Какие регионы Казахстана подвержены землетрясениям? Интервью с ученым-сейсмологом
Стихийное бедствие в Турции и Сирии не оставило равнодушным никого. Весь мир откликнулся на беду, которую сейчас переживают турецкий и сирийский народы. Сильнейшее землетрясение в регионе унесло жизни более 36 тысяч человек, и, по данным ООН, количество жертв может быть гораздо больше.
Почему в Турции оказалось столько много жертв? Можно ли спрогнозировать такие разрушительные землетрясения? И как обстоит дело с сейсмобезопасностью в Казахстане? Корреспондент Tengrinews.kz поговорила об этом с известным ученым, доктором технических наук, академиком КазНАЕН, почетным строителем РК, экспертом ЮНЕСКО по проблеме землетрясений Танатканом Абакановым.
Представим нашего спикера поближе. Танаткан Доскараевич Абаканов порядка 10 лет возглавлял Институт сейсмологии в Алматы. Разработал научные основы и методы оценки и прогноза разрушительных последствий землетрясений, методику составления карт сейсмического зонирования, создал методику и организовал мониторинг сейсмических процессов на территории Алматы и на некоторых разрабатываемых месторождениях нефти и газа Западного Казахстана. В качестве эксперта ЮНЕСКО проводил работы по обследованию и ликвидации последствий землетрясений в Японии, Индонезии и Непале, а также разработал теорию сейсмических колебаний высотных континуальных систем.
Танаткан Абаканов имеет более 200 научных публикаций, авторских свидетельств, включая 10 монографий (2 - на английском языке), 8 изобретений и патентов.
- Уважаемый Танаткан Доскараевич, наконец-то нам удалось встретиться и поговорить с вами о насущной проблеме, волнующей всех нас без исключения. В последнее время мир сотрясают различные катаклизмы: землетрясения, извержения вулканов, тайфуны и так далее. С чем это все связано? Почему природа вдруг взбунтовалась?
- Процессы изменения природы - то плавные, то резкие - происходили всегда. Но в силу разобщенности и отсутствия связи люди на разных континентах не знали о далеких катаклизмах. Приведу несколько ярких примеров о прошлом Земли, эволюционных (медленных) и революционных (резких) изменениях, происходивших на нашей планете, которые приводили к существенному изменению природных и природно-климатических условий.
Первое. В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences опубликованы данные о том, что ранее был сухопутный Берингов мост, также известный как Берингийский перешеек. В свое время снизившийся уровень моря обнажил обширную территорию, известную как Берингия, которая простиралась от Сибири до Аляски. Там обитали лошади, мамонты и другие животные. Но субтропический климат исчез. Все теплолюбивые животные погибли. Возник Берингов пролив. На смену теплому пришел суровый арктический климат.
Второе. В свое время, будучи аспирантом в Москве, в Ленинской публичной библиотеке, перелистывая дореволюционный журнал Русского географического общества, я случайно наткнулся на статью о найденном в казахской степи фрагменте скелета гигантского носорога длиной 8 метров и высотой 5 метров. Впоследствии в "Казахстанской правде" вышла статья Ф. Афанасьева "Носорог в Иргизе". Выходит, в доисторические времена в Казахстане обитали такие существа.
Третье. Появление каменноугольных месторождений в Казахстане разве не свидетельствует о резких катаклизмах, когда девственная растительность в силу каких-то процессов оказывалась в толще грунтового массива под сверхвысоким давлением?
Четвертое. Достоверно известно, что на дне Аральского моря когда-то были цивилизованные поселения, о чем свидетельствуют найденные после высыхания моря следы построек и различные артефакты. Река Амударья впадала то в Аральское море, то в Каспийское море.
Пятое. На территории массива Устюрт в Мангистауской области, считавшейся до последнего периода спокойной в сейсмическом отношении, найдены свидетельства древних землетрясений с магнитудой порядка 8. Такие же следы были выявлены при дешифрировании космоснимков в Восточном Казахстане. О происшедших катастрофах упоминается в Торе, Библии и Коране.
- Скажите, как происходят землетрясения и какие виды землетрясений бывают?
