Куда упадет тень Сейсмоса?

Едва ли найдется другая область исследований, где надежды так часто обманываются, а практика не оправдывает ожидания теоретиков, как прогнозирование землетрясений. Даже в тех случаях, когда ученым удавалось предсказать повышенную активность стихии, та вскоре брала свое и наносила коварный удар. Какие же перспективы у этого направления науки? Неужели подземные удары так же неисповедимы, как судьбы людей, и геологи, пытаясь угадать активность Земли, оказываются в положении астрологов, предвещающих наобум то ваши звездные часы, то внезапные помрачения?

Землетрясение – одно из крупнейших стихийных бедствий. Человек бессилен перед ним. Между тем уже сейчас в сейсмически опасных регионах проживает около 3 миллиардов жителей нашей планеты. Однако мы по-прежнему не можем предсказать, когда произойдет очередная катастрофа, хотя и готовы очертить место, где она состоится.

Ежегодно в среднем около 10 тысяч человек гибнет от последствий землетрясений – больше, чем от любой другой стихии. На фоне этого усредненного показателя еще страшнее выглядят отдельные события: землетрясения в Сычуани (12 мая 2008 года; 69 тысяч погибших), в Кашмире (8 октября 2005 года; 84 тысячи погибших), в иранском Баме (26 декабря 2003 года; 35 тысяч погибших). А почти четверть миллиона жертв цунами в декабре 2004 года! Ведь и тогда все началось с мощного подземного толчка. А более 222 тысяч погибших и около 3 миллионов человек, оставшихся без крова, в результате землетрясения на Гаити в январе 2010 года!

Особенно огорчает, что замысел стихии всякий раз все-таки обнаруживает себя незадолго до катастрофы. Если бы люди поняли эти знаки готовящегося удара и вовремя выбежали из домов, то число погибших сократилось бы в несколько раз. Однако подземные толчки оказываются нежданными. Их замечают по тому, что начинают раскачиваться и рушиться стены дома и потолки, погребая всех находящихся в помещении. А ведь у тех могло быть в запасе несколько минут, а то часов или дней, чтобы спастись от сейсмической волны.

Для этого нужно всего ничего – научиться предсказывать землетрясения. Ведь сейсмический удар возникает не в метре от поверхности Земли. Распространяясь, волна выдает себя. Прежде чем она достигнет цели (здания, города), ее можно заметить и предупредить тех, кому она угрожает. Так видят змею в траве. Если бы так замечали тень крадущегося Сейсмоса!

Некоторые эксперты в отчаянии принимаются отстаивать мысль, что землетрясение предсказать, в принципе, невозможно! Оно – результат хаотических процессов, протекающих в недрах Земли. Другие более оптимистичны и, как, допустим, и полвека назад, по-прежнему повторяют, что мы скоро научимся прогнозировать землетрясения.

Тогда, в начале 1960-х годов, в науке окончательно утвердилась гипотеза Альфреда Вегенера о глобальной тектонике плит. Именно она дала ключ к пониманию природы землетрясений. Земная кора, подобно мозаичной картине, сложена из отдельных – больших и малых – литосферных плит, которые, как на транспортере, движутся на вязкой, раскаленной магме, перемещаясь в разных направлениях на несколько сантиметров в год. Сплошь и рядом одна плита напирает на другую, цепляется за соседку, дергает ее. Эта встряска и ощущается в виде гибельных подземных ударов. Мы, путешествуя на планете Земля, словно едем в машине, где нет и в помине амортизаторов и при каждом сильном толчке крыша может сложиться гармошкой.

Землетрясение – бедствие, которое сложно спрогнозировать

Итак, сумбурные передвижения плит становятся основным источником сейсмической опасности. Там, где одна плита наталкивается на другую, и происходят обычно землетрясения. Именно в зоне контакта плит накапливаются сильные напряжения – потом они моментально разряжаются, следует подземный толчок. Вечный ритм, в котором затишье перемежается хлесткими ударами. И чем оно дольше длится, тем вероятнее будет очередной подземный удар. Ученые без труда назовут сотни городов, которым могут угрожать землетрясения. Но когда они произойдут?

Вскоре после того, как гипотеза Вегенера утвердилась на правах канонической теории, геолог Уильям Брас из Массачусетского технологического института сделал важное открытие. Лабораторные эксперименты, проделанные им, показали, что физические свойства горных пород незадолго перед разрушением меняются. В материале появляются трещины, еще когда величина напряжения достигает примерно половины предела прочности. Они постепенно разрастаются, и это влияет на величину электрического сопротивления горных пород или характерную скорость распространения в них звука. А эти параметры уже можно измерять на расстоянии, следя за тем, как вот-вот готова будет разразиться ударом подземная стихия. Казалось, теперь-то уж ученым будет по силам предсказывать землетрясения.

Семидесятые годы стали временем эйфории. Один исследователь за другим обещал, что проблема предсказания землетрясений будет решена в ближайшие десятилетия. Ведь благодаря новым чувствительным приборам мы научимся замечать, когда напряжение в недрах достигнет критической величины. Дело останется за малым: сообщить, что скоро «спящий проснется».

Но к каким сигналам прислушаться? Список феноменов, предвещавших разгул подземной стихии, стал разрастаться… как оставленные ею руины. В него в разное время включали характерную картину микросейсмической активности, предшествующей основному удару, крохотные деформации подземных пород, повышенное выделение газа радона, локальные изменения магнитного поля Земли и напряженности электрического поля, колебания уровня грунтовых вод, таинственное свечение, исходящее от гор и холмов, температурные аномалии в зоне грядущего бедствия… Даже животные стали считаться индикаторами тревоги, ведь они гораздо чувствительнее к сигналам, доходящим из недр Земли, нежели человек.

Проблема в том, что большинство сигналов, трактуемых как предвестия сейсмической катастрофы, достаточно неопределенно предсказывают, произойдет она или нет. Все эти феномены можно объяснить совсем иными причинами.

Поэтому сейсмологи пытаются теперь учитывать любые возможные предвестия землетрясений, ведь опыт показывает, что полагаться на какой-либо один сигнал ненадежно. Прогноз тем более вероятен, чем больше природных феноменов его подтверждают. Все чаще можно слышать такие прогнозы: с вероятностью в «столько-то процентов» в ближайшие «столько-то лет»в этом районе или городе произойдет землетрясение. Но разве поможет это вовремя спасти людей от грозящей им беды?

Между тем ученые убеждаются, что в различных районах планеты признаки нарастания сейсмической активности разнятся. Ведь и литосферные плиты ведут себя по-иному на всех широтах и меридианах. Так, в Японии одна плита «подныривает» под другую – здесь зона субдукции, а в Калифорнии две плиты движутся параллельно друг другу, соприкасаясь при этом. Можно предположить, что сейсмическую активность в обоих регионах будут сопровождать разные феномены. Сильные и слабые землетрясения могут подчиняться различным закономерностям. Например, если магнитуда землетрясения будет равна 7, то, может быть, бесполезно ожидать тех же предвестий, что и в канун землетрясения, чья магнитуда равна 5?

В последние годы предлагаются все новые методы прогнозирования сейсмической активности. Пока на этом пути есть и многочисленные неудачи, и некоторые успехи. Но об этом – отдельный разговор.

 

Как можно определить приближение землетрясения?

Так какие же феномены знаменуют стихийную активность земных недр? Попробуем рассмотреть некоторые из них по отдельности. Начнем с сигналов, улавливаемых сейсмографами. В недрах Земли явно что-то начинает происходить. Что это может быть?

Специалисты полагают, что незадолго до удара стихии меняется картина микросейсмической активности. Ведь Землю постоянно «трясет». Каждый год приборы регистрируют несколько миллионов неприметных для нас землетрясений. Возможно, по характерной картине их распределения удастся проследить за тем, как стихия собирается с силами, готовится нанести особенный удар. Во всяком случае, в Международном институте теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, созданном на базе научной группы, существовавшей в Институте физики Земли с 1960-х годов, давно занимаются этим. Подобная методика особенно хороша тем, что позволяет вести наблюдения, находясь на большом расстоянии от эпицентра землетрясения.

Каждый год приборы регистрируют несколько миллионов неприметных для нас землетрясений

Возможно, в ближайшее время мы научимся предсказывать хотя бы некоторые подводные землетрясения. Американский геолог Джеффри Макгир, анализируя сведения, собранные за последние годы, обратил внимание на то, что землетрясениям в районе хребтов в восточной части Тихого океана предшествуют небольшие подземные толчки. Они становятся предвестиями главного удара стихии. Так, перед землетрясением, имевшим магнитуду 5,4, наблюдались подземные толчки с магнитудой не менее 2,5.

Исследователи даже провели мысленный эксперимент. Обрабатывая сведения о сейсмической активности в этой части Тихого океана за 1996—2001 годы, они всякий раз, когда обнаруживали подземные толчки подобной силы, прогнозировали, что через час в радиусе 15 километров непременно должно было состояться более мощное землетрясение. Так они предсказали задним числом шесть из девяти самых крупных землетрясений в окрестностях этих подводных хребтов в указанные годы.

Еще один метод прогноза чуть ли не навеян библейскими откровениями. «Будут большие землетрясения по местам, и глады, и моры, и ужасные явления, и великие знамения с неба» (Лк. 21: 11). В самом деле, в канун сильного землетрясения, разразившегося на Аляске 27 марта 1964 года, не только «малые мира сего», но и ученые видели «великие знамения с неба». Впоследствии специалисты признали, что иногда незадолго до подземных ударов меняются электромагнитные свойства ионосферы. Не поможет ли это вовремя предсказать беду?

На примере нескольких землетрясений – в частности, в Мексике (21 января 2003 года) и индийском штате Гуджарат (26 января 2001 года) – российский ученый Сергей Пулинец показал, что за 5—7 дней до катастрофы в ионосфере меняется концентрация свободных электронов, а это влияет на качество сигналов системы спутниковой навигации. Но выяснилось и другое: это случается вовсе не перед каждым всплеском сейсмической активности. Кроме того, на результаты измерений, то есть на уровень сигнала GPS, влияют и бури на Солнце. Использовать данный метод все равно что заниматься астрономическими наблюдениями, находясь на палубе корабля, где малейшая качка вносит погрешность в окончательный результат.

Итак, составление точного прогноза пока невозможно, но механизм явления в общих чертах понятен ученым. Напряжение в земной коре достигает максимальной величины уже за несколько дней до землетрясения. Возникают небольшие трещины, которые заполняются грунтовой водой. Сквозь них просачиваются и струйки радиоактивного газа радона, испускающего альфа-лучи, а те ионизуют молекулы воздуха. Создается аномальное электромагнитное поле. Его напряженность выше, чем обычно. Поэтому и содержание свободных электронов тоже становится иным.

Ученые НАСА также убеждены в том, что приближение крупных землетрясений можно предсказывать по изменению электрической активности в ионосфере. Существует «четкая корреляция между электрическими сигналами в атмосфере и землетрясениями». В таком случае в не столь отдаленном будущем возможно создание всемирной системы оповещения о землетрясениях – наподобие той, что наблюдает за цунами в различных районах Мирового океана. Для этого достаточно вывести на орбиту сеть спутников, которые станут следить за атмосферными явлениями.

Еще один любопытный природный феномен. За шесть дней до сильного землетрясения в штате Гуджарат (оно унесло жизни около 20 тысяч человек) спутники зафиксировали повышение температуры почвы в этом районе (наибольший ее рост составил 4°). Самое удивительное, что отмечено это было именно там, где впоследствии ударила стихия, – вдоль главной линии разлома. И такое наблюдалось не раз.

Возможно, подобное повышение температуры происходит перед каждым землетрясением. Как показывает анализ сведений о температуре почвы и нижних слоев атмосферы, собранных метеорологическими спутниками в регионах, где вскоре происходили землетрясения, эта тепловая аномалия охватывает круг радиусом примерно 100 километров от эпицентра катастрофы. Впрочем, подобный метод все-таки не позволяет надежно предсказывать удар стихии. На него можно полагаться только в том случае, если небо в зоне будущего землетрясения все время остается безоблачным, а на земле нет высокой растительности, например кустарника или леса. Это – идеальный метод выслеживания коварной стихии, а потому повсюду, где до идеала далеко, пробуждение Сейсмоса и впредь будет неожиданным. Говорить о том, что нам вскоре удастся на основании этого метода точно предсказывать начало землетрясения, – все равно что гадать на кофейной гуще.

Украинский астрофизик Василий Ивченко предложил другой метод прогноза – наблюдение за верхними слоями атмосферы. В его работе были учтены 234 землетрясения, происшедшие в 1990-х годах. Из представленных им сведений видно, что примерно в сотне километров от поверхности Земли за несколько часов до удара отмечалось повышение температуры. Однако и эта работа не дает надежды на то, что скоро появится чудесный метод, спасающий нас от бед. Участница исследования Людмила Козак подчеркивала: «К сожалению, нам не удалось доказать, что температура повышается перед каждым землетрясением, и, кроме того, мы даже не можем утверждать, что всякий раз, когда температура в верхних слоях атмосферы растет, за этим последует землетрясение».

Еще одна проблема кроется в том, что ученые не могут объяснить механизм температурных перепадов. Почему становится теплее, когда стихия готовится нанести удар? Почему прогревается воздух высоко над землей? Некоторые умозрительно говорят о «локальном парниковом эффекте», рассуждая о «газах, поднимающихся над землей в канун удара стихии». Якобы из недр планеты выдавливаются разогретые газы. Они расширяются, порождая волну, которая, миновав тропопаузу, достигает верхних слоев атмосферы, где возникают вихревые потоки – они и разогревают воздух. Очень туманно и путано.

