Как жить в сейсмоопасной местности?

На картах сейсмической угрозы зона вдоль всего тихоокеанского побережья залита красным цветом. Это и не странно, поскольку именно там пролегают линии основных разломов и стыкуются тектонические плиты. Имеется 82-процентная вероятность, что в течение ближайших 30 лет где-то под Южной Калифорнией произойдет землетрясение силой не менее 7 баллов. Именно этот штат обречен понести три четверти ущерба, запрогнозированного на все национальные потери от землетрясений.

Но американцам следует помнить, что землетрясения угрожают не только Калифорнии. В августе 2011 года толчок силой 5,8 балла постиг город Ричмонд, штат Виргиния. Землетрясение, которое люди почувствовали на всем пространстве от Джорджии до Квебека, было в этих краях самым сильным за все последнее столетие. На базе новых палеосейсмических данных и более сложной методики компьютерного прогнозирования Геологическая служба США (USGS) создает новые, более точные карты сейсмического риска, где красная заливка ограничивается не столь обширными зонами и концентрируется в таких участках, как, например, зона субдукции Каскадия неподалеку от северо-западного тихоокеанского побережья, разлом Уасатч рядом с Солт-Лейк-Сити и сейсмическая зона Нью-Мадрид, простирающаяся от южного Иллинойса в глубь Арканзаса (именно здесь в 1811—1812 годах были отмечены землетрясения с магнитудой 7). Последним землетрясением в регионе Лос-Анджелеса, повлекшим серьезные последствия, можно считать толчок в Нортридже магнитудой 6,7. Тогда, в 1994 году, погибло 57 человек, а материальный ущерб составил $20 млрд.

Прослужив более тридцати лет в Калифорнийском технологическом институте, сейсмолог Том Хитон стяжал себе репутацию научного диссидента, способного одерживать верх в дискуссиях как по геофизическим, так и по техническим вопросам. Я обратилась к нему в надежде, что он вооружит меня необходимым арсеналом бесспорных фактов и веских аргументов, с помощью которых можно было бы реально оценить вероятность грозящих всем нам землетрясений. Однако, вместо того чтобы дать прямой ответ, Хитон откинулся в кресле и поглядел на меня веселыми глазами, в которых читалось, что этот вопрос он слышал уже тысячу раз. «Лучше спросите меня, когда начнется война или какова вероятность возникновения эпидемий, — сказал он. — Глядя на статистическое распределение сейсмических катастроф, мы видим, что это крайне редкие события, но каждое из них может приобрести исключительное значение».

Как говорит Хитон, статистика сейсмических событий на территории США не дает нам фактического материала, который позволил бы предсказывать будущие землетрясения. «В течение всего последнего столетия людские потери от землетрясений измерялись в сотнях человек. Однако вспомним катастрофу 1906 года, когда крупнейший город на Западе США был, по сути дела, стерт с лица земли. А ведь сейчас мы даже не смогли бы себе представить, что это значит — потерять целый город из нашей первой десятки. Кто-то может заявлять, что подобные вещи в принципе не могут происходить. А вот на мой взгляд, никто вообще не вправе делать на эту тему какие бы то ни было категорические заявления».

После этого я спросила Хитона, что он думает о страховании недвижимости на случай землетрясения. В ответ он только улыбнулся. «Все прогнозы землетрясений принято формулировать на временной интервал в 30 лет, — сказал он, — точно такой же, какой общепринят для закладных на недвижимость». Хитон по своей работе всю жизнь был тесно связан со сложнейшими расчетами, лежащими в основе подобных статистических вычислений. Да, конечно, все эти численные показатели помогают гражданам оценивать приемлемый для них риск, а строителям — устанавливать нормативы безопасности. Но с другой стороны, кто как не он имеет право с полной ответственностью говорить о том, насколько расплывчаты все эти цифры и сделанные на их основании выводы. «Сколько раз мне доводилось засыпать, положив голову на все эти таблицы и графики, — говорит он. — Мы, специалисты, бодаемся друг с другом до последнего, и все равно все эти выводы имеют под собой тысячи произвольных допущений». Да и землетрясение силой в 7 баллов в одних случаях будет представлять собой катастрофу, уничтожающую целые города, а в других — забавное происшествие, о котором приятно рассказать в кругу друзей. Все зависит от времени, места и многих других обстоятельств.

