Vernoye-Almaty.kz – Очерки истории Алматы

ГРАДУСНИК… ДЛЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

По существу, возможность точного прогноза землетрясения — главная проблема сейсмологии. И она может быть решена, утверждает знакомый нашему читателю по недавней публикации «Циолковский наших дней» Владимир ГЛУШКО. Об этом шла речь в нашей беседе.

— Для нас, алматинцев, проблема прогнозирования землетрясения всегда была актуальной, поскольку наш город расположен в одном из самых сейсмоопасных районов. Здесь возможны землетрясения силой 9-10 баллов и более. Не так ли?

— Начнем с фактов. Из архивных документов известно, что город Верный, ныне Алматы, подвергался разрушениям в результате сильных землетрясений трижды: в 1887, в 1889 и в 1911 годах.

И даже не обладая даром провидца, можно предположить, что без краткосрочного прогноза землетрясения Алматы может постичь участь Таншаня. Ведь точно известно, что землетрясения повторяются. Это — один из законов сейсмологии.

— С какой периодичностью они могут повторяться?

— Время «подготовки» землетрясения связано с длительностью сейсмического цикла. Учеными установлено, что это время пропорционально кубическому корню из величины энергии будущего толчка. Так, слабые землетрясения с магнитудой 5,3 балла имеют длительность цикла около 10-15 лет, а сильнейшие землетрясения имеют цикл от 100 до 200 лет.

— Стало быть, мы уже в «зоне риска»?

— Это так. Поскольку последнее землетрясение в Верном произошло 96 лет назад, то, по законам сейсмологии, сегодня наступила пора ожидания следующего сильнейшего землетрясения. Поэтому проблема краткосрочного прогнозирования землетрясения для нашего полуторамиллионного города чрезвычайно важна. Впрочем, в арсенале науки разные прогнозы: долгосрочные, среднесрочные, краткосрочные и оперативные. При долгосрочном прогнозе землетрясения время его ожидания измеряется годами, при среднесрочном — месяцами, при краткосрочном — днями, при оперативном — часами или минутами.

— Всех нас особенно интересуют краткосрочные и оперативные.

— Это и понятно, ведь от них более всего зависит наша с вами безопасность: или мы останемся под обломками зданий разрушенного города, или живые и здоровые примемся восстанавливать город после землетрясения.

— Кстати, что говорят по этому поводу в том же Китае?

— Ученые Китая подтверждают цикличность повторения землетрясений. Они связывают ее с космическим фактором. Гипотеза вовсе не лишена оснований. Действительно, при движении Земли по орбите вокруг Солнца действуют различные силовые поля, находящиеся в космическом пространстве, в частности, гравитационные. Таким образом, нашу планету уже нельзя считать замкнутой системой и следует учитывать действие этих полей. Сторонники такого мнения в качестве доказательства приводят данные о том, что число землетрясений зависит от местоположения Земли на орбите. Например: число землетрясений в Средней Азии силой более 6 баллов меняется по месяцам года. Минимальное их количество приходится на март-апрель и сентябрь-октябрь месяцы, а максимальное на декабрь-январь и июнь-июль. А это указывает на внешний, по отношению к Земле, инициирующий землетрясения, фактор. Его можно назвать его внеземным или космическим.

— А меж тем, классическая теория возникновения землетрясений до сих пор представлялась нам иначе. В соответствии с ней, наша планета имеет горячее ядро, в котором происходят какие-то процессы, проявляющиеся на поверхности Земли активизацией вулканической деятельности и землетрясениями. Разве не так?

— Если бы это было так, то за миллиарды лет своего существования планета Земля, как замкнутая система, без внешнего воздействия пришла бы в состояние устойчивого равновесия и постепенно на землетрясения планете прекратились бы вовсе. Но они не прекратились! И развивая гипотезу, мы неизбежно должны прийти к выводу, что условия равновесия в земной коре меняются под действием какого-то космического фактора, поэтому ее участки приходят в движение, стремясь к новому положению равновесия.