…Похоже, что сами стихии неба, земли и воды составили заговор против ученых, стремящихся понять загадочный ход землетрясений. Природа не хочет раскрывать свои тайны. Или все же какие-то сигналы доподлинно точно сообщают нам, что совершается в недрах планеты? Одним словом, можно ли предсказать землетрясение? Сами ученые называют ответ на этот вопрос «священным Граалем» сейсмологии. Есть много путей, ведущих в сторону этой цели. Но…

 

Могут ли животные предсказывать землетрясения?

С античных времен известно, что животные предчувствуют землетрясения. Почему? До сих пор это не удавалось объяснить. Новые гипотезы позволяют понять, почему змеи, птицы и собаки проявляют беспокойство, когда подземная стихия грозит сотрясти ту или иную страну.

Еще древнегреческий историк Диодор Сицилийский рассказывал о сверхъестественном чутье животных. В 373 году до нашей эры сильнейшее землетрясение разрушило город Гелику, лежавший на берегу Коринфского залива. Море, нахлынувшее после катастрофы, поглотило разрушенный город, которому предвещало беду множество животных.

За пять дней до удара стихии всполошились крысы, змеи и жуки. Целыми полчищами они направились в соседний городок, находившийся в стороне от моря. Они оказались в безопасности. Смерть ожидала лишь людей, не поверивших дурному знамению.

Римляне, как и греки, тоже знали о том, что «животные пророчат несчастье». Когда беспокойство охватывало собак, гусей и лошадей, заседание сената – осторожности ради – проводили на открытом воздухе.

В наши дни многие люди, живущие в сейсмически опасных районах, внимательно следят за поведением домашних животных. Крестьяне в Андах, например, держат дома канареек, которые играют роль примитивных сейсмографов. «Примитивный» не значит ненадежный. Почувствовав скорый подземный удар, канарейки не находят себе места и отчаянно машут крыльями.

Крестьяне в Андах держат у себя дома канареек, которые играют роль примитивных сейсмографов

Порой чувствительность животных может стать для них роковой. В 1783 году в городе Мессина на Сицилии произошло мощное землетрясение; за ним последовали новые подземные толчки. Всякий раз перед афтершоком (повторным ударом) собаки поднимали лай. Сейсмические удары становились все слабее; лай не умолкал. Наконец, нервы горожан не выдержали. Решено было перестрелять собак, хотя они лишь честно предупреждали об опасности.

Ученые довольно скептично относятся к «сейсмическому чувству» животных. Они предпочитают полагаться на показания сейсмографов и больше доверяют околоземным спутникам, чем соседским псам. Впрочем, принято считать, что до сих пор ученым удалось предсказать крупное землетрясение лишь однажды, причем помогли им не ультрасовременные приборы, а опять же… животные.

Случилось это в Китае. В 1974 году «председатель Мао» объявил в стране очередную кампанию – «народную войну» землетрясениям. Поводом послужило заявление ученых о том, что в ближайшие два года в провинции Ляонин произойдет крупное землетрясение. По радио и в газетах, на производственных собраниях и школьных занятиях повторялось, что «надо присматриваться к поведению домашних животных».

За неимением подлинно научного метода присматривались. За несколько недель на эту «народную войну» было призвано свыше 100 тысяч добровольцев. Они доносили обо всех подозрительных фактах. В первые дни февраля 1975 года в районе городка Хайчэн и впрямь стало твориться что-то необычное. Всюду видели змей, выползавших из пещер, где они зимовали, и замерзавших прямо на дороге. Уровень грунтовых вод стал меняться. Не к добру это, говорили старики.

День 4 февраля 1975 года, казалось, стал триумфом предсказательной сейсмологии. Власти КНР сообщили, что благодаря своевременной эвакуации удалось спасти жителей города Хайчэн, едва не ставших жертвами разрушительного землетрясения (магнитуда 7,3). Своевременный прогноз позволило сделать поведение животных. Впрочем, 20 лет спустя сейсмолог Цинна Ломниц из университета Мехико на страницах своей книги «Основы прогнозирования землетрясений» назвал рассказ о «поразительном прогнозе китайских ученых» пропагандистским трюком. По его словам, жители стали покидать дома потому, что их напугал сильный подземный толчок. Так что причины благодарить родную партию и лично товарища Мао Цзэдуна не было.

Что ж, Китай в то время оставался очень закрытой страной. Из-за великой стены китайского социализма до остального мира долетали лишь хорошие новости. В любом случае год спустя обнаружилось, что даже знатоки китайских недр не могут провидеть будущее. В 150 километрах к югу от Пекина, в Таншане, произошло землетрясение, к которому никто не был готов. По официальным данным, погибло около четверти миллиона человек, а по неофициальным, от 600 до 800 тысяч человек (разнятся и сообщения о его магнитуде: 7,8 и 8,2). Позднее Китай модернизировал свою экономику и науку. Местные ученые стали изучать сейсмическую активность так же, как их западные коллеги, – с помощью приборов. Систематические наблюдения за животными прекратились.

Долгое время никто не мог объяснить, почему животные проявляют беспокойство незадолго до землетрясения. Что особенного они чувствуют? Что заставляет их метаться и паниковать? Откуда они могут догадываться о коварстве подземных ударов? Они же не видели никогда землетрясений! А может быть, какие-то побочные явления, сопровождающие подземный удар, пугают их?

Предполагалось, например, что животные ощущают форшоки – слабые подземные толчки, предваряющие главный удар подземной стихии. Однако форшок и основной сейсмический удар порой разделяют считаные секунды. А вот животные выказывают тревогу иногда за 20 часов до катастрофы, когда никаких предварительных толчков нет.

А что, если им подсказывает беду обоняние или слух? Они чуют какие-то газы, выделяющиеся из земных недр, или слышат акустические сигналы, доносящиеся из глубины? Но и это неверно. Вот ведь птицы – и слух, и обоняние у них не лучше нашего, а замечают подземные раскаты быстрее нас. Особенно чувствительны к землетрясениям мелкие зверьки и водные животные.

Может быть, незадолго до землетрясения меняется уровень атмосферного электричества и это беспокоит животных? Да, меняется. В этом убедился еще известный немецкий естествоиспытатель начала XIX века Александр Гумбольдт. Сейчас мы достаточно хорошо знаем, как действует на животных скопившееся в атмосфере электричество.

При вдыхании положительно заряженных аэрозолей в организме животных начинают выделяться гормоны, вызывающие резкие перепады настроения, а также тошноту.

Шерсть зверей заряжается электростатическим электричеством. На это особенно остро реагируют мелкие зверьки, у которых отношение площади поверхности тела к его объему очень велико.

Водные животные чувствительны к заряженным частицам, поскольку вода – хороший проводник электричества.

В закрытых помещениях содержание заряженных частиц выше, чем на воздухе, поэтому животные пытаются вырваться из клеток, выбегают из дома, выбираются из пещер.

Следует, впрочем, упомянуть, что животные проявляют беспокойство и перед грозой или бурей, когда в воздухе тоже «разлито электричество». А значит, ожидая от них «сейсмических новостей», мы можем часто обманываться.

И все-таки идея предсказывать землетрясения с помощью животных отнюдь не отвергнута. Конечно, речь идет не о том, чтобы при каждом странном лае собаки опрометью мчаться из дома, боясь, что стены его сейчас рухнут. Другое дело, если сразу несколько животных разных видов проявляют необъяснимое беспокойство. Это должно настораживать. Вот почему работники зоопарков, расположенных в сейсмически опасных регионах, могли бы взять на себя и обязанности сейсмологов. В конце 1960-х годов, например, на территории зоопарка в китайском городе Тяньцзинь была создана сейсмологическая станция. Эксперимент оказался успешным. Подобные опыты стоило бы продолжить.

 

Опасны ли тихие землетрясения?

Землетрясения не всегда происходят в одночасье и сопровождаются громадными жертвами и разрушениями. Иногда они совершаются бесшумно, в течение многих недель, а то и месяцев, не причиняя видимого ущерба. Однако их безобидность обманчива. Даже тихие землетрясения могут порождать губительные цунами, а иногда приводят впоследствии к самым настоящим землетрясениям.

Летом 1999 года на западном побережье США и Канады, между Ванкувером и Сиэтлом, наблюдалось мощное землетрясение. Его магнитуда, как подсчитали, равнялась 6,7 – этого хватило бы, чтобы нанести немалый урон обоим городам. О таких подземных ударах помнят десятилетиями – когда на руинах опустошенных улиц давно уже вырастут новые кварталы. Этот же разгул стихии, вопреки его ярости, остался памятен лишь ученым; он не выдал себя даже звяканьем посуды в шкафу. Вся энергия, накопившаяся в недрах Земли, распылилась бесшумно, словно унесенная легким ветерком. Да и продолжалось это событие не считаные секунды, когда удар, взрыв, грохот… а много дней подряд, пока все, что было накоплено, не вытекло тихо, как вода из прохудившегося ведра. Даже ученые заметили этот катаклизм только месяц спустя, когда приборы спутниковой навигации показали, что территория площадью 15 тысяч квадратных километров сдвинулась на 2 сантиметра. Подобный феномен получил название «тихого землетрясения». Впервые его удалось наблюдать в конце 1990-х годов к западу от Японии – там, где Филиппинская плита погружается под Евразийскую.

Даже тихие землетрясения чреваты самыми губительными последствиями

Открытие такого рода явлений стало возможным именно благодаря системе спутниковой навигации, позволяющей определить с точностью до миллиметров положение любой точки на нашей планете. С начала 1990-х годов геологи используют ее для наблюдения за сейсмически опасными регионами и действующими вулканами. К их удивлению, выяснилось, что приборы фиксировали незначительные перемещения земной коры, которые никак не были связаны ни с землетрясениями, ни с извержениями вулканов. И все же эти незначительные «подвижки» коры выглядели настоящей иллюстрацией сейсмической активности. Они периодически происходили вдоль границ, разделявших литосферные плиты. Внезапно те приходили в движение и столь же неожиданно останавливались. Подчас скорость перемещений достигала нескольких сантиметров в день.

Одно из первых таких землетрясений, зафиксированных учеными, наблюдалось на острове Гавайи в ноябре 2000 года на глазах у тысяч туристов, которые, впрочем, ничего не заметили, ведь его не сопровождали подземные толчки. На первый взгляд здесь вообще ничего не изменилось. Лишь показания приборов подтвердили, что южный склон вулкана Килауэа, полюбоваться которым неизменно стекаются толпы отдыхающих, оказался ближе к морю, чем прежде. Две тысячи кубических километров горных пород подползли к воде так тихо, что никто не определил на глаз их маневр. Даже сейсмографы не заметили мягкую поступь вулкана. Если бы такой дрейф стал результатом настоящего землетрясения, его магнитуда составила бы 5,7.

Однако этот безобидный на первый взгляд дрейф целой горы со временем может привести к чудовищным последствиям. Склон вулкана когда-нибудь так же незаметно подползет к морю настолько близко, что неминуемо рухнет, оторвется от остальной горы, и тогда его падение породит волну-убийцу – цунами. Декабрьские события 2004 года показали, насколько опасной она может быть. В компьютерной модели волна гавайского цунами достигала в высоту даже 300 метров! На короткое время она накрывала соседний остров Мауи от одного берега до другого, рассекая его на два небольших островка. Впрочем, вероятность такого исхода мала. По расчетам ученых, эти события повторяются на Гавайских островах раз в сотню тысяч лет (называют и цифру – 10 тысяч лет). Нечто подобное может происходить не только на Гавайях, но и на островах Галапагос в Тихом океане или острове Реюньон в Индийском океане.

За последнее десятилетие геологи зафиксировали еще несколько тихих землетрясений и даже разобрались в причинах, порождающих их. Что же заставляет громадные глыбы литосферы бесшумно передвигаться, словно «привстав на цыпочки»?

Обычно, когда одна плита напирает на другую, им не так легко разойтись. Плиты ломаются, как кости, и, содрогаясь, тело города, оказавшегося в очаге катастрофы, грузно падает, встряхиваясь всеми стенами зданий. Во время же тихого землетрясения плиты, намертво сцепившиеся друг с другом, неожиданно выскальзывают из этих стальных объятий, расходятся в стороны, будто борцы, остановленные судьей. Именно это и происходило в США и Канаде с 18 августа по 22 сентября 1999 года. Месяц с лишним здесь длилась катастрофа – так долго, что от ее грозного призрака не осталось даже видимости. Одна плита плавно отодвинулась от другой, не поранив ее.

С тех пор американские и канадские сейсмологи каждые 13—15 месяцев регистрируют на северо-западе США и в соседних районах Канады примечательный феномен, получивший название Episodic Tremor and Slip, а именно эпизодическую вибрацию и скольжение. В среднем за пару недель плиты смещаются на 3—5 миллиметров.

Очевидно, у земной коры гораздо больше возможностей снять накопившиеся в ней напряжения. Если бы не этот периодический Slip, то здесь чаще случались бы разрушительные землетрясения. Ведь у побережья Северной Америки плита Хуан-де-Фука погружается под континент. Так, в начале 2007 года за две недели (15 января – 2 февраля), что континент скользил, как по льду, участок упершейся в него плиты Хуан-де-Фука шириной добрых две сотни километров плавно опустился на 5 сантиметров вглубь. Если бы это произошло в течение нескольких секунд, то наблюдалось бы землетрясение, имеющее магнитуду 6. Наверняка часть зданий и других построек обрушилась бы. Однако событие растянулось на полмесяца, а потому никаких бедствий местные жители не испытали.

