Помоги проекту - поделись книгой:
Людмила — в незнакомой ей пустынной стране с дикими скалами и быстрыми шумливыми реками. Внезапно она слышит рокот мотора и видит вертолет, который опускается недалеко от нее. Из машины выходит высокий седоватый человек. Он направляется прямо к Люсе, здоровается, спрашивает о работе, о планах. Услышав слово "Гарм" (вблизи этого таджикского города будет работать Люся), он кивает головой:
— Знаю. Это там, где 10 сентября будет землетрясение.
— Землетрясение?!
— Да... Впрочем, вы об этом еще узнаете. — Человек как будто смущен, похоже, он проговорился о том, чего говорить был не должен. Пробормотав слова прощания, он направляется к вертолету.
Люся приехала в Гарм и шутки ради рассказала о своем "пророческом" сне новым сослуживцам. Сейсмологи посмеялись, но, странное дело, когда наступило 10 сентября, все, кто слышал о сне, будто чего-то ждали: все-таки прогноз, пусть и ненаучный... 10 сентября землетрясения, конечно, не было. Оно было 13 сентября. Задрожали, запели пружины в диване, звякнула ложечка в стакане на столе, с тонким звуком лопнуло плохо вставленное оконное стекло. Люся выбежала на крыльцо. Над красными обрывами противоположного берега реки дымилось розовое облачко пыли — небольшой обвал от землетрясения, среднего: 11,5-го энергетического класса по шкале, придуманной когда-то сотрудницей экспедиции Татьяной Глебовной Раутиан. Это значит: энергия толчка 1011'5 джоулей[3]. Часты ли такие землетрясения в Гармском районе? Когда как. В среднем такое землетрясение происходит один-два раза в год, то есть не так уж часто. И точность в три дня для сейсмического прогноза — это еще не достигнутая мечта.
Прошел год. Так получилось, что инженер Вермишева в ходе одной работы должна была построить кривую, дающую, по теории, характерный упреждающий изгиб, если приближается сильное землетрясение. Она начала с мая 1973 года и увидела, что могла бы предсказать землетрясение, случившееся 13 сентября, не только во сне...
За предвестниками в Ташкент
Это было в раскаленном от жары Ташкенте в начале лета 1974 года. Японские кинематографисты продемонстрировали сейсмологам, участникам Международного симпозиума по поискам предвестников землетрясений, красивое и поучительное зрелище — гибель и погружение в мантию в результате "зловредной" подрывной деятельности мобилизма (возрожденной теории дрейфа материков) всей страны Восходящего Солнца. О зловредном мобилизме несколько дальше. Здесь же — важный момент из этого фильма. Главную катастрофу — погружение материка японские ученые, руководствуясь опять-таки строгой и стройной теорией тектоники плит, предсказывают и тем спасают народ от гибели. А вот разрушительные землетрясения, предшествующие катастрофе, не предсказывают, не могут... и это в фантастическом фильме! С тем большим рвением мы, участники симпозиума предсказателей (так нас иногда для краткости величали администраторы гостиниц), после просмотра фильма отдались выяснению того, что же в этом направлении делается и можно ли наконец предсказать землетрясение.
Снова и снова вспоминаются кадры гибели Токио, которые были очень похожи на документальные. Это правдоподобие, конечно, не случайно: в титрах мы увидели имя научного консультанта, профессора Такеучи, крупного сейсмолога. Дело в том, что катастрофа в Токио неизбежна (это статистический, а следовательно, безупречный прогноз!), и ученые все время прикидывают, что будет, когда она грянет. Бесстрастные ЭВМ смоделировали картину катастрофы, дали прогноз возможных потерь. 26 тысяч пожаров должно вспыхнуть в первую же минуту. Какая пожарная команда справится с этой стихией, тем более что толчка могут не выдержать и трубы водопровода? И чем дальше уходит в прошлое страшный 1923 год, год прошлого Токийского землетрясения, тем чаще его вспоминают, ибо неотвратимо приближается его повторение.
Вот только когда?
Почему-то, когда говорят о возможном предсказании землетрясений, прежде всего часто вспоминают какую-нибудь душещипательную историю: о собаке, за минуты до толчка вынесшей из дома ребенка, о рыбках, своим метанием в аквариуме предупредивших жителей деревни, и т. п. Но на Ташкентском симпозиуме биометоды предсказания не заняли сколько-нибудь серьезного места. Похоже, всем историям, живописующим инстинктивный прогноз животными сильных толчков, недостает достоверности, точности, воспроизводимости в эксперименте. В разговоре со мной собкор "Известий" по Ташкенту Г. Димов по этому поводу говорил вот что:
— Я лежал, как и тысячи прочих ташкентцев, на раскладушке в саду, смотрел в звездное небо и ждал очередного толчка. Почему-то тогда, в 1966 году, они происходили ночью. Лежал и думал: вот если сейчас толчок, почуют ли его собаки заранее? Как нарочно, раздался гул, после этого загремели крыши, на глазах качнулись стены, дома... и только тогда по всему городу взвыли собаки.
