Земля уходит из-под ног

Сейсмологи пока не научились предсказывать землетрясения. Но работы в этом направлении продолжаются — иного выхода у человечества нет. Одно из перспективных направлений — изучение поведения животных

Земля уходит из-под ног

В последнее время планету трясет особенно часто. За последние месяцы произошли крупные землетрясения на Гаити, в Чили и Мексике, унесшие жизни тысяч и десятков тысяч человек. После таких катастроф всегда становится актуальным вопрос, можно ли предсказать землетрясения. Год назад в итальянском городе Аквила подземные толчки унесли жизни 308 человек. После этого итальянские правительственные чиновники, ставшие объектом обвинений в некомпетентности и неспособности предотвратить человеческие жертвы, заявили, что современные научные методы не позволяют определять время и место будущего землетрясения. Однако часть ученых-сейсмологов уверена в обратном — предсказать землетрясение можно.

Для юго-восточных районов Казахстана, особенно для Алматы, города, испытавшего в прошлом два разрушительных землетрясения, вопрос о возможности предсказания новых землетрясений более чем актуален. Бэлла Серазетдинова, ведущий научный сотрудник лаборатории комплексного прогноза землетрясений Института сейсмологии МОН РК, считает, что наблюдение за поведением животных и его оперативный анализ способны сделать такое предсказание не только возможным, но и достаточно точным.

— Как давно сейсмобиология стала компонентом сейсмологии и сейсмологических исследований в мире и в Казахстане?

— Необычное поведение животных накануне сильных землетрясений люди замечали давно. Но на научной основе и в систематизированном виде изучением этого явления фактически не занимались до недавнего времени. Все ограничивалось сведениями о том, что накануне сильного землетрясения какие-то животные начали убегать из опасной зоны, население настораживалось, потом рассказы об этом передавались из поколения в поколение.

Впервые известный исследователь Средней Азии Иван Мушкетов очень хорошо описал странное поведение животных накануне верненского землетрясения 1887 года: лошади не брали корм и обнаруживали удивительное беспокойство; местами их с трудом удерживали на дворах; рогатый скот, особенно коровы, также были «не в себе»; а свиньи бросались со дворов и их приходилось запирать; такое же тревожное состояние наблюдалось у собак. По сведениям очевидцев, накануне землетрясения во многие дома через открытые окна влетали ласточки, воробьи, голуби. Лошади, коровы, собаки за несколько минут до первых ударов землетрясения предчувствовали близость катастрофы и дрожали в ужасе; при сильных ударах ужас их сделался непреодолимым — лошади перескакивали через заборы и мчались по улицам, другие животные с неестественной силой порвали свои привязи. В соседних селениях — Талгаре, Каскелене, Карасуском районе и в киргизских аулах люди замечали то же самое на своих табунах лошадей. Такие сведения можно считать началом сейсмобиологических наблюдений, однако основанные на рассказах очевидцев, они еще не были научными. Это были просто наблюдения людей, живущих в сейсмоопасных зонах.

— Когда изучением поведения животных занялись ученые-сейсмологи?

— В СССР были попытки создания микрополигонов в Крыму и на Кавказе, но все такие проекты были недолговечными. Как научное направление сейсмобиология в Казахстане сформировалась в 1988 году, было издано постановление президиума Академии наук Казахской ССР о необходимости создания биополигонов вокруг Алма-Аты, предназначенных вести наблюдения за поведением тех видов животных, которые обитают в сейсмически активной зоне, и разработать научные основы прогнозирования землетрясения по биологическим данным.

Созданию биополигона большое внимание придало правительство РК и руководство Алматы. Впервые в мировой практике была создана сеть биостационаров, оснащенных наиболее чувствительными к природным явлениям животными. Благодаря акимату были построены помещения для животных и обслуживающего персонала. В Институте сейсмологии была создана лаборатория сейсмобиологии. На сети станций биополигона организованы регулярные наблюдения (сейсмобиомониторинг) за поведением различных животных. На базе многолетних материалов установлены необычные явления в поведении животных, не только связанные с сейсмическими процессами, но и с внешними (внеземными) факторами. Разработана методика классификации таких феноменов на полезные и шумы. Установлены основные причины возникновения полезной биологической информации. Разработана теоретическая основа метода краткосрочного прогноза землетрясений. Наиболее ранние признаки в изменении поведения животных обусловлены воздействием на них электромагнитных явлений, поступающих из очагов сильных и разрушительных землетрясений. Сравнивая информацию об аномальном поведении животных, находящихся в сейсмоопасной зоне, с геофизическими и сейсмологическими данными, составляется прогноз землетрясений.