Впрочем, в некоторых районах планеты те же тихие землетрясения, только усиливают опасность мощного подземного толчка. Ведь пока в том или ином месте одна плита будет потихоньку отползать от другой, где-то по соседству напряжение начнет нарастать, а значит, и повысится вероятность мощного землетрясения. В Японии, например, зона тихих землетрясений непосредственно примыкает к той области, где периодически отмечают очень сильные подземные толчки.

Ученые, исследующие тихие землетрясения, считают их вестниками сейсмических катастроф, которые впоследствии произойдут. Они полагают, что, наблюдая за этим феноменом, можно оценить напряжения, нарастающие на стыке двух литосферных плит. Судя по статистике, каждые 100—600 лет в том регионе, где наблюдаются Episodic Tremor and Slip, происходит мощное землетрясение, имеющее магнитуду 8 или даже 9.

Это относится и к тем памятным – только сейсмологам – летним и осенним дням 1999 года, когда по милости стихии на западе США и Канады ни одна чашка не зазвенела, не задребезжала ни ложка. Той осенью на участке побережья между Ванкувером и Сиэтлом все завершилось традиционным для Голливуда счастливым финалом, но от этого, как подсчитали ученые, стала выше вероятность крупного землетрясения в двух упомянутых здесь городах. Стоит напомнить, что в районе Ванкувера и Сиэтла в последний раз такое наблюдалось 300 лет назад. Если это повторится, тогда уж одной разбитой чашки явно будет мало.

 

Промышленная деятельность и землетрясения

Причиной землетрясений не всегда бывает противоборство природных сил. Ведь человек, как это ни покажется на первый взгляд невероятным, тоже способен поколебать земную кору, простирающуюся вглубь на десятки километров. По подсчетам ученых, уже более двух сотен заметных землетрясений вызваны нашей промышленной деятельностью. Добыча природного газа и угля, строительство водохранилищ и использование геотермальной энергии – все это может привести к неожиданной активности земных недр. Почти в половине упомянутых случаев подземные удары сопровождали разработку полезных ископаемых в шахтах и рудниках.

Так, 13 марта 1989 года в ГДР, в Тюрингии, обрушились стены штольни, в которой добывали калийные соли. Это привело к землетрясению магнитудой 5,6. Особенно пострадало расположенное по соседству местечко Фёлькерхаузен. Там пришлось снести почти все старинные здания, поскольку они не подлежали восстановлению.

В декабре того же года в австралийском Ньюкасле, близ Сиднея, землетрясение разрушило сотни домов. Вызвано оно было работами на местной угольной шахте, отмечает журнал Earth and Planetary Science Letters. Магнитуда подземного толчка достигла опять же 5,6. Но на этот раз не обошлось без жертв. «Шахтерская стихия» унесла жизни 13 человек; еще 165 человек получили ранения. Несмотря на доводы ученых, руководство угледобывающей компании не признало своей вины, настаивая на том, что катастрофа была вызвана естественными причинами. Между тем, по расчетам экспертов, за эти два столетия из шахты было извлечено около полумиллиарда тонн угля, что заметно изменило напряженное состояние в верхнем слое земной коры. Давление на одном из ее участков стало заметно нарастать – особенно по сравнению с соседними. И вот вдоль ослабленного слоя коры произошел сдвиг.

Нередко подземные удары сопровождали разработку полезных ископаемых в шахтах и рудниках

В начале 2008 года серия землетрясений магнитудой до 4 наблюдалась в одной из земель Германии – в Сааре. Были повреждены здания, напуганы люди. Эти подземные толчки также имели техногенную природу. Они были связаны с ведущейся здесь разработкой угольных месторождений. Сейчас в Сааре или Руре – другом угольном бассейне Германии, где зимой 2007—2008 годов были отмечены три землетрясения магнитудой около 3, – земля источена штольнями и шахтами, как швейцарский сыр – дырками или подземная Москва – туннелями. Как следствие, в некоторых районах обширные участки местности попросту просели, опустившись на глубину до 30 метров.

Работники газовой промышленности тоже умеют будить стихию. Так, в 2004—2005 годах в Северной Германии, где и знать ничего не знали про сейсмическую угрозу, по вине газовиков произошли два землетрясения.

20 октября 2004 года на полпути между Гамбургом и Бременом случилось то, чего не должно было быть по всем научным теориям, – землетрясение, имевшее магнитуду 4,5. Его очаг находился в зоне разработки газового месторождения. В Гамбурге закачались высотные здания, потрескались стены некоторых квартир. Ничего подобного тут не происходило. До сих пор Северная Германия по этой части считалась одним из самых безопасных регионов планеты. Здесь даже минимальная сейсмическая активность редка. Новый подземный толчок не заставил себя ждать. Уже 15 июля 2005 года вновь задрожали дома; магнитуда этого землетрясения составила 3,8.

Причина обоих происшествий вскоре стала очевидна. Вследствие добычи газа напряженное состояние в недрах Земли изменилось. Это привело к тому, что на глубине около 8 километров раскрылись зоны древних разломов, что и вызвало всплеск сейсмической активности, тогда как обычно ее причиной бывает движение литосферных плит.

Что ж, все новые факты убеждают нас в том, что землетрясения в зонах разработки полезных ископаемых – прежде всего, природного газа и угля – зачастую происходят вовсе не случайно. Виной становится человек – поистине геологическая сила природы. Вызванные нами самими катастрофы в сейсмически безопасных регионах могут причинить, кстати, куда больший ущерб, чем обычно. Ведь здесь совсем иные стандарты строительства, никак не рассчитанные на мощные подземные удары.

Между тем, как показывает зарубежный опыт, добыча природного газа часто сопровождается землетрясениями, порой достаточно сильными. Так, газовики Французской республики своим ударным трудом вызвали три землетрясения магнитудой, равной примерно 5, и несколько подземных ударов магнитудой около 4. В Италии еще в 1951 году при разработке месторождения природного газа произошло землетрясение, имевшее магнитуду 5,5. Наконец, в 1983 году достойным ответом разразился газпром Калифорнии – магнитуда 6,5.

К этой же категории техногенных катастроф некоторые специалисты относят и два землетрясения в Узбекистане, в Газли, происшедшие в 1976 году. По их мнению, они были непосредственно связаны с добычей здесь природного газа. Поселок Газли был практически полностью разрушен землетрясением 17 мая 1976 года. Население было предупреждено сейсмологами и предварительным землетрясением 8 апреля, поэтому больших жертв не было. Магнитуда обоих событий равнялась соответственно 7,3 и 7,0. Прежде эта местность считалась «практически безопасной в сейсмическом отношении», отмечал российский сейсмолог Валентин Уломов, автор монографии «Сейсмичность Западного Узбекистана», а потому при строительстве поселка никак не ожидали, что главным инспектором станет… подземная стихия. Последнее землетрясение магнитудой 7,2 зафиксировали 20 марта 1984 года. Как пишет Валентин Уломов, «не исключено также, что интенсивная откачка газа из земных недр на Газлийском месторождении явилась спусковым крючком для сброса накопившихся к этому времени гигантских тектонических напряжений в земной коре этого района».

Как правило, газодобывающие компании ничего не хотят слышать о том, что их деятельность может привести к сейсмической катастрофе, и отказываются принимать какие-либо меры. Увы, люди проявляют поразительную беспечность, кажется, делая все возможное, чтобы техногенная катастрофа состоялась. Мы просто отказываемся верить в то, что мы сами, своими силами, можем вызвать крупное землетрясение.

Возможно, частично техногенной катастрофой является и страшное по своим последствиям землетрясение 2008 года в Сычуани. Такое предположение высказали китайские ученые. Они обращают внимание на то, что незадолго до катастрофы здесь же, в Сычуани, близ города Дуцзянъянь, было завершено строительство новой дамбы водохранилища. Очень вероятно, признается Фан Сяо, главный инженер группы геологических изысканий провинции Сычуань, что, не будь этой дамбы, сила землетрясения была бы значительно меньше, да и произошло бы оно лет через сто—двести.

Между тем в последние десятилетия во всем мире неуклонно расширяется разработка полезных ископаемых. Строится все больше водохранилищ. На покоренных нами реках, как и в подземных кладовых, мы ведем себя очень бесцеремонно, не считаясь с силами природы, что дремлют в толще камня. Мы, сами того не ведая, ослабляем вековые опоры, на которых стояли наши города и поселки, создаем для них постоянный источник угрозы. Так что впору говорить о «геомеханическом загрязнении» планеты. Нам следует быть осмотрительнее, потому что природа всегда нанесет ответный удар. За нашу беспечность нам воздастся сторицей.

 

Откуда берутся чудовищные волны?

Волна взялась ниоткуда. Взметнулась к небу, заслонив солнце. В следующую секунду она готова была обрушиться на корабль, оказавшийся у нее на пути…

С незапамятных времен моряки травят байки о громадных волнах, «волнах-убийцах». Они настигали суда то близ мыса Доброй Надежды, то у берегов Аляски. Они появлялись из ниоткуда, разбивали в щепы корабль и снова скрывались, словно призраки, вырвавшиеся из ада.

По морям-океанам и впрямь рыщут «волны-убийцы», неутомимые, как акулы

Вплоть до недавних пор эти истории считали досужими россказнями. Лишь в 1995 году ученые признали, что подобные волны существуют. Этому способствовали два события.

Во время шторма, разыгравшегося в ночь на 1 января 1995 года, автоматический регистратор волн, установленный на норвежской нефтедобывающей платформе Draupner-E в Северном море, зафиксировал волну высотой 26 метров. Девять месяцев спустя, 11 сентября, британский лайнер «Королева Елизавета II», следовавший из Шербура в Нью-Йорк, в районе Ньюфаундлендской банки столкнулся с гигантской волной.

Так, стало быть, по морям-океанам и впрямь рыщут «волны-убийцы», неутомимые, как акулы. Да и встречаются они гораздо чаще, чем полагали – их никак не внести в «Красную книгу географии». Однако их природа по-прежнему таит немало загадок.

Как они возникают? Можно ли предсказать их появление? Как защитить корабль и людей от ударов подобных волн? Что говорит об этом современная наука? Почему спокойная морская гладь может внезапно превратиться в клокочущий ад? Чем можно объяснить появление волн высотой 40 метров? Уж никак не силой ветра, взрывающего равнину моря! Но именно эти волны вселяют страх в души моряков

Расчеты показывают, что на каждые 10 тысяч волн приходится одна гигантская волна. Возникает она в считаные секунды. Ее следует отличать от цунами. Последние зарождаются при внезапном сотрясении морского дна. «Волна-убийца» образуется на поверхности воды. В открытом море она встает стеной, а достигая суши, спадает. Если корабль встретится с такой волной, он может перевернуться, а то и пойти ко дну.

Заглянем в статистику знаменитой страховой компании «Ллойд». Возьмем для примера такую памятную дату, как 2000 год. Тогда затонули 167 кораблей, из них как минимум 81 корабль пошел ко дну в плохую погоду. По мнению ряда ученых, значительную часть их погубили гигантские волны. Другие более осторожны в своих оценках, но и они полагают, что каждый год не менее десятка кораблей становятся жертвами этих волн.

По-видимому, «волны-убийцы» – причина таинственного исчезновения кораблей во многих районах планеты, в том числе в знаменитом Бермудском треугольнике. Экипажи этих судов были так поражены внезапным появлением волны высотой 20—40 метров, что забывали подать сигнал «SOS».

Возможно, именно так в сентябре 1980 года затонуло грузовое судно «Дербишир». Этот английский корабль длиной 295 метров, с экипажем в 44 человека, исчез у берегов Японии, не подав никакого сигнала об аварии. Может быть, он был потоплен гигантской волной? За всю историю мореплавания это было самое большое судно, затонувшее по неизвестной причине.

Какие же волны принято называть «убийцами»? Критерием служит так называемая «значимая высота волны». Это – средний показатель высоты 33 самых больших из 100 набегающих одна за другой волн. Специалисты называют волну гигантской, если ее высота вдвое превосходит этот показатель.

Однако гигантские волны бывают разными. Так, «толстяки» – это одиночные громадные волны. Они гораздо выше соседних волн. Встречаются они даже в Балтийском море.

«Три сестры» – это три накатившиеся подряд высокие волны. Впадины, разделяющие их, очень узки, а потому корабль не успевает подняться на гребень второй, а тем более третьей волны и оказывается захлестнут ими. Похоже, именно такая череда волн налетела на корабль «Королева Елизавета II» и срезала, словно ножом, большинство палубных построек.

Наконец, «белыми стенами» называют чрезвычайно крутые, почти отвесные одиночные волны; за которыми следует очень глубокая впадина.

Эти три типа волн отличаются друг от друга не только внешне, но и, по-видимому, имеют разное происхождение. Однако это только догадка. Ученые не располагают теорией, которая могла бы объяснить происхождение всех известных нам гигантских волн.

Еще несколько лет назад предполагалось, что гигантские волны возникают лишь в результате наложения нескольких «нормальных» волн. Одни движутся быстрее других и нагоняют медленно катящиеся перед ними волны. Они сливаются, громоздятся друг на друга, вздымаясь на 30—40 метров ввысь.

Вероятно, так порой и бывает. Однако чаще всего действуют дополнительные факторы, которые превращают «нормальные» волны в морских монстров. В некоторых районах океана такие волны встречаются особенно часто, например, в окрестности Флориды, заливе Аляска, близ оконечности Южной Америки, в районе мыса Горн, а также к юго-востоку от Японии и у юго-восточного побережья Южной Африки.

