два года до него, а в 2004 году здесь произошло землетрясение магнитудой 4.5, поэтому новое землетрясение, скорей всего, было не связано с газодобычей.

В Голландии и Нижней Саксонии зарегистрированы повторные толчки, вызванные добычей природного газа, но они также случились до использования технологии фрекинга. Возникновение землетрясений в местах добычи сланцевого газа происходят достаточно редко. Скорее всего, их возникновение связано с локальными особенностями недр в местах разработок.

Горные удары

В недавнем прошлом проникновение в земные недра сравнивали с походом в царство мертвых Ад награждённое эпитетом: «Оставь надежду, всяк сюда входящий» и видимо не зря. В мусульманском и христианском вероучениях Ад это место вечного наказания отверженных ангелов и душ умерших грешников.

Оснований помещать «исправительное учреждение» именно в земные недра у наших предков было предостаточно. Оттуда приходили разрушительные удары и там же проживали изобретённые его воображением ужасные существа. К тому же, добывание подземных богатств это самое древнее и наиболее опасное из занятий человека. Даже в наше время неожиданные выбросы породы – горные удары ежегодно уносят жизни десятков и сотен шахтеров.

Чаще всего горные удары возникают на угольных шахтах, на глубинах разработки 200—600 метров, а их число может достигать 60—70 ударов за год. С такой частотой они происходили в 1954—1955 годах на шахтах Кизеловского угольного бассейна в Среднем Урале. Тогда резкое увеличение производственного травматизма от горных ударов поставило вопрос о закрытии ряда участков, несмотря на то, что под землей ещё оставались большие запасы угля.

Горные удары это хрупкое разрушение прилегающей к горной выработке предельно напряженной части пласта породы. Они сопровождаются резким звуком, выбросом угля, разрушением крепи, машин, оборудования, образованием пыли и воздушной волны. Борьба с горными ударами и их прогноз являются актуальной задачей на многих рудных и угольных предприятиях.

С развитием представлений о земных недрах стала понятна природа горных ударов. Выемка пород и создание свободного объёма в пласте приводят к изменению структуры внутренних напряжений и перераспределению нагрузки. Её частично компенсирует специальный крепёж в шахтах, но не всегда удаётся добиться полной безопасности проходки и равномерного перераспределения на неё нагрузки. В такой ситуации происходят выбросы породы и обвалы шахт.

В попытке предугадать горные удары шахтёры заметили, что перед ними слышаться посторонние звуки – треск, хлопки и резкие удары. Не один раз это явление помогало им сохранить жизни. Нарастание акустических и сейсмических импульсов происходит при образовании в горной породе трещин, снижающих прочность проходки.

В 1951 году советский геофизик С.А.Назарный начал исследовать звуковые предвестники выброса с использованием акустических приборов – геофонов. Год спустя ему удалось записать сигналы перед выбросом угля и газа на шахте «Красный Профинтерн» в Украине. Тогда почти двести тонн угля было выброшено в штрек, но уцелевший геофон смог записать все фазы этого явления.

В 60-х годах прошлого столетия только в Донбассе почти на каждом втором угольном пласте происходило по одному – два внезапных выброса. Они происходят на шахтах в Германии, Великобритании, Китае, Польше, России, ЮАР, Японии и других стран.

На юго-востоке Австралии интенсивная угледобыча инициирует техногенные землетрясения. В 1989 году в центре Ньюкасла произошел толчок на глубине пяти километров. Погибло 12 человек и двести получили ранения. Особенностью землетрясения было почти полное отсутствие повторных толчков, что не типично для тектонических землетрясений. Спустя несколько лет в Ньюкасле произошло новое землетрясение с магнитудой 4 по шкале Рихтера.

Горные удары возбуждают упругие колебания, распространяющиеся на десятки и сотни километров от их источника. Но в отличие от вулканических и тектонических землетрясений их мощности обычно недостаточно для нанесения существенного вреда на поверхности.

Мегалоземлетрясения

Уже говорилось, чтобы различать землетрясения по их силе используется шкала магнитуд Чарльза Рихтера. Однако по мере развития методов инструментальной сейсмологии и накопления данных выяснилось, что на планете происходят землетрясения такого масштаба, что шкалу Рихтера уже нельзя использовать. Их назвали мегалоземлетрясениями, и для них в 1977 году японский учёный Канамори предложил новую, основанную на понятии сейсмического момента – шкалу Канамори (Mw).