Животные в этом описании — простые участники паники, не более того... Нет, похоже, в решении проблемы прогноза человеку надеяться не на кого. Все дастся не вдруг, а обычно, путем кропотливого собирания фактов, осмысления, эксперимента...
...О настоящей сейсмической катастрофе помнят сотни лет, она оставляет след в культуре целых стран и поколений. Позволю себе еще одну цитату. Иоганн Вольфганг Гёте так вспоминал о катастрофе, которая произошла, когда ему было всего шесть лет, за сотни километров от Германии:
"Первого ноября 1755 года произошло Лиссабонское землетрясение, вселившее беспредельный ужас в мир, уже привыкший к тишине и покою... Земля колеблется и дрожит, море вскипает, сталкиваются корабли, падают дома, на них рушатся башни и церкви, часть королевского дворца поглощена морем, кажется, что треснувшая земля извергает пламя, ибо огонь и дым рвутся из развалин. Шестьдесят тысяч человек, за минуту перед тем спокойные и безмятежные, гибнут в мгновение ока... Так природа, куда ни посмотри, утверждает свой безграничный произвол.
Скорее, чем весть о страшном событии, распространились (по Европе. — А. Г.) его симптомы; во многих местах ощущались легкие толчки, вдруг перестали бить некоторые источники, главным образом целебные. Люди богобоязненные тотчас же стали приводить свои соображения, философы — отыскивать успокоительные причины, священники в проповедях говорили о небесной каре... Мальчик (Гёте. — Л. Г.), которому пришлось неоднократно слышать подобные разговоры, был подавлен. Господь бог, вседержитель неба и земли... совсем не по-отечески обрушил кару на правых и неправых".
Да, это была настоящая катастрофа. Таких землетрясений за всю историю человечества насчитывается два-три, не больше. Тринадцатая часть всей поверхности Земли была охвачена Лиссабонским землетрясением.
В длинной цитате из Гёте современного ученого привлечет не только художественность, но и точность описания симптомов, например: "...перестали бить... источники, главным образом целебные" (то есть минеральные). На Ташкентском симпозиуме проблема участия (или неучастия) воды в подготовке землетрясения обсуждалась широко и подчас остро, а известное открытие советских ученых, обнаруживших изменения химического состава минеральных источников перед Ташкентским землетрясением 1966 года, оказалось важным для самых разных районов Земли.
Вот вкратце история этого открытия. Медики из Института курортологии и физиотерапии имени Н. А. Семашко вскоре после Ташкентского землетрясения сообщили, что содержание радона в целебных источниках местных курортов до и после толчка закономерно менялось. Начиная с 1957 года оно стало медленно расти. С 1960 по 1965 год рост был постоянным. Потом кривая круто взметнулась вверх, и к началу 1966 года содержание радона в лечебной воде втрое превысило первоначальное. Потом кривая снова стала пологой, как бы заколебалась. Тут и грянуло землетрясение. После него уровень содержания радона стал стремительно падать, пока не достиг прежнего уровня.
Вскоре, во время Сарыкамышского землетрясения 1970 года, которое тоже произошло в районе, славящемся своими целебными водами (на западе озера Иссык-Куль), эффект "предупреждения водой" был снова отмечен. Медики курорта Джетыогуз жаловались, что стало трудно следить за содержанием радона в одной скважине курорта (оно заколебалось за три месяца до толчка), а в другой всегда холодная вода стала вдруг за два месяца до события быстро нагреваться. В третьей же скважине вроде ничего особенного не произошло, только необычно резко возрос напор — за месяц до толчка...
Так подмеченная закономерность стала открытием. Жаль только, что это случилось так поздно. Ведь еще в трудах академика Б. Б. Голицына, который, как говорят, все начал и обо всем сказал, указывалось на связь между сильным землетрясением и режимом минеральных источников. Более 60 лет назад Российская сейсмическая комиссия "постановила организовать правильные параллельные наблюдения как над температурой, пульсацией и дебитом Екатерининского источника в Боржоме, так и над одним из Ессентукских источников Пятигорской минеральной группы, одновременно с наблюдениями над различными сейсмическими явлениями". В этом постановлении особо отмечалась необходимость следить за содержанием редких газов. Открытие запоздало лет на пятьдесят... Но нет худа без добра. Задержалось открытие и объяснение прогностических эффектов. Зато это происходит сейчас, бурно и широким фронтом. Прямо на глазах. И я не могу не радоваться, что приобщился к сейсмологии именно в этот момент.
Соленый хребет
Мы идем по соленой тропе. Соль блестит кристаллами на гладкой поверхности валунов, выступает корочками в трещинах старых камней. Кое-где попадаются красивые розовые полосатые камни — мягкие, они рассыпаются от нажатия пальцами. Это тоже соль, гипс. Гипсы из отложений каких-то древних юрских лагун или озер... Гипса так много, что даже вода относительно пресных речек и ключей хребта Петра Первого отдает сырой штукатуркой и не мылится.
