Иногда научные конференции — это не просто обмен информацией, а настоящее приключение, где герои способны и на других посмотреть, и себя показать, и, конечно, по законам жанра постараться спасти мир. Проблемы прогнозирования природных катастроф и противодействия им обсуждались на международной конференции «Новые измерения природных опасностей в Азии» (New Dimensions for Natural Hazards in Asia), прошедшей в начале февраля на филиппинском острове Лузон.
От Сибирского отделения РАН на этой конференции побывал заведующий лабораторией математического моделирования цунами Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, вице-президент Комиссии по геориску Международного союза геодезии и геофизики, доктор физико-математических наук Вячеслав Константинович Гусяков. «В последние годы СМИ все чаще сообщают нам о стихийных бедствиях и природных катастрофах, происходящих в самых разных странах. Такое впечатление, что число и масштабы таких бедствий стремительно нарастают. Однако эксперты, занимающиеся вопросом, понимают: по-видимому это не так, уровень природных опасностей остается примерно постоянным, но вот степень риска и размер ущерба, наносимого ими, действительно растет с поистине угрожающей скоростью», — прокомментировал ученый.
Главный герой
Главный герой нашей истории — Вячеслав Гусяков — уже полвека занимается проблемой цунами. Кстати, не так давно он вместе с коллегами выполнил проект по оценке цунами-опасности побережья Курило-Камчатского региона, Японского, Охотского и Черного морей. Кроме того, исследователь входит в рабочую группу Holocene Impact Working Group, чья задача — изучение космических (в частности, метеоритных) опасностей в период голоцена.
«Основным регионом цунами, моего главного научного интереса, является Тихий океан, — рассказывает специалист. — Мне довелось посетить большинство из 28 стран тихоокеанского «огненного кольца», но вот побывать на Филиппинах прежде не доводилось».
Идеальным поводом стала впервые организованная совместная конференция Азиатско-тихоокеанского общества геонаук (Asia Oceania Geosciences Society, AOGS ) и Европейского геофизического союза (European Geophysical Union, EGU).
Место действия
Точка проведения конференции была выбрана не случайно. Филиппины являются одной из наиболее уязвимых в отношении природных опасностей стран и ежегодно подвергаются воздействию самых разных стихийных бедствий, наиболее частыми из которых являются тайфуны и связанные с ними наводнения, оползни и обвалы, а также вулканические извержения, землетрясения и цунами. Филиппины занимают третью строчку в мировом рейтинге 170 стран, наиболее сильно страдающих от стихийных бедствий, уступая только небольшим островным государствам Тонга и Вануату.
«Конференция проходила в курортном городе Тагайтай, который находится в 60 км к югу от Манилы. Основной достопримечательностью Тагайтая является его местоположение — на высоте около 700 метров на кратерном кольце вулкана Тааль с великолепным видом на озеро, заполняющее его главную (гигантскую, двадцатиметровую) кальдеру с крутыми внутренними склонами. Она образовалась в результате нескольких эпизодов активного вулканизма, имевших место здесь примерно 140 тыс. лет тому назад», — рассказывает Вячеслав Гусяков.
Последнее крупное кальдерообразующее извержение Тааля произошло 5600 лет назад и сопровождалось крупной природной катастрофой. Об этом свидетельствует плотный покров игнимбритов (консолидированных пеплов), достигающий южных окраин Манилы (представьте себе масштаб!). Сейчас в центре кратерного озера растет новый вулканический остров, который является действующим и вторым по активности вулканом на Филиппинах — для него зафиксированы около 30 эпизодов активного вулканизма с момента первого исторически известного извержения в 1572 году. Одно из наиболее крупных событий, когда погибло более тысячи человек, произошло в 1911 году, покров пеплопада при этом достигал Манилы. Последняя активизация, сопровождавшаяся образованием новых вулканических конусов, случилась в 1965—1977 годах.
«Люди здесь в буквальном смысле живут на вулкане, — говорит Вячеслав Гусяков. — Что самое удивительное, в Тагайтае строят и покупают новую недвижимость, в том числе квартиры в пяти новых 20-этажным башнях, видимых из любой точки кратерного кольца. Такому оптимизму в немалой степени способствует длительный (более 40 лет) период затишья, являющийся самым продолжительным в известной эруптивной истории этого вулкана. Ученые из манильского Института вулканологии и сейсмологии, много лет наблюдающие за вулканом, честно говорят, что они не знают, как долго продлится этот мирный период, и, возможно, не смогут спрогнозировать следующее извержение с заблаговременностью, достаточной для безопасной эвакуации».
