Согласно прогнозам, к 2015 году больше всего людей — от 19 до 29 миллионов человек — будет проживать в таких городах, как Токио, Джакарта, Карачи, Мехико. Добавьте к этому такие крупные города, как Лос-Анджелес, Стамбул, Тайбэй, Манила, Калькутта, Тегеран. Все они построены в сейсмически опасных районах. Случайный удар стихии может вызвать невиданную катастрофу. Тем насущнее становится задача прогнозирования землетрясений. Возможно, ученым XXI века наконец удастся с ней справиться.

… Вот в Тбилиси я и почувствовал, что такое горы. Будто великаны, подкрались к городу, нагнулись над ним, привстали на невидимые края улиц — где-то вдали, у самого пригорода. Вот-вот они притопнут, прыгнут, и город — мой Тбилисо, где я остановился летом 1988 года, — качнется, забьется в трясучке…

Наваждение ушло. Отпуск кончился. Горы исчезли. Я вернулся домой. Через несколько месяцев качнулось — прыжок, удар! — южнее, в Спитаке.

Вот так с ней вечно — с подземной стихией. Она набегает коварнее волн морских, налетает обманчивей урагана. Ее ждут в одной части света, а она взрывается на другом квадрате карты.

Люди задумываются о землетрясениях обычно лишь post factum. Но этот кровавый «урок» мало кого учит, да по его примеру и не решить задачу все с теми же неизвестными. Когда? Где?

 

В ожидании великого «уравнителя»

Каждый год от землетрясений гибнут и получают увечья тысячи людей. Большинство пострадавших могли бы спастись, если бы за несколько часов до удара прозвучал сигнал: «Подземная тревога!» Знай власти о беде заранее, то можно было бы эвакуировать жителей региона, которому она грозит.

В Мехико, Токио и некоторых других городах уже действуют системы оповещения населения о подземных толчках. Правда, они срабатывают, когда землетрясение уже началось. По их сигналам на периферии района, подвергшегося удару стихии,

в течение нескольких секунд отключатся электростанции, остановятся поезда, будет перекрыта подача газа. Времени на это хватит, ведь сигнал тревоги — радиосигнал — распространяется мгновенно, а сейсмическая волна — со скоростью 3—4 километра в секунду.

Кстати, в Спитаке некоторым людям удалось, почувствовав слабый предварительный толчок, выбежать из дома до главного удара. Еще мгновение — и было бы поздно. Уже при толчке силой 7,5 балла, по признанию очевидцев, человека швыряет на землю так быстро, что он не успевает ни о чем подумать. Удар. Падение. Падение стен откуда-то сверху. Землетрясения подобной силы парализуют человеческую волю. На какой-то миг человек перестает понимать, где он находится, сколько сейчас времени. У него в буквальном смысле слова уходит из под ног почва. Вокруг начинается паника.

Землетрясение — великий «уравнитель». Оно сметает горы и засыпает долины. На Аляске после землетрясения 1964 года магнитудой 8,4 (многие считают его сильнейшим землетрясением XX века) пришлось заново проводить картографирование всего штата. Реки вышли из берегов и изменили свои русла, исчезли долины и озера, зато в других местах образовались каньоны. Изменилась высота практически всех гор и возвышенностей. Счастье, что эта катастрофа произошла в таком отдаленном районе, что почти не было жертв.

А в следующий раз? О, если бы знать заранее… А почему в этом нет ничего невозможного? Удар подземной стихии, как нападение вражеской армии, не совершается в одну минуту. Его предваряет «перегруппировка войск» — некие особенные события, происходящие в десятках километров от поверхности земли. Но как их заметить? Где пролегает тень грядущих событий? Можно ли ее разглядеть?

«Это как с дорожным движением, — говорит немецкий сейсмолог Дитер Зайдль, — по статистике мы знаем, что в том или ином городе в ближайший месяц произойдет столько-то аварий, но вот какого числа и на какой улице столкнется еще пара машин, этого нам знать не дано».