Но не нравится эта соленая вода, видимо, только нам. Дорогу то и дело пересекает кабаний след — к водопою. А вот и еще один, не кабаний. Я оборачиваюсь, зову свою спутницу, показываю.
— Снежный человек? — без особого волнения спрашивает она.
— Медведь! И большой.
После этого известия спутница уже несколько взволнована, но медведь (даром что вокруг изобилие всяческих, больших и малых, медвежьих следов) к нам выйти не пожелал. Жизнь вокруг поистине кипит. Ущелье Руноу в этом месте все поросло облепихой, колючей, непролазной, усыпанной целебными ягодами. В городе это большая ценность, а здесь колючки и ярко-красные пятна, оставляемые облепихой на одежде, только заставляют чертыхаться. Над соленой бурлящей рекой высятся стройные деревья арчи, памирского можжевельника с хвоей, напоминающей запахом весну, завязи помидоров. Но сейчас осень, и над соленым болотцем начинают желтеть и осыпаться коричнево-бархатные с верхушки камышины-рогозины. Под ногами хрустит местами ледок, и вертикальная стена хребта, которая маячит перед нами, как будто не приближаясь и не удаляясь, сахарно-бела не от соли, а от свежего снега.
Почему насквозь просолен хребет Петра Первого, неясно. Может быть, дело тут не только в отложениях солей из высыхающих лагун исчезнувшего океана Тетис, как это принято считать. В глубине души я больше верю в глубинный, подкоровый источник рассолов, пропитавших этот весь раздробленный разломами хребет. Но то, что он просолен, сослужило науке о сейсмическом прогнозе неоценимую службу.
Семь лет назад Олег Михайлович Барсуков, заведующий лабораторией электромагнитного прогноза Института физики Земли, вместе с группой сотрудников установил на северном склоне хребта Петра Первого, вблизи кишлака Газор-Чашма-Боло, небольшую дизельную электростанцию, весь ток которой... уходил в электроды, заземленные на расстоянии километра один от другого. Через пятнадцать секунд полюсы генератора менялись местами и подавался новый импульс. На осциллограмме получалась прямоугольная гармошка из тридцати — сорока импульсов. В течение дня серия повторялась несколько раз.
Эти импульсы принимались на нескольких приемных станциях, отнесенных от Газор-Чашмы на четыре, шесть и десять километров. На каждой в течение этого дня устанавливалось с большой точностью электрическое сопротивление массы горных пород, расположенных между передающей и принимающей станциями. Замысел состоял в том, чтобы измерять это сопротивление изо дня в день год и дольше и попытаться уловить, не меняется ли оно заметно и не связаны ли эти изменения с землетрясениями.
Вся эта система заработала летом 1967 года. И сразу же заинтриговала, показав резкое падение сопротивления горных пород на участке передатчик — приемная станция "Высота".
— Этот день, 30 июня 1967 года, мы приняли за эталон, — сказал мне Олег Михайлович.
Это была наша первая встреча в июле 1973 года; была невероятная жара, и ущелье Руноу, голое и черное в том месте, где расположились лагерем барсуковцы, напоминало своим видом паровозную топку изнутри. Барсуков нарисовал на бумажке угол, поставил черточку и цифру "сто".
— Мы решили считать, что сопротивление горных пород, отмеченное тогда приборами, равно ста процентам, и начали измерения. За два с лишним месяца это так называемое эффективное сопротивление упало на двенадцать процентов!
Из-под карандаша Барсукова от цифры "сто" поползла кривая, спустилась вниз...
— А 7 сентября в районе станции "Высота" произошло землетрясение! И кривая на графике сопротивления тут же поползла вверх. — Барсуков изобразил на графике число: 7 сентября — и нарисовал кривую, идущую вверх.
— Станция "Высота" — это и впрямь высоко, 3400 метров над уровнем моря. Зимой там снег выше головы, торма — снежные лавины, обвалы. Мы и не думали вначале, что оставим ее действовать на зиму. Но после столь обнадеживающего начала оставили. Зимой на снегоступах, невзирая на погоду, ребята из специального отряда регулярно забирались на станцию проконтролировать работу аппаратуры, сменить ленту самописца, провести сеанс наблюдений.
Здесь я прерву Олега Михайловича, чтобы предоставить слово Володе Шелопутову, возглавлявшему тогда команду отчаянных ребят, обеспечивших успех зимних наблюдений.
— Все обошлось. Но порой действительно было тяжело. Холодно, снег! На тропе торма за тормой. Один раз, точно, могло плохо кончиться. С утра туман. А идти надо, ленточка на приборе там, наверху, кончается. Собрались дураки сгоряча, пошли. И вдруг, откуда ни возьмись, таджики на конях. Кричат, ругаются, плетками размахивают. Не пускают, и все. Мы уже и ругались с ними, и просили — ни в какую. Потом благодарили их: они свои горы лучше знают. В тот туман шансов дойти благополучно у нас не было.