— Что нам это дает?

— Иное, более полное понимание происходящего. А отсюда и верные подходы к решению проблемы прогнозирования.

— И есть какие-то конкретные методы?

— Пока в нашем распоряжении пара методов. Во-первых, следует как можно точнее вести учет происходящих землетрясений. А поскольку движение планет Солнечной системы подчиняется строгой цикличности, то и действие космического фактора на Землю происходит в соответствии с этой цикличностью. Надо выявлять периоды повторения землетрясений и ожидать их проявления в те же сроки.

— Какого мнения по этому поводу наши ученые-сейсмологи?

— Кстати, и специалисты Института геологии при сейсмологическом бюро указывали на 22-летнюю цикличность повторения землетрясений в восточных областях Китая. Однако на практике такая цикличность далека от «расписания поездов», задержка или опережение предсказанных землетрясений может составлять годы.

— Чем объяснить расхождение по времени?

— Это объясняется тем, что мы располагаем информацией только о видимом движении планет Солнечной системы и расположении самой Солнечной системы в Галактике. Свои предположения относительно гравитационных полей, через которые проходит планета, их конфигурации и напряженности, строятся только на этом основании. Но реальной картины гравитационных полей, их особенностей, а уж тем более прихода гравитационных волн и импульсов, мы не видим. И, следовательно, реальную картину поля в каждый момент времени можем представить весьма и только в первом приближении.

— И опять же, оперируя такими данными, краткосрочного прогноза не сделать. Говорить можно только о вероятности и долгосрочном прогнозе. Кстати, а каковы возможности Института сейсмологии?

— В 1997 году мне пришлось присутствовать на совещании, которое проводил президент АН РК Джолдасбеков. Речь шла о Республиканской целевой научно-технической Программе «Развитие республиканской сети сейсмических наблюдений для практических задач на 1997-2002 годы», где предлагалось уплотнить сеть сейсмостанций и оснастить их новейшим цифровым сейсмометрическим оборудованием. Эта программа была нацелена на мониторинг происходящих землетрясений, для ее внедрения требовалось 2 миллиарда бюджетных денег.

— Эта Программа предоставила бы Институту сейсмологии условия для работы на качественно ином уровне?

— По моему мнению, такая работа лишена всякого смысла, поскольку она базируется на вероятностной оценке прогноза землетрясения, которая не годится для целей краткосрочного прогноза. Цель любой новой работы в области сейсмологии сводится к решению задач краткосрочного прогнозирования, которые имеют несомненную прикладную значимость. Институт сейсмологии не разрабатывает новых идей относительно краткосрочного прогноза землетрясений, и его предложение, касающееся комплексного анализа известных предвестников, так называемый анализ «феноменологических полей», не обосновано. Ставка делается на успех, без должных доказательств, в расчете на очевидность, а это совершенно недопустимо.

— И где же выход?

— Необходимы работы по поиску новых предвестников землетрясений. Это уже раздел фундаментальных исследований. Но как раз-таки на них выделяются весьма и весьма небольшие суммы.

— А что предлагаете вы? Сказав о первом варианте развития методов конкретного прогнозирования, вы не коснулись второго.

— Упомянутый второй вариант предусматривает измерение космического фактора приборами. Это дает возможность регистрации появления космического фактора и предсказания землетрясения. Появился космический фактор — через некоторое время (скрытый период перестройки огромной инерционной системы планеты) жди землетрясения. Нет фактора — нет землетрясений. Такой подход к проблеме переводит прогноз из области вероятностных допущений в разряд достоверных событий. И в этом его основное преимущество.

— Что собой представляет космический фактор?

— Теоретически — это гравитационные поля планет, Солнца, галактических и межгалактических полей, гипотетические гравитационные волны и импульсы могут быть таким космическим фактором.

— С чем его едят, сложно ли его измерить?

— Приборная регистрация гравитационных полей сама по себе является очень трудной технической задачей, здесь же приходится производить измерения изменения «внешних» полей на фоне «местного» поля земного притяжения, величина которого несколькими порядками больше. Причем, здесь существенным является не потенциал поля, а его изменения во времени. Это делает задачу еще сложнее.