Компьютерные модели показывают, что такие волны зарождаются, прежде всего, близ побережья, где морские течения часто меняют свое направление и где глубина моря так же часто меняется. Так, в районе мыса Доброй Надежды течение Агульяс, стремящееся в южном направлении, сталкивается со штормовыми волнами, нагоняемыми из Атлантического океана или от берегов Антарктиды. По-видимому, эти «маневры» и порождают волны чудовищной высоты. Примерно таков же механизм образования их и в Северной Атлантике. Там к их появлению причастен Гольфстрим.

Так бывает в шторм. Но почему гигантские волны порой появляются и в спокойную погоду?

Американские исследователи Бенгт Форнберг и Бенджамин Уайт предложили математическую модель, описывающую этот процесс. По их версии, происходит примерно то же, что бывает, когда линза фокусирует свет. Только здесь в качестве линзы выступают обширные участки моря, где возникают завихрения волн. Они и «фокусируют» отдельные волны, превращая их в подобие девятого вала.

Так что ожидает судно при встрече с «волной-убийцей»? У грузовых кораблей самой уязвимой частью являются погрузочные люки. Ведь их сооружают в расчете на максимальную волну высотой 20 метров. Под тяжестью громадной волны, захлестнувшей палубы, они сминаются, словно картон. Трюм моментально наполняется водой, и судно тонет.

У круизного корабля главный удар приходится на мостик. Сразу выходит из строя электрооборудование, глохнет двигатель. Корабль теряет способность маневрировать, он, словно игрушка, мечется среди волн. Морякам и пассажирам остается лишь ждать развязки этой жестокой истории.

Нижние площадки нефтедобывающих платформ сооружают на высоте 35 метров над поверхностью воды. Поэтому они, как правило, защищены от удара «волн-убийц». Но бывают и исключения. Один из таких случаев произошел 15 февраля 1982 года в районе Ньюфаундленда, на платформе, принадлежавшей концерну Mobil Oil. Гигантская волна опрокинула и затопила ее. Погибли все 34 человека, работавшие на платформе.

Как отмечают ученые, «в определенных районах океана можно оценить риск появления одиночных гигантских волн и в случае, если морским судам будет грозить опасность, можно передавать сообщения об этом в метеосводках». Например, «23 апреля в Бискайском заливе, 44° северной широты, 5° западной долготы, ожидается появление “толстяка” высотой 35 метров. Во избежание неприятностей следует покинуть указанную зону или принять соответствующие меры безопасности».

 

Когда приходит «портовая волна»?

Откуда-то издали доносится рокот, словно шум приближающегося самолета. И вдруг над горизонтом вздымается волна. Она так высока, что в ней вскоре тонет весь небосвод. С неотвратимостью струйки песка, выбегающей из перевернутых часов, она наплывает на берег. Перемахивает деревья, выщипывая их, как травинки. От этой стены воды отражаются крики, брошенные бегущими. Другие лишь молча ввертываются в седую, как смерть, пучину, чтобы тут же исчезнуть в ней навсегда. Так очевидцы, которым посчастливилось пережить цунами, описывают минуты своего второго рождения, ставшие последними для многих тысяч людей.

Ни одно стихийное бедствие не коварно так, как цунами. Неожиданно появившись – в спокойную погоду, при полном штиле, – эта волна обрушивается на берег, уничтожая на своем пути все живое.

7 июня 1692 года пиратская столица Порт-Ройял, располагавшаяся неподалеку от нынешней столицы Ямайки, вначале была разрушена землетрясением, а потом смыта гигантской волной. Погибло около 5 тысяч человек – большая часть жителей города.

1 ноября 1755 года после мощного землетрясения на западное побережье Португалии, Испании и Марокко обрушилось цунами. Больше всего пострадал Лиссабон. Погибло около 70 тысяч человек, причем большая часть из них – это жертвы волны, захлестнувшей город.

Особенно памятно Великое цунами 2004 года. Тогда, 26 декабря после землетрясения магнитудой 9,1 в Индийском океане (его эпицентр находился в 85 километрах от северо-западного побережья Суматры) произошла одна из самых страшных природных катастроф в истории человечества. Жертвами цунами в Юго-Восточной Азии и Восточной Африке стали не менее 231 тысячи человек. В одной лишь Индонезии погибло свыше 165 тысяч человек.

Ученые давно предупреждали об угрозе цунами, ведь почти половина населения планеты живет на побережье океана. Но чувство опасности притупилось. «Древний душегубец», океан в наш технический век казался прирученным.

А ведь цунами – не такое уж редкое стихийное бедствие. Чаще всего эта волна зарождается на просторах Тихого океана (79 % случаев). В ХХ веке только на Гавайские острова она обрушивалась 13 раз. Но что мы знаем о цунами? Что порождает эту убийственную волну? Можно ли предсказать ее появление?

В переводе с японского «цунами» означает «портовая волна». Так прозвали «волну-убийцу» японские рыбаки. Сколько раз бывало так, что, вернувшись в родной городок или деревню после лова рыбы, они заставали здесь страшное разорение. Немногие выжившие говорили о чудовищной волне, которая поднялась из моря и уничтожила все вокруг. Ужас и изумление рыбаков были особенно велики еще и потому, что, находясь в открытом море, они не видели ни одной волны, которая могла угрожать хотя бы их судну.

Ученые давно предупреждали об угрозе цунами, ведь почти половина населения планеты живет на побережье океана

В принципе, цунами – волна, возникшая случайно. Представьте себе тазик, полный воды. Если поставить в него ногу, вода выплеснется. Произойдет цунами в одном, отдельно взятом водоеме. В природе роль человека играет океаническое дно. Резкое перемещение одного из участков дна порождает громадную волну. Происходит такое при подводном землетрясении (в 90 % случаев), оползне, извержении подводного вулкана или же – в чрезвычайно редких случаях – при падении в море крупного метеорита. Стоит отметить, что вызвать цунами может лишь землетрясение магнитудой, равной 7 и выше. Поэтому, как подсчитали ученые, лишь одно землетрясение из 100 порождает цунами.

Скорость цунами зависит от глубины моря. Чем оно глубже, тем быстрее движется волна. Так, в Тихом океане, где глубина составляет в среднем 5000 метров, волна развивает скорость до 800 километров в час. Обычные волны перекатываются со скоростью от 8 до 100 километров в час.

В открытом море высота цунами не превышает нескольких десятков сантиметров. Близ пологого берега волна вздымается; ее кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию воды, вставшей стеной. Ее высота здесь составляет, как правило, метров десять. Словно громадный каток, она проносится по суше на сотни метров в глубь побережья.

Известен случай (24 апреля 1971 года), когда высота цунами у берегов японского острова Исигаки достигла 85 метров. Расчеты показывают, что во фьордах высота «портовой волны» может доходить и до 100 с лишним метров. Когда же после землетрясения в воду фьорда обрушится целая скала, это может породить волну невиданной высоты – мегацунами. Так, в 1958 году в бухте Литуйя-Бей у побережья Аляски возникла волна высотой 530 метров.

Надежной защиты от цунами нет. Никакие дамбы и волнорезы не способны оградить от этих волн. Разве что остается не строить дома и города в прибрежных долинах, поскольку волну высотой в пару десятков метров остановить невозможно.

Между тем цунами может угрожать не только далеким тропическим странам, но и Европе. Так, несколько лет назад была обнародована компьютерная модель, в которой цунами возникало после обрушения склона вулкана Кумбре-Вьеха на острове Пальма (Канарские острова). Часть склона уже сдвинулась на 4 метра во время последнего извержения вулкана в 1949 году. По расчетам британских и американских геологов, если в море рухнет весь склон, то через 9 часов волна высотой 20 метров достигнет пологого побережья Флориды, а берега Англии и Испании захлестнут волны высотой от 3 до 7 метров.

Другой пример. Восемь тысяч лет назад мощное цунами опустошило берега Норвегии, Шотландии, Фарерских и Шетландских островов. Так, на островах его следы обнаружили в 20 и более метрах выше тогдашнего уровня моря. Причиной его стал оползень подводного склона у побережья Норвегии. Возник же он, вероятно, потому, что растаял слой метанового льда, скреплявший склон. Подобное может повториться и в наши дни. Ведь у берегов Норвегии находятся крупные месторождения гидрата метана, чувствительного к глобальному потеплению.

Угрозу цунами часто недооценивают. Страшным пророчеством теперь звучат слова американского океанографа Уолтера Дадли из университета города Хило (Гавайские острова), сказанные им в интервью журнала Spiegel весной 2004 года: «Уже давно в Хило не было ни одного крупного цунами, и это опасно. Ведь постепенно уходят те немногие, что еще на собственном опыте знают, как заметить приближение цунами и как правильно вести себя».

Долгое время люди с равнодушием вглядывались в даль океана. И вот он проявил норов. Обрушился лютым зверем. Самое трагичное, что этот зверь предупреждает людей за несколько часов до того, как напасть, и из его когтей легко выскользнуть, заметив угрозу.

В тот декабрьский день 2004 года, когда сотни тысяч людей в Индонезии, Шри-Ланке, Таиланде занимались будничными делами, в Интернете уже можно было найти известие о землетрясении близ Суматры. Если бы в Восточной Азии тогда имелась система оповещения о цунами, то большинство людей удалось бы спасти. Волна достигла побережья Малайзии и Таиланда примерно через час после землетрясения, а Шри-Ланки – через полтора часа. А ведь всего 15 минут хватило бы, чтобы удалиться от берега на безопасное расстояние. Увы, никто не подумал спасаться бегством, даже когда море по непонятной причине отхлынуло от берега. Вместо этого многие местные жители, веселясь, бросились собирать рыбу и сами стали добычей волны.

В старину такую волну считали Божьей карой. Теперь урон, нанесенный ею, как и подземной стихией, скорее, числится по ведомству людской нерадивости.

 

Тайны древних цунами

Последние десятилетия мы неизменно живем под знаком катастрофы, с которой надо бороться всему человечеству: мы боимся то «ядерной зимы», то падения на Землю астероида, то коровьего бешенства, то птичьего гриппа – недавних кандидатов на «пандемию века», а вот о цунами забыли.

Большая волна в Канагава. Худ. К. Хокусай

Считалось, что цунами – событие редкое. Даже там, куда обрушилась волна 26 декабря 2004 года, его не ждали. Вот и сами ученые признают, что совершенно недооценивали опасность мощного землетрясения у берегов Суматры, полагая, что оно, скорее, разразится в окрестности Явы. Надежные геологические сведения отсутствовали, ну а последние крупные землетрясения здесь и правда произошли давно, в 1833 и 1797 годах.

Власти азиатских стран, пострадавших от Великого цунами, тоже не могли оценить масштабы скорого бедствия. А ведь были предостережения, были! В конце 2003 года близ побережья Суматры ощущались подземные толчки.

Лишь после катастрофы, унесшей жизни почти четверти миллиона человек, стало понятно, что оно не было чем-то необычным. Подобные цунами обрушивались на берега Восточной Азии и раньше. Анализ геологических отложений, проведенный в Индонезии и Таиланде несколько лет назад, показал, что мегацунами, вероятно, повторяются здесь каждые 600—700 лет. Так, на индонезийскую провинцию Ачех, особенно сильно пострадавшую в 2004 году, чудовищное цунами обрушивалось в период между 780 и 990 годами нашей эры, а также между 1290 и 1400 годами. То же самое подтвердили и компьютерные модели. Именно с периодичностью в 6—7 столетий в Индийском океане происходят землетрясения магнитудой порядка 9,2.

Но опасность сохраняется и в промежутках между этими ударами стихии. Небольшие цунами захлестывают берега Азии и здешние острова через каждую пару лет.

Так, 17 июля 2006 года, после подводного землетрясения, волна высотой 3 метра нанесла удар по южному побережью Явы. Тогда погибло свыше 700 человек. Такая же волна обрушилась на острова Ментавай, лежащие близ Суматры, 25 октября 2010 года. Погибло по меньшей мере 272 человека.

От таких ударов не застрахована и Европа. Когда-то мощное цунами опустошило острова Средиземного моря. В 1956 году греческий сейсмолог Ангелос Георге Галанопулос, изучив окрестности острова Санторин, лежащего в 120 километрах от Крита, заявил, «что здесь произошел гигантский взрыв, по-видимому, самый мощный вулканический взрыв в истории, который породил волну цунами высотой в несколько десятков метров».

Стены вулкана обвалились. Образовалась котловина – кальдера. В эту пустоту хлынуло море. «Достигнув дна полости, – писал Ангелос Галанопулос, – вода мгновенно ринулась вспять. Быстрое перемещение огромных масс морской воды породило волны невероятной высоты. Эти волны затопили берега Восточного Средиземноморья, полностью разрушив все города и селения по всему Эгейскому побережью». Чудовищный урон был нанесен Криту, ведь между ним и Санторином не было ни клочка суши, который мог задержать волну. Флот – основа могущества Крита – был уничтожен. Греки захватили то, что осталось от критских городов. Возможно, эта катастрофа легла в основу легенды об Атлантиде.

С удара цунами началось возвышение Древней Греции. В конце ее истории, как явствует из недавнего открытия, снова, как погребальный колокол, раздался мощный удар цунами. Он не подорвал основы жизни эллинов, уже превратившихся в ромеев. Он лишь похоронил прошлое, уничтожил одно из главных святилищ античного мира.

В Олимпии, расположенной на северо-западе полуострова Пелопоннес, некогда находился знаменитый храм Зевса Олимпийского, украшенный статуей Фидия из золота и слоновой кости. Здесь проводились общегреческие спортивные состязания в честь Зевса – олимпийские игры.