Ребята старались не зря.
После Нового года кривая снова поползла вниз. И снова на минимуме, 29 февраля 1968 года, на этот раз между "Высотой" и передающей станцией, произошло землетрясение еще более сильное.
Барсуков продлил карандашную кривую, поставил число, когда было землетрясение, и стрелку.
С тех пор обнаруженная закономерность подтверждалась много раз. Последний раз в апреле 1973 года, когда кривая резко пошла вниз.
— Меня уже спрашивали, — бросив карандаш на складной; походный стол, говорит Олег Михайлович, — ну что, какое землетрясение будет? Да, говорю, не ниже десятого класса, осторожность соблюдаю, а сам думаю: ой, долго снижается, ведь весь двенадцатый наберется. Ударило — и точно, двенадцатый. Конечно, трудно пока заранее предвидеть точно и силу и время, но уже чутье какое-то появилось. Уже знаешь: если завтра толчок, то он примерно десятого класса будет, слабый то есть, а если через три недели (кривая-то все вниз и вниз), то весь двенадцатый, тринадцатый. Тут нужны дополнительные исследования, чтобы научиться улавливать приближающийся перелом в ходе кривой и за день точно сказать (а лучше за неделю): ударит тогда-то, столько-то баллов.
Что же, новый прогностический признак? Но признак, полученный вслепую, без знания природы явления, не может удовлетворить настоящего ученого. В чем причина падения сопротивления (или, что то же, повышения электропроводности пород) в зоне подготовки подземного толчка?
Скептики (люди в науке неизбежные и необходимые), заметив, что кривые Барсукова за каждый год в какой-то мере повторяют друг друга, высказывали мысль, что совпадения с землетрясениями — чистая случайность, что все явление в целом отражает сезонные изменения в верхнем слое: таяние снегов, паводки. Это возражение можно было опровергнуть только одним способом: доказать, что сопротивление падает не за счет верхних слоев почвы, действительно подверженных сезонным воздействиям. Глубину проникновения электрического поля в кору проверил аспирант Барсукова Олег Сорокин. Проверил простым и изящным способом. Известно: чем выше частота переменного тока, тем на меньшую глубину в проводник он проникает. На этом принципе, между прочим, основана поверхностная закалка деталей токами высокой частоты. Эксперименты с переменным током, рассчитанным на глубины до 800 метров — полутора километров, не показали никаких связей электропроводности верхних слоев Земли с ходом кривых Барсукова и с землетрясениями. Этот результат сразу и надежно все расставил по местам: барсуковские кривые отражают обстановку в глубоких слоях коры, там, где готовятся и происходят землетрясения.
Напрашивалось еще одно объяснение необычайному эффекту. Из лабораторных опытов известно, что проводимость твердых тел заметно зависит от давления: чем сильнее сжат образец, тем меньше его электрическое сопротивление. Не здесь ли зарыта собака?
Это объяснение и приняли барсуковцы на первое время в качестве рабочей гипотезы. Но реальное падение электрического сопротивления перед землетрясениями было гораздо больше того, которое еще можно было бы объяснить сухим сжатием горных пород.
Вода! Именно к ней снова и снова обращаются геофизики, пытающиеся узнать механизм возникновения землетрясений. Кажется странным, что земные недра, которые уже на глубине двух-трех километров представляют собой сплошной каменный массив, сжатый к тому же колоссальным давлением, пропитаны водой и растворами различных солей. Но это так, это геологический факт. Этот геологический факт положили в основу своих работ по прогнозу землетрясений американские сейсмологи. С этой точки зрения именно вода, водные растворы, нагнетаемые под давлением в трещины и разломы земной коры, образуют смазку, благодаря которой эти в сухом состоянии намертво сжатые трещины превращаются в "зеркала скольжения" между мелкими, средними и огромными блоками земной коры. Благодаря этой смазке, говорят, и возможны многочисленные подвижки — толчки на контактах различных геологических структур. С другой стороны, не будь этой постоянной смазки, неуклонное накопление напряжений рано или поздно приводило бы, вероятно, к грандиозным сухим разрушениям земной коры, горообразовательным катастрофам такой силы, рядом с которыми величайшие землетрясения "мокрой" Земли показались бы ничтожными скрипами[4].
Не умолкавший в течение тысячелетий спор, начатый некогда еще древнегреческими философами, о первенстве огня и воды в образовании руд, росте гор и сейсмических катастрофах то и дело вспыхивает с новой силой и по сей день, сейчас — в связи с проблемой "смазки".
