Насколько эффективно ученые могут прогнозировать землетрясения? Сказывается ли изменение климата на частоте сейсмоопасных событий? Как можно снизить экономический ущерб от землетрясений? Об этом ― в интервью с Петром Николаевичем Шебалиным.
Петр Николаевич Шебалин ― директор Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук. Окончил физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова в 1979 г. В 2004 г. защитил докторскую диссертацию на тему «Возрастание радиуса корреляции сейсмичности как предвестник сильных землетрясений: методология прогноза с периодом ожидания менее года». Автором более 300 научных работ, включая 3 монографии и статьи в престижных международных и ведущих российских научных журналах.
― Насколько землетрясения, даже несильные, ― распространенное явление? И какая доля из всех происходящих землетрясений попадает в новости?
― Землетрясения могут быть слабыми настолько, что даже не регистрируются, и их бесконечно много на фоне тех событий, которые фиксируют сейсмологи. Если учитывать их, то доля, попадающая в медиа, стремится к нулю.
Из событий, которые регистрируются приборами, СМИ пишут о долях процента. Но информация обо всех зарегистрированных землетрясениях доступна и размещается на открытых сайтах: Американской геологической службы, Европейско-Средиземноморского сейсмологического центра, Единой геофизической службы Российской академии наук. Они сообщают в реальном времени о землетрясениях, происходящих во всем мире.
Суммарно речь идет о сотнях землетрясений в день, а временами и о тысячах.
― Какая часть этих событий прогнозируема и ожидаема учеными?
― Что значит «прогнозируема или ожидаема»? Если говорить о том, что прогноз ― это точное время, место и магнитуда, то таких оценок не было никогда и они вряд ли появятся в ближайшее время. В краткосрочной перспективе предсказать землетрясение с точностью до минут пока невозможно. Достаточно уверенно, хоть и с ошибками, ученые могут оценивать только места, где возможны сильные землетрясения
― Казалось бы, ученые десятилетиями собирают информацию о землетрясениях, знают причины их возникновения и определили сейсмоопасные районы. Так какой информации пока не хватает для создания прогнозов?
― На самом деле, десятилетия ― это очень короткий интервал для повторяемости землетрясения. Сильные землетрясения, которые и интересуют сейсмологов, происходят в одном и том же месте раз в 100, возможно, 1 тыс. или даже в 10 тыс. лет.
Возьмем одно из семи самых сильных землетрясений этого века, произошедшее на Камчатке в конце июля 2025 г. магнитудой 8,8. Последний раз землетрясение такой же силы было там в 1952 г., на 73 года раньше. И это очень короткий промежуток времени между землетрясениями такой силы в одном и том же месте. Например, в Японии в 2011 г. было землетрясение магнитудой 9–9,2, но предыдущее событие сравнимой силы происходило в том регионе около 2 тыс. лет назад.
Чтобы иметь возможность сравнивать землетрясения и на основе этой информации давать какие-то оценки, нужны несколько периодов повторяемости в одном и том же месте. А с учетом того, насколько редко происходят серьезные события, такое просто недоступно. Конечно, есть некие общие черты сильных землетрясений в разных местах, но, по большому счету, каждое землетрясение ― особенное. Даже землетрясения на Камчатке в 1952 г. и 2025 г., несмотря на то что их эпицентры были практически в одном и том же месте, различаются по характеристикам.
Это подтвердят и специалисты по цунами: используя модель, которая воспроизводила цунами 1952 г., невозможно воспроизвести цунами, которое было в 2025 г. Они совершенно разные, хотя и магнитуда, и очаг землетрясений сравнимы.
Поэтому для прогнозирования землетрясений невозможно применять и искусственный интеллект ― все сильнейшие землетрясения разные, и ему просто не хватает данных для обучения. В этом ключевая проблема. Сегодня работает только среднесрочный прогноз: мы можем предполагать возникновение землетрясения в определенном регионе ориентировочно в течение года, но с допущениями и ошибками.
Чтобы решить задачу прогнозирования землетрясений, надо пытаться понять, почему именно они начинаются, что становится спусковым механизмом, при каких условиях может возникнуть землетрясение, приводящее к разрыву на протяжении десятков километров. Пока мы этого не понимаем.
― Каким образом можно это понять? Возможно, есть проекты или прототипы технологий или мониторинговых устройств, которые помогут ученым разобраться?
