Description:

_first break том 23, Август 2005_, _специальная тема_. Катастрофа цунами в Азии. Предупреждение и предсказание: реальность или миф? Mark van der Meijde (vandermeijde@itc.nl), Международный Институт Геоинформационной Науки и Земных Наблюдений (ITC). 26 декабря 2004 г. Азия подверглась одному из самых крупных землетрясений за последние 100 лет. К сожалению, катастрофа на этом не окончилась, так как землетрясение вызвало разрушительное цунами. Огромного размера волны нашли на множество островов и стран в этом регионе, забрав с собой 230 тыс. людских жизней. Каждый человек задает один важный вопрос: может ли это случиться ещё раз и случится ли это вообще? И если это случается, можем ли мы предсказать появление цунами, защититься от них или вовремя предупредить людей? К сожалению нельзя гарантировать, что эта катастрофа никогда не случится снова. Мы не можем контролировать возникновение землетрясений и цунами. Любое крупное землетрясение с определенным механизмом может вызвать цунами. Более того, очень трудно найти пути защиты от цунами: дамбы или любые другие водные барьеры часто оказываются бесполезными, так крупное цунами обладает такой силой, что защитные барьеры его остановить не могут. Даже актуальность любой системы предупреждения цунами ставится под вопрос. Время отклика существующих на текущее время систем предупреждения о возникновении цунами слишком велико для их применения в Индийском океане. Введение Зимой 2004 г. в Индийском океане произошли два крупных землетрясения. Однако их влияние на общество людей было различно. Землетрясение, которое произошло 26 декабря в западной Суматре с амплитудой в 9 баллов, вызвало разрушительное цунами, которое привело к большому числу людских жертв, как в странах Индийского океана, так и в Африке. Тремя днями раньше случилось землетрясение в 400 км от Новой Зеландии с амплитудой 8.2 балла. По сравнению с тем, что произошло в Индийском океане, в данном случае цунами не возникло. Гораздо позже, на второй день Пасхи в 2005 г., произошло второе крупное землетрясение на побережье Суматры. И в этот раз никакого значительного цунами не было зарегистрировано. Сразу появляются вопросы: что обуславливает механизм тех землетрясений, которые вызывают цунами, в то время как другие землетрясения довольно часто приводят к небольшому поднятию уровня моря? Более того, что мы можем сделать для предотвращения повторного возникновения таких катастроф? Являются ли системы предупреждения о возникновении цунами решением или их эффективность сильно переоценивают? Характеристики землетрясений Землетрясение на Суматре произошло на границе конвергентной плиты. Это потенциально может вызвать цунами (Рис. 1). Но в этом случае имели место дополнительные факторы, которые повлияли на разрушительную силу цунами. Землетрясение характеризовалось одной из самых больших за последние 100 лет амплитудой. Длина разрыва превзошла 1200 км, а горизонтальное смещение составило приблизительно 20-30 м. Однако горизонтальное смещение по разлому не является ключевым фактором при возникновении цунами. Вертикальное смещение — вот что обуславливает появление цунами. Землетрясение на Суматре характеризовалось небывалым вертикальным смещением, величина которого в зоне максимальной интенсивности составила примерно 15-20 м. Системы предупреждения о возникновении цунами Существует несколько разновидностей систем предупреждения о возникновении цунами. Использование сейсмогеологических записей землетрясений — это одна из них. Время отклика такой системы иногда очень короткое, особенно для международных сейсмогеологических сетей (Табл. 1). Однако оцененная амплитуда землетрясения по некоторым сетям оказывается на 3 порядка ниже реальной (Табл. 1). Все сети допускают ошибку при оценке реальной амплитуды землетрясения при использовании автоматизированных процедур оценки. Оцененное значение иногда даже не достигает критической «цунамиамплитуды», которая составляет 7.5 баллов. Перед тем как сделать достоверную оценку амплитуды землетрясения необходимо провести ручной анализ записи землетрясения. Это не обязательно является ошибкой интерпретатора или стандартных процедур обработки для оценки параметров источника, однако это связано с сильным нелинейным поведением землетрясений при больших амплитудах последнего. 