Американские сейсмологи пустили в оборот словечко "дилатенсия", мгновенно подхваченное многими на Ташкентском симпозиуме по поискам предвестников землетрясении, хотя само явление давно известно экспериментаторам, создающим условия "землетрясения" в сжимаемых под прессом образцах оргстекла, парафина, гранита. Явление это удивительно тем, что входит в противоречие с нашим обыденным здравым смыслом: в какой-то момент сжимаемое твердое вещество не уплотняется, а раз уплотняется, увеличивается в объеме с расширением старых мельчайших пор и трещин и образованием новых. Это расширение, увеличение объема, измерено в опыте, оно достигает 0,1 процента (представьте себе, что на одну десятую процента увеличивается объем миллионов кубических метров горных пород!). При этом вода и ее растворы, конечно, перераспределяются в порах и трещинах, изменяется давление в жидкостях, заполняющих эти поры и трещины. Из глубоких слоев коры по трещинам быстрее поступает радиоактивный радон, предупреждающий об опасности. Самое важное — явление дилатенсии неотвратимо и непосредственно предшествует в лабораторных условиях разрушению образца, то есть самому землетрясению! Это ли не основа для прогноза?
На симпозиуме американские ученые рисовали перед нами кривые, вроде бы подтверждающие: да, давление воды в порах сдавливаемых образцов меняется по характерной седлообразной кривой. И это "седло" проявляет себя во всех изучаемых учеными предвестниках землетрясений. Главная их мысль была: дилатенсия — основа, на которой можно построить прогноз сильных землетрясений, дилатенсия — это не случайный, а закономерный спутник сейсмического процесса. Спутник? Но вот поднимается с места один из участников совещания и задает доктору Шольцу (тот докладывает) такой, казалось бы, странный вопрос:
— Доктор Шольц! Может ли вот такая водная дилатенсия быть не спутником, а причиной сильного землетрясения?
Это опять-таки намек на механизм "смазки". Сейчас все больше ученых думает, что землетрясение может начинаться не только от повышения напряжений в неизменных во всем остальном недрах, но и просто от изменения водного режима при постоянных условиях сжатия.
Джинн из бутылки
В апреле 1972 года я в составе бригады журналистов приехал на строительство Нурекской ГЭС. То все вместе, то порознь выступали мы перед строителями, рассказывали о том, могли или не могли прилетать на Землю пришельцы из других миров, о подвигах полярных исследователей, о психологических экспериментах, которые мы ставили когда-то у себя в редакции, об охране природы. На последнюю тему как раз выступал я, и называлась она "Ответственность за геологическое будущее". То, о чем я рассказал бетонщикам, тогда мало еще обсуждалось даже в среде специалистов. Речь шла об еще одном виде загрязнения окружающей среды. Только загрязнение на этот раз было совсем необычным — загрязнение землетрясениями!
Вот о чем примерно шла речь. В 1967 году на Деканском плато в Индии произошло сильное землетрясение (с магнитудой более 6). Несколько деревень было разрушено, погибли 200 человек. Специалисты, прибывшие на место катастрофы, были обескуражены: таких сильных землетрясений в этом месте никогда не было, и никто их не ожидал. Когда нарисовали линии равной силы разрушений от толчка (изосейсты), они стянулись вокруг недавно заполненного водохранилища на реке Койна. Проведенные позднее работы показали, что разрушения и жертвы были вызваны искусственным землетрясением: толчок спровоцировало водохранилище, где уровень воды достиг к этому времени стометровой отметки!
Землетрясения с жертвами и разрушениями произошли после заполнения грандиозных водохранилищ — Кариба на реке Замбези в Африке и Кремаста в Греции. Помимо этих тяжелых случаев, обративших на плотинные землетрясения внимание общественности, ученые зарегистрировали уже десятки тысяч рукотворных толчков разной силы во Франции, Италии, Алжире, США, Японии, Югославии, Пакистане и других странах.
А между тем все дорогостоящие гидротехнические сооружения всегда возводятся с сейсмологическим обоснованием. Это самый настоящий прогноз, давно, казалось бы, освоенный. Строителям не обязательно знать, когда именно грянет под высотной плотиной сильное землетрясение. Им нужна простая гарантия, что в выбранной для великой стройки точке вообще не будет землетрясения сильнее такого, на какое рассчитана плотина.
И тут в дело вмешивается фактор, ранее неучитываемый. Само водохранилище может вызвать землетрясение! Но может ли это землетрясение по своей силе превзойти верхний предсказанный сейсмологами предел?
...В этом месте, признаюсь, мои слушатели (строители, бетонировавшие один из участков возводимой плотины), не удовлетворившись чисто теоретическим изложением научной проблемы, потребовали от меня четкого ответа на мной же поставленный риторический вопрос. Вопросы были трезвые, деловые, в корень.
Первый: будут ли плотинные землетрясения в районе Нурекской ГЭС после заполнения водохранилища? Второй: будут ли эти землетрясения опасными для самой плотины? Не разрушит ли их детище самое себя, вызвав ужасную катастрофу?