― Мы скорее следуем за существующими технологиями. Конечно, можно предполагать, что необходимо сделать для того, чтобы лучше изучать Землю, но пока опираемся на то, что уже разработано. Например, исследования, связанные с очагами землетрясений и геологическими структурами, в которых они происходят, проводятся в основном с помощью записей сейсмографов. По всему миру, особенно в сейсмоопасных районах, установлена достаточно детальная и плотная сеть станций, позволяющая получать информацию с помощью анализа сейсмических волн. В последнее время хорошие результаты показывают и исследования с помощью спутниковой навигации. Она позволяет проводить непрерывную регистрацию смещений на поверхности Земли, и, решая обратную задачу, мы можем оценить смещения в очаге землетрясений.
― Что касается существующих станций мониторинга: их достаточно в России?
― Их будет недостаточно, сколько бы их ни было ― всегда захочется иметь больше…
― Но ведь можно плотно охватить наблюдениями самые интересные точки?..
― Даже на Камчатке сеть сейсмических станций намного менее плотная, чем во всей Японии. В Китае плотность станций тоже выше, чем в России. Поэтому, конечно, в какой-то степени их не хватает.
Но надо четко понимать, какие задачи получится решить, развернув эту плотную сеть. Одно дело, если, создав ее, мы получим результаты, которые станут абсолютно новым шагом в понимании сейсмических процессов. Но если гарантировать результаты нельзя, то в условиях нехватки средств приходится немного потерпеть. Все дело в приоритетах, и понятно, что сейчас область интересов России смещена в иную сторону: вряд ли мы можем позволить себе тратить средства на решение задач, которые не способны напрямую укрепить экономику.
На мой взгляд, существующей сети вполне хватает, чтобы понимать, насколько опасно возникновение землетрясений в сейсмоопасных регионах, и принимать соответствующие меры. Опять возвращаюсь к прошлогоднему землетрясению на Камчатке: мы в целом ожидали события такой силы, и разрушения после него были сравнительно небольшими, потому что здания были построены с учетом этих ожиданий.
― В последние 10–15 лет одной из самых популярных научных тем остается изменение климата. Я находил в интернете материалы, в которых говорилось о том, что процессы, сопровождающие глобальное потепление, могут привести к увеличению количества землетрясений. Так ли это? И если да, то какие факторы климатических изменений оказывают наибольшее влияние?
― Это действительно так. Например, когда на Кольском полуострове растаял ледник, с пород, ранее придавленных льдами, снялась нагрузка и это привело к повышенной сейсмичности региона. Поэтому определенное влияние, конечно, есть. Но вопрос в том, в какой степени мы сегодня можем увидеть этот эффект климатических изменений.
Пока не происходит радикального таяния ледников, они понемногу отступают, особенно это заметно на севере, но к существенной разгрузке пород это не приводит. С другой стороны, опасные последствия возможных землетрясений связаны с оттаиванием многолетнемерзлых пород ― то, что называют «вечной мерзлотой». Даже небольшие землетрясения в регионах, где происходит это таяние, могут наносить существенный ущерб.
― Повышение глобальной температуры началось в индустриальную эру, порядка 150 лет назад, а активный рост температуры замечен с 1970-х гг. Если рассматривать последние полвека, зафиксировали ли ученые увеличение количества землетрясений за этот срок?
― Прямой связи здесь точно нет, а если бы она и была, то только на уровне очень слабых землетрясений. Дело в том, что причины сильных землетрясений не связаны с эффектами на поверхности ― глубина их очага от 10 км и больше, там, где климатические изменения практически не отражаются.
― Если ученые не могут эффективно прогнозировать место, время и силу землетрясений, можно ли разрабатывать методы для снижения ущерба?
― Такая программа в нашей стране работает с 1930-х гг. Главным событием, которое показало необходимость принятия мер для снижения ущерба от сейсмоопасных событий в СССР, стало Ялтинское землетрясение 1927 г. Тогда возникло понимание, что на государственном уровне должна быть создана система защиты зданий от подобных явлений. В 1937 г. была разработана первая карта общего сейсмического районирования, и с тех пор учет этих карт стал обязательным для строительной отрасли на законодательном уровне. В сейсмоопасных регионах здания должны укрепляться так, чтобы выдерживать определенную нагрузку, возникающую при землетрясении.