— Такие задачи прежде кем-то решались?

— Пока нам известна только пара случаев практического решения такой задачи. Впервые с ней чисто случайно столкнулись физики МГУ, проводя эксперименты по изучению вариаций гравитационной постоянной с течением времени. Они обнаружили эффект «сбесившегося маятника».

— Этот эксперимент представляется совершенно необъяснимым…

— А суть явления — в следующем. Сам прибор — крутильные весы, — помещенный в глубокую шахту, где действие внешних помех сведено к нулю, вдруг, без всяких видимых причин, приходил в состояние сильных колебаний. Наблюдалось это неоднократно.

Ясным было одно: воздействовать на него могло только переменное гравитационное поле. Но было неизвестно, от какого источника. Неясен был и способ генерации такого поля.

— И второй феномен того же порядка?

— Второй случай обнаружен на специально созданных приборах, снабженных статическими усилителями по типу эйлеровой потери устойчивости. Они предназначались для замера изменений гравитационных полей. Это установки профессора Мартынова. Впрочем, его предшественниками были работы других ученых, изучавших воздействие космических сил на крутильные весы — профессор Н. П. Мышкина в 1906 году, профессор А. В. Петрова в 1956 году, инженер В. С. Беляева в 1982 году и другие.

— Эти установки создавались специально для прогнозирования землетрясений?

— Не только. Кроме того, они должны были решить целый ряд других задач.

— Это сложные сооружения?

— Это толстостенные металлические бочки с датчиками, устроенные так, что, кроме гравитационных волн, никакие другие в них не могут проникнуть. Всего было смонтировано 9 установок, две из них — под Алматы. Они имели общую цепь передачи и обработки полученной информации, и, по существу, являлись уникальным научным комплексом.

— Вам тоже пришлось заниматься этим проектом?

— Нет. Но при создании комплекса мы встречались с автором и обсуждали с ним проблему выявления прямых и обратных связей между взаимодействующими телами при разомкнутости реальных систем в пространстве. В обсуждениях выяснили разницу в наших подходах к предвестнику землетрясения.

— В чем она?

— В выборе объекта наблюдения. Скажите, что точнее отразит реальную ситуацию готовящегося землетрясения — сигнал о появлении мощного космического фактора, инициирующего возможное землетрясение, или же сигнал от участка земной коры, где напряженность приближается к критической отметке, после которой следует толчок?

— Наверняка, последний вариант.

— Вот и мы сошлись на этом. Изобретение Мартынова фиксирует все случаи появления космического фактора. Но при этом далеко не каждый из них вызывает землетрясение в данном районе. Это и понятно, ведь действие фактора распространяется на всю планету. Только локальное наблюдение за состоянием земной коры в этом районе может предсказать предстоящее возмущение. И действительно, часть полученных этими установками сигналов оказывалась «ложной тревогой». Кроме того, всякий раз, как на экране монитора появится прогнозный признак, оператор должен принимать решение — нажимать ли ему кнопку тревоги или игнорировать сигнал?

— В прогноз это привносит элемент субъективизма.

— А, кроме того, возникали и совершенно противоположные ситуации: землетрясение происходило при отсутствии прогнозного признака на мониторе, это бывает примерно в 4-х случаях из 10-ти, при том, что речь идет о землетрясениях 12 класса и выше. Подобная неопределенность грозит бедой. И пропадает весь смысл создания подобных систем.

— В печати появились статьи с критикой идей Мартынова. Что вы можете сказать на это?

— Я могу сказать одно: назвать этот проект «авантюрой» могли только ортодоксы-сейсмологи. А охаивают его вовсе далекие от науки люди. Ведь, согласитесь, 60% его прогнозов оказались верными. Это не может быть случайностью. Из 120 известных сегодня предвестников в сейсмологии подобного уровня достоверности нет ни у одного!