Надо сказать, точного ответа на эти вопросы тогда никто не смог бы дать. Я ответил приблизительно и в том духе, что, насколько мне известно, искусственные толчки почти неизбежно регистрируются около тех плотин, где бывают и обычные землетрясения, ибо человек только выпускает на волю те тектонические напряжения, которые уже накоплены. Значит, скорее всего в Нуреке, где землетрясения бывают до 8-9 баллов (на такой толчок плотина рассчитана и должна его выдержать), искусственные толчки тоже будут. Но поскольку сейсмической энергии не может выделиться больше, чем ее накоплено, то скорее всего и искусственные толчки останутся в рамках, отведенных для естественных землетрясений.
Потом оказалось, что сориентировался я интуитивно правильно. Сейчас принято толковать плотинные землетрясения именно как "провокацию", спущенные своевременно напряжения, которые все равно нашли бы себе позднее выход в толчке, заведомо более разрушительном, чем "провокация".
Именно так греческие сейсмологи отвели обвинения их в том, что они-де не предусмотрели разрушительных последствий строительства плотины в Кремасте. Они заявили, что, если бы не водохранилище, толчок был бы позже, но намного сильнее. Получается, они даже спасли своей "непредусмотрительностью" сотни жизней. Конечно, был в таком повороте логики элемент самого обычного самооправдания. Но в чем-то, возможно, греческие сейсмологи были правы.
Нурекское водохранилище начали заполнять осенью того же 1972 года. Сейсмологи сразу же отметили повышение сейсмической активности по берегам водохранилища и под ним. Когда уровень водохранилища перевалил за стометровый рубеж (а это какой-то критический рубеж — большинство серьезных толчков по берегам водохранилищ происходит после стометровой отметки), по берегам Нурекского водохранилища отмечалась сейсмическая активность, несколько превышающая "доплотинный" уровень! Некоторые из толчков были довольно серьезными (12-й класс по нашей экспедиционной шкале), но, по счастью, на сравнительно большом удалении от водохранилища и ниже предусмотренного сейсмическим прогнозом уровня балльности.
Вызвав неизвестного науке джинна — плотинные землетрясения бутылки технического прогресса, человек, когда прошел первый испуг, впервые оказался перед фактом возможности непосредственного вмешательства в сейсмотектонический процесс. Может быть, сильные землетрясения надо не предсказывать, а предотвращать?
Дирижер землетрясений
Ближе к морю, где подземные толчки очень часты, индейцы не только не страшатся их, но бывают даже довольны, считая их признаком сырого и плодородного года.
И вот перед нами молодой человек с модной бородой, небольшого роста — доктор Дитерих из геологической службы штата Калифорния.
— Передо мной стоит несколько странная задача, — смущенно начинает он, — рассказать вам об опытах по предотвращению землетрясений...
...Начало этой истории опять-таки связано с проблемой охраны природы. В США давно и остро стоит проблема сточных вод. Реки не справляются с возрастающим количеством загрязнений от разных производств. Кому-то пришло в голову закачивать сточные воды в скважины выработанных нефтяных месторождений. И вот с 1962 года в скважину Арсенал, что под Денвером в штате Колорадо, стали поступать первые кубометры стоков. Надо сказать, сейчас специалисты резко возражают против загрязнения грунтовых вод: это НЗ чистой воды для человечества. Но тогда все, казалось, шло хорошо, Да и для сейсмологии, как выяснилось потом, этот опыт сослужил-таки хорошую службу.
Скважина Арсенал глубокая, около 3,7 километра. Закачка шла в кристаллические горные породы, подстилающие в этом месте толщу более рыхлых осадочных пород. И вот в абсолютно тихом для сейсмолога месте начались землетрясения. Кривые, показывающие соответствие (корреляцию) между закачиваемыми миллионами галлонов воды и количеством землетрясений, сейчас известны каждому сейсмологу. Никаких сомнений в том, что землетрясения вызывались воздействием человека, нет. Интересно, что гипоцентры, очаги землетрясений, лежали намного ниже уровня скважины, на десятикилометровой глубине.
Денверские землетрясения стали очень веским аргументом в разгоревшемся было споре сейсмологов по поводу плотинных землетрясений. Дело в том, что многие считали: плотинные землетрясения вызваны просто весом водохранилища, механической нагрузкой. Другие (и, пожалуй, именно они сейчас одерживают верх) считают, что главное в действии водохранилищ — это "смазка" поверхностей скольжения при возрастании давления воды в порах и трещинах земной коры. Денверские землетрясения были явно вызваны не весом воды, а самим фактом смачивания, "смазки" недр.
Доктор Дж. Дитерих рассказал нам о буднях "дирижеров землетрясений". Уже выяснилось, что толчки начинаются только тогда, когда давление воды в скважине превышает то, которое было раньше. Иногда давления не хватало, срочно добавляли насосов, и толчки снова начинались. Убирают насосы — в два дня всякие толчки прекращаются.
Конечно, сейсмологи пока далеки от мысли ликвидировать все сильные землетрясения в Калифорнии. Да и вообще с бухты-барахты эту задачу не решить. Но что, если ограничить силу будущего землетрясения на том или ином участке разлома (а в Калифорнии сильные толчки привязаны к нескольким известным протяженным разломам)?
