Тонаиву - в мифологии ацтеков бог неба, Солнца и воинов. По представлениям жителей Мезоамерики, Вселенная пережила несколько эпох, во время которых Солнцем были различные боги. В текущей эре им стал Тонатиу под календарным именем Науи Олин («четыре движения»). Надпись на камне гласит, что человечество живет в Пятой эре. Начавшись в 986 г., она должна закончиться гигантским землетрясением...
Человек уже не одно тысячелетие строит города на побережье. Лос-Анджелес — яркий тому пример: красивые пляжи и теплый климат давно манят людей в этот райский уголок Америки. Но история человечества также наполнена ужасными историями о том, как природа разрушала города, отдавая их на растерзание четырем стихиям.
Лос-Анджелес расположен возле активной сейсмической зоны, где практически каждую неделю регистрируются едва уловимые человеческими органами чувств колебания земной коры. За последние двести с лишним лет в этом регионе постоянно случаются крупные землетрясения. Одно из самых мощных произошло в 1857 г. Последние исследования сейсмической обсерватории США свидетельствуют, что в том году толчки в районе Форта Тоньяна привели к смещению блоков пород вверх более чем на 9 м на расстоянии в 320 км.
Впервые серьезное внимание ученых к данной проблеме привлекли события 1906 г., когда случилось землетрясение магнитудой не менее 7,5 у города Сан-Франциско, во время которого погибло свыше 3 тыс. человек. Разрушения протянулись на юг к Лос-Анджелесу 650-километровой полосой. Стихия привела в движение огромные объемы горных пород — параллельно линии разлома образовались зияющие дыры местами шириной более 6 м. Были разрушены дороги, водопроводы. Из-за обрыва электросетей во многих районах города вспыхнули пожары.
В последующие десятилетия природа не раз испытывала этот регион на прочность. Крупные землетрясения происходили с завидным постоянством: 1933, 1971, 1987 годы… Одно из последних случилось в 1994 г. Его эпицентр был расположен в долине реки Сан-Франциско. Магнитуда землетрясения составила 6,7.72 человека погибли, около 9 тыс. получили ранения и травмы. Разрушения привели к убыткам в размере двух десятков миллиардов долларов.
С каждым годом энергия трения блоков земной коры постоянно аккумулируется в породах разлома, поэтому ученые считают, что следующее большое землетрясение в Лос-Анджелесе — это лишь вопрос времени.

Разлом

Калифорнийцы построили свой самый большой город недалеко от линии разлома Сан-Андреас, протянувшегося вдоль западного побережья США более чем на тысячу километров. Трещины пронизывают земную кору до глубины в 10-15 км, растянувшись узкой полосой от Сан-Франциско до Калифорнийского залива. В этом месте разлом разделяет две крупные литосферные плиты — североамериканскую и тихоокеанскую.
Блоки земной коры погружены в верхнюю, наиболее вязкую часть мантии — астеносферу, по которой они медленно дрейфуют под действием конвективных потоков расплавов, поднимающихся из глубины. Соприкасаясь, плиты накапливают огромную кинетическую энергию, требующую выхода. Запасы энергии в таких областях можно сравнить с десятками, сотнями и даже тысячами взрывов ядерных бомб.
Дрейфуя по поверхности астеносферы, блоки сталкиваются друг с другом. При столкновении континентальных плит путем дробления и смятия их краев образуются крупные горные массивы (например, Альпы или Гималаи) — этот процесс получил название «коллизии». Помимо него, на границах плит может развиваться процесс субдукции: континентальная плита «наползает» на океаническую, образуя прибрежные горные хребты и цепи вулканических островов, отделенных от материка глубоководным морем (Япония, Курилы). Однако в Калифорнии картина совсем иная: здесь два блока земной коры движутся относительно друг друга с почти постоянной скоростью, рождая особый тип разлома — трансформный. Большинство таких разломов располагается на дне океанов и формирует зигзагообразные границы подводных хребтов.
Разлом Сан-Андреас — лишь малая часть сейсмически активной зоны, окружающей Тихий океан. Именно здесь расположены наиболее активные вулканы (328 из 520 действующих). Благодаря столь яркому проявлению магматизма и сейсмичности этот регион назван Тихоокеанским огненным кольцом. Каждый год здесь регистрируется около 90% всех землетрясений, что делает эту территорию самой опасной в данном отношении зоной.
Наиболее активными участками Тихого океана являются зоны разрастания (спрединга) океанической коры. По краям океанической плиты находятся зоны субдукции — места, где более легкая тихоокеанская кора погружается под окаймляющие океан материки. Но зоны столкновения плит не выстраиваются непрерывной полосой. Один из относительно спокойных участков расположен на западном побережье Северной Америки. К нему относится и разлом Сан-Андреас.