51 © 2005 EAGE Рис. 1 Часть Индийского океана, которая наиболее сильно пострадала от удара цунами. Красными линиями показаны границы между тектоническими плитами. Разрушительное землетрясение произошло 26 декабря 2004 г. на границе Индийской и Бурманской плит (положение эпицентра показано красным треугольником, источник: USGS США). Индийская плита начинает свое погружение в мантию в районе впадины Sunda, которая расположена к востоку от эпицентра землетрясения. В районе землетрясения Индийская плита движется на северо-восток со скоростью приблизительно 6 см год относительно Бурманской плиты. Это выражается в косой конвергенции по впадине Sunda. Непрямолинейное движение плиты разлагается на конвергенцию и нормальный сброс. В результате конвергенции 26 декабря 2004 г. и произошло землетрясение. Белые и желтые линии отображают продвижение цунами после возникновения землетрясения. Первая оценка силы землетрясения была оглашена через 12 минут после землетрясения (см. также Табл. 1, источник: GFZ, Германия). Желтые области на карте показывают районы, которые расположены менее чем на 20 м над уровнем моря. Системы предупреждения о возникновении цунами Другой попыткой создания системы предупреждения о возникновении цунами является анализ физических характеристик волн цунами (Табл. 2). Вследствие совершенно различных физических свойств волн цунами из-за влияния ветра и приливных волн, можно сделать их некоторое разделение. Существующие системы предупреждения подобного рода в Тихом океане используют данные физические свойства. Страны, принимающие участие в этом проекте, установили у себя на территории несколько комбинаций буев и донных регистраторов давления. Эти регистрирующие устройства записывают флуктуации уровня моря и давления водного столба в качестве индикаторов цунами на морском дне и посылают эти данные на берег. Комбинация записей землетрясений в качестве предвестника и записей флуктуаций уровня открытого моря, является эффективной системой предупреждения о возникновении цунами для Тихого океана. Однако, время отклика (1.5 - 2 ч.) является довольно большим для большей части Индийского океана, где источники цунами расположены рядом с населенными территориями. Потенциально лучшими и самыми быстрыми системами предупреждения о возникновении цунами видимо станут спутниковые радарные системы, которые могут в полной мере справиться с задачей обнаружения и предупреждения о цунами. При использовании данных радарных систем возможно непрерывное измерение высоты волны по большой площади с сантиметровой точностью. 52 © 2005 EAGE Работоспособной системе предупреждения в Тихом океане требуется до двух часов между моментом возникновения цунами и моментом получения предупреждения местными людьми. Это работает только в странах с идеальными стандартами связи. Два часа на отклик означают, что люди в Таиланде и Шри-Ланке не смогут воспользоваться данной системой. Цунами выйдет на их побережье через 15-120 мин. после возникновения землетрясения, что есть слишком быстро для систем предупреждений. Даже при уменьшении времени отклика, все равно остается вопрос о работоспособности этих систем в Азии. Перед нами стоит большое количество неразрешенных технических проблем — нелинейное поведение землетрясений, ограничения радарных спутников, ограничения коммуникаций и т.д. Поэтому наиболее рекомендуется создание новых геостационарных спутников для предупреждения цунами в Индийском океане. Ключевые слова: трудный, землетрясение, разрушительный, больший часть, сеть, предупреждение, амплитуда землетрясение, актуальность, страна, граница, защитный барьер, появление цунами, защита цунами, азия, защитный, ставиться вопрос, территория, фактор, час, расположенный, водный барьер, землетрясение цунами, индийский, радарный, сильный, момент, суматра, возникновение, два час, катастрофа, возникновение цунами, бесполезный, запись, анализ, конвергенция, горизонтальный смещение, амплитуда, индийский плита, существующий, предсказание, такая сила, бурманский плита, оценка, земной, предупреждение цунами, реальный, последний год, физический, механизм, использование, спутник, уровень, специальный, достоверный оценка, определённый, международный, время, индийский океан, волна цунами, специальный тема, достоверный, другая водный барьер, август, плита, км, тема, влияние, декабрь, тихий океан, сравнение, рис, цунами землетрясение, должный, табла, мин, путь, каждый человек, свойство, система, разрушительный цунами, большинство, часть, крупный землетрясение, вопрос, источник, цунами ставиться, такая катастрофа, любая другая водный барьер, сожаление, запись землетрясение, смещение, возникновение землетрясение, устройство, людская, такая система, появление, сила, цунами, предсказать, один важный вопрос, ручная анализ, балл, предотвращение, день, радарный система, местный человек, реальный амплитуда, нелинейный поведение, ставиться, август специальный, любая крупный землетрясение, водный, данный, защита, местный, высота, район, волна, эффективность, регион, тыс, защититься, вовремя, цунами дамба, крупный цунами, разы, случай, различный физический свойство, море, дамба, сожаление катастрофа, эпицентр, океан, важный вопрос, отклик, вертикальный смещение, предупреждение возникновение, путь защита, уровень море, тихий, создание, повод, определённый механизм, решение, физический свойство, укрытие, характеризоваться, характеристика, флуктуация, барьер, любая система, подобный, система предупреждение, последний