Трагедия в Японии: Из-под земли, из-под воды

Землетрясение. Цунами. Трагические события в Японии глазами ученых: сила события, его причины и влияние на целую планету.

Днем в пятницу Японию поразило мощное землетрясение. Магнитуда его составила, по разным оценкам, от 8,9 до 9,1. Стоит заметить, что если сравнивать энергию события с прошлогодним разрушительным землетрясением на Гаити магнитудой 7,0 (читайте: «Катастрофа на острове«), исходя из формулы M = 2/3 (lgE – 11,8), где М – магнитуда и Е – энергия землетрясения в джоулях, то нынешнее окажется примерно в тысячу раз более мощным (10²⁵ против 10²² Дж). Землетрясение стало сильнейшим за всю историю Японии и одним из самых мощных за время сейсмических наблюдений – возможно, оно войдет даже в пятерку крупнейших.

По счастью, эпицентр на сей раз располагался в море, недалеко от побережья острова Хонсю. Но и недостаточно далеко, в 140 км от города Сендай с миллионным населением и в 370 км от Токио. Он пришелся на чрезвычайно активную зону Японского желоба, впадине глубиной в несколько километров, где под морским дном Тихоокеанская литосферная плита погружается под Охотскую. Зная опасность этой области, японцы уделяют большое внимание сейсмологическим исследованиям и технологиям, и итог события стал далеко не столь ужасным, как в прошлом году на Гаити.

Интересно, что само событие случилось в течение каких-нибудь суток после того, как на Солнце впервые за длительный срок была зафиксирована очень сильная активность. Накануне из солнечного пятна, получившего номер 1164, произошел мощный корональный выброс массы. Вещество устремилось в космос на скорости 2200 км/с – по этому показателю выброс оказался сильнейшим за последние примерно шесть лет. Заметная доля выброшенных заряженных частиц 8-9 марта достигла Земли и вызвала геомагнитную бурю. Вскоре Японию сотрясло.

В настоящее время нет общепринятого объяснения возникновения землетрясений, но некоторые специалисты полагают, что свою роль в этом может играть и солнечная активность, которая время от времени позволяет недрам Земли сбрасывать накопленную энергию деформаций, давления и температуры. Один из таких экспертов, американский метеоролог Кевин Мартин (Kevin Martin) полагает, что связь эта очевидна. Он говорит: «Множество прошлых землетрясений также совпадали по времени с солнечными вспышками… Возможно, в Японии ничего бы не случилось, не произойди на Солнце этот выброс вещества».

Так ли это на самом деле, сказать сегодня невозможно, но землетрясение приобрело действительно глобальный масштаб. По расчетам геофизика из JPL Ричарда Гросса (Richard Gross), в результате произошедшего перераспределения масс произошло смещение оси вращения Земли – точнее говоря, той линии, вокруг которой сбалансирована масса планеты. Сдвинувшись примерно на 0,15 м, она привела к тому, что скорость вращения Земли увеличилась, и продолжительность суток сократилась на 1,6 мкс. Как полагает Гросс, подобные влияния вообще характерны для землетрясений такого уровня – нынешнее проявило себя несколько сильнее, чем прошлогоднее мощное сотрясение в Чили (1,26 мкс – читайте: «Чилийское потрясение«), но заметно слабее, чем землетрясение на Суматре в 2004 г., когда сутки сократились на 6,8 мкс.

К сожалению, землетрясением все не ограничилось. Сотрясение моря привело к появлению волн цунами. Волны, достигавшие 10-метровой высоты, накрыли прибрежные области Японии. Цунами быстро распространилось по всему Тихому океану – волны его способны двигаться со скоростью хорошего авиалайнера, до 850 км/ч, и хотя при приближении берега замедляются, зато набирают высоту. Волновые валы достигли практически всей береговой линии океана, от Камчатки до Новой Зеландии, от Индонезии до США.

Эти ужасные события с новой остротой ставят вопрос о возможностях предсказания землетрясений. На сегодня Япония обладает самой развитой системой предупреждения о землетрясениях в мире, объединяющей более 1 тыс. сейсмографов, расположенных по всей стране. Вместе они способны заметить даже мельчайшую дрожь, в автоматическом режиме обработать данные и выслать предупреждения самым «сейсмоопасным» службам – железным дорогам, электростанциям, промышленным предприятиям, давая им некоторое время для того, чтобы замедлить скорость движения поездов, перекрыть подачу газа в трубопроводы и т.д. Параллельно предупреждения передаются по телевидению, через Интернет и рассылкой SMS на местные мобильные телефоны.

Действительно, сейсмографы в Японии зафиксировали первичные Р-волны и моментально рассчитали местоположение эпицентра. Спустя какие-то мгновения должны были прийти более мощные S-волны. У системы заняло около десяти секунд на то, чтобы оценить опасность надвигающегося землетрясения. При обычной скорости распространения вторичных S-волн порядка 4 км/с они должны были достичь Токио примерно за 90 с.

Такова – увы – сила предсказаний на данном этапе: 80 секунд было у жителей японской столицы на то, чтобы предпринять какие-то экстренные действия. Что за это время можно сделать? На самом деле, не так уж и мало. Можно остановить лифт и выйти из него, остановить машину и припарковаться у обочины, прекратить процедуры и операции в больницах… 

На появление цунами времени потребовалось больше. Правительство страны выпустило официальное предупреждение о его приближении несколько минут спустя после удара землетрясения, и лишь после того, как специализированные компьютерные системы в самой Японии и в США предварительно обсчитали предстоящее событие. Выступать с предупреждениями попусту правительство не стало, чтобы не подрывать доверие людей к подобного рода выступлениям. Итак, только оценив силу толчков, расположение эпицентра, ожидаемые деформации дна и его смещения, и так далее, и так далее, ученые подтвердили: цунами будет, и будет мощным.

Несмотря на все разрушения, причиненные волной, они были бы гораздо больше, если б система не сработала. Жители прибрежных регионов Японии получили предупреждение за 15 минут до этого, а Токио – более 40 минут. И в целом страна пострадала совсем не так значительно, как можно было бы ожидать. После разрушительного землетрясения 1995 г. в Кобе были сделаны самые серьезные выводы, которые при этом сказались и на практике. В Японии действуют весьма жесткие требования к сейсмоустойчивости зданий и других сооружений. По словам геофизика Стефана Ронденэя (Stephane Rondenay), «Удар пришелся по стране, лучше кого бы то в мире готовой к землетрясениям».

О довольно неожиданном (и пока не доказанном) методе предсказывания землетрясений читайте в нашей заметке «Раннее предупреждение«.