Прогноз

Одной из самых главных задач современной науки остается прогноз землетрясений. Ни один сейсмолог пока не может предсказать место и силу землетрясения даже в довольно широком интервале времени.
Изучением сейсмической опасности на государственном уровне впервые занялись в Японии, где в 1892 г. был создан Имперский комитет по изучению землетрясений. Ученые США начали поиски решения этой задачи в 1960 г. Первоначально исследования продвигались в двух направлениях. Одним из них было предсказание землетрясений и развитие систем раннего оповещения населения. Однако позже приоритет сдвинулся в сторону нивелирования последствий стихии.
Современные методы прогноза сконцентрированы на поиске надежных и однозначных предвестников землетрясений. Если бы стало возможным прогнозировать начало основных толчков хотя бы за несколько часов, тогда спасательные службы имели бы время для эвакуации населения в безопасное место. Надежды возлагаются на изучение связи между началом землетрясений и определенными геофизическими явлениями.
В настоящее время существует ряд перспективных методов прогноза — например, в ряде стран проводят исследования изменения содержания радона в воздухе. Замечено, что перед началом землетрясения концентрация радона резко повышается. Еще одним из способов предсказания является улавливание звуковых волн, поступающих из недр Земли (для их регистрации в скважины устанавливают акустические датчики). В Японии получил распространение метод, базирующийся на измерении угла наклона земной поверхности. Поскольку все породы в земной коре находятся под огромным давлением, это позволило сформулировать методику прогноза, в основе которой лежит изучение динамики упругих свойств массива пород.
Ученые надеются, что, учтя все эти данные, а также сезонные и многолетние изменения, удастся выделить процессы, резко меняющие свой характер за несколько дней до начала землетрясения. Проблема всех вышеперечисленных методов заключается в слабой зависимости между ними и началом толчков, а небольшая величина достоверных аномалий зачастую не позволяет отделить их от естественных каждодневных вариаций геологической среды.
Прямыми же предвестниками пока остаются форшоки — серия слабых толчков, предшествующих наиболее активной фазе землетрясения, а также связанное с ними резкое изменение уровня воды в скважинах и колодцах. Благодаря этому в 1975 г. китайское сейсмическое агентство отдало приказ об эвакуации миллиона человек за день до землетрясения. Однако и здесь не все так просто. Интервал между форшоками и основным событием нерегулярен и составляет часы, дни, а иногда недели. Несмотря на то, что половине крупных землетрясений предшествуют форшоки, их доля составляет 5-10% от общего числа регистрируемых толчков.
С древних времен замечено умение животных предчувствовать начало землетрясений. Особенно это заметно по поведению «обитателей подземелий»: мыши, крысы, кроты покидают свои норы, пытаясь таким образом спастись. Не раз в зоопарках Японии и Китая звери и птицы перед землетрясениями вели себя очень необычно, были встревожены и возбуждены. Таким образом, наметился уже целый ряд методов предсказания начала землетрясений. К сожалению, ни один из них не может считаться надежным.