Думая о землетрясениях, мы больше всего переживаем за нашу недвижимость — а зря, поскольку она оказывается наименее уязвима. Это, по крайней мере, относится к семейным особнякам на деревянном каркасе — таким, в каком живу я или Хитон. «Деревянные дома исключительно стойки к воздействию землетрясений», — говорит Хитон. Гораздо более опасными следует считать кирпичные дома, в которых не предусмотрено каких-либо специальных мер противосейсмического усиления, и постройки из материала, который инженеры называют непластичным бетоном. Если бы землетрясение в Нортридже произошло не в 4:30 утра, а во время рабочего дня, жертв, как показывают специальные исследования, было бы в 20−30 раз больше. Тот же принцип останется в силе, когда к нам придет неотвратимый «час Х», то есть когда страну сотрясет катастрофа мирового масштаба.

Как мне рассказала Мэри Комерио, профессор архитектуры в Университете штата Калифорния в Беркли, количество зданий, представляющих потенциальную угрозу, в Лос-Анджелесе гораздо меньше, чем во многих других городах. «В Лос-Анджелесе действует очень агрессивная программа обновления общественных зданий. Согласно этой программе, практически все общественные здания города должны либо исчезнуть, либо подвергнуться весьма существенной реконструкции». При этом правила застройки подразумевают, что во всякую подобную реконструкцию должно быть заложено повышение сейсмозащиты.

Благодаря всем этим мерам Лос-Анджелес, бурно растущий город, нацеленный в будущее, стал весьма безопасным местом для жизни.

«В настоящее время, — объяснил мне инженер-сейсмолог Аарон Рейнольдс, компания которого занимается проектированием больниц и школ, а также реконструирует старые здания с целью повышения их сейсмобезопасности, — источником основных проблем уже являются не сами несущие конструкции, а разного типа трубопроводы и кабели. Современные здания в своей массе отлично подготовлены к тому, чтобы встретить сейсмическую катастрофу». Поглядывая то на блистающие металлические паруса Фрэнка Гери, то на глыбы небоскребов городского бизнес-центра, Рейнольдс добавляет: «Я не допускаю мысли, что хоть одно из них может рухнуть».

Мы прошли несколько кварталов до Темпл-стрит и похожего на крепость городского кафедрального собора. Рейнольдс останавливается в паре метров от наружной стены и указывает на глубокую щель, разрезающую тротуар. Это граница бетонированной траншеи шириной несколько метров, окружающей фундамент старого здания. Прямо на своем айпэде он вчерне набрасывает эскизик конструкции. Весь бетонный монолит покоится на резиновых цилиндрах — «фундаментных изоляторах»; они, подобно автомобильной подвеске, защищают всю конструкцию от толчков и сдвигов. Во время землетрясения эти изоляторы должны поглотить основную часть разрушительной энергии. Бетонная конструкция, окруженная траншеей, способна сдвигаться в любую сторону более чем на метр, а вместе с ней будет сдвигаться и все здание. «Весьма популярны шутки, что в любых катастрофах пьяные пребывают под покровительством высших сил, — рассказывает Рейнольдс. — За этим стоят вполне материалистические наблюдения. Трезвый человек с большей вероятностью получит травму, так как в момент опасности он склонен напрягать все свои мышцы, в то время как пьяный встречает опасность в полном расслаблении. Здесь работает та же аналогия. Существенная доля сейсмической энергии, проникая в слишком жесткое здание, разряжается в узлах его конструкции. А вот вставляя в его фундамент эластичные элементы, мы создаем каналы для отвода опасных напряжений».