Геологи могут разве что выдавать долгосрочные прогнозы. Так, в ближайшую четверть века в районе Сан-Франциско ожидается подземный удар силой около 7 баллов. Прогнозы подкрепляет статистика. В турецком Стамбуле, где землетрясения случаются в среднем раз в сто лет, местные жители с 1994 года, отметив столетний юбилей предыдущего удара стихии, жили, по замечанию журналистов, «в истерическом страхе перед землетрясением», пока в 1999 году окраины города не были разрушены им.

Плюс-минус пять лет, плюс-минус четверть века… «Землетрясения непредсказуемы»? В 1997 году журнал «Science» опубликовал статью именно под таким заголовком. Ее автор, Роберт Геллер из Токийского университета, писал, что «любое мелкое землетрясение может с некоторой, не поддающейся оценке долей вероятности перерасти в крупное землетрясение». Причина заключается в сложном хитросплетении физических и химических процессов, протекающих в земной коре. Многие специалисты убеждены, что эти процессы являются хаотическими. В таком случае к катастрофе может привести любая случайность.

Возможно, что-то изменится с расширением сети измерений и появлением новых, более чувствительных приборов. Хотя «мы даже не знаем, что искать в получаемом нами потоке данных», — признался геолог Стюарт Крэмпин из Эдинбургского университета.

В ожидании великого «уравнителя» остается разве что тешить себя преданиями, кочующими из книги в книгу, — преданиями, которые сводятся к одной и той же формуле. Назову ее, пусть и не вполне корректно: «Гуси спасли Рим». Ведь с неизменным постоянством в канун подземных толчков тревожатся птицы и звери.

 

Беду принесли на хвосте

Рассказ о многих землетрясениях можно начинать так: «Внезапно выбежали мыши. Они выскальзывали из всех щелей и нор, растерянно кружась по комнате или двору. Казалось, заплутавшие зверьки станут легкой добычей для кошек, но тех и след простыл».

Все именно так и происходило в тот день, 6 мая 1976 года, в итальянской деревушке Сан-Леопольдо. Вся живность словно сошла с ума. Пищали мыши, метались птицы, поспешали змеи. Закрытые в закутках свиньи свирепели и откусывали друг другу хвосты. Другие домашние животные, наоборот, вели себя на редкость апатично.

Вечером причина необычного поведения животных выяснилась. В 21 час в итальянском регионе Фриули (здесь расположена деревня Сан-Леопольдо) произошло землетрясение силой 6,5 балла по шкале Рихтера. Была разрушена 41 деревня; погибло около тысячи человек. А ведь животные спозаранку предчувствовали беду.

Древние греки знали, что гуси могут предсказывать землетрясения

Еще древнегреческий историк Диодор 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 — город, которому предвещало беду множество животных.

За пять дней до удара стихии всполошились крысы, змеи и жуки. Целыми полчищами они направились в соседний городок Корию, находившийся вдали 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 Японии необычное поведение рыб вошло в поговорку. «Когда рыба бьется, земля трясется», — говорят японцы, вспоминая древнее предание. Согласно ему в глубине моря прячется громадный сом. Время от времени ударами плавника он сотрясает планету.

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

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 невероятный лай. Сейсмические удары становились все слабее; лай не умолкал. Наконец нервы горожан не выдержали. Решено было перестрелять всех собак, хотя они лишь честно предупреждали об опасности.

 

Учение Мао Цзэдуна вдохновляет геологов

Ученые довольно скептично относятся к «сейсмическому чувству» животных. Они предпочитают полагаться на показания сейсмографов и больше доверяют околоземным спутникам, чем соседским собакам.

Однако до сих пор крупное землетрясение удалось предсказать лишь однажды, причем помогли 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 о 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! Наконец, 4 февраля местные власти, «следуя указаниям товарища Мао», решились объявить настоящую «войну». Было введено чрезвычайное положение. Весь день эвакуировали людей и домашних животных, вывозили все ценности. Когда беспокойный день подходил к концу и власти могли задуматься, а не поддались ли они панике, вот тогда и подоспела стихия. В 19.36 разразилось землетрясение силой 7,3 баллов. Город был полностью разрушен, но погибло лишь несколько сотен человек.