Традиционно считалось, что этот священный город был уничтожен мощным землетрясением, разразившимся в 551 году нашей эры. Удар подземной стихии разрушил стены, защищавшие его от наводнений. Теперь ничто не сдерживало водную стихию. Мощные слои речных наносов скрыли руины храмов и спортивных сооружений. Сейчас высота этого смертного покрова, наброшенного на город, в котором, как нигде в Элладе, кипела жизнь, достигает 8 метров.

После того как древний город оказался отдан на растерзание стихиям, он на удивление быстро исчез, скрылся под землей. Олимпия была надолго забыта. Никто не мог в точности указать, где она находилась. Некоторые ученые полагали даже, что искать ее надо у подножия горы Олимп.

Лишь в 1766 году путешествовавший по Греции англичанин Ричард Чэндлер обнаружил руины Олимпии, а в 1813 году французская экспедиция под руководством Дюбуа приступила к первым раскопкам. Еще тогда археологов удивило, как небольшая речушка Кладей принесла столько песка и ила, что под этими наносами скрылся целый город.

Недавно группа исследователей из Майнцского университета (руководил ими Андреас Фётт) заново приступила к раскопкам Олимпии, пытаясь теперь уже не отыскать древние ценности, а понять причину гибели города. А если Олимпия стала жертвой одного из тех цунами, что иногда обрушивались на берега Восточного Средиземноморья?

Состав отложений, обнаруженных при раскопках, никак не соответствовал тем наносам, которые оставляет река Кладей. Зато выяснилось, что эта местность за последние 7000 лет несколько раз переживала катастрофические наводнения. Теперь о них напоминает толща песка, содержащая многочисленные раковины… морских моллюсков. В последний раз такое случилось в VI веке нашей эры, когда и была разрушена Олимпия. Событие это словно подвело черту под античной историей Греции – подобно тому, как падение Рима под натиском варваров покончило с прошлым латинян.

Сейчас Олимпия находится в 22 километрах от моря, но полторы тысячи лет назад береговая линия пролегала как минимум на 8 километров ближе к городу, чем теперь. Как полагает Фётт, громадная волна, достигнув побережья Пелопоннеса, докатилась до узкой долины, где протекает река Алфей (в нее и впадает речушка, на которой располагалась Олимпия), и, оказавшись здесь, с огромной силой взметнулась ввысь, легко перемахнула гряду холмов – излилась в котловину, разделявшую их, а затем обрушилась на город, лежавший за этой грядой. Олимпия была затоплена, но воды не спешили ее покидать. Ведь русло Кладея было засыпано огромной массой песка, камней и мусора, которые принесла с собой волна. Так, на месте священного города, сверкавшего своей чистотой, на какое-то время простерлось мутное озерцо.

Развенчивая старинное предание, Андреас Фётт утверждает, что здесь не было даже землетрясения. Обычно после такой катастрофы обломки колонн античных храмов лежат в беспорядке один на другом. Здесь же они «утоплены» в груде осадочных отложений.

Очевидно, в восточной части Средиземноморья цунами – достаточно распространенное явление, что объясняется высокой сейсмической активностью в этом регионе. Здесь Африканская плита пододвигается под Евразийскую плиту, а потому снова и снова происходят землетрясения. Иногда вслед за ударом подземной стихии на берега Малой Азии, Леванта, Италии или Греции обрушивается громадная волна, по-хозяйски распоряжаясь тем, что оставил ей человек. В последний раз такое случилось в 1908 году, когда землетрясение и последовавшее за ним цунами уничтожило город Мессину на Сицилии и опустошило его окрестности. Тогда погибло свыше 75 тысяч человек.

 

Когда просыпаются вулканы?

Извержения вулканов – одно из самых завораживающих явлений природы. Но за этой красотой таится смертельная опасность. Это картинное зрелище, которым хорошо любоваться на фотографиях, несет разрушение, гибель всему живому, оказавшемуся на пути огненного потока. В далеком прошлом люди старались умилостивить богов, разверзающих горы, жертвенными дарами. В наши дни предупредить беду и вовремя эвакуировать людей из опасной зоны пытаются с помощью новейших технологий. Но вулканы неохотно расстаются со своими секретами; они так же непредсказуемы, как и столетия назад.

Ученые давно пытаются понять, как поведет себя тот или иной вулкан, распираемый лавой, но всякий раз он ведет себя неожиданно. Научимся ли мы замечать изменения, которые происходят с вулканом перед извержением, и по ним предсказывать катастрофу? Как оценить вулканическую активность, как ее измерить? Как спрогнозировать извержение?

Люди спят часами, вулканы – тысячелетиями. За долгие века люди, поселившиеся в окрестности вулкана, привыкают к соседству с безобидной горой. Тем ужаснее бывает их прозрение, тем страшнее – пробуждение горы. Время жизни, отведенное человеку, – каких-то 70—80 лет – столь малый срок, что мы не в силах оценить все коварство вулканов, всю опасность, исходящую от них.

Так, на Филиппинах вулкан Пинатубо спал 600 лет. Опустошительные извержения мексиканского вулкана Попокатепетль наблюдались около 5000 лет назад, а также около 1800 и 1200 лет назад.

За последние 300 лет во время извержений вулканов погибло более 260 тысяч человек. Самыми страшными в прошлом столетии оказались 1980-е годы. За 10 лет, с 1980 по 1989 год, от этих бедствий погибло больше людей, чем когда-либо еще в ХХ веке. Одно из них даже на некоторое время изменило климат на планете. После извержения мексиканского вулкана Эль-Чичон в 1982 году средняя температура Земли понизилась на 0,3 °С. Тогда на большую высоту было выброшено огромное облако сернистых газов. Постепенно оно окутало весь земной шар, отчасти поглощая солнечный свет, отчасти отражая его обратно, в космическое пространство.

За последние триста лет во время извержений вулканов погибло более 260тысяч человек

В принципе, любое крупное извержение вулкана влияет на климат нашей планеты. Самый наглядный пример тому – извержение вулкана Пинатубо в июне 1991 года, когда в верхние слои атмосферы попали миллионы тонн серы. Это привело к появлению там множества твердых частичек – аэрозолей, которые отражали какое-то количество солнечного света. Лишь по прошествии нескольких лет частицы сульфатов постепенно осели на поверхность планеты. Как результат извержения средняя температура на Земле на время понизилась на 0,5°.

«Огнедышащие горы» приносят людям немало бедствий, но их окрестности становятся все многолюднее. Так, вблизи мексиканского вулкана Попокатепетль, в радиусе 35 километров от него, живет около миллиона человек, а всего в 60 километрах от него располагается Мехико – столица страны. Там проживает более 20 миллионов человек. Трудно представить себе, какие последствия будет иметь извержение вулкана Попокатепетль для жителей Мехико, к каким жертвам оно приведет.

Геологи считают, что в скором времени здесь произойдет грандиозное извержение вулкана. Точнее говоря, «в ближайшие 150 лет». Не правда ли, несколько расплывчатая дата? Беда может нагрянуть завтра, может – в следующем веке. Точные прогнозы сейчас очень нужны, но пока наши технологии таковы, что ошибка весьма вероятна. Ну а что значит в данном случае ошибка?

Подобную неудачную репетицию извержения уже пережили в августе 1976 года жители острова Гваделупа. Поверив последнему слову науки, власти провели решительную мобилизацию. С острова было спасено 72 тысячи человек, но вулканические бомбы вовсе не просыпались на города и деревни вослед ушедшим. Триумф науки обернулся конфузом. Пожалуй, самое время критически посмотреть на современные методы прогноза подобных катастроф, чтобы понять, насколько им следует доверять.

Наблюдение. Если люди десятилетиями живут в окрестностях вулкана, они – от своих отцов и дедов – постепенно приучаются верно истолковывать любые изменения, происходящие с их норовистым соседом. Если над кратером курится дымок, если время от времени оттуда выплескивается лава, люди поймут, что скоро следует ждать большой беды. Столетиями бывало так, что самые осторожные вовремя покидали обреченную местность, променяв смерть на тяготы скитаний. Еще и в наши дни пристальное наблюдение за вулканом остается, пожалуй, самым распространенным способом предсказать катастрофу. Обычно специалисты вживую осматривают кратеры активных вулканов, чтобы убедиться, скоро ли произойдет извержение.

Измерение деформаций грунта. Известно, что, когда магма поднимается к кратеру, на склонах вулкана появляются многочисленные трещины или глубокие складки. Порой они протягиваются на сотни метров. Затем в течение нескольких часов или суток земля вспучивается или, наоборот, проседает. Вулкан разбухает или вваливается. Разработаны точнейшие способы, позволяющие определить угол наклона вулкана. Если он меняется, быть беде. Высокоточные GPS-приемники позволяют проследить за мельчайшими – до нескольких миллиметров – смещениями почвы в зоне кратера. Поэтому мы можем вовремя заметить, что в магматическом очаге начались какие-то активные процессы и лава может излиться наружу.

Анализ сейсмической активности. Перед извержением вулкана обычно регистрируют нарастание сейсмической активности. Это обусловлено тем, что магма и вулканические газы вынуждены пробиваться наверх через узкие трещины в грунте. При этом поток магмы оказывает огромное давление на окружающие пласты пород. Те растрескиваются и начинают вибрировать. Зачастую сейсмографы, размещенные по склонам и на вершинах горы, отмечают десятки, а то и сотни мини-землетрясений. Анализируя, как меняется характер и интенсивность сейсмической активности, ученые прогнозируют, скоро ли произойдет извержение.

Анализ состава вулканических газов. Из недр вулкана вырываются клубы так называемых «фумарольных газов». Если их химический состав меняется, все может кончиться извержением. Когда вулкан спит, над ним поднимаются в основном серные пары. Если давление в недрах горы нарастает и приближается извержение, вулкан выбрасывает клубы углекислого газа и водяные пары. По изменениям концентрации диоксида серы и углекислого газа можно судить о процессах, происходящих в магматическом очаге.

Измерение температуры. Перед извержением нарастает температура вулканических газов. Подобные измерения можно проводить со спутников, используя инфракрасные камеры.

Экологический мониторинг. Иногда о грозящей беде успевают «шепнуть» растения, покрывающие склон вулкана. Ведь незадолго до извержения что-то необычное происходит в почве. Меняются ее температура, влажность и химический состав. Травы, кусты и деревья первыми принимают удар. Окраска их листьев и хвои становится иной. Читайте книгу, написанную Природой в ветвях и цветах, и вы узнаете, что произойдет в скором будущем.

Итак, методов прогнозирования много. Какой из них лучше выбрать? Этот выбор жизненно важен для множества жителей Земли. Ведь в окрестностях действующих вулканов постоянно проживает около полумиллиарда человек – почти 10 % всего населения нашей планеты.

 

Где притаились супервулканы?

Когда говорят о вулканах, в воображении возникают конические горы с кратером посредине, из которого раз в несколько десятилетий или столетий извергается лава. Но есть и другие вулканы. Во время их извержения может быть выброшено в тысячи раз больше пепла и лавы, чем обычно. Долгое время на них не обращали внимания, потому что в исторически обозримую эпоху извержения такого типа вроде бы не наблюдались. Мы знаем, как разрушительны эти катастрофы, лишь благодаря геологическим исследованиям, которые наводят на мрачные размышления.

Супервулканы – это самые большие известные нам вулканы. По шкале вулканических извержений (Volcanic Explosivity Index, VEI) индекс их извержений равняется 8. Последнее извержение супервулкана произошло около 26 тысяч лет назад в районе озера Таупо (Новая Зеландия), когда оледенение в Северном полушарии достигло своего максимума. Это извержение, очевидно, случайным образом (а если нет?) совпало с вымиранием неандертальцев. Современная человеческая цивилизация никогда не сталкивалась с таким бедствием. Но если бы оно произошло, мир пережил бы глобальный экономический кризис. Его захлестнули бы потоки беженцев, спасавшихся от голода и лишений.

По оценкам экспертов, дремлющий вулкан на территории Йеллоустонского парка взрывается раз в 600тысяч лет

Вообще говоря, супервулканы неприметны, хотя само это слово пробуждает в памяти голливудские катастрофы. Это – не гора, уходящая ввысь, это гигантский магматический очаг, в котором медленно прибывает лава и нагнетается давление. Чем больше подобная пороховая бочка – а в ином очаге уместился бы такой город, как Петербург, – тем реже она взрывается.

Так, магматический очаг супервулкана, расположенного под Йеллоустонским национальным парком, протянулся на 60 километров в длину и 40 – в ширину. В нем содержится около 15 тысяч кубических километров вязкой магмы. На протяжении многих тысячелетий она насыщается вулканическими газами. Ее объем возрастает. Когда содержание газов в магме достигнет критического значения, свод, перекрывающий ее, растрескивается, и она начинает изливаться на поверхность земли, а вся местность, располагавшаяся над очагом, проваливается туда. На этом месте образуется громадная кальдера. Сегодня многие из этих кальдер затоплены водой. Здесь возникли озера.

По оценкам экспертов, вулкан на территории Йеллоустонского парка взрывается раз в 600 тысяч лет. Последний раз подобный катаклизм произошел… 630 тысяч лет назад. Так что пришла пора постепенно просыпаться и этому гиганту. В самом деле, почва в окрестностях вулкана сейчас понемногу приподнимается – по сантиметру в год. Вопрос лишь в том, как долго еще будет распирать эту «пороховую бочку». Несколько тысяч лет? Несколько столетий? Или?..

