Ученые Красноярского научного центра СО РАН активно сотрудничают с китайскими коллегами. Среди наиболее перспективных направлений — мониторинг и прогнозирование землетрясений. О совместных работах нам рассказал Виктор Газизович Сибгатулин, директор некоммерческого партнерства «Экологический центр рационального освоения природных ресурсов» — одного из подразделений СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН.
— В каких направлениях, на Ваш взгляд, мы можем добиться успеха?
— Красноярский научный центр СО РАН уже давно сотрудничает с Китайским геологическим университетом (г. Ухань), который входит в десятку лучших в своей стране. Наши совместные направления — это природно-техногенная безопасность и технологии вычислительного моделирования, развиваемые в Институте вычислительного моделирования СО РАН. Отсюда вытекают и направления сейсмозащиты зданий и сооружений. В Китае используют насыпной грунт и дамбы между островами и материком — и это в сейсмически опасных районах. Так что у китайских коллег накоплен опыт по моделированию стойкости сооружений при различных воздействиях. Нам это тоже интересно, поскольку при землетрясениях возможно так называемое «разжижение» грунта, даже и не болотистого. Так что есть направления, по которым можно объединить усилия на стадии научно-исследовательской работы — моделировании ситуаций.
— Есть какие-то намётки в области защиты сооружений от разрушения?
— Красноярские специалисты предлагают скользящие фундаменты, но по моей оценке, это слишком дорого. Китайские коллеги опираются на другую идею — они пытаются использовать систему «стелс». Как она работает? Радары излучают волны высокой частоты — мегагерцы. Когда поверхность самолета покрывают специальными материалами, которые не входят в резонанс с излучением и не отражают его, то он становится невидимым. Землетрясения также сопровождаются электромагнитными излучениями — правда, низкочастотными, но идея остаётся той же. Сам объект сделать невидимым для сейсмических излучений мы не можем, но если вокруг него установить сетку из блоков, покрытых непрозрачными для низкочастотных волн материалами, то можно свести потери от землетрясений к минимуму. Пока эта технология находится в стадии научно-исследовательской разработки. Конечно, каждый дом так защитить не получится, но есть некоторые особо важные объекты — плотина ГЭС, атомная электростанция… Это направление в КНЦ СО РАН возглавляет заведующий лабораторией геодинамических и экологических рисков СКТБ «Наука» Сергей Перетокин. Китайские учёные уже работают с ним.
— Приезжают ли китайские специалисты к вам, чтобы поучиться российским технологиям?
— Наши исследования для строительства и сейсмологии несколько отличаются от тех, что используются в Китае — у них в основном работают по американским и европейским технологиям. Сейчас же китайская сторона заинтересована, чтобы наши и западные обогащали друг друга. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. В прошлом году у нас в СКТБ проходил стажировку докторант, а теперь уже доктор Хао Гочэн из Китайского геологического университета. Он стажировался по тому направлению, которого у них пока нет — по естественным электромагнитным полям. Этот метод разработан в Томском политехническом университете и применяется как для прогноза землетрясений, так и для решения многих инженерно-геологических задач – в частности, для контроля оползней. И сегодня авторы разработки пытаются применять её для поиска и прогноза нефтегазовых месторождений.
— Насколько я знаю, у вас есть собственный подход к прогнозированию землетрясений…
— Когда мы говорим о с землетрясениях, то не подразумеваем перемещения каких-то каменных плит и глыб — это уже последствия. А имеем мы дело с распространением энергии. Сейсмический очаг — это некоторая область пространства, в которой накапливается потенциальная энергия, проявляющаяся через кинетическую. Пока мы не можем определить, где она концентрируется. Сейчас основой для краткосрочного прогноза землетрясений являются специальные каталоги, где есть свод данных об уже прошедших сейсмических событиях. Но сразу определить место, время и магнитуду только по имеющимся данным невозможно. Мы же используем свою систему. На Камчатке, на Сахалине и в Сибири за восемь лет мы спрогнозировали несколько сотен землетрясений. По сейсмическому каталогу с достаточной точностью определяем время и магнитуду.
— А возможно ли определить конкретное место землетрясения?
— Для этого нужно использовать совершенно другой, независимый от сейсмического, процесс. А такие процессы при «подготовке» землетрясений возникают постоянно. Они характеризуют местоположение и напрямую не связаны с распространением сейсмической энергии. Прежде всего — тепловые. Сейсмический очаг похож на нарыв. Он начинает греться. Если вы ведёте постоянную тепловизорную съёмку в инфракрасных лучах, то постепенно увидите, что в какой-то области пространства возникает, грубо говоря, чирей. Плюс, когда очаг греется, возникают какие-то трещинки, из них начинают выделяться газы – они всегда присутствуют в земной коре. Если имеется возможность постоянно отслеживать и эти процессы, в основном из космоса, то можно определить очаг. В 2013 году мы реализовали такой подход вместе с китайскими коллегами и успешно спрогнозировали одно из сильных землетрясений в Китае. Мы указали время и магнитуду, а китайцы, задействовав спутники для замера температуры и выброса газов, определили точное место. Прогноз оправдался на сто процентов.
Подготовил Сергей Чурилов
Фотографии предоставлены С. Чуриловым
Справка:
Лаборатория геодинамических и экологических рисков (ГиЭР) СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН специализируется на научно-исследовательских и прикладных задачах по обеспечению сейсмической безопасности урбанизированных территорий. География работ выходит далеко за пределы Красноярского края — Кавказ, Камчатка, Сахалин, Мурманская и Иркутская области, Хабаровский край, республики Хакасия, Тыва и другие субъекты РФ. Проведены также инженерно-сейсмологические изыскания для нужд проектирования особо ответственных объектов, таких как железные дороги, ГЭС, АЭС. По заказу Администрации Красноярского края на базе лаборатории ГиЭР организован и функционирует центр сейсмического мониторинга, к задачам которого относится оперативное оповещение органов власти и МЧС о сейсмической ситуации на территории края. В рамках данной задачи в сейсмоактивных районах Алтае-Саянского региона развернута сеть станций, которые в режиме реального времени передают информацию в Центр сейсмического мониторинга. Кроме того, следуя федеральному заказу, лабораторией выполняются комплексные научно-исследовательские работы по мониторингу геодинамических полей для предсказания сейсмической опасности на Камчатском, Сахалинском и Хабаровском полигонах.