Природа взяла свое годом позже, в июле 1976 года, за полтора месяца до смерти «председателя Мао», когда в Пекине разгоралась борьба за власть. Напрасно население жаловалось на тревожные предвестия — на то, что в шахтах стремительно менялся уровень грунтовых вод. Таких жалоб, как выяснится позже, поступило свыше двух тысяч, — но им не давали ходу.

Всю административную систему Китая трясло. В апреле на площади Тяньаньмэнь — невиданное дело! — была подавлена демонстрация в поддержку Дэн Сяопина. Этот ставленник покойного Чжоу Эньлая опять угодил в опалу. В партийном руководстве Китая победила «левая фракция», названная позже «бандой четырех». Начались новые репрессии. Тут уж местным властям было не до каких-то своевольных решений. Никто не отдал приказ об эвакуации. 27 июля в город Таншань — крупный угольный и металлургический центр с миллионным населением — пришла великая беда. По официальным данным, погибло 240 тысяч человек, но называют и другие цифры — до 600 тысяч.

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.

Да ведь никто и 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?

 

В канун землетрясения появляются вакансии

Тем больший эффект вызвала статья исследователя из НАСА Фридемана Фройнда, появившаяся на рубеже наступившего века в «Journal of Scientific Exploration». Она по-новому заставляет взглянуть на методику предсказания землетрясений. В ней описаны химические реакции, которые протекают в деформирующихся породах незадолго до катастрофы. Они начинаются при распространении сейсмических волн, когда в недрах Земли возрастают температура или давление. Результаты реакций можно вскоре наблюдать.

У себя в лаборатории Фридеман Фройнд наблюдал, как при раздавливании гранитных плит под прессом они начинали светиться в инфракрасном диапазоне 

Ведь они приводят к появлению в горных породах отрицательно заряженных ионов кислорода. И тогда меняются электрические свойства пород: они превращаются из диэлектриков в полупроводники. Возникшие в их кристаллах электронные вакансии перемещаются к поверхности земли даже с глубины 10—20 километров. Происходит эффект, хорошо известный в физике: «дырочная проводимость». Вот так на поверхности сейсмоопасной зоны — на территории в тысячи квадратных километров — накапливается статическое электричество. В воздухе образуется положительно заряженная аэрозоль. И тогда творятся странные вещи. Некоторые из этих феноменов были известны давно, и гипотеза Фройнда убедительно их объясняет. В 1989 году, незадолго до землетрясения в Калифорнии, ученые из Стэнфордского университета зафиксировали электромагнитное излучение, исходящее из недр Земли. Такие же сигналы наблюдали в 1995 году в Кобэ перед землетрясением. Их появление можно объяснить только мощными электрическими токами в недрах Земли незадолго до бедствия.

Как показал анализ спутниковых снимков, сделанных над индийским штатом Гуджарат в январе 2001 года, поверхность земли за неделю до начала землетрясения стала нагреваться. Очевидно, теплота выделялась в результате химических реакций, в которых участвовали ионы кислорода. Теоретически повышение температуры может достигать 2 — 4°. Исследованием подобных аномалий занимаются российские и китайские ученые. Так, по сообщению китайского геолога Цуй Чэнъю, чем больше аномалия, тем сильнее будет землетрясение. Кроме того, аномалия вроде бы перемещается в сторону будущего эпицентра.

В канун землетрясения шерсть мелких животных, — например, мышей, — заряжается статическим электричеством. Поэтому они очень чувствительны к ударам подземной стихии 

У себя в лаборатории Фройнд наблюдал, как при раздавливании гранитных плит под прессом они начинали светиться в инфракрасном диапазоне, когда оказывались под давлением в 200 тонн на квадратный сантиметр, а перед их разрушением виднелись яркие вспышки. С античных времен очевидцы землетрясений тоже сообщают, что от гор и холмов исходит какое-то свечение. В 1968 году японский геолог Ютака Ясуи впервые сфотографировал красные и синие полосы на небосводе, появившиеся во время серии подземных толчков в районе Мацусиро. Впрочем, до недавнего времени большинство сейсмологов не придавало значения этим странным вспышкам света. Их считали едва ли не галлюцинацией перепуганных бедствием людей — тем более, что никаким физическим феноменом невозможно было объяснить этот призрачный свет, разлившийся над дрожащей в конвульсиях землей.