Калифорнийские сейсмологи уже провели успешные опыты на модели: закачивали воду в блок гранитных пород, сдавливаемый, пересеченный специально оставленной трещиной-разломом. Закачивая и откачивая воду через отверстия вдоль трещины, ученые по-своему регулировали "сейсмичность". Начинаются эксперименты и на "живом", настоящем разломе. Мысль была такая: ограничить защищаемое место с двух сторон скважинами. В самом защищаемом объекте тоже пробурить к разлому несколько скважин. Теперь представьте: откачиваем воду из крайних скважин и тем самым "запираем" разлом с двух сторон. В середине накачиваем воду. Здесь происходит несколько слабых толчков за счет сохранившихся и после запирания разлома напряжений. Теперь запираем центральную часть защищаемого отрезка, откачав оттуда воду, и закачиваем воду по краям. Там тоже происходит несколько толчков, напряжения снимаются и как бы переносятся частично снова на центральный участок. Потом снова запираются края, высвобождаются напряжения в центре и т. д.
Так, попеременно закачивая и откачивая воду то в центр, то в края, закончил доктор Дитерих, мы потихоньку выпускаем "пар из котла". Объект (город, завод) все время под защитой, и вблизи него все время спускаются опасные напряжения — через слабые искусственные толчки. Так что, если и грянет в районе опасное землетрясение, самым своим эпицентром оно должно обойти наш объект.
С водой или без воды?
Управление землетрясениями! Мы засыпали мистера Дитериха вопросами. Разговор шел в конференц-зале нашей Гармской экспедиции. Здесь продолжались разговоры и контакты, начавшиеся в Ташкенте. Вот это цель! Может быть, прогноз землетрясений вообще не понадобится? Некоторые сейсмологи отчаявшиеся найти эффективные методы прогноза землетрясений, видят в искусственном спускании накапливающихся напряжений единственный выход из положения. Широко известен, например, такой факт. В штате Невада, где до сих пор продолжаются подземные ядерные испытания, очень заметно снизилась естественная сейсмическая активность. Накапливающиеся в коре естественные напряжения реализуются во время взрыва, добавляя к его силе толику энергии, и сразу после него — в сериях слабых толчков, обычно сопровождающих испытания.
Но и на этом пути исследователей ждут немалые сложности. Сразу после мистера Дитериха выступил "наш человек", Геннадий Александрович Соболев. И развернул перед нами другие опыты, другие графики и формулы. И вроде бы получилось, что все те же предвестники землетрясений отлично находят свое объяснение и без воды. А сухое разрушение оказалось ничуть не менее изящной моделью естественного процесса, чем "мокрое"...
Я вспоминаю и сопоставляю: сцена землетрясения в японском фильме — и вот эти кривые на белом экране в затененном зале... Толпы обезумевших людей между рушащимися стенами, крики, сталкивающиеся, вспыхивающие машины, пламя пожаров до облаков, зыбкая земля, готовая сбить с ног, поглотить... И как-то трудно вообразить, что эта художественно поставленная, но отвечающая возможной реальности сцена из "Гибели Японии" с хорошим, как говорят геофизики-экспериментаторы, коэффициентом подобия может быть отображена в элементарном лабораторном эксперименте. Брусок плексигласа, сдавливаемый под прессом, появление, расширение трещин и "крак!" в конце — все это по сути то же землетрясение, только меньшего масштаба...
То же землетрясение? Но нет, и это не бесспорно. В 1910 году, изучив большое Калифорнийское землетрясение 1906 года, американский исследователь Рид предложил свою знаменитую теорию упругой отдачи для объяснения механизма землетрясения. Эта теория и по сей день заслуженно господствует в сейсмологии. У Рида ясно и недвусмысленно было сказано: землетрясение — это упругая отдача горных пород, разрушающихся по достижении предела прочности этих пород.
Но, сказав такое, физик подводит явление под определенные законы, выражаемые более или менее сложными формулами. Пределы прочности всех пород земной коры инженерам хорошо известны. Если подставить в формулы, описывающие геологическое разрушение, землетрясение, эти величины и сопоставить их, например, с размерами очага землетрясения, то есть самой необратимо раздробленной зоны в недрах земли, то... ничего не выйдет. Получается, что либо сила землетрясения должна быть во много раз больше, чем это было на самом деле, либо реальная прочность земных недр... ну, почти никакая.
До сих пор сами сейсмологи не очень разобрались во всем этом. Недра планеты, конечно, можно уподобить сдавливаемому в тисках образцу, но это подобие далеко не идеально. При сейсмическом разрушении дробится не монолит, а масса разных веществ, сплошь пересеченных всякими трещинами, трещинками, разрывами от прошлых землетрясений, жилками слабых пород. А тут еще и вода. Так вот, спор апологетов "сухой" и "мокрой" дилатенсии как раз о том, чем именно земные недра все-таки отличаются от куска плексигласа в тисках. Только ли вода, только ли трещины повинны в этом?