Чуткое ухо

— Но если полигон находится под Алматы, значит, предсказания землетрясений возможны только в этом районе?

— Прогноз землетрясений делается на тот регион, который обеспечен сетью наблюдений. Землетрясения делятся на катастрофические, разрушительные, землетрясения средней силы и слабые. Слабых землетрясений в Алматы происходит более шести тысяч в год. Они говорят об активной геодинамической жизни в земной коре.

— Тогда животные в Алматы должны просто постоянно сходить с ума…

— Животными такие землетрясения обычно не ощущаются. В зависимости от силы толчков меняется и расстояние, на котором животными улавливается будущий очаг землетрясения в период его подготовки.

Как правило, животные реагируют на последней стадии процесса подготовки землетрясения, который характеризуется появлением микротрещин, трещин. Последние, объединяясь в более крупные, формируют разрывы, сейсмодислокации, как говорят геофизики, то есть в земной коре идут процессы, направленные на разрушение структур и выброс большого количества энергии.

Землетрясения меньшей силы, соответственно, улавливаются на меньшем расстоянии от очага. Например, сейсмические события с магнитудой 4, которые у нас нередко происходят и не представляют угрозы, животными улавливаются на расстоянии 100—150 километров от очага. Разрушительные землетрясения в процессе подготовки вызывают изменения в активности животных на расстоянии до 400 километров от будущего эпицентра.

— А чем магнитуда отличается от баллов?

— Магнитуда указывает сейсмическую энергию, выделившуюся при землетрясении. Чем больше магнитуда, тем больше интенсивность воздействия, рассчитываемая в баллах. Хотя, конечно, многое зависит от глубины, на которой находится эпицентр. Так, в Ташкенте (1966 г.) неглубокое землетрясение при небольшой магнитуде вызвало значительную площадь разрушений. Если глубина гипоцентра значительная, то разрушения меньше. Недавнее землетрясение в районе Текели было поверхностным, поэтому зона сотрясаемости была большая. Взаимосвязаны три характеристики — глубина, энергия (магнитуда) и баллы (эффект на поверхности).

Земля под колпаком

[inc pk='1513' service='media']

— А что дают эти наблюдения для предсказания землетрясений?

— Мы ведь работаем не изолированно от других направлений исследований — сейсмологии, геофизики, гидрогеологии. В программу расчета комплексного параметра закладываются данные о состоянии деформационного, магнитного полей, гидрогеологических параметров (уровень воды в скважинах) и прочее. Эти наблюдения ведутся на более густой сети станций. Если по нескольким методам наблюдений на каких-то станциях улавливаются аномалии и комплексный параметр выдает это, то направление возможного очага определено. И если сейсмобиополигон срабатывает, допустим, в радиусе 150 километров, то геофизические методы уточняют направление. Сопоставляя все эти данные, мы можем выйти на направление и понять, как пространственно может быть расположен очаг.

Мы работаем на стыке многих наук — физики, математики, геофизики и учитываем все многообразие внешних факторов, которое может изменить состояние тектоносферы в период подготовки землетрясения, и состояние биосферы. В комплексе эти все факторы входят в круг задач и компетенции сейсмобиологии.

— Это все тоже связано с землетрясением?

— Да. Допустим, в земной коре идет подготовка. Земная кора как макроструктура состоит из многих неоднородностей — тектонических, геодинамических, геофизических. В ней процессы формирования очагов происходят постоянно. Сейсмическая активность не затухает. И когда участок коры готов к землетрясению, то малейшая активность извне, например вспышки на солнце, может выступить в роли триггера, спускового крючка. Маленький фактор ускоряет образование трещин, а при их образовании выделяется электромагнитная энергия. Животные улавливают акустические, электромагнитные поля и начинают проявлять необычные вариации поведения на макроуровне. Животные просто убегают из опасных мест.