Положительно заряженный слой ионосферы над зоной будущего землетрясения вспучивается. Это вызвано тем, что в нижних слоях воздуха скапливается одноименный заряд. Отклонение ионосферы составляет до 100 километров, что приводит к нарушениям радиосвязи. Тайваньский ученый Цзянь Янлю сообщил, что из 150 землетрясений силой более 5,5 балла это отклонение наблюдалось почти в 130 случаях. Особенно крупным оно было над Тайванем в сентябре 1999 года, когда от удара подземной стихии погибло свыше двух тысяч человек.

Наконец, самый известный факт (мы о нем уже говорили): меняется поведение некоторых животных. Когда-то считалось, что они ощущают легкие толчки, предвещающие основной удар стихии. Однако животные выказывают тревогу порой за 20 часов до катастрофы, когда никаких предварительных толчков нет. Думалось, что они слышат акустические сигналы, доносящиеся из глубины, или чуют некие газы. 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. Если предположить, что их беспокоит скопившееся в атмосфере электричество, то ничего удивительного нет.

— При вдыхании положительно заряженных аэрозолей в организме животных начинает выделяться гормон серотонин, вызывающий 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.

В 1999 году произошли два сильных землетрясения: в Турции (вверху) и на Тайване

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.

Есть и другие природные феномены, предвещающие пробуждение Сейсмоса. Меняется химический состав грунтовых вод и их уровень. Из земли выделяется газ радон.

За всеми этими событиями нужно постоянно следить. Изменения электрических и магнитных свойств отдельных участков земной поверхности можно определить со спутника. То же касается свечения в инфракрасном диапазоне. Совпадение подобных событий — знак беды. Возможно, если соединить самую современную аппаратуру и звериное чутье, нам удастся распознать замыслы слепого Сейсмоса, бьющего по горам и городам, как по игрушкам — ребенок. В НАСА планируют даже создать систему глобального спутникового слежения за очагами землетрясений, чтобы предсказывать катастрофы за несколько дней до их начала.

 

Прогнозировать или строить?

Лет двадцать назад считалось, что предсказание землетрясений — лишь дело времени. Сегодня многие исследователи рассчитывают, скорее, на предупредительные меры, чем на точный прогноз, — на строительство сейсмостойких зданий, а также создание аварийных систем, отключающих АЭС и останавливающих движение поездов в момент катастрофы. Предвидеть землетрясение, полемически заявлял Роберт Геллер, все равно что допустить, что снежинка может вызвать снежную лавину. Вместо того чтобы сооружать неэффективные системы предупреждения, нужно надежнее строить.

По оценкам, обнародованным в Турции после землетрясения 1999 года, в одном лишь Стамбуле около 600 тысяч зданий построены из дешевых материалов и не выдержат удара подземной стихии. Всего же в Турции около 65 процентов зданий не соответствуют строительным нормам. Вот и итог: в октябре 1999 года на Тайване, в густонаселенном районе, произошло более мощное землетрясение, но число погибших было в семь раз ниже, чем в Турции. Ведь на Тайване педантично соблюдают строительные нормы. Иначе здания рухнут, как «куски смятого картона» (Индия, январь 2001 года).

Для нас болезненна память о Спитаке, Ленинакане, Степанаване, Кировакане и почти пятистах армянских селениях, пострадавших 7 декабря 1988 года. Тогда погибло более 25 тысяч человек. Они стали жертвами скорее халтуры, чем стихии. Ведь годом позже землетрясение такой же силы в Калифорнии унесло жизни лишь 65 человек. Причина одна: дорогостоящие меры предосторожности. В Советском Союзе — сверхдержаве! — на них особо не тратились, а уж что тратят в тех странах «третьего мира», где земля буквально «ходуном ходит», и подумать страшно.

