Владимир Андреевич, мы много слышали о том, что на Олимпиаде работали строители, волонтеры, организаторы, силовики, а вот о сейсмологах никто не говорил.
Владимир Бабешко: Да, далеко не все знают, что задолго до открытия сочинских Игр в марафон по их подготовке подключились также различные ученые. Перед нами поставили задачу - мониторить сейсмическую обстановку на территории строительства. Черноморское побережье - зона девятибалльных землетрясений. Конечно, все объекты проектировались с необходимым запасом прочности. Но как показали события на Фукусиме, о таких явлениях лучше узнавать заранее.
В Сочи было сконцентрировано принадлежащее различным организациям оборудование для сбора и обработки геофизической информации. Это сейсмические станции, уникальный, возможно, пока единственный в мире наклонометр на кварцевых нитях, улавливающий тысячные доли градуса наклона литосферной плиты, а также несколько GPS-приемников, каждый их которых связан с пятью спутниками и способен отследить смещение плит даже на один миллиметр. Они по-прежнему стоят в городе в районе Бытхи, в Адлере, поселках Лесное, Чемитоквадже, Эсто-Садок, а также в Геленджике, в Порту Кавказ, ведь наблюдая за той или иной зоной, необходимо знать, что делается вокруг. Это очень дорогие приборы, один GPS-приемник стоит около 100 тысяч долларов, поэтому они (всего их восемь в Краснодарском крае) смонтированы там, где есть надежная охрана - на территории МВД, спецслужб. Есть еще 12 про запас.
Сейчас думаем продвинуться в сторону Керчи, и там тоже установить приемник, ведь Крым также сейсмоопасная зона. В 2016 году в организации черноморского экономического сотрудничества будет председательствовать России, и мы готовимся предложить странам, входящим в ОЧЭС, наши методы наблюдения.
Информация, считанная этим оборудованием, поступает к нам в центр прогнозирования и предупреждения геоэкологических и техногенных катастроф при Кубанском государственном университете, в Южморгеологию, геофизическую службу РАН. Но расчеты того, что может произойти, делаем мы в Краснодаре и отправляем в МЧС. Ни у кого в мире больше нет подобных разработок - на сегодня это самый передовой метод.
Однако я не помню, чтобы на Кубани управление МЧС хоть раз объявляло экстренные предупреждения по землетрясениям.
Владимир Бабешко: Мы фиксировали встряски, но землетрясения до 4 баллов не объявляются, так как они считаются слабыми. Мы нацелены на поиск сильных землетрясений - от шести баллов, именно их надо прогнозировать. Земля дышит все время - землетрясения силой в один балл происходят непрерывно. Забивали сваи в Сочи, а мы улавливали трехбалльные встряски.
И в чем состоит ваш метод?
Владимир Бабешко: Есть две основные причины землетрясения. Первая - плюмы (кипящая пластическая масса), которые циркулируя как в кастрюле, движутся от горячего ядра к коре Земли и могут сломать ее. Вторая - литосферные плиты, которые движутся навстречу друг другу, упираются, и начинаются мощные землетрясения. Что представляет собой оболочка земли? Верхний слой - почва глубиной от 2 до 200 метров. Дальше идет слой гранита - от 3 до 20 километров, затем базальт - до 40 километров, это так сказать скорлупа нашей планеты. Землю можно рассматривать как круто сваренное яйцо. Его сжали, и скорлупа покрылась сотнями трещин - это зоны тектонических разломов, здесь и происходят землетрясения.
Мы взяли карту Краснодарского края и проанализировали, где за последние 100 лет зафиксированы землетрясения. Выявили 26 разломов, где плиты расходятся, сходятся, скользят, все это вызывает тектонические процессы. У нас есть данные, какие населенные пункты расположены в их окрестностях, чтобы предупреждать только тех, кто находится в опасной зоне и не беспокоить остальных. Много таких разломов по побережью.
В коре Земли есть блуждающие концентрации напряжения, они возникают под воздействием луны, солнца, приливов, выпадения осадков, воздействий на нижнее основание коры других факторов. И если эти концентрации сходятся на разломе, напряжения складываются и возникают раскалывания литосферных плит, сопровождающиеся мощными сейсмическими волнами. Это как свет от нескольких фонариков, если навести на одну точку, возникает яркое пятно. И, если сложившись, эти напряжения, превышают допустимый предел, вокруг рушится все.
Разработанный нами математический метод позволяет рассчитать эти напряжения, узнать, где они находятся и не сойдутся ли они вместе в результате воздействия ряда факторов. Мы видим, с какой скоростью движутся эти концентрации, и можем сказать, когда в определенном месте случится землетрясения, и таким образом локализуем опасность. Этот же подход можно использовать и для прогнозирования оползней.
Значит, есть какой-то срок, за который можно прогнозировать землетрясения?