...Уже несколько лет в нашем институте развивается "трещинология" — так несколько шутливо называют это направление. Трещины в горных породах есть всегда, они зарождаются при всяких внутренних напряжениях: остывании, нагреве, от внешних нагрузок. Трещины — это запись всего, что было с породой за всю ее историю. Трещины смыкаются, расходятся при той же дилатенсии (но без всякой воды). Трещины соединяются друг с другом, растут. Этот рост с какого-то момента может стать безудержным и кончиться сдвигом по грандиозной трещине — поверхности разрыва сильного землетрясения. И вот мы смотрим на черную доску, где белый мелок в руках Соболева шаг за шагом как бы отвечает на наши вопросы и как будто все расставляет по местам. Простота и ясность, только что блеснувшие после доклада Дитериха, меркнут, становится понятным, что... надо работать. Впрочем, это и так ясно. И прогноз нужен. Хотя бы для того, чтобы знать, где и когда привести в действие меры предупреждения землетрясений, если они действительно к тому времени будут разработаны.
Ну а насчет того, какая дилатенсия действует в природе... Может быть, обе: и "сухая", и "мокрая"?
Бог Сейсмос, придуманный Гёте как действующее лицо в "Фаусте", был морским, водяным богом. Нептунист Гёте склонен был винить в землетрясениях именно водную стихию земных недр. Похоже, что, хотя бы отчасти, для неглубоких землетрясений вклад "мокрой" дилатенсии в механизм толчков совсем не ничтожен. "Мокрая" дилатенсия действительно повторяет все те же прогностические закономерности, что выявляются и при сухой модели очага, но она как бы усиливает, подчеркивает их... И я верю: насквозь пропитанный водными рассолами хребет Петра Первого позволит решить на себе не дну загадку сейсмологии, и, возможно, здесь когда-нибудь поставят опыты по предотвращению землетрясений...
Плазма в горах
Осенью 1973 года в газете "Неделя" был опубликован небольшой очерк о проблеме прогноза землетрясений и о том, как собираются решать эту проблему барсуковцы. Статья, написанная не без подъема, заканчивалась так:
"Угрюмое пустынное ущелье Руноу залито белым памирским солнцем (
Это будет величественное зрелище. В недра хребта вольется целая электрическая река — несколько миллионов ватт! Импульс такой мощности будет получен от замечательного творения советских ученых, инженеров и рабочих — магнитогидродинамического генератора (МГД). Струя голубой плазмы ударит в унылый каменисто-серый борт ущелья и, отраженная им, на сотни метров взметнется к небу. По пути плазма пройдет между полюсами магнитов, разделится на положительные и отрицательные ионы, даст ток неимоверной силы... Впрочем, не будем опережать события, читатель будет своевременно и исчерпывающе оповещен о ходе масштабного эксперимента".
Это было первое упоминание в прессе о действительно масштабном и впечатляющем эксперименте, бывшем тогда уже на финише подготовительных работ. С тех пор читателя много раз оповещали о ходе эксперимента многие органы печати вплоть до "Правды". Так что я опущу здесь подробности. Все так и было. Осенью 1973 года в Руноу, а осенью 1974 года на старом месте, в Газор-Чашме, электрический импульс неимоверной силы от машины, еще недавно казавшийся фантастикой, прошил насквозь десятки километров хребта Петра Первого. Для чего? А вот для чего. Большие, действительно опасные землетрясения готовятся на большой площади. Измеряя падение сопротивления на таких больших расстояниях, мы как бы получаем электрокардиограмму, рассказывающую о самочувствии целого хребта, одного из важнейших в системе Памиро-Тянь-Шаня.
Правда, "струя голубой плазмы" оказалась не такой яркой, что-то вроде небольшой искры...
Современные оракулы
Когда я приехал в Гарм, там еще живы были воззрения одного давно уволившегося и неизвестно куда уехавшего скептика, уверявшего: сейсмический прогноз в принципе невозможен, Ведь ещё совсем недавно сейсмологи думали, что в последовательности и распределении в пространстве толчков господствует принцип случайности. И в этом смысле объект сейсмологии иной раз можно уподобить объекту изучения физики элементарных частиц. Мы знаем, что некий объем радия уменьшится вдвое, распавшись за такое-то количество лет (статистика!), но мы не знаем, когда именно распадается тот или иной конкретный атом. Идя аналогичным путем в сейсмологии, мы можем установить статистические закономерности, повторяемость землетрясений на той или иной площадке. Но достаточно ли нам такого статистического знания? Мы находимся внутри системы, исследуемой нами. Если бы мы находились, внутри атома радия, нам неинтересен был бы период полураспада этого элемента, а по понятным причинам хотелось бы непременно выяснить, когда распадется именно этот атом. Не статистический, а детерминированный прогноз. Возможен ли он в сейсмологии?
Поделиться книгой: