Виклик Не природа винна
Валентин Уломов
Аннотація
За кількістю жертв, матеріальними збитками та деструктивним впливом на середовище проживання людини землетруси займають одне з перших місць серед інших природних катастроф. Вони виникають раптово, і це ще більше посилює їх руйнівні наслідки. Передбачити час виникнення землетрусів, а тим більше запобігти їх поки що неможливо. Необхідно шукати інші шляхи для зниження шкоди від цих стихійних лих. Першим і найвідповідальнішим кроком у цьому напрямі має бути уважне вивчення сейсмічного клімату території, її професійне районування за рівнем сейсмічної небезпеки та надійне будівництво сейсмостійкості.
У ніч з 27 на 28 травня 1995 року на півночі острова Сахалін стався дуже сильний землетрус. Його магнітуда за шкалою Ріхтера виявилася щонайменше 7.5. Осередок землетрусу був розташований на глибині 15–20 км від земної поверхні. В епіцентральній зоні сейсмічні струси досягали 9-10 балів за 12-бальною макросейсмічною шкалою MSK-64. Цей землетрус був найруйнівнішим із відомих на території України. Сталося ж воно в 6–7-бальній зоні за офіційною нормативною картою загального сейсмічного районування (ОСР) території країни, що діяла тоді, — ОСР-78, зразка 1978 р.
Місто, якого немає
Найближче до епіцентру селище міського типу Нафтогорськ практично повністю було знищено, а потім і зовсім було видалено з адміністративної карти Сахаліну. У Нефтегорську повністю впали 18 житлових п'ятиповерхових будинків, збудованих у 1960-ті роки без будь-яких антисейсмічних заходів, з явною метою здешевлення будівництва… Удар підземнийстихії не витримали саме ті великоблочні будинки, які були призначені для сейсмонебезпечних районів. Вони розсипалися цілком, живцем поховавши під собою своїх мешканців (фото, рис. 1). Загинуло понад 2000 людей. Фасади будинків, розрахованих навіть на 6-7-бальні сейсмічні дії, встояли, але будинки стали абсолютно непридатними для житла.
Люди загинули через низьку якість будівництва та безграмотну поведінку під час землетрусу. Не відзначилися на краще і сейсмологи тих років. На рис. 2 наведено фрагменти карт загального сейсмічного районування території колишнього СРСР, призначених для того, щоб забезпечувати інформацією будівельну галузь, та оновлюваних кожне десятиліття. Першу таку карту було створено 1937 р. у Сейсмологічному інституті АН СРСР (нині ІФЗ РАН).
Як видно із рис. 2, карти 1957, 1962, 1968 і 1978 років через недостатні сейсмологічні знання та вихідні дані, а також у зв'язку з розбіжністю на думці їх укладачів істотно відрізнялися в оцінках сейсмічної небезпеки. У одних випадках ці оцінки підвищувалися, за іншими сейсмічна гроза недооцінювалася. Виниклі згодом Нафтогорське 1995 і Вуглегірське 2000 землетрусу на 2-3 бали перевищили оцінки сейсмічної небезпеки, зазначені на цих картах.
Однією з головних причин недостатньої якості карт було відсутність загальноприйнятої методології їх побудови. Кожен регіон та кожна союзна республіка, які у сейсмоактивних районах, становили у роки свої карти, які потім практично механічно з'єднувалися у Москві єдину карту ОСР країни.
Всі ці карти були детерміністськими, не враховували особливостей сейсмічного режиму у кожному регіоні.
Ще до завершення робіт зі створення у 1991-1997 роках. комплекту нових нормативних карт загального сейсмічного районування ОСР-97 [1], за завданням директивних органів в оперативному порядку було складено Тимчасову схему сейсмічного районування Сахаліну – ВС-95 (відп. ред. В.І. Уломов та А.І. Іващенко), згідно з якою 6-7-бальна зона на колишній карті ОСР-78 була переведена в 9-бальну зону сейсмічної небезпеки. Ці ж оцінки потім були підтверджені і новими картами ОСР-97, яким цього разу не суперечив і 9-бальний Вуглегірський землетрус, який стався через три роки після їх створення.