Это задача науки — разобраться в работе устройства, в том, почему же сигнал то вырабатывается, то нет? Где причина? И что он представляет собой? Какой путь проходит при трансформации из одного вида энергии в другой, пока фотоэлемент не превратит его в изображение на экране компьютера?

Когда монтировались установки, мы надеялись, что, помимо прямого назначения, эти установки помогут решению многих научных задач, чтобы проникнуть в тайны Земли и Вселенной. Жаль, что работа, которая могла принести не одну Нобелевскую премию, прервана развалом Союза.

— А как в это время обстояли дела с вашей собственной идеей?

— В ту пору мы изучали явление, которое впоследствии стало основой нового метода краткосрочного прогноза. И набирали данные.

— Что легло в основу вашего способа предсказания землетрясений?

— Его основой стали исследования физических принципов работы старинных экзотических приборов, предсказывающих погоду, типа «Штормглас», и исследования физических силовых полей, провоцирующих биоритмы, характерные для всей живой природы.

— Совершенно неожиданный ход! Как же можно было распорядиться этими данными для прогнозов землетрясений?

— Установлено, что оптические свойства сложных органических веществ спонтанно изменяются в течение суток. Динамика изменений имеет несколько ярко выраженных максимумов и минимумов в течение суток. Часть их приходится на определенные часы. Другая часть связана с геофизическими явлениями, например, с восходом и заходом солнца. И часть носит стохастический характер. Причем, на эффект не влияли никакие металлические экраны.

— Что из этого следует?

— Описанные явления указывают, что так влиять на вещество датчика может только гравитационное поле, ведь лишь оно проникает сквозь все экраны. Мы использовали даже металлические камеры, вставленные одна в другую, как матрешки, что давало ослабление электрических и магнитных полей более чем в десять миллиардов раз (!), но, несмотря на это, динамика явлений не ослабевала.

Стало быть, в гораздо большей степени на вещество влияет не сумма потенциалов гравитационного поля от материальных объектов. Выявлялась некая особая характеристика, отражающая пространственную структуру поля, состоящую из максимумов и минимумов отдельных участков. Такая структура образуется в результате интерференции (наложения) множества излучателей. Подобная структура поля в оптике получила название голографической. В микрогравитации она называется конформационным полем.

— Какие вещества исследовались вами, если это не секрет?

— Исследуемые вещества представляют собой довольно обширный класс оптически активных веществ-изомеров — это глюкоза, скипидар, камфара и другие. Все они состоят из сильно асимметричных молекул. Ансамбли молекул в конформационном поле неизменно реагируют на изменения интерференционных структур этих полей.

Длительные непрерывные замеры оптических свойств растворов других изомеров дают наибольший эффект на восход и заход солнца. Установлена зависимость оптических свойств полимеров от движения Луны вокруг Земли. Выявлена зависимость между указанной их динамикой и микросейсмикой, направлением и силой ветра в районе расположения датчика — все это реакция вещества на изменения в структуре конформационного поля.

— Что же дали наблюдения за «бегущими волнами» пространства?

— Проведенные нами исследования позволили разработать способ краткосрочного прогноза землетрясений в районе расположения датчика. По изменению характеристик светового потока, прошедшего через вещество датчика, можно судить об упругих деформациях в земной коре и об объеме деформированного вещества. А поскольку разным участкам спектра соответствуют разные объемы вещества земной коры, то по изменению дисперсии измеряемой характеристики можно судить о времени начала катастрофы.

— Как вы узнаете о приближении того самого момента «Х»?

— В момент, когда дисперсия достигает 10% от среднего значения величины измеряемой характеристики, и происходит землетрясение. Объясняется это тем, что больший объем сильно деформированного вещества земной коры дает более четкую и сложную структуру конформационного поля. И датчик заявляет о предельных напряжениях в коре, которые приводят к пластическим деформациям, ведь структура конформационного поля меняется, это приводит к «размытости» или «дрожанию» верхней границы измеряемой величины.

— Сложно будет внедрять ваше изобретение?