- Согласно современной теории тектоники плит, вся поверхность Земли разделена на шесть основных плит: Африканскую, Атлантическую, Индийскую, Американскую, Евразийскую и Тихоокеанскую. Каждая из этих плит разделена еще на более мелкие мегаблоки и плиты. Эти плиты находятся в постоянном движении за счет экзогенных и эндогенных (космогенных и внутриземных) процессов. При взаимном соприкосновении плит происходит колоссальное давление в контактной зоне одной плиты с другой. Не выдержав этого давления, контактная зона плит резко разрушается. В результате этого происходят сильнейшие землетрясения.
Так, в данный период времени выделены три вида землетрясений: тектонические, вулканические и обвальные. Самые сильные - это тектонические землетрясения. Об этом было сказано выше. На втором месте - вулканические землетрясения, они менее сильные. Но иногда землетрясения от этих воздействий весьма разрушительные. Так, при извержении вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 году, по описанию академика Обручева, камни летели величиной с голову человека на расстояние до 20 километров от эпицентра, а камни размером с кулак - на расстояние до 40 километров. Особо страшными были его последствия в виде цунами, охватившего все побережье Тихого океана. Примерное число жертв тогда составило порядка 36 тысяч человек.
Землетрясения обвального характера в связи с интенсивной добычей полезных ископаемых в настоящее время участились. Этот вопрос обостряется с годами, особенно в Казахстане.
- Что произошло в Турции и почему? И вообще, где наиболее часто происходят землетрясения?
- В настоящее время выделены три зоны возникновения землетрясений:
1. Тихоокеанская зона, или Тихоокеанское огненное кольцо по всему побережью континентов, омываемых водами Тихого океана. Это западное побережье Северной и Южной Америки и восточное побережье Азиатского континента со всеми островами вплоть до северо-восточной окраины островов Австралии. Там происходит до 80 процентов всех землетрясений мира.
2. Средиземноморский сейсмический пояс. Он охватывает все побережье Средиземного моря. В этом месте происходили чудовищные по силе землетрясения в прошлом, порой уничтожавшие цивилизации с их городами и населением.
3. Второстепенные зоны возможных землетрясений.
Заметим, территория Малой Азии, где расположена Турция, входит в Средиземноморский сейсмический пояс. Эта территория была ареной сильнейших землетрясений в прошлом. В этом месте проходит глобальный Анатолийский разлом, или, вернее, система тектонических разломов. Таким образом, Анатолийский тектонический разлом является активным во все века и времена. На этой территории происходили катастрофические по своей силе и последствиям землетрясения как в доисторическую эпоху, так и в наши дни.
Достоверно известно, что Эгейское и Мраморное моря, а также проливы Босфор и Дарданеллы образовались в процессе сильнейших землетрясений, в результате чего появился доступ из Средиземного моря в Черное.
В античные времена на территории Турции размещались множество городов и поселений. Многие из них исчезли в результате бесконечных войн в этом регионе или из-за природных катаклизмов (землетрясений). Знаменитая древнегреческая Троя, к примеру, не является исключением. В 1882 году местоположение и городище нашел немецкий археолог Генрих Шлиман. Многие золотые артефакты в результате раскопок дошли до наших дней в целости и сохранности.
Вернемся к землетрясениям на территории Турции. Первое упоминание о катастрофическом землетрясении на данной территории датируется 341 годом, когда погибло 40 тысяч человек и были разрушены многие города до основания. По далеко не полным данным, в 735, 1011, 1045 годах в результате землетрясений также исчезли многие города. В 1254 году погибло 16 тысяч человек в городе Эрзике. В 1688 году на побережье Эгейского моря погибло 15 тысяч человек. Не приводя список всех катастроф, скажу, что и в наши дни происходили и также происходят сильные землетрясения на территории Турции (в 1970, 1999 и других годах) с многочисленными человеческими жертвами.
Здесь хотелось бы остановиться на катастрофических последствиях сильнейших землетрясений последних лет, происшедших в Турции. Их несколько. Во-первых, надо иметь в виду то обстоятельство, что Турция, вернее застройка территорий городов Турции, производилась в разные эпохи и годы. Естественно, строительство производилось бессистемно, без соблюдения принципов обеспечения сейсмобезопасности как жилых, так и общественных и производственных зданий. При этом не соблюдался принцип обеспечения сейсмической безопасности объектов строительства прошлых годов. Только после разрушительного землетрясения 1999 года, унесшего 17 тысяч жизней, в Турции власти повернулись лицом к этой проблеме. Начали интенсивно готовить специалистов по проблеме сейсмостойкого строительства. В строительных вузах стали готовить специалистов по строительству в сейсмоопасных зонах, закупать уникальные измерительные приборы, аппаратуру и испытательное оборудование. Но по объективным причинам это не может происходить сразу. Для проектирования и строительства особо важных и уникальных объектов привлекались зарубежные опытные специалисты. Так, для строительства транспортного туннеля под проливом Босфор для соединения европейского и азиатского берегов Стамбула привлекались иностранные специалисты. В частности, в составе экспертов от ЮНЕСКО в 2010 году мне довелось провести экспертное обследование процесса возведения из сборных железобетонных блоков подводного туннеля, где мы, эксперты, дали высокую оценку процессу работ и квалификации специалистов Турции по возведению этого уникального объекта.
Вернемся к проблеме сегодняшнего дня, вернее катастрофе в Турции. Система Анатолийских активных тектонических разломов сработала. Следует отметить, что энергия, выделенная из недр Земли, как при основном толчке, так и многочисленных афтершоках, была очень высокой.
При магнитуде более 7 в эпицентре интенсивность колебаний земной поверхности может достигать 10 баллов по международной сейсмической шкале MSK-64. Как известно, первый толчок был магнитудой 7,8. Это землетрясение регионального масштаба. Последующие афтершоки были магнитудой от 6 до 7,4.
Вторая и, пожалуй, основная причина столь чудовищной катастрофы – это качество (особенно старых) построек, отмечается отсутствие традиционных антисейсмических мероприятий, низкое качество как строительных материалов, изделий, конструкций, так и всего здания. Ранее в Турции отсутствовало понятие контроля качества строительства вплоть до 1999 года. А 80-90 процентов всех зданий в Турции были возведены до 1999 года.
Третья причина - это плохие грунтовые условия по сейсмическим свойствам, особенно в прилегающих к морю городах и населенных пунктах. Практически все гостиницы, дома отдыха, кемпинги возведены в песчаных и гравийно-песчаных водонасыщенных грунтах и плывунах на береговой части моря.
- Давайте теперь поговорим о сейсмобезопасности в нашей стране. Какие регионы в Казахстане подвержены сильным землетрясениям?
- Сейсмоопасными являются территории юга и юго-востока Казахстана, где проживает до 40 процентов населения нашей страны. Об этом представлено достаточно много данных в различных источниках. Это территории Алматинской, Жамбылской, Южно-Казахстанской и Восточно-Казахстанской областей со всеми городами и населенными пунктами, размещенных на указанных территориях. В настоящее время территории, где возможны землетрясения, расширились в связи с проявлением землетрясений техногенного характера.
Последние десятилетия характеризуются небывалым вмешательством человека в природную геологическую среду, что провоцирует сильнейшие землетрясения, порой по силе и последствиям значительно превышающие естественные. Свидетельством тому является колоссальное количество сильных и катастрофических землетрясений на разрабатываемых месторождениях углеводородного сырья, твердых полезных ископаемых.
Наряду с эксплуатацией месторождений углеводородного сырья провоцируют сильные землетрясения также строительство и эксплуатация крупных гидротехнических сооружений. Дело в том, что попеременные изменения давления на геологическую среду, а также проникновение воды сквозь трещины в горной породе, играющей роль смазки по линии простирания тектонических разломов, создают условия для возникновения сильных землетрясений.
- Что сделано для обеспечения сейсмической безопасности в указанных сейсмоопасных регионах Казахстана?
- Спасибо за такой серьезный вопрос. Проблема обеспечения сейсмической безопасности в сейсмоопасных регионах Казахстана была и остается актуальной всегда. Решение проблемы состоит из решения ряда первостепенных вопросов. Таких как оценка сейсмической опасности через разработку карт сейсмического районирования территории всей страны, а также отдельных регионов и крупных городов, расположенных в сейсмоопасной зоне. Эти карты должны быть научно обоснованными и служить для проектирования и строительства в сейсмоопасных регионах.
В Казахстане выполняются три вида сейсмического районирования: общее, детальное и сейсмическое микрорайонирование. Карты общего сейсмического районирования служат для целей планирования развития народного хозяйства и ведения обоснованной строительной политики, а также строительства в сейсмических регионах в масштабе Казахстана.
Детальное сейсмическое районирование - это составление карт сейсмического зонирования отдельных областей.
Сейсмическое микрорайонирование осуществляется для целей оценки местных инженерно-геологических условий, таких как состав, строение грунта, уровень грунтовых вод, на сейсмический эффект для городов и крупных населенных пунктов, а также особо важных промышленных и стратегических объектов.
В бытность мою директором Института сейсмологии, под непосредственным моим научно-методическим руководством разработаны карты общего сейсмического зонирования (районирования) территории Республики Казахстан и введены в нормативный документ последнего поколения по сейсмостойкому строительству. Все строительство в сейсмоактивных регионах Казахстана ведется по СП РК 2-03-30-2017 (свод правил "Строительство в сейсмических зонах"), разработанных совместно с КазНИИСА и введенных в действие в 2018 году.
Наряду с этим под моим научно-методическим руководством и под руководством кандидата геолого-минералогических наук А. Н. Ли разработаны карты сейсмического микрозонирования территории города Алматы. Разработанные карты сейсмического микрозонирования территории города Алматы были введены в действие в 2021 году.
В 2012 году ТОО "Институт сейсмологии" Министерства образования и науки был зарегистрирован в ЮНЕСКО как одна из 9 ведущих научно-исследовательских организаций мира в области сейсмологии. К сожалению, в настоящее время этот статус снят.
В 2016 году на базе Института сейсмологии в Алматы впервые в истории Казахстана ЮНЕСКО провело выездное заседание для обмена опытом с приглашением ученых из 14 стран мира. Наработанный мировой опыт мы использовали в своей работе.
- Одним из актуальных вопросов является строительство атомной электростанции в Казахстане. Вы, возможно, единственный казахстанский ученый, который неоднократно посещал Японию после землетрясения, повлекшего разрушение АЭС "Фукусима". Что вы могли бы сказать о возможности строительства АЭС в Казахстане? Не опасно ли это с точки зрения сейсмики?
- Я не специалист в области атомной энергетики, но с этим вопросом я столкнулся в 1988 году, а не после катастрофы АЭС в Японии. Вопрос строительства АЭС в Казахстане муссируется долгие годы с определенными перерывами.
Да, я посещал эпицентральную зону землетрясения в Японии и район АЭС "Фукусима" дважды как эксперт ЮНЕСКО. Это в свое время было подробно освещено в СМИ. На этом я не хотел бы заострять внимание.
В настоящее время в 31 стране мира действует 191 атомная электростанция. С начала их эксплуатации произошло 150 инцидентов и аварий различной сложности, включая Чернобыльскую катастрофу. Любая АЭС оказывает влияние на окружающую среду: газообразование, выбросы большого количества тепла, распространение вокруг АЭС жидких радиоактивных отходов. Строительство АЭС в среднем обходится в 5 миллиардов долларов при сроке строительства 10 лет. Эксплуатация длится 30 лет, и до 5 лет происходит остановка и консервация АЭС.
Строить или не строить АЭС в Казахстане? На этот вопрос однозначно я пока не смогу ответить. Но я знаю, что до принятия конкретного решения о строительстве необходимо всесторонне и глубоко изучить проблему с учетом возможных землетрясений, ответить на все вопросы специалистам нашего государства, заведомо подготовить свой квалифицированный кадровый потенциал в указанном направлении, который способен будет самостоятельно производить эксплуатацию столь ответственного стратегического объекта и не зависеть от капризов подрядчиков. Здесь особое и первостепенное значение имеет вопрос безопасности АЭС при возможных военных конфликтах и терактах.
Мысль не стоит на месте. Поиск более безопасных и дешевых источников энергии продолжается. Усовершенствование гео-, гелиоисточников энергии, создание безопасных, эффективных и дешевых водородных двигателей, которые задерживаются крупными транснациональными нефтяными корпорациями, заинтересованными в сверхприбылях, в ближайшие годы могут составить реальную конкуренцию опасным и дорогостоящим существующим технологиям. Я считаю, что и атомная энергетика, вернее АЭС, со временем будет дешевой и безопасной при усовершенствовании технологий получения энергии.
В этой связи необходим постоянный мониторинг и привлечение лучших технических решений в нашу страну. Мы пока ни в научном, ни в техническом плане не можем конкурировать или создать лучшие технологии в атомной энергетике. Я бы рекомендовал на данном этапе принять выжидательную позицию, но интенсивно вести подготовку специалистов высшей квалификации в передовых странах этого направления. Я уверен в научно-техническом и технологическом прорыве Казахстана, сталкиваясь постоянно с отдельными продвинутыми молодыми людьми. Только нужно для них создать соответствующие условия, что является прерогативой государства.
- Какова сейсмическая ситуация в Казахстане?
- Говорить о том, что сейсмическая ситуация на территории Казахстана резко изменилась, не приходится. Все сейсмические события происходят в штатном фоновом режиме, как и в предыдущие 5-6 лет. Но тем не менее нужно помнить, что мы живем в сейсмоопасном регионе, особенно это касается города Алматы – крупнейшего мегаполиса страны. По опыту катастрофических землетрясений, происшедших в Алматинском сейсмоопасном регионе в 1887 году (Верненское землетрясение), в 1899 году (Чиликское землетрясение) и 1911 году (Кеминское землетрясение), можно констатировать, что сейсмическая обстановка может измениться в любой момент в худшую сторону. Дело в том, что регион Северного Тянь-Шаня и Заилийского Алатау, где расположен город Алматы, характеризуется неожиданными резкими проявлениями хотя и редких, но сильнейших сейсмических катастроф.
Что касается землетрясений техногенного генезиса в связи с добычей углеводородов и других полезных ископаемых, то процесс неумолимо идет к активизации. Примером тому служат довольно ощутимые землетрясения на разрабатываемых месторождениях.
- Институт сейсмологии в состоянии ли спрогнозировать и предупредить население о предстоящем землетрясении за часы и сутки предварительно?
- Делаются попытки спрогнозировать землетрясения во многих странах, но пока еще нет стройной системы реального краткосрочного прогнозирования землетрясений. Имеется в виду прогнозирование за часы и ближайшие сутки до сильного землетрясения.
В то же время возлагаются определенные надежды на различные предвестниковые параметры для этой цели. Этих параметров очень много. Здесь и гидрогеодинамические, и гидрогеохимические, и геофизические параметры. Даже используются данные об изменениях поведения различных животных, птиц и пресмыкающихся. К сведению: только в Институте сейсмологии Казахстана действует стройная система слежения за животными, птицами и пресмыкающимися. Мы в свое время в период развала Союза с большим трудом сохранили сейсмические станции, гидрогеохимические, гидрогеодинамические и геофизические пункты наблюдений и биостационары. В Казахстане имеется пять биостационаров. В свое время мы обучали китайских профессоров нашим методикам наблюдений и выдавали международные сертификаты, разрешающие работать у себя в стране.
Может возникнуть вопрос: зачем прогнозировать землетрясение, если это в краткосрочном плане невозможно? Я отвечу: нельзя губить науку. Необходимо хотя бы в научном плане проводить работу. Если это сейчас нереально, то в будущем будут найдены пути решения проблемы. По данным, полученным из этих станций, пунктов и биостационаров, после сбора, обработки, анализа и интерпретации материала мы имеем возможность прогнозировать землетрясения в долгосрочном (до 5 лет) и среднесрочном (до года) плане, а также использовать результаты для разработки карт сейсмического районирования. Карты сейсмического районирования являются основой при проектировании и строительстве зданий и сооружений в сейсмоопасных регионах.
- Что вы можете сказать о застройке города Алматы? Выдержат ли здания удар стихии?