Слідом за Спітакським землетрусом у різних регіонах колишнього СРСР одне за одним виникли й інші аналогічні землетруси, які також на 2-3 бали перевищили оцінку сейсмічної інтенсивності, вказану на карті ОСР-78, що не виправдала себе. Це були Зайсанський землетрус 1990 р. – в Казахстані, Рачинське 1991 р. – у Грузії, Сусамирське 1992 р. – у Киргизії, Хаїлінське 1991 р. і згадане вище Нефтегорське 1995 р. – в Укаїні (в Коряки та на.).
Сейсмічність України
Територія Укаїни в сейсмічному відношенні належить Північній Євразії, сейсмічність якої обумовлена інтенсивною геодинамічною взаємодією кількох великих літосферних плит Землі: Євроазіатської, Аравійської, Індо-Австралійської, Китайської, Тихоокеанської, Північно-Американської та Охотоморської. Найбільш геодинамічно рухливими та найбільш сейсмонебезпечними є межі між плитами. Уздовж таких кордонів розташовані Курили, Сахалін, всі острови Японії та багато інших регіонів світу (рис. 3, 4).
Порівняно з іншими країнами світу, розташованими в сейсмоактивних регіонах Землі, територія України в цілому характеризується помірною сейсмічності. Виняток становлять південь європейської частини країни, весь південь Сибіру та Далекий Схід, де інтенсивність сейсмічних струсу досягає 8-9, 9-10 і більше балів. Певну загрозу становлять і 6-7-бальні зони у густозаселеній європейській частині країни.
Переважна кількість вогнищ землетрусів зосереджена у верхній частині земної кори на глибинах до 15-20 км. Найглибшими (до 650 км) осередками характеризується Курило-Камчатська зона. Довжина розриву порід у вогнищах землетрусів із М=7.0 і від досягає десятків і сотень кілометрів. Амплітуда зсувів земної поверхні вимірюється метрами.
Кожному регіону властиві своя періодичність виникнення землетрусів різних магнітуд та міграція сейсмічної активізації. Сейсмічний режим можезгодом істотно змінюватися у регіональному, а й у глобальному масштабі. Після періодами відносних сейсмічних затишень наступають періоди підвищеної активізації, які помітно впливають і регіональні геодинамічні процеси. Наприклад, після такого десятирічного глобального затишшя і з початком чергової активізації з середини 1993 р., виявлених у [4], в острівному регіоні Сахаліну, Японії та Курил, поряд з Нафтогорськом, сталися ще два найбільші для цього регіону землетруси — у о. Шикотан (1994 р.) та у Японії (1995 р.).
Районування сейсмічної небезпеки
З метою подальшого вдосконалення карток ОС-97 у 2010–2014 роках. нами за участю ІФЗ РАН та інших академічних та галузевих інститутів та організацій було розроблено дві версії карт – ОСР-2012 та ОСР-2014, що відрізняються різними методичними підходами до моделювання сейсмічного режиму джерел землетрусів [5-7]. Загалом методологія побудови цих карток повторює процедуру, вперше розроблену для нормативних карток ОСР-97. Завданням виконаних досліджень було виявлення найважливіших аспектів у сейсмологічній параметризації зон виникнення вогнищ землетрусів (зон ВООЗ), що впливають на оцінки сейсмічної небезпеки. Насамперед, це стосувалося врахування динаміки регіональних та глобальних сейсмічних процесів, оскільки в основуІмовірнісного аналізу сейсмічної небезпеки покладено парадигму довготривалої стаціонарності сейсмічного режиму.