В дни, последовавшие за японской катастрофой, я много слышала о том, что у японцев имелась самая продвинутая в мире система раннего оповещения о сейсмической опасности. Огромная сеть сейсмодатчиков автоматически формировала сигналы на торможение скоростных поездов, отключение электростанций, рассылку по телефонным и компьютерным сетям сообщений о начинающейся катастрофе. Обычно время опережения для таких аварийных экстренных мер составляет всего лишь десятки секунд — столько, сколько проходит между началом сдвига в зоне разлома и моментом, когда сейсмические волны достигнут крупных населенных пунктов. Это немного, но может быть достаточно, чтобы спасти многие человеческие жизни.

Ученые уже несколько десятилетий обсуждают возможность установки такой сети раннего оповещения в штате Калифорния, однако для реализации этого проекта не хватает политической воли. Возможно, общество не готово к таким мерам, так как сохраняет надежду на то, что когда-нибудь будут разработаны способы абсолютно точных и достоверных предсказаний. Если вынести за скобки газетные россказни о домашних животных, наделенных даром предвидения, никто, кроме этих мифических существ, так и не сумел достоверно предсказать ни одно серьезное землетрясение. Адекватная система раннего оповещения — наша единственная надежда, однако и здесь у нас мало оснований для оптимизма. Специалисты считают, что выделенные на такую программу средства материализуются в работающую систему не раньше, чем нас без предупреждения посетит еще одно катастрофическое землетрясение. «Посмотрите на историю внедрения таких систем в других странах, — говорит сейсмолог из USGS (Геологической службы США) Дуг Дживен. — Все они организованы в качестве экстренного ответа на какую-нибудь катастрофу. В Мексике- после того как в 1985 году землетрясение унесло 9500человеческих жизней. В Японии — после землетрясения в Кобе, когда в 1995 году погибло 6400 человек».

Офис Элизабет Кочран расположен на кампусе Калтеха в пяти минутах ходьбы от офиса Хитона. Кочран является создателем сети Quake-Catcher Network, проекта в духе «науки на общественных началах». Согласно этой идее тысячи добровольцев закрепляют на корпусах своих стационарных настольных компьютеров особые сейсмодатчики — каждый размером со спичечный коробок. Сигналы от всех датчиков, действующих, когда включен ваш компьютер, выведены в интернет и поступают в единую диспетчерскую. Теперь, если достаточно большое количество таких датчиков, расположенных в границах одного района, одновременно фиксируют колебания или толчки похожего характера, у вас будут основания предположить, что это не случайные сотрясения того или иного системного блока, а регистрация реального землетрясения.

Буквально за день до моего визита к северу от Сан-Франциско имело место землетрясение магнитудой 4,0. С запозданием всего в восемь секунд система Quake-Catcher выдала свой результат — 3,7. Согласитесь, точность совпадения не такая уж и плохая. «Наши расчеты строятся на том, что когда-нибудь все наконец признают, что эта система выдает вполне достоверную информацию, и тогда данные Quake-Catcher будут направлены непосредственно в систему раннего оповещения», — говорит Кочран. После каждого землетрясения сейсмологи составляют его карту, на которой должны быть отмечены амплитуды смещения земной поверхности в разных точках. «Сейчас такие карты строятся на основе весьма смелых интерполяций, — говорит Кочран. — Если одна сейсмостанция отстоит от другой на 50 км, все показатели смещений для промежуточных точек оказываются высосаны из пальца». Достаточно густая сеть из датчиков Quake-Catcher, выведенных непосредственно в интернет, может радикально повысить разрешение подобных карт, выдавая конкретные указания, куда следует первым делом послать отряды спасателей.

«В нашем мире полно вещей, которых мы так до конца и не понимаем, — говорит Хитон, — но это не значит, что нужно опустить руки и сказать, что поражение неизбежно и все равно мы когда-нибудь умрем». Вовсе нет. Это всего лишь значит, что мы будем строить более надежные дома. Мы будем готовить наши жилища и наши семьи к подобным напастям и будем удовлетворяться надеждой, что, готовясь к худшему, мы в случае беды окажемся в числе тех, кто оказывает помощь, а не в числе тех, кто ждет эту помощь от других.