На биополигоне все виды наблюдений проводятся круглосуточно сотрудниками сейсмологической опытно-методической экспедиции (СОМЭ МОН РК). Здесь содержится около 300 животных. Это млекопитающие, птицы, рыбы, пресмыкающиеся. Но наиболее чувствительны рептилии — ящерицы, змеи. Они обладают механическими рецепторами, которые расположены на брюшной части тела. Это дает им возможность за 35—40 дней до сильного землетрясения с магнитудой 7 баллов и выше улавливать сигналы из очага. А поскольку на биосферу оказывают воздействие и космические факторы, то нам надо понять, насколько наблюдаемые реакции обусловлены сейсмикой, а  насколько другими факторами. Поэтому мы без союза с геофизиками не проживем, и на одних биологических данных прогноз дать не сможем. Точнее, сможем лишь на последней стадии, когда животные уже побежали — но это происходит уже за несколько суток или часов, когда возникли акустические сигналы.

Например, голуби за трое суток до землетрясения исчезают, улетают с полигона. После того, как протрясло, они снова возвращаются. Вероятно, они реагируют на изменения магнитного поля, обладая магнитокомпасной ориентацией. В их теле содержатся микрочастицы магнетита (минерала с сильными магнитными свойствами).

Накануне байсорунского землетрясения в 1990 году кролики за трое суток начали рыть дополнительные выходы из своих нор.

Самый информативный признак — биоритмы. Нарушение биоритмов — первый сигнал к тому, что необходимо проследить за изменениями поведения на более тонком уровне.

И мое сердце остановилось…

— А люди способны чувствовать землетрясение?

— Только люди с нарушениями психики и новорожденные младенцы. На них не давит социальный фактор, который у обычных людей стирает способность к улавливанию тонких природных изменений. У младенцев наблюдались поведенческие аномалии — они кричат, отказываются от кормления.

— Скажите, а чувство страха, которое возникает у людей во время землетрясений, оно имеет ту же природу, что и аномальное поведение животных?

— Да. На них действуют электромагнитные поля, которые возникают при геодинамических процессах. Мы проводили эксперимент по воздействию инфразвука на активность волнистых попугайчиков. Птицы помещались в изолированные затененные клетки. А экспериментаторы находились рядом. Так вот, воздействие низкоакустических сигналов вызывало ужасное состояние. Хочется бежать, кричать. Это даже не тревога, это ужас, это что-то на грани бешенства. Неконтролируемые чувства. У кого-то стало плохо с сердцем, у некоторых экспериментаторов началась тахикардия. Мы потом долго приходили в себя.

А вот в Ташкенте была получена статистика меняющегося самочувствия людей на данных «скорой помощи» — и до, и после землетрясения. Там работала специальная группа при институте сейсмологии. А потом как-то все распалось…

[inc pk='1514' service='media']

— Почему?

— Обычная история — нет финансирования, а на голом энтузиазме далеко не уедешь. Нам повезло, что Академия наук работала в то время вместе с горкомом, горисполкомом, и там на каждом совещании требовали активизации работы сейсмологов, применения различных методов. Были приняты правительственные постановления, в которых говорилось, что надо развивать сейсмобиологию, строить биополигоны. В них прямо указывалось, какая организация что должна сделать. Например, «Казселезащита» должна построить такие-то объекты. Конечно, мне в свое время пришлось много побегать по разным инстанциям, много времени ушло на разные согласования — проектирование, отвод земли, водопровод, электричество, телефонную связь.

Потом завезли животных, надо было унифицировать методики, сделать так, чтобы наблюдения велись синхронно. Долго добивались признания от геофизиков и взаимопонимания с ними. Постепенно все же пришли к пониманию, что без биологии не обойтись. Конечно, правительство нам сильно помогло.

— И что сегодня получает от вас правительство? Вы взаимодействуете с Министерством по чрезвычайным ситуациям?