Виконано порівняльний аналіз інформативності карток ОСР-97, ОСР-2012 та ОСР-2014. Здійснено зіставлення отриманих оцінок сейсмічної небезпеки з даними про макросейсмічний ефект сильних і сильних землетрусів, у тому числі виявлених за історичними, археологічними та геологічними даними. Зроблено висновок про те, що комплект карток ОСР-2014 може бути запропонований замість нормативних карток ОСР-97.
Сейсмобезпека України може опинитися в небезпеці
У нашій країні залежно від завдань та необхідної детальності картування сейсмічної небезпеки розглядаються три типи (рангу) сейсмічного районування: (1) загальне сейсмічне районування (ОСР) – на всій території країни; (2) детальне сейсмічне районування (ДСР) – для обмежених площ та окремих регіонів; (3) сейсмічне мікрорайонування (СМР) - для міст, населених пунктів та будівельних майданчиків.
Найбільш просунутим у фундаментальному відношенні та в прикладних інженерних дослідженнях є ОСР та БМР, що визначають вплив місцевих ґрунтових умов та інших локальних факторів на очікуваний сейсмічний ефект. Право виконання БМР ще з радянських часів надано як академічним, а й виробничим організаціям завдяки досить формалізованим методам цих досліджень. Однак і в цій галузі інженерних розвідок залишаються певні недоробки.
Найгірша справа з детальним сейсмічним районуванням (ДСР), покликаним на основі ОСР, алеу більшому масштабі досліджувати геолого-геофізичну будову, сейсмогеодинаміку конкретних регіонів і площ, їх сейсмічний режим, виявляти та вивчати сейсмогенеруючі структури (СГС), уточнювати параметри сильних рухів ґрунтів (СДГ) та картувати сейсмічну небезпеку, основуючись.
Як не парадоксально, але ДСР досі, з радянських часів, не має офіційного статусу та порядку офіційного затвердження для застосування в будівництві. Більше того, у чинних будівельних нормах про ДСР взагалі не згадується. Простіше кажучи, результати цих досліджень впроваджуються у будівельну галузь фактично незаконно. Ситуація посилюється ще й тим, що, не маючи будь-якої офіційно затвердженої методології, роботи з ДСР нерідко проводиться непрофесіоналами, які отримують допуск до таких робіт від таких самих непрофесійних самоорганізованих саморегулівних організацій – горезвісних СРО.
Останнім часом навіть самі представники СРО заявляють, що введене шість років тому саморегулювання не виправдало покладених на нього надій, і пропонують повернути державне ліцензування будівельної галузі. Те саме стосується і галузі інженерних пошуків.
Не можна допускати, щоби фундаментальна наука витіснялася ринковими відносинами. Для повноцінної координації робіт сейсмологів та будівельників необхідно відновити Міжвідомчу раду з сейсмології та сейсмостійкого будівництва (МСССС), створену в СРСР у 1949 році та ліквідовану з розпадом країни.
Насамкінець необхідно вказати ще на один серйозний недолік, який гальмує розвиток інженерної сейсмології та сейсмостійкого будівництва. Це відсутність важливої інформації про сильні сейсмічні рухи ґрунту(СДГ), повченої за інструментальними спостереженнями, а чи не лише внаслідок візуального обстеження ступеня ушкоджень чи руйнувань самих будівельних об'єктів. У сейсмоактивних районах країни має діяти спеціальна державна служба СДГ, що складається з досить щільної мережі пунктів, розташованих у різних ґрунтових умовах та обладнаних приладами для реєстрації сильних сейсмічних рухів. Сьогодні таких пунктів, створених Геофізичною службою РАН, одиниці чи перші десятки, тоді як, наприклад, на значно меншій території Ірану їх кількість вимірюється тисячами, а таких країнах, як Японії чи США, їх ще більше.
Все це і багато іншого, штучно вигаданого і невиправдано комерціалізованого, вимагають невідкладних рішень з боку влади. Інакше сейсмічна безпека України сама виявиться в дуже серйозній небезпеці.