Специалисты традиционно считали, что магматический очаг наполняется магмой тысячелетиями. Однако в 2012 году журнал Nature опубликовал результаты исследования, из которых явствует, что всё протекает гораздо быстрее. Магма не просачивается наверх, постепенно заполняя магматический очаг, а изливается туда потоками. Таким образом, большая его часть может быть заполнена ею всего за несколько десятилетий – и даже за несколько месяцев! Одновременный приток огромного количества магмы может, в конце концов, вызвать взрыв. Новое извержение! К такому выводу пришли французские исследователи из университета имени Блеза Паскаля в Клермон-Ферране, изучив вулканические материалы на острове Санторин, где около 3600 лет назад произошло мощнейшее извержение вулкана. (Строго говоря, это не было извержение супервулкана.) Как оказалось, значительная часть магмы, излившейся тогда, заполнила очаг лишь за последние 100 лет перед извержением. В ту пору ее приток увеличился в 50 раз. По всей видимости, заметно возросла и сейсмическая активность. То и другое – быстрый приток магмы и непрестанная череда слабых землетрясений – были предупредительными сигналами, после которых и произошла катастрофа.

После извержений подобного рода, как мы уже сказали, остается гигантский провал. Одна из крупнейших таких кальдер – озеро Тоба на острове Суматра – достигает размеров 75Ч45 километров. Она образовалась 74 тысячи лет назад, когда из расщелины протяженностью 100 километров было выброшено до 2800 кубических километров расплавленной породы. Для сравнения: объем выброса вулканических пород во время извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году составил всего 0,2 кубического километра.

По расчетам экспертов Лондонского геологического общества, взрывы подобных масштабов происходят раз в полмиллиона лет. Каждые 10 тысяч лет во время извержения супервулкана в воздух может быть выброшено от 200 до 300 кубических километров породы, а раз в 3000 лет возможен взрыв вулкана с выбросом до 100 кубических километров породы. Американский геолог Майкл Рэмпино сравнил последнее – самое слабое (!) – извержение с падением на Землю метеорита диаметром 1,5 километра. Вот только вулканы взрываются чаще, чем прилетают космические бомбы.

Конечно, подобные цифры очень ненадежны. Супервулканы так долго дремлют, что ученые порой затрудняются определить их местоположение, уже не говоря о том, чтобы оценить объем выбрасываемых ими пород. Всего на нашей планете выявлено уже два десятка супервулканов. Больше всего их встречается там же, где и обычных вулканов – вдоль Тихоокеанского огненного кольца. Однако эти «бомбы с тысячелетним механизмом» притаились и в Индии, Южной Африке, Италии и на севере России.

Можно лишь гадать, сколько человеческих жизней унесет взрыв такой «бомбы». Многое зависит от того, где он произойдет, хотя, вероятнее всего, результат будет один и тот же. Ведь большинство супервулканов располагаются в густонаселенных районах планеты. В любом случае в радиусе 100 километров от очага извержения всё живое будет уничтожено.

Как полагают ученые, по вине супервулканов на нашей планете не раз вымирали различные виды животных. По одной из гипотез около 74 тысяч лет назад, после извержения супервулкана Тоба, численность человечества сократилась всего до нескольких тысяч человек. В ту пору пепел усеял не только Суматру, но и весь Индийский субконтинент. Около 630 тысяч лет назад, когда произошло извержение Йеллоустонского вулкана, вся территория современных США покрылась пеплом, как саваном.

Подобные катастрофы очень сильно влияют и на климат нашей планеты. Вместе с пеплом в стратосферу попадает большое количество серы. Этот слой воздушной оболочки насыщается пылевидными частицами, содержащими сульфаты. Аэрозоли обволакивают планету, поглощая часть солнечных лучей и на годы остужая ее поверхность. Наступает вулканическая зима. Температура по всему земному шару падает на несколько градусов. Это приводит к массовой гибели растений и животных. По расчетам британских метеорологов, после извержения такого супервулкана, как Тоба, температура в Северном полушарии понизится примерно на 10°.

Если с метеоритной опасностью мы готовы, по крайней мере, теоретически бороться, обстреливая небесное тело, угрожающее Земле, прямо в космосе и сбивая его с рокового курса (таковы планы ученых), то против извержения супервулкана человек абсолютно беззащитен. Можно лишь избежать особо тяжких последствий, вовремя предсказав катастрофу. Недаром руководители Лондонского геологического общества призывают научный мир начать мониторинг супервулканов, пусть даже следующей беды придется ждать тысячи лет.

 

Тайна «озер-убийц»

Нам кажется, что на Земле не осталось ничего неизведанного, неоткрытого. Но мы снова и снова сталкиваемся с феноменами, природу которых на первый взгляд невозможно объяснить. Одно из таких событий произошло почти три десятка лет назад в Центральной Африке.

Август 1984 года. В домиках на берегу озера Монун, одного из многочисленных озер, лежащих на северо-западе Камеруна, были обнаружены трупы 37 человек. Все они при загадочных обстоятельствах погибли от удушья.

И снова Камерун, август 1986 года. Озеро Ниос, расположенное всего в 100 километрах от озера Монун. Здесь в одночасье столь же таинственно гибнет 1746 человек.

Как же могли произойти подобные катастрофы? Какие «лучи смерти» погубили несчастных? Разгадка таилась в глубинах озер. Тихих, мирных озер, расположенных в кратерах потухших вулканов.

Вернемся снова на берега озера Монун. В тот день, 15 августа, за полчаса до полуночи мирную тишину разорвал оглушительный шум. Затем вновь воцарилось молчание. Над гладью воды, словно завеса тумана, поднялось огромное беловатое облако. Вскоре оно накрыло берега. На фоне мощного извержения вулкана такое облако покажется чем-то безобидным. И все же его появление привело к катастрофе. Удушливой пеленой оно накрыло окрестности озера. Его идиллический пейзаж стал ловушкой для всех, кому суждено было остаться здесь навсегда. Люди, которым посчастливилось выжить, говорили о горьком, с кислинкой, запахе, растекавшемся от этой пелены.

На берегу озера Монун, одного из многочисленных озер, лежащих на северо-западе Камеруна, были обнаружены трупы 37 человек

Лишь наутро, около половины одиннадцатого, когда туман расступился, как занавес, стали очевидны масштабы бедствия. Что же случилось? Выдвигались самые разные догадки. Говорили о нападении террористов, о применении химического оружия, даже о взрыве нейтронной бомбы. Но все эти версии были несостоятельны.

У ученых, приехавших сюда, чтобы помочь разобраться в случившемся, наготове имелась парадоксальная гипотеза. Несчастных убило… само озеро. Остался и «след нападения»: от восточного берега озера тянулась полоса шириной 100 метров. Растительность здесь была почти уничтожена. Казалось, на берег обрушилась волна цунами высотой не менее 5 метров. Что породило эту волну? Землетрясение? Но почему люди умерли от удушья? Почему обычное озеро превратилось в… закоренелого убийцу? Что-то не сходилось в этой гипотезе.

Лишь в марте следующего года была выдвинута версия, которая проливала свет на случившееся. Вероятно, из глубин озера было выброшено большое количество углекислого газа – словно где-то в воде произошел взрыв. Пелена этого удушливого газа накрыла окрестности озера. Для того чтобы человек потерял сознание, достаточно того, чтобы содержание углекислого газа в атмосферном воздухе повысилось до 5 %. Если же его концентрация достигнет 8 %, человек умирает. Спавшие в своих домах люди задохнулись во сне.

Но откуда взялись на дне озера запасы диоксида углерода? И почему газ вдруг поднялся к поверхности воды? Вероятно, углекислый газ просачивался из недр потухшего вулкана и растворялся в воде. Так, в озере скопилось огромное количество этого газа. Остальное, похоже, довершило небольшое землетрясение. Озеро, как отметил один из ученых, «перевернулось». Запасы углекислого газа всплыли к поверхности озера и вырвались в атмосферу, буквально расстелившись по земле, ведь плотность CO2 выше, чем средняя плотность воздуха.

Однако, прежде чем это объяснение было принято научным миром, произошла новая катастрофа. Еще одно мирное озеро стало убийцей.

На первый взгляд озеро Ниос ничем не примечательно. Длина – 1400 метров, ширина – 900 метров, глубина – 209 метров. Но именно катастрофа, случившаяся здесь, заставила, наконец, заговорить о проблеме «озер-убийц».

В тот вечер 21 августа 1986 года из озера Ниос, клокоча и шипя, вырвался гигантский столб воды и пара. Облако спустилось с холма и окутало лежавшие внизу долины. Вся местность в радиусе 20 километров была накрыта им, точно колпаком. Объем облака, содержавшего углекислый газ, составил, как подсчитали ученые, около 200 миллионов кубических метров. Спастись от него было невозможно.

В воду озера из мельчайших трещин в горных породах постоянно проникал углекислый газ. Известно: чем холоднее вода и чем сильнее давление она испытывает, тем больше газа может раствориться в ней. На дне озера Ниос под давлением лежавшего выше столпа воды растворимость газа была особенно высока.

Итак, вода в глубине насытилась углекислым газом. Однако она была холоднее и потому тяжелее, чем вода у поверхности озера. Эти слои не перемешивались. Близ экватора сезонная температура почти не меняется, а ведь именно зимние и летние перепады температуры «взбалтывают» озера в северных широтах. Здесь же весь углекислый газ оставался на дне. Озеро напоминало «бутерброд», перевернутый смертью вниз.

Похоже, и здесь произошло легкое землетрясение. Часть берегового склона рухнула в воду и взбаламутила ее. Озеро вспенилось. Вода из его глубины поднялась наверх; началось бурное выделение углекислого газа. Широкой, незримой струей он растекался по окрестностям…

Когда ученые прибыли к месту трагедии, им опять же открылось странное зрелище. Всюду лежали трупы; зато дома и утварь, оставленная в них, пребывали в целости и сохранности. Не было никаких следов насилия. Словно незримая армия промчалась по этим отдаленным селениям, истребив любое дыхание, но не тронув и пальцем ни одного трофея. Так, наверное, и впрямь выглядела бы местность после взрыва нейтронной бомбы. Все живое было поражено; длилась лишь жизнь омертвелых декораций. Последние жертвы были обнаружены на расстоянии более 25 километров от озера.

Самое печальное, что подобная катастрофа может в любой момент повториться. Каждый год в водах озера Ниос прибавляется 5 миллионов кубических метров углекислого газа. Постепенно его давление превысит давление толщи воды. Из глубины озера снова вырвется смертоносное облако, удушая неосторожно расселившихся здесь людей.

Некоторые события могут ускорить катастрофу, например оползень, прорыв плотины или – как случилось тогда – землетрясение. Если даже ни одно из этих событий не произойдет, все равно рано или поздно местность подвергнется «газовой атаке».

Еще одно озеро, которое может стать «убийцей», – это озеро Киву, одно из самых крупных и глубоких в Африке. Расположенное на границе между Руандой и Демократической Республикой Конго, оно тоже представляет собой «бомбу с часовым механизмом». Исследователи из Геологической службы США определили, что в глубине этого озера, на берегах которого проживает около 2 миллионов человек, сосредоточено 250 миллиардов кубических метров углекислого газа и до 55 миллиардов кубических метров метана. А ведь озеро Киву расположено в регионе, отличающемся особой геологической активностью. Оно – часть Восточно-Африканского рифта. Если в районе озера Киву произойдет землетрясение, то может начаться бурное выделение углекислого газа из его глубин. Счет погибших пойдет тогда на десятки, сотни тысяч.

А много ли еще таких озер на нашей планете? Как избавить их от тяготеющего над ними рока? Ученые предлагают самые разные способы защиты от повторения трагедии. Например, можно проложить систему труб и перекачивать воду из глубины «озер-убийц» к поверхности. Там углекислый газ будет сразу же, без взрыва, улетучиваться. Поступая в небольших количествах в атмосферу, он не причинит никому вреда.

 

Почему возникают провалы?

В последние полвека во многих районах планеты почва внезапно разверзается. Возникают провалы, порой достигающие внушительных размеров. Подобные события повторяются все чаще: в Китае и Турции, в городах России и Америки – всюду, где в грунте встречаются пористые породы.

Например, в американском штате Флорида власти вынуждены каждый год выделять на борьбу с провалами миллионы долларов. Отдельные области изъязвлены ими, как оспинами. В Испании, в городке Калатаюд, в 2003 году в провал глубиной 10 метров сполз пятиэтажный дом. В марте 2008 года в столице Эквадора Кито после проливных дождей образовалась обширная воронка, поглотившая часть автострады и соседнего парка. В Штутгарте весной 2000 года на игровой площадке в детском саду возник провал глубиной 15 и шириной 6 метров. По счастливой случайности это произошло в ночное время, когда здесь никого не было.

Размеры этих подземных «вестибюлей», внезапно распахивающих перед нами свои двери, очень сильно разнятся. Чаще всего это небольшие ямки, но бывают и проемы, словно приготовленные для монстров. Например, размеры одного из крупнейших в мире провалов – Сотано-дель-Барро в Мексике – таковы: около 420 метров в поперечнике, четыре с половиной сотни метров – глубина.

Карстовый провал в Гватемале

Провалы, или провальные воронки, образуются в природе на протяжении миллионов лет. Они – ее неотъемлемая часть, как облака или болота. Особенно широко они распространены в карстовых областях, где разрослись подземные пещеры. Если по какой-либо причине свод пещеры провалится, возникнет кратер с обычно отвесными стенами – провальная воронка, имеющая округлую форму. Для геологов и биологов подобные объекты – счастливая возможность заглянуть в недра Земли, ознакомиться с образцами пород, с особым миром растений и животных подземного царства.

Итак, речь идет о любопытном природном феномене. Однако в последние десятилетия, когда мы широко развернули промышленную и строительную деятельность, провалы грунта стали доставлять нам немало проблем. Ведь, за редким исключением, они порождены нашей хозяйственной активностью.