Если бы все здания строили согласно стандартам и ГОСТам, то сколько бы людей сохранило жизнь! Каждый дом, каждая комната превратились бы в крепость, чьи обитатели могли бы укрыться от Сейсмоса. А изобретатели ищут все новые способы сберечь человеческую жизнь.

Немецкий геофизик Ханс-Иоахим Кюмпель спроектировал даже сейсмостойкую кровать. При первом подземном толчке срабатывает «айрбег» — спящий человек оказывается укрыт воздушной подушкой. Она защитит его от падающих стекол и обломков. Вдобавок раскрывается огнестойкий тент, чтобы уберечь человека от пожара. Люди, прикорнувшие на подобных лежаках, выдержат также бурю, лавину, сель, дождавшись спасателей. Когда они придут? А когда придет беда?

 

В поисках «сейсмических линз»

Предсказание землетрясений затрудняет и то, что их природа пока не до конца ясна. В принципе мы знаем, что все дело в движении литосферных плит, в их столкновениях, но иногда случается и неожиданное. Землетрясения происходят там, где их не должно быть, как случилось осенью 2002 года на Алтае, когда этот регион потрясли подземные толчки силой 8,4 и 8 баллов. «Музыка беды» — качнулось, удар! — порой доносится вовсе не с той сцены, на которую мы посматриваем из безопасного далека. «Трясти» может практически в любой точке земного шара.

Осенью 1993 года неожиданный удар потряс Центральную Индию. Погибли около 10 тысяч человек. Местные жители были не готовы к катастрофе, ведь местность считалась сейсмически безопасной — она лежала вдалеке от края Индо-Австралийской плиты.

В 1968 году сразу три сильных землетрясения произошли в другой части той же литосферной плиты — в Австралии. К счастью, их эпицентр находился в пустынной местности, где почти не было людей.

В начале XIX века неожиданные землетрясения наблюдались в равнинной долине Миссисипи. Множество бревенчатых хижин рассыпалось, не выдержав подземных толчков.

В сентябре 2004 года в Калининградской области ощущались подземные толчки силой от 4 до 6 баллов.

Землетрясения посреди литосферных плит случаются крайне редко — в среднем раз в тысячу лет. Поэтому место, где в следующий раз ударит стихия, неизвестно. Ни одну из подобных катастроф нельзя предсказать.

Американский геолог Роджер Билхем и его английский коллега Филип Ингленд создали недавно модель такой катастрофы. 12 июня 1897 года землетрясение магнитудой 8,1 всколыхнуло Индийский субконтинент. На территории, равной по площади Англии, разрушились почти все дома. Однако катастрофа не вписывалась в привычную картину столкновения Индо-Австралийской и Евразиатской плит. Ее очаг находился южнее опасной зоны.

Землетрясение в Москве в 1445 году. Миниатюра, XVI век

По мнению Билхема и Ингленда, причина в том, что северо-западный край Индо-Австралийской плиты выгибается вверх: он придавлен с одной стороны тяжестью Гималаев, а с другой — многокилометровой толщей наносов, принесенных в Бенгальский залив рекой Ганг. Накопившееся напряжение разрядилось лишь во время землетрясения. Подобные геологические процессы, считают ученые, могут происходить и в Тихоокеанском регионе. Возможно, мы имеем дело с неоцененным прежде вариантом сейсмической угрозы.

Кроме того, по мнению ряда ученых, существуют «сейсмические линзы». Они фокусируют подземные волны подобно тому, как обычные линзы фокусируют свет. Именно эти аномалии вызывают особенно сильные разрушения. Вот почему надо составить точную карту недр Земли, чтобы знать, какие участки поверхности планеты особенно уязвимы. Однако эта работа требует огромных финансовых затрат.

… Вот уже почти двадцать лет не был я в Грузии, а горы в памяти все еще стоят как живые. Напряженно смотрят, нависли, ждут со всех сторон. Кажется — или это слезятся глаза? — они сейчас качнутся, и этот удар я почувствую даже здесь. В городе, где не бывает землетрясений?