Паркфилдский эксперимент

Недалеко от Лос-Анджелеса, прямо над разломом Сан-Андреас, расположен небольшой городок Паркфилд. В середине 80-х годов он привлек пристальное внимание американских ученых. В ходе анализа статистических данных было обнаружено, что шесть последовательных землетрясений с магнитудой не менее 6 произошли здесь с достаточно регулярным периодом. Начиная с 1857 г. до 1966 г. промежутки между этими событиями составляли от 12 до 32 лет (в среднем 22 года).
Землетрясения случались в 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 и 1966 гг. Тот факт, что зарегистрированные сигналы толчков были почти одинаковыми, привели к выводам об идентичности причин, смещающих породы, и периодичности землетрясений. В 1984 г. геологическая служба США предсказала, что с 90-95% уровнем достоверности следующее мощное землетрясение в этом районе произойдет в период между 1985 и 1993 годами. Время шло, но разлом не показывал каких-либо признаков активности. Попытки предсказания продолжались вплоть до 2001 г. С 1984 по 2004 г. здесь не наблюдалось ни одного события с магнитудой более 5,5.
В июне 2004 г. геологическая служба начала бурение скважин для мониторинга состояния пород на глубине. 11 октября 2004 г. были зарегистрированы толчки магнитудой 6,0. Смещение пород составило около полуметра. По расчетам ученых, вероятность землетрясения такой силы в тот год не превышала 10%. Толчки продолжались до середины октября, смещаясь на северо-запад. Предыдущие землетрясения произошли восточнее Паркфилда примерно на таком же расстоянии от разлома Сан-Андреас. Установленные в скважинах сейсмографы не были подвержены искажениям, характерным для приповерхностных слоев. Полученные сейсмические данные оказались схожи с регистрируемыми у магматических очагов вулканов или в местах залегания больших объемов высокоминерализованных подземных вод.
Современные требования к прогнозу землетрясений направлены на поиск метода, позволяющего устанавливать диапазон времени до начала основных толчков, положение эпицентра, магнитуду с точностью до 0,1 и вероятность того, что событие действительно произойдет. Несмотря на титанические усилия сотен ученых и многомиллионные инвестиции, Паркфилдский эксперимент в очередной раз доказал, что человечество не имеет надежных инструментов для предсказания сейсмических событий.

Замыкая круг

На протяжении XX века каждые 10 лет случалось в среднем около семи землетрясений мощностью более 8 баллов. Исключениями стали сороковые годы (11) и девяностые (4). За первые 12 лет XXI столетия уже зарегистрированы 17 особо опасных событий. Большинство их отмечено в зоне Тихоокеанского огненного кольца. Это кольцо не зря носит такое название: очаги землетрясений равномерно распределены по всему его периметру и сотрясают земную поверхность из года в год. Движение плит здесь настолько интенсивное, что, приводя статистические данные, нет необходимости углубляться в прошлое. Список катастроф лишь за последние 10-15 лет наводит на мысль о невероятной сейсмической активности, особенно с точки зрения жителей тектонически спокойных восточноевропейских стран.
Список следует начать с самой опустошительной трагедии, произошедшей у берегов Индонезии в конце 2004 г., когда землетрясение магнитудой более 9 породило гигантское цунами, признанное самым смертоносным стихийным бедствием в современной истории. Погибло свыше четверти миллиона людей. Под ударом стихии была разрушена значительная часть инфраструктуры прибрежных государств.
Еще одно знаковое землетрясение с последующим цунами произошло в 2011 г. у берегов острова Хонсю. Его магнитуда также составила около 9. Гигантские волны привели к аварии на атомной электростанции в японском городе Фукусима. Только благодаря самоотверженной работе ликвидаторов она не повторила трагическую судьбу Чернобыльской АЭС. Даже спустя годы экономика Страны восходящего солнца не смогла оправиться от происшедшего.
На тихоокеанском побережье России землетрясения магнитудой 7-8 происходят каждые пару лет. Аналогичная картина — в Китае и Чили. Во всех регионах имеют место многочисленные разрушения и людские жертвы, а потери экономики исчисляются сотнями миллионов и миллиардами долларов. Кадры пострадавших от стихии городов скорее напоминают новости из стран, охваченных боевыми действиями. Последний относительно спокойный участок располагается на западном побережье США. Так сколько же осталось времени для сладкой жизни в районе разлома Сан-Андреас?