Карты общего сейсмического районирования несколько раз обновлялись и в период Советского Союза, и после ― в 1997 г. и в 2016 г. С 2027 г. Институт физики Земли РАН должен начать подготовку нового комплекта карт общего сейсмического районирования, основанного на новых принципах: документы должны быть более объективными. Дело в том, что в силу отсутствия проверенной информации прошлые карты неизбежно основывались в том числе и на субъективных факторах. Теперь ученые накопили большой объем данных, и в следующей редакции прошлые недочеты должны устранить.
На мой взгляд, основная проблема в том, что старые карты достаточно загрубленные, а опасность во многих районах завышена. Складывается ситуация, в которой мы во многих местах по документам ожидаем сильного землетрясения, которое там никогда не случится или же случится с очень малой вероятностью. То есть в регионах, где возможны шести-семибалльные землетрясения, не способные привести к гибели и серьезным травмам людей, лучше использовать рискоориентированный подход.
Мы должны понимать, сколько денег вложить в соответствующее строительство и сколько получится в итоге сэкономить. В отдельных ситуациях имеет смысл вкладываться не в излишнее укрепление зданий, а в систему страхования: это уместно для районов, где землетрясения не способны привести к сильным разрушениям, а пострадавшие здания можно отремонтировать как раз за счет страховки. Конечно, это не касается территорий, где возможны сильные землетрясения с риском для жизни людей, ― там, скорее всего, стоит и перестраховаться при постройке. Таким образом, необходимо создать довольно сложную систему взаимодействия, в которой будут учтены научные исследования, экономические и государственные решения.
― Рассматриваются ли еще какие-то методы сокращения ущерба?
― Прогноз землетрясений пока не дает прямых результатов с точки зрения уменьшения экономического ущерба, но косвенная польза может быть.
В 2006 г. мы с академиком В.И. Кейлис-Бороком, основавшим наш институт, выпустили прогноз, предварявший Олюторское землетрясение. Этот прогноз предназначался для МЧС, но каким-то образом попал в масс-медиа и привел к тому, что люди испугались и начали уезжать с Камчатки. Тогда пришлось даже выступать на телевидении и объяснять, что прогноз не стопроцентный и предназначен именно для МЧС с рекомендациями провести учения. В результате учения были проведены. Сам прогноз оказался не очень точным и по времени, и по месту, землетрясение произошло севернее и позже наших ожиданий, но МЧС уже было готово к подобной ситуации. То есть прогноз, который не был верным с научной точки зрения, оказался полезным с практической стороны и помог подготовиться к возможным последствиям.
Другой пример. Мой учитель, первый директор ИТПЗ РАН академик В.И. Кейлис-Борок, уже после того как начал жить в США, занимался оценкой сейсмической опасности, связанной с системой водоснабжения в Калифорнии. Поскольку Калифорния ― это пустыня, которая стала оазисом благодаря системе орошения, исследования оказались крайне востребованными, а прогнозы, даже среднесрочные, — очень важными для планирования работ и проектирования систем водообеспечения.
В Китае хорошо известен пример землетрясения 1975 г. в Хайчэне. Тогда действительно удалось с высокой точностью предсказать событие, эвакуировать людей и спасти жизни. Но это единственный случай точного прогнозирования, который известен в истории.
― Однажды ваш коллега, директор ИФЗ РАН С.А. Тихоцкий сказал мне в интервью: «Недра ― это среда, о которой мы никогда не узнаем всего». Если сузить этот круг от недр в целом до конкретного изучения землетрясений, получится ли когда-то полностью понять эти процессы?
― Познание устроено так, что чем больше мы узнаем, тем больше остается неизвестного. Поэтому как о недрах, так и о землетрясениях мы никогда не будем знать всего. Но я понимаю, что имел в виду Сергей Андреевич.
Дело в том, что даже за космосом наблюдать легче, чем за Землей, ― туда можно полететь или смотреть в телескопы. А в Землю мы углубились максимум на 12 км с небольшим, и то вся поднятая порода была изменена при бурении.
Поэтому более реальный вопрос таков: «Когда мы приблизимся к тому, чтобы предсказывать место и время землетрясений?» По моим оценкам, более-менее достоверный среднесрочный прогноз без крупных ошибок будет доступен уже лет через десять. Что касается краткосрочного прогноза, это скорее вопрос нескольких десятилетий. Существующие технологии этого пока не позволяют.
Интервью проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
Обозрение "Terra & Comp".