В конференции приняли участие 213 зарегистрированных участников из 26 стран. Программа состояла из 60-минутных пленарных лекций, 30-минутных приглашенных докладов, большого набора устных и постерных презентаций. На серии панельных дискуссий и круглых столов обсуждались ключевые вопросы изучения и прогнозирования природных опасностей и смягчения их последствий. Также в программу были включены несколько полевых экскурсий.
События и катастрофы
На секции, посвященной редким катастрофическим событиям, ведущий японский эксперт по цунами, профессор Токийского университета Кенджи Сатаке рассказал про мегацунами 2004 года в Индонезии и 2011 года в Японии.
«Эти два события произошли в странах, обладавших совершенно разной степенью готовности к отражению подобных бедствий. В то время как Индонезия не имела на тот момент даже собственной национальной системы предупреждения о цунами, Япония находилась в наивысшей среди всех стран Тихоокеанского бассейна степени готовности как технически, так и организационно, — отмечает Вячеслав Гусяков. — Служба предупреждения о цунами Японского метеорологического агентства сработала быстро и четко, с превышением своих же нормативов, выдав первый прогноз менее чем через три минуты после начала регистрации землетрясения. Тем не менее, печальным результатом для страны стали 15884 погибших и пропавших без вести и свыше 250 миллиардов долларов материального ущерба. Получается, что власти и население региона Тохоку, на всем побережье которого стоят памятники жертвам цунами, были постоянно готовы к угрозе, но не такого масштаба, каким оказалась гигантская волна 11 марта 2011 года. Это показывает важность учета крайне редких мегасобытий, период повторяемости которых выходит далеко за пределы любого перспективного или даже прогнозного планирования».
Другой приглашенный доклад, подготовленный группой авторов из Филиппин, Сингапура и США, был посвящен анализу последствий сильнейшего тайфуна Хайян (известному на Филиппинах также под именем Йоланда), который обрушился на страну в ноябре 2013 года. Тайфун зародился в экваториальной части Тихого океана примерно в четырех тысячах километров к востоку от Филиппин как небольшая штормовая депрессия, но очень быстро набрал мощь и силу, практически ежедневно прибавляя себе по баллу шкалы Саффири-Симпсона, используемой для оценки интенсивности ураганов и тайфунов. Непосредственно перед подходом к Филиппинам он преодолел «квалификационный барьер» в 250 км/час так называемой «поддерживаемой максимальной скорости ветра», и ему была присвоена пятая, высшая категория. Во время прохождения архипелага максимальная (в порывах) скорость ветра достигала фантастических, известных ранее только для торнадо, значений в 380 км/час. Предупреждение для населения, причем достаточно своевременное (за двое-трое суток), конечно, было, но в такой ситуации в густонаселенной стране (население Филиппин уже перевалило за 100 миллионов) мало что можно реально сделать. Общее количество жертв достигло 6235 человек, материальный ущерб составил 10,5 млрд долларов. При этом основной удар тайфуна пришелся на центральную, не самую густонаселенную часть Филиппинского архипелага.
Что же послужило причиной гибели такого большого числа людей? «Дело в том, что на Филиппинах Хайян вызвал штормовой нагон высотой до семи метров, проникавший на побережье островов Самар и Лёйте на глубину более километра, — рассказывает Вячеслав Гусяков. — Именно это наводнение вызвало наибольшие разрушения и жертвы. Наиболее сильно пострадал город Таклобан, находившийся в вершине залива, открытого в сторону надвигавшегося с востока тайфуна, особенностью которого была большая (достигавшая 45 км/час) линейная скорость перемещения всей вихревой структуры. Поэтому подъем воды на побережье островов носил внезапный, цунамиподобный характер, что значительно усилило его разрушительный эффект и привело к большому числу жертв».
Это был поистине апокалипсис — помимо ураганного ветра и наступления волн с моря на жителей островов обрушился потоп с небес. Хайян нес с собой огромное количество воды, которая выливалась на сушу в виде непрерывного дождя. На острове Суригао была зарегистрирована максимальная за все время наблюдений интенсивность осадков — 248 мм за 24 часа. Об исключительности тайфуна говорит тот факт, что предыдущая катастрофа такого масштаба наблюдалась в этом регионе более ста лет тому назад — в октябре 1897 года. Набору столь огромной мощи и энергии способствовало то, что от момента зарождения до первого выхода на сушу в районе Филиппин весь путь тайфуна проходил над сильно нагретыми (до 29 °С) в это время года экваториальными водами Тихого океана. Известно, что ураганы и тайфуны, выносящие энергию из тропиков в зоны умеренного климата, являются своеобразными предохранительными клапанами, удерживающими океанические экваториальные области от чрезмерного перегрева.