Мы все настойчивее вмешиваемся в область пребывания подземных вод. Мы выкачиваем их ради того, чтобы орошать поля. Мы осушаем их верхний слой – так называемые грунтовые воды, занимаясь строительством или добычей полезных ископаемых. Мы решительно меняем облик местности, ее гидрографию и рельеф, но природа с этим зачастую не согласна.

Вот, например, Мехико. Там, где теперь простирается море домов, когда-то плескалось озеро. Бесчисленные насосы продолжают выкачивать воду, разлитую в почве, и та проседает. Каждый год ее уровень понижается еще на 7—10 сантиметров. Иногда почва разламывается, и на ровном месте зияет очередная воронка. Так произошло в июле 2007 года, когда подобный провал поглотил дом, автомобиль и прохожего.

Начинается же все с появления подземной полости, и тут главную роль играют именно грунтовые воды. Они разъедают пористые породы – известняк, гипс или галит (каменную соль) – и смывают рыхлые материалы: песок, вулканический пепел, щебень. Так образуется полость, свод которой затем обрушивается, когда окончательно истончится или когда прямо на этом месте будет возведена громоздкая постройка.

Лучше всего механизм образования таких воронок изучен в окрестностях Мертвого моря. Там за последние два десятилетия появились тысячи воронок, часто заполненных водой. Глубина некоторых достигает полтора десятка метров. Они портят полотно автострады, осложняют жизнь и отдыхающим, и крестьянам, уродуя поля, огороды, игровые площадки и пляжи. Что же за странная жизнь бурлит под землей по соседству с Мертвым морем?

Все происходящее связано с тем, что уровень этого бессточного соленого озера неуклонно понижается. Мертвое море на глазах… умирает. Там, где 20 лет назад купались туристы, теперь лежит пустыня. Начиная с 1960 года уровень моря понизился на 30 с лишним метров и составляет 422 метра ниже уровня Средиземного моря. Ведь приток воды туда сократился почти в три раза, поскольку все большее ее количество забирается на нужды сельского хозяйства, на орошение полей и плантаций.

С понижением уровня Мертвого моря заметно изменилось распределение грунтовых вод. Они уходят вглубь, постепенно размывая встречающиеся им на пути рыхлые материалы. В результате образуются многочисленные полости, которые все разрастаются, пока и верхний слой почвы не вовлекается в эту работу. Еще один пласт земли проваливается куда-то вглубь. Такова наиболее вероятная подоплека странных событий, творящихся в окрестностях Мертвого моря.

Особый случай техногенной катастрофы – Кируна, самый северный город Швеции. По данным на 2011 год, здесь проживает чуть более 18 тысяч человек. Идиллический пейзаж – пологие холмы, отшлифованные ледниками, равнинная тундра, обычно завьюженная, но в недолгое теплое время покрытая густой растительностью, а также многочисленные деревянные домики, что напоминают издали становище гномов, – вдруг обрывается. Прямо на краю города зияет громадная дыра, которая понемногу откусывает от него то один кусочек, то другой.

Это рудник, где многие десятилетия добывали железную руду, теперь расправляется с городом. Содержание железа в здешней руде доходит до 70—80 %, а потому затраты на ее добычу окупают себя, даже когда вести работы приходится на глубине в тысячу с лишним метров. Сейчас здесь добывают около 24 миллионов тонн руды в год. Боковые штольни буквально вгрызаются в землю, на которой стоит город. Охваченные невинным азартом, рудокопы подкапывались под этот город, подобно тому как 100 с лишним лет назад другие простодушные мудрецы, проектируя танки, пулеметы и бронепоезда, подкапывались под безмятежную жизнь XIX века, затягивая Европу в провальную воронку смерти.

Неизбежное свершилось. Грунт стал растрескиваться. Огромные его куски, примыкающие к карьеру, где продолжают добывать руду, время от времени обваливаются. Все шире становится яма, грозящая поглотить город. Его решено перенести на другое место. Большую часть затрат на строительство нового города возьмет на себя компания, погубившая старую Кируну. Это пробьет брешь в ее бюджете размером в 5—6 миллиардов евро. Ожидается, что уже в 2013 году будут переселены первые сотни жителей Кируны, чьи дома сейчас находятся буквально «на краю пропасти». На территорию, разоренную людьми, вернется тундра.

Кируна исчислена и измерена вдоль и поперек. В большинстве же случаев геологи решают задачу с неизвестными величинами. Невозможно точно предсказать, где и когда грунт провалится в следующий раз. Речь идет о сложных процессах, обусловленных множеством факторов (характер грунтовых вод, состав грунта, специфика расположения отдельных его слоев). К тому же не всегда эти подспудные процессы заканчиваются обширными провалами грунта. Могут образоваться небольшие воронки, может слегка просесть почва.

Как же защитить себя от капризов подземной стихии? Тут нет однозначного решения. Геологи рекомендуют составить подробную карту подземных пустот, чтобы избегать ошибок при строительстве. Ведь угроза появления провалов во многих регионах мира будет только нарастать. Предсказать же, где образуется новый провал, пока невозможно. Между тем эта проблема волнуют жителей многих стран мира, и ее решение, как признают специалисты, требует громадных инвестиций.

 

Почему множатся оползни?

Веками жители горных районов и побережий опасаются оползней и камнепадов (обвалов). Однако в последнее время подобные события наблюдаются все чаще. В чем же причина? Можно ли защититься от них?

Оползни – одно из самых распространенных природных бедствий

От Аляски до Огненной Земли, от Мадрида до Владивостока – оползни и обвалы происходят повсюду. Это – одно из самых распространенных природных бедствий. Первое письменное сообщение о нем датировано еще 1770 годом до нашей эры. Тогда, после землетрясения, склон горы в одном из районов Китая сполз и перегородил реки И и Ло, что привело к крупному наводнению.

В последние десятилетия оползни приносят все больший ущерб. В 1970 году в Перу, в районе городка Уарас, один-единственный поток грязи и камней унес жизни 18 тысяч человек. В 1985 году целая серия оползней в Колумбии, вызванных извержением вулкана, породила селевой поток, который погубил почти 25 тысяч человек – в основном жителей города Армеро, стертого с лица земли. Такие страны, как США и Италия, Япония, Индонезия и Индия, несут миллионные убытки по вине оползней, обвалов, селевых потоков.

В то же время опасность этих бедствий сплошь и рядом недооценивают, их угрозой пренебрегают. К ним относятся как к каким-то капризам природы. Между тем землетрясения и извержения вулканов часто сопровождаются оползнями и лавинами, которые уносят подчас больше жертв, чем сами эти катастрофы.

Особую роль при оползнях играет вода. Исследования показали, что оползни происходят чаще всего, когда на протяжении двух-трех лет подряд осадков выпадало значительно больше нормы. Если почва слегка увлажнена, то тонкая водяная пленка буквально склеивает частицы осадочных пород, не давая им рассыпаться. Однако после проливных дождей вода размывает рыхлые породы. Пласты грунта скользят, сдвигаются. Обширные участки склона теряют устойчивость и могут в одночасье сползти. Поводом становится очередной ливень или внезапная оттепель, когда промерзшая почва оттаивает.

Свою лепту вносит и человек. Все чаще оползни имеют техногенную природу. Количество «рукотворных» оползней достигает уже 40 %. Сооружение автострады на горном склоне, возведение насыпи или строительство зданий – все может нарушить неустойчивое равновесие, пробудить дух горы, который разразится в ответ, например, камнепадом.

Следы нашей деятельности могут напоминать о себе столетиями. Так, еще в Средние века на склонах многих гор в Европе были сведены обширные участки леса. Горы стали подвергаться нещадной эрозии. Последствия этого процесса хорошо ощутимы и в наши дни. Ведь на таких склонах «с видом на окрестную даль», казалось бы, особенно легко строить. Но эти дома постоянно приходится ремонтировать, а то и возводить заново, будто они сооружены из песка. Склон ползет.

Развитие туризма тоже приносит немало проблем. В горах сооружают новые отели, дороги, горнолыжные трассы. Приходится вырубать росшие здесь деревья. Слои грунта, прежде скреплялись их корнями, теперь их ничто не держит. В этой задаче тот же ответ. Склон ползет.

И еще один фактор, нами «изобретенный», исподволь разрушает горы. Уже долгое время они подвергаются воздействию вредных веществ, выбрасываемых нами в атмосферу. Речь идет, прежде всего, о диоксиде серы и оксидах азота, по вине которых в горах выпадают кислотные дожди. Деревья гибнут. Склоны пустеют. Эрозия усиливается. Наконец, следует оползень.

Итак, целый ряд причин – как естественных, так и антропогенных – порождает все эти оползни и камнепады, лавины и селевые потоки, так участившиеся в последние годы. По счастью, горные районы обычно безлюдны, а потому подобные события зачастую не причиняют людям особого вреда.

Однако люди упрямо стремятся в горы, расселяясь по их склонам, возводя здесь деревни и даже целые города. Вот тогда угроза бедствия становится ощутимой. Рано или поздно склон сдвинется вместе со всеми, кто на нем живет. Последствия могут быть самыми страшными.

Громадные оползни уносят с собой всё, что им встретится на пути. Все постройки, какими бы прочными они ни казались, автомобили и, конечно, людей. Порой эти грязевые потоки запруживают реки и ручьи, что приводит к образованию озер. Иногда те не удерживаются в новых берегах и переливаются в лежащие ниже долины, что опять же чревато тяжкими бедствиями.

Предлагаются самые разные способы защиты от оползней. Разумеется, проще всего эвакуировать население из тех районов, которым они грозят. Поэтому во многих странах законодательно запрещено строительство зданий в подобных зонах. Однако уже сегодня там проживает множество людей. Как защитить их от катастрофы?

Ученые и инженеры пытаются взять ситуацию под контроль, сооружая защитные стены или проводя обширные дренажные работы. Но, пожалуй, самая эффективная защита от оползней – это лесонасаждение. Впрочем, пройдут годы, а то и десятилетия, прежде чем склоны горы вновь покроются лесом.

Однако все эти меры можно назвать промежуточными. Они помогают только в том случае, если оползень не такой большой. Когда же в движение приходят миллионы кубических метров земли, от этой махины не защитит и череда деревьев, подросших на склоне. Их унесет моментально.

Решение проблемы на первый взгляд кажется очень простым. Нужно разработать систему раннего предупреждения, которая вовремя бы оповещала людей о грозящем оползне. Это позволит немедленно начать эвакуацию населения. Однако легко сказать «прогнозировать». Сделать это гораздо труднее.

Во-первых, всё происходит обычно так быстро, что как только оползень начнется, уже нет времени предупредить людей о беде. Во-вторых, процессы, протекающие в грунте перед началом и во время оползня, чрезвычайно сложны и разнообразны. Они и поныне не поддаются объяснению. Почему, например, некоторые склоны столетиями выдерживают ливневые дожди, а потом вдруг – в точно такую же погоду – обрушиваются? Чтобы раскрыть загадку оползней, нужно выявить эти потаенные «механизмы», которые приводят в движение целые горы.

Неизвестно даже, с чего всё начинается. С отдельной песчинки, которая отрывается от соседних крупиц песка и приходит в движение, а вслед за ней соскальзывают и другие? Или же все песчинки устремляются вниз одновременно? И если начало всему каскаду событий дает одна-единственная песчинка, то где она находится? Внизу – и тогда оползень напоминает обрушение карточного домика, из которого мы выхватываем нижнюю карту? Или же наверху – и тогда оползень, словно снежный ком, который, все разрастаясь, лавиной скатывается с горы? И вообще, что именно происходит после того, как оползень начался? Что мы можем об этом сказать?

У нас много теорий, но очень мало фактов. Оползни являются одними из самых хаотичных процессов, наблюдаемых на планете. Они так сложны, что мы не способны при нашем уровне знаний о них точно предсказать их начало.

Прогнозы же ученых неутешительны. Население планеты перевалило за 7 миллиардов человек и продолжает расти – особенно в развивающихся странах. Очевидно, в будущем увеличится число людей, проживающих в неблагоприятных зонах, по склонам гор или близко к ним. Возрастет и количество оползней. Эти катастрофы станут все более опустошительными. Главная причина этого – климатические изменения. Во всем мире с тревогой отмечается, что количество ливневых дождей нарастает. И каждый ливень, обрушившийся на горный район, может вызвать оползень.

 

Можно ли опередить лавину?

Внезапно горная идиллия нарушается. Там, где минуту назад безмятежно лежал снег, теперь, с ревом и громыханьем, летит непроглядный снежный вихрь. Кажется, что гора, негодуя на тех, кто потревожил ее покой, бросила на них ловчую сеть, в которую убийственными снарядами вплетены камни и стволы деревьев. Все это со скоростью курьерского поезда летит на человека, и увернуться от нападения нет ни возможности, ни надежды. Перед ударом лавины беззащитны и опытные альпинисты, и горнолыжники.

Каждый год наблюдается одна и та же картина. Горнолыжный сезон в разгаре, и с гор начинают сходить лавины. Порой они засыпают целые деревни и снова и снова уносят кровавую дань – человеческие жизни. Каждый год жертвами снежной стихии становятся сотни людей. Только в Швейцарских Альпах ежегодно гибнет от 20 до 60 человек.

Когда-то в тех же Альпах горные долины в зимние месяцы были отрезаны от внешнего мира и оставались почти что безлюдны. Сегодня сюда приезжают тысячи людей, чтобы покататься на лыжах. Все они – в той или иной мере – подвергают свою жизнь опасности, ведь внезапно может сойти лавина.