Мегалоземлетрясения всегда сопровождаются уникальными природными явлениями – извержениями вулканов, громадными обвалами, оползнями, цунами, снежными лавинами, протяженными разрывами земной поверхности и многим другим. Их мощность такова, что они способны вызвать долго не затухающие собственные колебания Земли и приводят к изменению продолжительности земных суток.

В 2004 году землетрясение на Суматре сократило земные сутки на 6,8 микросекунды, землетрясение 2010 года в Чили на 1,26 микросекунды, а землетрясение 2011 года в Японии на 1,8 микросекунды.

Благодаря мегалоземлетрясениям доказано существование собственных колебаний Земли. Так, любое упругое тело после удара подобно колоколу совершает колебания. В 1911 году математик Ляв вычислил период собственных колебаний стального шара размером с Землю. Оказалось, что он будет равен одному часу. В 1952 году первые собственные колебания Земли с периодом 57 минут обнаружены Беньоффом после землетрясения на Камчатке. В 1960 году после чилийского землетрясения зарегистрированы колебания Земли с периодом 54 минуты. Собственные колебания это лучший тест для оценки верности принятой модели Земли. Они могут быть определены теоретически и получены путем наблюдений. Сопоставление теоретических и наблюдательных данных решает вопрос о правильности или ошибочности принятых представлений о планете. Однако, наблюдение низкочастотных колебаний очень сложная задача. Известно, что ускорения, вызванные вертикальными колебаниями грунта, пропорциональны квадрату частоты и колебания с периодом несколько десятков минут регистрируют специальной аппаратурой – наклономерами и др.

Мегалоземлетрясения возникают нечасто – всего несколько штук за столетие, но именно они отвечают за основное производство сейсмической энергии на планете. Несмотря на энергетический масштаб таких землетрясений в XIX веке около половины произошедших на планете землетрясений магнитудой более 8,5 не были учтены.

Сейсмических станций на то время ещё не было, а учёт разрушительных ударов был несовершенен как из-за качества информационных коммуникаций, так и недостатка знаний. Один из таких примеров это землетрясение на Камчатке 1841 года, а другой – подземные толчки на Малых Антильских островах в 1843 году.

Именно мегалоземлетрясениям прошлого обязана своим ликом наша планета. Так, после землетрясения и крупнейшего на Земле оползня-обвала образовалось озеро Сеймерре в Иране. В Азербайджане озеро Гейгель в Гянджинском районе – жемчужина всех озер появилось после мощного землетрясения на Кавказе в 1139 году.

При землетрясении 1958 года дно заливов Криллон и Джильберт на Аляске резко сдвинулось по тектоническому разлому почти на семь и приподнялось более чем на шесть метров, а со склонов гор в воду обрушилось более 36 млн. кубометров горных пород.

Мегалоземлетрясениям предшествует активизация сейсмической активности на больших территориях, а их афтершоковые последовательности продолжаются многие годы. Сами по себе афтершоки бывают очень опасными, поскольку возникают на большой площади и далеко от места главного удара. В прошлом веке мегалоземлетрясениями были Чилийское (1960) и Аляскинское (1964) с очагами под морским дном.

Места возникновения сильнейших землетрясений магнитудой семь и выше по шкале Рихтера с 1900 по 2016 год. В зонах высокой сейсмической активности расположены и области наибольшей концентрации населения в мире – показаны на врезке сверху (Каррыев, 2016).

Сильнейшие землетрясения в истории США произошли в 1811 и 1812 годах. Они были такой силы, что повлияли на русло реки Миссисипи и ощущались от южной Канады до Мексиканского залива и от Атлантического побережья США до Скалистых гор. Мегалоземлетрясение с магнитудой более восьми по шкале Рихтера произошло 12 июня 1897 года в северо-восточной Бенгалии.

Отметим, оценивать мощность землетрясений только на основании ущерба от них чаще всего не верно. Сила землетрясения и потери от него чаще всего не адекватны друг другу. Суммарные человеческие потери от двух мегалоземлетрясений прошлого века не превысили десяти тысяч человек. Намного уступающие им по энергии землетрясения в Ашхабаде, Спитаке и других местах унесли в несколько раз больше жизней.

К примеру, крупный оползень в результате землетрясения сошел 18 февраля 1911 года на Памире – 2,2 млрд. кубометров. Был завален кишлак Усой со всеми его жителями, их имуществом и домашним скотом. Скальные породы перегородили долину реки Мургаб с поперечником в 4—5 километров и высотой более 700 метров. Возникло новое озеро Памира – Сарезское, которое стало быстро расти и затопило кишлаки Сарез, Нисор-Дашт и Ирхт.