На секции по каскадам событий свой доклад сделал Брайен МакАдоо из университета Сингапура — о геофизических исследованиях, необходимых для обеспечения безопасности проектируемых КНР новых транспортных путей из Тибета в Непал и Индию.
«Как известно, Китай уже давно присматривается к потенциальным возможностям индийского рынка. Одним из препятствий на этом пути является отсутствие удобного транспортного коридора между двумя странами, разделенными между собой высочайшей горной системой мира Тибетом, — комментирует Вячеслав Гусяков. — Единственная действующая сейчас высокогорная автомобильная дорога из Лхасы в Катманду не может обеспечить требуемый поток грузов, автопоезда там часто неделями стоят в пробках. Проектирование новых трасс осложняется высокогорным рельефом местности, высокой сейсмичностью территории, ее подверженностью муссонным ливням и, как следствие, высокой опасностью оползней и обвалов. Достаточно сказать, что недавнее сильное землетрясение 25 апреля 2015 года в Непале вызвало в горах до 10 тысяч оползней, многие из которых оказались фатальными для живших в долинах людей. Проблема прогнозирования оползневой опасности и раннее предупреждение о готовящихся оползнях выходит сейчас во многих густонаселенных странах, таких как Китай и Филиппины, на первый план. Остроты проблеме добавляет быстро растущий в эпоху глобального потепления риск внезапного прорыва высокогорных ледниковых озер, о чем рассказывалось в совместном докладе английских климатологов и гидрологов из Таджикистана».
А вот и проблемы космогенных цунами. Вячеслав Гусяков говорит, что для него, как человека, занимающегося этой проблематикой, очень интересен был доклад профессора Кэрри Сиха из Технологического университета Сингапура о гипотезе наличия большого и относительно молодого импактного кратера в южном Лаосе. «Признаки его расположения под лавовым полем, покрывающим плато Болавен, были обнаружены при анализе результатов гравитационной съемки, на аномалиях которой четко просматривается кольцевая структура диаметром около 15 км, — объясняет Вячеслав Гусяков. — Возраст образования структуры оценивается примерно в 800 тыс. лет. На расстояниях до двадцати километров от нее есть грубообломочные брекчированные фрагменты коренных пород с большим содержанием тектитов, что интерпретируется авторами как поле кратерных выбросов. Обнаружение этого кратера решает давнюю загадку источника так называемого Австрало-Азиатско тектитового поля, самой крупной области нахождения тектитов на Земле». Тектиты — это небольшие округлые образования разнообразной формы, состоящие из силикатного стекла невулканического происхождения. Основной их особенностью является отсутствие связи с составом вмещающих пород, что породило гипотезу об импактном (ударном) происхождении. Считается, что тектиты образуются из капель расплава пород мишени и материала ударника (метеорита или астероида), возникающего при образовании кратера».
Вячеслав Гусяков отмечает, что если дальнейшие исследования докажут импактный генезиз этой кольцевой структуры, тогда кратер в южном Лаосе окажется самой молодой (возраста менее 1 млн лет) импактной структурой на Земле, находящейся над порогом глобальной климатической катастрофы (в качестве которого принимается кратер диаметром в 10 км), происшедшей уже в период существования Homo Habilis (Человека умелого), владевшего огнем и простейшими каменными орудиями.
Одно из обсуждений было посвящено этике проведения посткатастрофных исследований и экспедиций — как скоро можно посещать пострадавшую область для выполнения научных исследований и измерений. В практике международного сообщества, проводящего полевые обследования всех разрушительных цунами с 1992 года, случались примеры конфликтов с населением и местным властями, приоритетом которых в первый самый острый период после стихийного бедствия являются, конечно, меры по спасению людей и восстановлению нормальной жизни на пострадавшей территории. Между тем, следы воздействия цунами довольно быстро исчезают, особенно в условиях муссонного тропического климата.
На трибуне — наш герой
Доклад Вячеслава Гусякова назывался «Цунами-эффективность подводных землетрясений в различных цунамигенных зонах Тихого океана» и был посвящен результатам исследования, основанного на анализе содержания имеющейся у нас глобальной базы данных по цунами и сильным землетрясениям.