- Город Алматы застраивался в различные годы и в разных условиях. Здесь представлены различные типы домов: от старых сейсмоопасных до новых сейсмостойких. В целом говорить весьма некорректно. Каждый дом надо бы рассматривать индивидуально. Но в то же время можно сказать, что жилые дома из самана-сырца давно запрещены к строительству. Что касается 2-3-этажных кирпичных домов, построенных более полувека тому назад, то они априори сейсмоопасны. Жилые дома крупнопанельной конструкции, возведенные бывшим Алматинским домостроительным комбинатом, несмотря на то, что многим более 50 лет, они могут быть отнесены к сейсмостойким с одним замечанием, что необходимо провести обследование и устранить дефекты в стыках панелей и восстановить поврежденные швы между панелями.
В целом здания, построенные в 80-х и 90-х годах прошлого столетия по нормам тех лет, могут рассматриваться как сейсмостойкие.
Следует отметить, что ГАСК при акиматах имеет полномочия контролировать ход строительства и принцип соблюдения сейсмостойкости зданий, независимо от вида собственности. В настоящем интервью не представляется возможным детально осветить все нюансы данного вопроса. Поэтому скажем, что все вновь строящиеся здания должны быть построены по проектам организаций, имеющих соответствующие лицензии, а также строиться организациями, имеющими лицензии. Только жесткие меры могут дисциплинировать застройщиков и подрядчиков.
В данное время ни одно новое здание, независимо от формы собственности, не вводится в эксплуатацию без соблюдения требований сейсмостойкости. В этом направлении активно должны работать как ГАСК, так и головная научно-исследовательская организация Казахстана - КазНИИСА.
- Что вы можете сказать о многоэтажных жилых комплексах в Алматы?
Это особый вопрос. Нынешняя застройка города Алматы за видимой формой по содержанию не выдерживает критики на случай землетрясения. Превалирует точечная тесная застройка многоэтажными комплексами. Каждый застройщик заинтересован выжать прибыль... Даже без землетрясения весь двор заставлен автомобилями. В часы пик легче добраться на десятки километров пешком, чем транспортом. Ощущение такое, что все направлено против человека. В случае пожара, землетрясения невозможно даже подъехать к жилому комплексу пожарной технике. Скажу прямо, при землетрясении пожары неизбежны. К примеру, в городе Кобе при землетрясении в Японии в 1995 году было зафиксировано более 300 очагов пожара. Заметим, в Кобе живет всего 300 тысяч жителей. К тому же в Японии соблюдаются беспрецедентные меры безопасности на случай землетрясения.
Что нужно делать в этой ситуации? Впредь запретить в пределах города плотную застройку. Сократить количество личного транспорта высоким налогообложением и развить бесперебойный альтернативный общественный транспорт. Положительный опыт разгрузки улиц города Алматы от транспорта путем дальнейшего строительства линий метрополитена продолжить. В первую очередь сократить количество персональных машин чиновников различного уровня. Многие не понимают, что передвижение на такси намного выгоднее для бюджета предприятия, чем содержать транспорт, водителей, соответствующий обслуживающий штат, служебные помещения и гаражи.
- Вы крупный ученый, много лет возглавляли Институт сейсмологии в Алматы. Таких специалистов у нас единицы. Чем вы занимаетесь теперь и не хотели бы вернуться в Институт сейсмологии?
- Я всецело занят подготовкой кадров высшей квалификации - магистров и докторов наук по сейсмологии и сейсмостойкому строительству в стенах Международной образовательной корпорации. За эти пять лет мною в соавторстве с покойным академиком А. А. Кусаиновым написаны 4 учебника и одно учебное пособие нового поколения. Я востребован не только в Казахстане, но и за рубежом. Веду консультативную работу, помогаю в подготовке кадров. Я считаю, что мне необходимо передать накопленный багаж знаний и опыта последующему поколению. Я не имею права пренебрегать доверием моих учеников.
Что касается возврата в Институт сейсмологии, это исключено. Мне дорог каждый день, каждая минута для творческой работы. Но в консультативной помощи я никому не отказывал.
Я считаю, что имеются достойные квалифицированные кадры и в системе МЧС, и в других ведомствах, которые могут возглавить сейсмологию Казахстана и наладить работу на высоком уровне.
Подготовила Айнаш Ондирис