Общее число жертв и сейсмическая активность. Стрелками отмечены моменты возникновения на планете сильнейших землетрясений (Каррыев, 2016).

«Рядовое» Гиссарское землетрясение 23 января 1989 года с эпицентром в тридцати километрах юго-западнее столицы Таджикистана Душанбе магнитудой 5,3 привело в движение лёссовидные толщи на склонах. Положение усугубило то, что из-за дождей произошло их сильное обводнение. Возник крупный оползень, заваливший поселок Шарора и погубивший более двухсот человек. Вывод очевиден. Даже не очень сильное землетрясение там, где к нему не готовы приносит огромный ущерб и тогда его называют катастрофическим.

Слабые землетрясения

Энергии условно слабых землетрясений недостаточно для возбуждения опасных сейсмических колебаний, но они способны вызывать панику и беспокойство у людей. А там где есть неустойчивые горные склоны, они способны вызвать камнепады, обвалы, оползни, сели или снежные лавины.

В зимний вечер 18 февраля 1911 года ничто не предвещало трагедии в Горном Бадахшане. В 23 часа 15 минут земля содрогнулась, и громадная масса земли и камней обрушилась с правого склона долины реки Мургаб на небольшой таджикский кишлак Усой.

Поднявшиеся клубы пыли несколько дней висели в долине густой пеленой. Когда они рассеялись, стало видно, что на месте погребенного с жителями кишлака возникла гигантская каменная плотина перегородившая долину реки. Ширина завала составила 3150 метров, высота около 750 метров, а длина 3750 метров.

Сила удара была такова, что на озере Каракуль, расположенном в 120 километрах от обвала был взломан, разбит и выброшен на восточный берег ледяной покров. В долине речки Шадаудара образовалось небольшое озеро Шадаукуль. Завал назван по имени погребенного кишлака Усойским. Спаслись только жители расположенного от него в двадцати километрах кишлака Сарез – они успели выбежать из своих домов.

В сентябре 1911 года накапливавшиеся воды реки Мургаб затопили кишлак Срез – от него произошло название Сарезского озера. Оно содержит 17 млн. кубических метров воды и расположено на высоте около трёх тысяч метров над уровнем моря. Озеро называют спящим драконом Центральной Азии из-за опасности нового землетрясения и возможного прорыва водоема. В этом случае будет затоплена часть территории Таджикистана, Узбекистана, Кыргызстана, Афганистана и Туркменистана.

В 1956 году в каньоне реки Ниагара слабое землетрясение вызвало растрескивание массива горных пород рядом с электростанцией Шуллкопф. Произошел резкий приток грунтовых вод, вызвавший нарушение равновесия пород на горном склоне. В результате на станцию обрушилось около пятидесяти тысяч тонн скальных пород. Убытки составили около ста миллионов долларов США по курсу того времени.

В 1958 году прорыв защитной дамбы вызвал выброс шести тысяч кубометров радиоактивного материала на 25-километровом участке узбекской реки Майли-Сай. В 1992—1996 годах вызванные землетрясениями оползни привели здесь к размыву и частичному разрушению хранилищ и выбросу токсичных материалов.

Цуг ощутимых землетрясений в Южной Калифорнии (1982—1985) – красные кружки. Жёлтым цветом показаны 23 тысячи слабых землетрясений зарегистрированных за 16 лет. Линии: голубые – крупные тектонические разломы, красные – скрытые под складками (Росс С. Стейн, Р.С.Йетс, 1989).

В апреле 1973 года цуг слабых землетрясений привёл к возникновению в Узбекистане Атчинского оползня названного «оползнем века». Природное и без того неустойчивое равновесие склона Кураминского хребта под воздействием многократно повторяющихся сейсмических толчков было нарушено и 700 миллионов кубических метров породы начали движение вниз.

Оползень охватил площадь в восемь квадратных километров, а на месте отрыва возникли прямолинейные трещины глубиной более трёх метров, шириной более одного метра и протяженностью до 1700 метров. На территории шахтерского городка Тешикташ возникли валы и бугры высотой до полутора метров. Их вершины были рассечены трещинами протяженностью до 270 метров.

В 1983 году очаг землетрясения в Западном Туркменистане магнитудой 5,7 был расположен на глубине пять километров. На поверхности образовались система разрывов протяженностью 27 километров. Основной разрыв пересек территорию поселка Кум-Даг и разорвал фундаменты, цоколь и стены домов. В зоне разрывов металлические трубы газовых и водопроводных коммуникаций изогнулись, а местами разорвались.