Столетиями местные жители учились ладить с лавинами – селились лишь там, где им не грозила опасность. В наши дни туристическими базами и отелями застроены все горные склоны, и рано или поздно с одного из них сойдет лавина. Люди пытаются оградиться: сооружают стены, которые должны остановить мчащуюся вниз стену снега, высаживают на склонах деревья, а с недавних пор придумывают еще и электронные системы слежения за лавинами. Но те все так же спускаются с гор.

Перед ударом лавины беззащитны и опытные альпинисты, и горнолыжники

Скорость движения лавин очень заметно разнится, как скорость бега Ахиллеса и черепахи. Одни с ревом и грохотом несутся вниз, преодолевая до 140 километров в час, другие переползают по склону всего на 0,1—3 сантиметра в сутки. Но даже эти «черепахи», восставшие из снега, достаточно сильны, чтобы вырывать с корнем деревья, сдвигать любые постройки и срезать уступы скал. В кого превратится лавина, в быстроногого Ахиллеса или черепаху, зависит от свойств снега, характера местности и погоды.

Чаще всего лавины зарождаются на склонах гор, чья крутизна составляет от 25 до 50°. Если этот показатель меньше 25°, то лавины здесь возникают заметно реже – обычно лишь в тех случаях, когда склон горы каменистый, очень гладкий или когда снег покрывается настом. На крутых склонах снег просто не залеживается, а сразу же, едва выпав, соскальзывает вниз.

Чем больше выпало свежего снега, тем выше вероятность схода лавины. Ее может вызвать любой крупный снегопад. Особенно опасным считается первый день после того, как снова установилась хорошая погода. Даже если высота свежевыпавшего снега составляет всего 10—20 сантиметров, то при неблагоприятных условиях может сойти лавина.

Как же возникают лавины? Можно ли предсказать их появление? Можно ли защититься от них? Вот лишь некоторые вопросы, которые волнуют и ученых, и тех, кто давно поселился в горном краю, и тех, кто приезжает сюда лишь на несколько дней.

Чтобы понять природу лавин, надо изучать снег. Выявлять «слабое звено» – тот слой снега, что при определенных условиях отделится от соседних слоев и первым соскользнет вниз, порождая лавину.

С того момента, когда снежные хлопья упадут на землю, они постоянно претерпевают изменения. Солнечный свет, ветер, дождь – всё воздействует на них. Они чутко реагируют на температуру окружающей среды и давление, которое испытывают. Чем дольше снежинки лежат на земле, чем глубже слой снега, где они находятся, тем заметнее их метаморфозы.

Свежевыпавший снег состоит из филигранных шестиконечных снежинок. В зазорах между их лучами скапливается воздух, а потому этот снег очень рыхлый, его плотность необычайно низка: 100 килограммов на кубический метр.

Впрочем, снежинки, слетевшие на землю, недолго сохраняют свою форму. Ведь даже при низких температурах вода из лежащих в глубине слоев снега испаряется, а потом, конденсируясь, оседает на снежинки, намерзая на их лучи. Те становятся все шире и, наконец, сливаются друг с другом. Искусная, узорчатая снежинка превращается в округлое зернышко снега.

Чем дольше лежит снег, тем чаще он то растаивает, то вновь замерзает. Когда-то воздушный, летучий, теперь он выглядит грубым, зернистым. Пронизывавшие его полости исчезают. Снег тяжелеет, его плотность достигает уже 500 килограммов на кубический метр. Пропитываясь влагой, он становится все подвижнее. Именно такой слой снега может, в конце концов, соскользнуть, порождая лавину.

Еще опаснее так называемый плывучий снег. Он образуется, когда водяные пары из расположенных ниже слоев, улетучиваются и вновь конденсируются, намерзая на снег. Внутри его кристалликов образуются полости. Из-за этого такой слой снега очень нестабилен. Как только пройдет обильный снегопад или же дождь и толща снежного покрова над этим «плывучим снегом» заметно прибавит в весе, становится по-настоящему опасно. Снег и впрямь может «поплыть», порождая лавину.

Опять же опасно, когда холодная поверхность снега покрывается инеем, а затем на нее ложится новый слой снега. Эта тонкая, чрезвычайно хрупкая и гладкая корочка наста едва заметна. Однако она играет важную роль в зарождении лавин. Снег, лежащий поверх нее, легко соскальзывает, увлекая за собой все, что встретится ему на пути.

Снег издавна называли предательски коварным. Порой снежные массы могут вести себя как жидкость, перетекая с одного места на другое, порой – как вязкая масса. В одних и тех же ситуациях снег проявляет себя по-разному. Все зависит от его прошлого. Снег, как человек, ничего не забывает.

Итак, ученые, казалось бы, давно объяснили, как образуются лавины. Верхний слой снежного покрова по какой-либо причине приходит в движение и постепенно увлекает за собой весь остальной снег. Однако не всегда это бывает именно так. Почему, например, горнолыжник, находясь у подножия горы, может вызвать зарождение лавины где-то далеко вверху, у самой вершины горы. Это загадочное «дальнодействие» противоречит нашему рассудку. Однако каждый год подобные лавины, неведомо как возникнув, уносят жизни людей. Что же на самом деле порождает их? Исследователи выдвигают все новые гипотезы, пытаясь примирить действительность с фактами.

Так, ученые из Эдинбургского университета и Технологического института Карлсруэ обратили внимание на то, что в толще снега – обычно в полуметре или метре от поверхности – почти всегда имеется какой-нибудь тонкий, пористый слой, расположенный между двумя другими слоями снега. Он состоит из ледяных кристалликов, разделенных обширными полостями. Под тяжестью горнолыжника эти кристаллики начинают ломаться и соскальзывать в находящиеся под ними пустоты. Поэтому пористый слой стремительно сжимается, а лежащий выше слой снега проседает. В результате этого коллапса и высвобождается энергия, которую раньше не учитывали. Она способствует быстрому расширению трещины. В считаные секунды та перемещается на несколько сотен метров вверх или вниз по склону горы (так расстегивается молния на куртке). Лежащий над ней слой снега соскальзывает вниз, причем снег начинает двигаться там, где силы трения недостаточно, чтобы его удержать. Так вот почему лавина возникает порой вдалеке от того места, где находился лыжник, вызвавший ее? Если эта гипотеза подтвердится, это поможет точнее предсказывать сход лавин.

 

Земля отражает удар?

Столкновение крупного астероида или кометы с Землей является одним из самых страшных природных бедствий и в то же время единственной катастрофой, которую мы способны предотвратить. Всё начинается с ослепительно яркой вспышки. Глыба камня рассекает воздушную оболочку Земли. От сильного трения астероид плавится. Невыносимый жар опаляет планету. Растения сохнут. Гибнет планктон, питавший обитателей океана. Пищевая цепь распадается. Моря становятся одним огромным могильником. Пепел и пыль взмывают в небо. На многие недели его затягивает мгла. Температура резко падает. Все живое задыхается среди смрада, разлагается под струями кислотных дождей. Озоновый слой выжжен. Космические лучи устремляются к Земле, вызывая генетические мутации. Кажется, что невозможно спастись в череде этих грозных событий. Неужели человеческая цивилизация придет к своему концу? Насколько реален такой сценарий?

По расчетам экспертов, достаточно падения астероида диаметром 200 метров, чтобы стереть с лица земли Нью-Йорк

По расчетам экспертов, достаточно падения астероида диаметром 200 метров, чтобы стереть с лица земли Нью-Йорк. А в случае падения астероида, например, диаметром около километра может погибнуть, учитывая высокую плотность населения Земли, каждый четвертый житель планеты. Причинами гибели будут землетрясения, пожары, ураганы, цунами (при падении астероида в море), а также голод, вызванный климатическими изменениями, такими же как при «ядерной зиме». Катастрофа возымеет глобальные последствия. Мировая экономика придет в упадок. Выживших ожидают массовая безработица и нищета. Цивилизация будет потрясена до самых основ. Эта катастрофа, как подчеркивают исследователи, особенно страшна потому, что ни одна нация или правительство не сумеют оказать помощь другим странам, поскольку бедствия охватят всю планету. «Конец света» – этот образ, как никакой другой, описывает то, что произойдет при столкновении Земли с крупным астероидом.

Около 65 миллионов лет назад падение астероида на Юкатан, как полагают, привело к подлинной катастрофе в живом мире планеты – массовому вымиранию динозавров и многих других животных. Однако такие события, по статистике, случаются в среднем лишь раз в 100 миллионов лет.

Казалось бы, тревога отменяется? Беспокоиться не о чем? И все-таки ученые говорят, что нам нужно составить каталог всех небесных тел, угрожающих планете, оценить вероятность столкновения с ними и определить, можно ли изменить траекторию движения того или иного объекта так, чтобы он не столкнулся с Землей. Ведь впервые в истории мы можем защититься от катастрофы поистине космического масштаба.

Пока обнаружено несколько тысяч мелких небесных тел диаметром от 10 метров до 30 километров, пересекающих орбиту Земли, причем изучено лишь несколько сотен из них. Предположительно же их – миллион! В любой момент какой-нибудь астероид может врезаться в Землю, уничтожить крупный город или вызвать опустошительное цунами. По статистике, раз в 10 тысяч лет на Землю падает астероид, который способен причинить большие разрушения, нежели водородная бомба. Сотни кратеров, обнаруженных по всему земному шару, напоминают о страшной мощи «космических снарядов».

Однако даже сейчас, когда за этими небесными телами ведется постоянное наблюдение, они нередко ускользают от нашего внимания. Ведь по техническим причинам мы можем заметить объекты, прилетающие со стороны Солнца, лишь когда они минуют Землю и начнут удаляться от нее. Так, несколько лет назад астероид, прилетевший на рандеву с Землей, был замечен только через три дня после того, как миновал нашу планету в опасной близости от нее! Метеоритный дождь над Челябинском, наблюдавшийся в феврале 2013 года, лишний раз показал, как неожиданна и коварна эта угроза.

Может быть, со временем в окрестностях Венеры будет размещен космический телескоп; и тогда диапазон наблюдения за астероидами, летящими к Земле, станет значительно шире. Статистика ведь неумолима: когда-нибудь столкновение крупного астероида или кометы с Землей произойдет, а значит, мы обязаны продолжать наблюдения за околоземным пространством. В идеале мы можем предсказать вероятность коллизии за несколько десятилетий до нее. Но предсказать – не избежать.

В голливудских фильмах героям всегда, с точностью до секунды, отпущено столько времени, сколько нужно, чтобы спасти мир. В небо взмывает космический корабль. На его борту ядерный заряд. Ракета мчится наперерез непрошеному гостю. Следует выстрел. Взрыв. Мощным ударом астероид выброшен с опасной орбиты и распадается на множество обломков.

Такие сцены выглядят очень эффектно. Некоторые зрители уверены даже в том, что уже сейчас нам по силам вот так, по-ковбойски, расправляться с малыми планетами, кометами и т.д. и т.п. На самом деле, судя по реалистичным оценкам, нам потребуются десятилетия, чтобы возвести вокруг Земли надежный щит, от которого отскочит любой «космический снаряд».

К тому же подобный метод довольно опасен. Это лишь в кино все обломки после взрыва умчатся подальше от Земли. В жизни все может обернуться более страшной бедой. «Несмотря на многочисленные расчеты, произведенные лучшими специалистами и в США, и в России, нет стопроцентной уверенности в том, что астероид после воздействия направится в нужную сторону», – отмечает российский астроном Лидия Рыхлова.

Наоборот, после точного попадания в цель осколки астероида могут отлететь к Земле и просыпаться на нее градом. Их падение, возможно, причинит куда больший вред, чем удар одной глыбы. Град каменьев усеет обширные районы Земли, вызывая немалые разрушения. Поэтому специалисты склоняются к мысли, что стрелять точно по астероиду незачем. Надо произвести прицельный взрыв неподалеку от него. Тогда астероид отбросит в сторону. Он собьется с курса, но не разломится на мелкие части.

Разумеется, важно знать состав и структуру астероида, чтобы оценить, чем можно сбить его с намеченного курса: нацеленным взрывом, лобовым столкновением, лазерным лучом? А может, оборудовать астероид солнечными парусами? Или двигателями? А может, покрасить или покрыть чем-нибудь часть астероида, чтобы из-за перепада светового давления он сам свернул в сторону?

Можно, например, состыковать астероид с ракетами и в нужный момент запустить их двигатели, чтобы эта небольшая планета начала дрейфовать в другую сторону. Впрочем, работа будет «циклопической». Расчеты показывают, что для объекта диаметром свыше одного километра понадобятся не менее 25, а то и 50 ракет «Ариан» и многие сотни тонн топлива.

Еще одна возможность – расположенное на орбите громадное зеркало. Оно будет фокусировать солнечные лучи на поверхности астероида, выжигая ее. В конце концов, астероид утратит равновесие и медленно сдвинется со своей орбиты. Проблема в том, что зеркало в течение длительного времени должно сохранять стабильное положение, а его поверхность – не загрязняться вездесущей космической пылью.

А если защищать Землю от астероидов с помощью… воздушной подушки – подобно тому, как при аварии защищают себя автомобилисты? Космический корабль доставляет на орбиту огромную воздушную подушку; ее надувают и сбрасывают рядом с астероидом, оказавшимся в опасной близости от Земли. Теперь остается лишь придать подушке ускорение, чтобы она столкнулась с астероидом и сбила его с прежнего курса.

…На протяжении многих веков астрономы смотрели в небо с доверчивым любопытством. Теперь все чаще их побуждает вести наблюдения тревога. Последний раз жертвами астероида стали динозавры. Сумеем ли мы сделать все возможное, чтобы эта жертва была последней?