— Да, мы даем информацию о степени сейсмической опасности района. Она учитывается при составлении краткосрочного прогноза землетрясений. Наш институт представляет заключение (прогноз) в Министерство по ЧС.

— А были ли какие-то примеры точного предсказания землетрясений?

— К счастью, разрушительных землетрясений в Казахстане со дня создания сейсмобиомониторинга не было. Не было аномальных явлений в поведении животных, указывающих на возможность (вероятность) возникновения сильных землетрясений.

Быть чутче

— В каком направлении происходит развитие сейсмобиологии? Что может сегодняшний сейсмобиолог такого, что он не мог 10 лет назад?

— Накопленный нами опыт показывает, что сейсмобиология может быть использована как один из основных методов краткосрочного и оперативного прогнозов землетрясений. Совершенно ясно, что сеть сейсмобиомониторингов должна быть создана с учетом необходимости обеспечить безопасность населения от последствий разрушительных землетрясений. Причем пункты сейсмобиомониторинга необходимо оснастить современной измерительной аппаратурой, аппаратурой для сбора информации и передачи ее в реальном времени в лабораторию для обработки. Для реализации этих крупных мероприятий требуется поддержка со стороны правительства.

— За время существования вашей лаборатории и биополигона разрушительных землетрясений в Казахстане не происходило. А в других странах есть примеры предсказания землетрясений и соответствующих действий властей?

— Да, такой пример есть. В Китае 9 февраля 1975 года произошло Хайченское землетрясение. Магнитуда 7,3. За полтора месяца стали поступать сведения от крестьян о том, что повысился уровень воды. Змеи вышли из состояния спячки, их находили замерзшими на снегу. Тогда из всей совокупности замеченных аномалий биологические признаки составили около 70%. Людей постарались разными способами вывести из домов. В результате город был разрушен, а люди спасены.

— Когда-то шахтеры брали с собой в шахты канареек, реагирующих на метан. Сейчас этого уже нет. Можно ли предположить, что со временем вместо биопредвестников будут использоваться какие-то приборы, дающие ту же информацию, что аномальное поведение животных?

— Животные — часть биосферы. А биосфера — одна из оболочек Земли, геосфер, наряду с магнитосферой, атмосферой. И все эти геосферы эволюционировали под воздействием различных факторов. У животных в процессе эволюции появились очень тонкие рецепторы. Они до сих пор не изучены. Есть информация об электрорецепторах, механорецепторах, терморецепторах. Это то, что можно промерять, следовательно, как вы сказали, заменить какими-то приборами. Может быть, с развитием нанотехнологий можно будет использовать какие-то метки, локусы.

Организм реагирует, когда он подготовлен. Ежедневно в биообъектах происходят адаптационные реакции. В пределах физиологического фона все эти показатели варьируют, но сохраняется какое-то постоянство внутренней среды, гомеостаз всех систем. А потом вдруг добавился какой-то новый фактор — и организм уже выходит за уровень адаптационных перестроек. И, может быть, на микроуровне в организме будет больше процессов катаболизма, разрушения, чем процессов анаболизма, восстановления. Словом, происходят поломки на тонком уровне, и организм уже иначе реагирует на те же поля, ту же акустику. То есть он подготовлен к тому, чтобы принять это все на другом уровне.

В любом случае без биосферы нам не обойтись. Она развивалась вместе с Землей, и ее реакция, ее отклик для нас важны. Что-то мы уже начинаем понимать, хотя до сих пор и в сейсмобиологии, как и в сейсмологии в целом, больше вопросов, чем ответов.

Фото Азиза Мамирова

Статьи по теме:
Казахстан

От практики к теории

Состоялась презентация книги «Общая теория управления», первого отечественного опыта построения теории менеджмента

Тема недели

Из огня да в колею

Итоги и ключевые тренды 1991–2016‑го, которые будут влиять на Казахстан в 2017–2041‑м

Казахстан

Не победить, а минимизировать

В Казахстане бизнес-сообщество призывают активнее включиться в борьбу с коррупцией, но начать эту борьбу предлагают с самих себя

Международный бизнес

Интернет больших вещей

Освоение IoT в промышленности позволит компаниям совершить рывок в производительности