Владимир Бабешко: Конечно, в этом и состоит наша работа. Все зависит от того, как стремительно концентрации напряжения движутся в одну точку. Но они могут повернуть и не сойтись. Где-то осадки выпали, ветры задули и их движение меняется. Но за два дня можно сказать достаточно точно, где произойдет землетрясения. Однако мы анализируем только те, что могут превысить шесть баллов и способны привести к разрушительным последствиям. Такой опасности в Сочи не было.
Кстати, мы не скрываем наш подход по прогнозу. Зарубежные геофизики ожидают от нас результатов. Наши работы хорошо известны за рубежом, но главное, чем мы гордимся, это уровень наших математических разработок, пока недостижимый никем.
А еще какие-то признаки надвигающейся катастрофы можно уловить?
Владимир Бабешко: Существует предвестники сильных тектонических процессов. Одним из наиболее важных является появление роя землетрясений - это небольшие и частые встряски, которые происходят в течение часа. Если они появляются несколько раз, это уже говорит о грозящей опасности. Перед землетрясением в Спитаке наблюдали такие. У них появился третий рой, а они махнули рукой, а после этого рвануло. У нас есть сейсмостанция в университете, и мы можем также их зафиксировать. Наша задача передать всю информацию в МЧС, а они уже действуют по инструкции.
А действительно ли животные хорошо чувствуют приближающиеся землетрясение?
Владимир Бабешко: Да, абсолютно правильно. Рыбы всплывают, змеи выползают, животные вырываются из загонов.
Если ваши разработки позволяют с высокой точностью прогнозировать, где тряхнет в очередной раз, почему они не получили широкого распространения?
Владимир Бабешко: Дело в том, что пока эти концентрации напряжения и их силу мы можем просчитать лишь приближенно, так как мы не знаем до конца глубинное строение земли. Толщина литосферных плит от 8 до 40 километров, от того, из какого материала они состоят, будут зависеть и характеристики напряженности. Но пока мы исходим в своем анализе лишь из существующих геологических представлений.
Есть оборудование, с помощью которого можно исследовать кору - это вибросейсмические источники. У нас их два, нам их передала американская компания для усовершенствования, однако мы не можем их использовать из-за законодательных ограничений. Кроме того, эта работа требует больших финансовых затрат. Американцы в Огайо прошли этими машинами 100 километров и потратили 10 миллионов долларов. Но, думаю, можно было бы найти средства, чтобы провести вибросейсморазведку Черноморского побережья.
А за границей не знают, как пользоваться нашими разработками. Уникальные методы исследования и расчетов есть только у нас. Применяемый математический аппарат - очень сложный. Основу его составляет топология в комплексе с факторизационными методами, внешним анализом и интегральной геометрией. Но в науке хорошо известно, что чем сложнее проблема, за которую берешься, тем серьезнее результат получаешь.
Почему вы решили заняться исследованием землетрясений?
Владимир Бабешко: Я механик, занимался расчетом прочности кораблей, летательных аппаратов, но в начале 2000 годов было время, когда появились на Кубани всякие предсказатели землетрясений, финансировавшиеся лоббистам отдыха за рубежом. Нас вызвал губернатор края и попросил разобраться в проблеме, мы вникли, и сейчас такого рода предсказателей не осталось.
Справка "РГ"
Владимир Бабешко - академик РАН, доктор физико-математических наук, лауреат Государственной премии России в области науки и техники. Сейчас возглавляет отдел математики и механики Южного научного центра РАН и научно-исследовательский центр прогнозирования и предупреждения геоэкологических и техногенных катастроф при Кубанском государственном университете. Руководит исследованиями по сейсмической безопасности сейсмоопасных территорий, которые проводятся при содействии ученых других стран. Занимаясь проблемами сейсмичности, Владимир Бабешко параллельно разработал новые эффективные методы изучения недр и поиска полезных ископаемых. Раньше геофизики могли одновременно выполнять только один заказ - искать нефть для нефтяников или руду для металлургов. Благодаря подходу кубанского ученого, одна экспедиция способна сразу производить анализ и поиск широкого спектра полезных ископаемых - нефти, газа, металлосодержащих руд, подводных резервуаров воды.
Кстати
В Кубанского госуниверситете с 2002 года работает своя сейсмостанция, способная фиксировать мощные землетрясения по всему миру. "Мы можем в течение нескольких минут оценить магнитуду, когда произошло землетрясение, определить координаты, - рассказал заведующий сейсмологической лабораторией, кандидат физико-математических наук Алексей Мухин. - Наши приборы измеряют изменения гравитационного поля земли, наклон поверхности земли, ведь все изменения в литосферных плитах отражаются на наклоне. Информация оцифровывается и записывается в память регистратора сейсмических сигналов. Данные мы отправляем в центр оперативной обработки геофизической службы РАН в Обнинск. Каждый день в мире происходят 10-15 землетрясений, большинство из них мы не ощущаем, а приборы чувствуют. Статистика позволяет сказать, в каких регионах сейсмичность усиливается, где ослабевает. Наши полученные практическим способом данные помогают развивать теоретические методы исследований этого явления".