Слабые землетрясения опасны тем, что возникают на малоизученных в сейсмическом отношении территориях. Для сильных землетрясений можно найти те или иные признаки их возникновения, но по слабым данных почти нет. Это вызывает тревогу, поскольку сегодня всё больше осваиваются залежные земли. На них размещают объекты с опасным циклом производства и могильники токсичных веществ.

В свою очередь многие объекты ядерной энергетики построены в то время, когда представления о сейсмичности значительно отличалось от современных, и могут находиться на территориях подверженных землетрясениям. На это указывает ситуация с АЭС «Факусима» спроектированной американскими специалистами по оценкам о сейсмической опасности и возможности цунами пятидесятых годов прошлого века (1967 год) в выбранном для расположения станции районе были иными чем сейчас.

Микроземлетрясения

Эти землетрясения неопасны и обнаруживаются только приборами. В отличие от более мощных они происходят практически везде, а в районах с активной тектоникой микроземлетрясений происходит намного больше, чем на т.н. асейсмичных территориях.

Земные недра находятся в напряженно-деформированном состоянии, и большинство наведённых толчков относится к микроземлетрясениям. Они вызываются силами способными оказывать влияние на структуру напряжений в горной породе. Например, учёные Университета Колумбии (Columbia University) исследовали активный донный вулкан Axial на хребте Juan Fuca. Он расположен недалеко от побережья Вашингтона и Штата Орегон в Тихом океане.

Было обнаружено, что между регистрируемыми на вулкане микроземлетрясениями и приливами существует причинно-следственная связь. По данным наблюдений за период почти в десять лет микроземлетрясения чаще всего происходили во время приливно-отливных понижений уровня воды.

Наблюдая за микроземлетрясениями можно обнаружить скрытую угрозу – «живой» тектонический разлом, с которым может быть связано будущее сильное землетрясение. Зона разлома Сан-Андреас в США относится к таковым. Здесь, южнее Сан-Франциско на профиле длиной почти сто километров регистрируется огромное количество микротолчков. Хотя, в последнее время здесь не происходили сильные землетрясения, но микросейсмичность указывает на потенциальную сейсмическую опасность региона.

Японская сеть сейсмических станций «Hi-net» гидрометеорологического агентства и университетов страны ежегодно регистрирует десятки тысяч микроземлетрясений (на 2011 год в неё входило около 800 пунктов наблюдения, все собранные данные доступны в Интернет и бесплатны для использования). Было замечено, что их активность выше там, где происходили или происходят сильные землетрясения. Только в зоне активного разлома Неодани с 1963 года по 1972 годы зарегистрировано более двадцати тысяч микроземлетрясений.

Изучение микроземлетрясений помогает разобраться в причинах возникновения более сильных. Иногда данные о микросейсмичности позволяют предугадать время их возникновения.

В 1977 году в районе разлома Ямасаки в Японии по поведению слабых землетрясений сейсмологами было предсказано возникновение сильного землетрясения. А при оценке сейсмической опасности в зоне будущего строительства крупного водохранилища на реке Герируд в пограничной области Ирана и Туркменистана в середине 90-х годов автору благодаря высокочувствительным цифровым станциям удалось получить записи микроземлетрясений в зонах тектонических разрывов. Это само по себе оказалось очень важным, поскольку сведений о сейсмической активности этой территории не имелось.

Микросейсмы и сейсмический шум

Если вглядеться в сейсмограмму, то линии записи в отсутствии землетрясений никогда не бывают ровными. Это очень слабые колебания источниками которых могут быть различные явления – ветер, колебания воды в водоёмах или удары волн о береговые линии и т. д. Микросейсмы начали исследовать в конце XIX века, когда Эмиль Вихерт предположил, что они вызываются ударами морских волн о берега. Затем представления о природе генерации микросейсмических колебаний значительно расширилось. Оказалось, что часть из них возбуждаются стоячими морскими волнами в морях и океанах во время прохождения циклонов.

Микросейсмы регистрируются в широком частотном диапазоне и служат естественным фоном, определяющим порог чувствительности сейсмографов установленных на земной поверхности. Поэтому, при наблюдениях за землетрясениями стараются выбрать такую чувствительность приборов, чтобы записи не искажались помехами или шумами. Тем не менее, изучение микросейсм представляет самостоятельный интерес, так как механизмы их генерации и особенности спектрального распределения не совсем ясны.