— Радиус действия нашего прибора не превышает 75 км. Поэтому не менее трех станций нужно для региона с поперечником более ста километров: это Алматы с пригородом и с городами-спутниками — Каскеленом, Талгаром, Капчагаем и прилегающими к ним населенными пунктами. Их должны обслуживать три оператора. Для решения проблемы в республиканском масштабе станций нужно будет раз в десять больше. Наши предложения в Госкомитет поданы давно, но никаких решений по ним не принято.

— Сейчас вы продолжаете наблюдение за сейсмической активностью региона?

— В течение многих лет мы вели каждодневные замеры, и, в случае угрозы землетрясения, готовы были оповестить город вовремя. Но в последние годы эти наблюдения попросту вынуждены были прекратить.

— Логично ли прекращать эксперимент, когда накоплено столько материалов (я листаю бухгалтерские книги наблюдений с результатами расчетов)? Логично ли прекращать его, когда вы многократно утвердились в оптимальности метода?

— Конечно же, нет! Это дикость — отказаться от метода, когда буквально сидишь на бочке с порохом! Но программа требует финансовой и организационной поддержки, а ничего этого нет. Нашей собственной инициативы хватило на девять лет. И это немало.

— Да, немало, с этим не поспоришь. После девяти лет пристального внимания к проблеме, что вы можете сказать о сейсмической ситуации наших мест?

— По нашим наблюдениям, с ноября 1995 года энергия упругих деформаций тектонических плит в зоне, контролируемой прибором, возрастала даже до 14-16 класса. Это указывает на возможный класс будущего землетрясения, что соответствует 9-10 баллам. Процесс накопления энергии в плитах и ее выделение в результате землетрясений происходят одновременно. Но непрерывного возрастания энергии упругих деформаций в плитах не происходит. Иногда идет снижение благодаря происходящим землетрясениям. Однако надо учитывать, что декабрь-январь и июнь-июль для нашего региона всегда были обильны на землетрясения.

— А процент достоверности ваших прогнозов каков?

— Про процент достоверности в данном случае говорить не приходится потому, что есть прямая зависимость между дисперсией конформационного поля и землетрясением. Тут может быть только 100% достоверность.

— Несмотря на это, наших сейсмологов этот метод не заинтересовал? Вот уж поистине, нет пророка в своем отечестве! А как отнеслись к идее их зарубежные коллеги?

— Пересказывать отзывы не стану, хотя они есть. Хвалиться сегодня преждевременно. Лучше упомяну про последние достижения в этой области. Например, в Греции появилась система слежения за электромагнитными волнами. Проходя над зонами готовящихся землетрясений, они меняют параметры. То есть, предвестник землетрясения проявляет себя довольно высоко над поверхностью земли. Аналогичные системы действуют во Франции и в Китае.

Не менее интересны наблюдения, полученные на станции «Салют» в околоземном космическом пространстве. На высоте в 200 км перед началом землетрясения регистрируется изменение динамики потоков заряженных частиц. То же самое подтвердили эксперименты на спутнике «Метеор» на высоте в 1250 км.

— В том же русле — и ваш метод. Его внедрение представляется весьма своевременным.

— Главное, что он актуален — в регионе южной столицы сложилась очень серьезная сейсмическая ситуация. Неопределенность и невозможность точного краткосрочного прогнозирования на основе имеющихся в арсенале академической науки методов чревата большой бедой.

— Мне кажется, ваш метод должен найти поддержку, несмотря на инерцию системы, борьбу интересов и амбиции тех, кто «заказывает музыку». Не будем забывать о научном имидже государства, он базируется на научных идеях, рожденных на казахстанской земле. Их приоритет и широкомасштабное внедрение должно обеспечить государство. Надеюсь на это. Данная публикация — мой небольшой вклад в большое и нужное дело, которое сделано вами.

© Татьяна ВЛАДИМИРОВА
Опубликовано в газете «Страна и мир», 7 октября 2005 г.

© 1996 Lyakhov.KZ — Большая энциклопедия Казнета