«Мы изучали вопрос о том, какая доля тихоокеанских подводных землетрясений оказывается цунамигенной и каковы вариации этой доли по основным цунамигенным регионам Тихого океана, — рассказывает ученый. — Оказалось, что по данным за инструментальный период наблюдений (примерно с 1900 года) только 58 % всех подводных землетрясений с магнитудой выше пороговой (в качестве которой в большинстве служб предупреждения принимается значение 7.0) оказываются цунамигенными, причем величина этой доли существенно варьируется в зависимости от конкретного региона. Когда мы разделили все десять регионов на три группы — красные (с повышенной цунамиэффективностью), зеленые (с близкой к средней) и синие (с пониженной эффективностью) и посмотрели их географическое расположение, то выяснилось, что все пять красных регионов (Индонезия, Филиппины, Новая Гвинея, Центральная Америка и Гавайи) находятся в экваториальной зоне, четыре зеленых региона — в классических субдукционных зонах (Японской, Курило-Камчатской, Алеутско-Аляскинской и Южно-Американской), а единственный синий регион — Новая Зеландия—Тонга. Такое распределение хорошо коррелируется с учением классика нашей морской геологии академика Александра Петровича Лисицына о географической зональности океанского седиментогенеза (стадиях образования осадка), согласно которому до 76 % всего терригенного смыва, поступающего в Тихий океан с окружающих его континентов, откладывается в пределах экваториальной гумидной (очень влажной) зоны. С этой точки зрения становится понятной повышенная цунамиэффективность происходящих здесь подводных землетрясений. Она обусловлена большей вовлеченностью подводных оползней и обвалов, являющихся очень эффективными генераторами цунами».
… И немного приключений
«В программе конференции была экскурсия на расположенный в 130 км к северу от Манилы вулкан Пинатубо, взорвавшийся в 1991 году, куда мне очень хотелось попасть, но в итоге ее отменили и поездку пришлось организовывать самостоятельно», — говорит Вячеслав Гусяков.
По его словам, реализация этого путешествия потребовала массы усилий. Дело в том, что самостоятельно на Пинатубо подняться нельзя, поскольку маршрут проходит через территорию военной базы. Поэтому пришлось заняться поисками различных вариантов. В Интернете ученому удалось выяснить, что основная масса джипов, доставляющих туристов к началу трека, стартует в семь утра из небольшой деревушки Санта-Хулиана, в которую надо попасть накануне вечером. На решение этого непростого вопроса (в Маниле большая проблема с общественным транспортом) ушел практически весь день. «В итоге вечером я все-таки оказался в гостеприимном и удобном кэмпинге, а рано утром следующего дня уже сидел в отрытом кузове небольшого японского джипа», — рассказывает Вячеслав Гусяков.
Семикилометровый трек к кратерному озеру на вершине вулкана был относительно несложным, по хорошо размеченной и даже частично обустроенной тропе туда за полтора-два часа могут подняться даже дети. На пути, правда, приходится постоянно переходить довольно быстрый ручей, текущий с вершины. Последние сотни метров уже довольно крутого подъема вознаграждаются внезапно открывающимся видом на красивое озеро с бирюзовой водой. Этот водоем заполняет сейчас кальдерную воронку, образовавшуюся в результате взрыва вершины вулкана в июне 1991 года. Само место для обзора довольно хорошо оборудовано с несколькими смотровыми площадками и навесами от солнца, окруженными зарослями бамбука и уже довольно большими деревьями. Можно спуститься к самой воде, но купаться в озере не разрешают из-за высокой концентрации сернистых газов, растворенных в воде.
«Сейчас в этом идиллическом и красивом пейзаже ничто не напоминает о природном катаклизме, который произошел здесь всего четверть века назад, — говорит Вячеслав Гусяков. — Вулкан ожил в начале 1991 года, после почти 500-летнего периода молчания. Главное извержение плинианского (взрывного) типа, случившееся 15 июня и выбросившее в атмосферу на высоту до 35 километров порядка десяти кубических километров пепла, удалось предсказать благодаря нарастанию сейсмической и фумарольной (характеризующейся выходом горячих газов из трещин вулкана) активности и нескольким предваряющим взрывам, происшедшим 7 и 12 июня. К этому времени большинство населения из десяти- и двадцатикилометровой зон было уже эвакуировано. Вулканологам удалось убедить местные власти начать эвакуацию из наиболее населенной тридцатикилометровой зоны. Благодаря принятым мерам второе по силе извержение XX века обошлось без большого числа жертв, тем не менее, погибло 847 человек, большинство — от обрушившихся под тяжестью пепла крыш домов. Положение усугубил тайфун, достигший острова Лузон в этот же день. Проливной дождь превратил лахары в разрушительные мутьевые потоки, сносившие все по берегам рек и долин».
«Наука в Сибири»
Фото Вячеслава Гусякова
