Ist es möglich, Kompressionsstrümpfe in der Maschine zu waschen? Pflege von Kompressionsbekleidung – wie und womit wäscht, trocknet und lagert man Strickwaren richtig? Welche Trocknungsart eignet sich am besten?

Doktor der Geologischen und Mineralogischen Wissenschaften Nikolai Koronovsky, Kandidat der Geologischen und Mineralogischen Wissenschaften Alfred Naimark.

Erdbeben am 12. Januar 2010 in Port-au-Prince, der Hauptstadt der Republik Haiti. Zerstörter Präsidentenpalast und Stadtblöcke. Die Gesamtzahl der Todesfälle beträgt 220.000.

Wissenschaft und Leben // Illustrationen

Erdbebengefährdungs- und Erdbebenvorhersage im Vergleich zu Klima- und Wettervorhersagen (nach V.I. Ulomov, http://seismos-u.ifz.ru).

Erdbeben in Van (Türkiye), 2011.

Reis. 1. Vorläufer- und postseismische Anomalien in Diagrammen aggregierter Signale, China (nach A. Lyubushin, 2007).

Reis. 2. Anomalien vor den Erdbeben in Japan am 25. September 2003 und 11. März 2011 werden durch vertikale Linien begrenzt (nach A. Lyubushin, 2011).

Es vergeht kein Jahr, ohne dass es irgendwo zu einem katastrophalen Erdbeben kommt, das völlige Zerstörung und Todesopfer verursacht, deren Zahl Zehn- und Hunderttausende erreichen kann. Und dann ist da noch der Tsunami – ungewöhnlich hohe Wellen, die nach Erdbeben in den Ozeanen entstehen und Dörfer und Städte samt ihren Bewohnern an den Tiefufern wegspülen. Diese Katastrophen kommen immer unerwartet; ihre Plötzlichkeit und Unvorhersehbarkeit sind beängstigend. Ist die moderne Wissenschaft wirklich nicht in der Lage, solche Katastrophen vorherzusehen? Schließlich sagen sie Hurrikane, Tornados, Wetterveränderungen, Überschwemmungen, magnetische Stürme und sogar Vulkanausbrüche voraus, aber bei Erdbeben – völliger Misserfolg. Und die Gesellschaft glaubt oft, dass Wissenschaftler schuld seien. So wurden in Italien sechs Geophysiker und Seismologen vor Gericht gestellt, weil sie das Erdbeben in L'Aquila im Jahr 2009, bei dem 300 Menschen ums Leben kamen, nicht vorhergesagt hatten.

Es scheint, dass es viele verschiedene instrumentelle Methoden und Instrumente gibt, die kleinste Verformungen der Erdkruste erfassen. Doch die Erdbebenvorhersage scheitert. Also, was ist der Deal? Um diese Frage zu beantworten, betrachten wir zunächst, was ein Erdbeben ist.

Die oberste Hülle der Erde – die Lithosphäre, bestehend aus einer festen Kruste mit einer Dicke von 5–10 km in den Ozeanen und bis zu 70 km unter Gebirgszügen – ist in eine Reihe von Platten unterteilt, die als Lithosphäre bezeichnet werden. Darunter befindet sich auch der feste Obermantel, genauer gesagt sein oberer Teil. Diese Geosphären bestehen aus verschiedenen Gesteinen mit hoher Härte. Aber in der Dicke des oberen Mantels gibt es in verschiedenen Tiefen eine Schicht namens Asthenosphäre (von griechisch asthenos – schwach), die im Vergleich zu den darüber und darunter liegenden Mantelgesteinen eine geringere Viskosität aufweist. Es wird angenommen, dass die Asthenosphäre das „Schmiermittel“ ist, durch das sich Lithosphärenplatten und Teile des oberen Erdmantels bewegen können.

Während ihrer Bewegung kollidieren die Platten an manchen Stellen und bilden riesige gefaltete Gebirgsketten, an anderen hingegen spalten sie sich und bilden Ozeane, deren Kruste schwerer ist als die Kruste der Kontinente und unter ihnen versinken kann. Diese Plattenwechselwirkungen verursachen enorme Spannungen im Gestein, indem sie es zusammendrücken oder umgekehrt ausdehnen. Wenn die Spannungen die Zugfestigkeit von Gesteinen überschreiten, kommt es zu einer sehr schnellen, fast augenblicklichen Verschiebung und zum Bruch. Der Moment dieser Verschiebung stellt ein Erdbeben dar. Wenn wir es vorhersagen wollen, müssen wir eine Prognose über Ort, Zeit und mögliche Stärke abgeben.

Jedes Erdbeben ist ein Prozess, der mit einer bestimmten endlichen Geschwindigkeit abläuft und bei dem sich viele Brüche unterschiedlichen Ausmaßes bilden und erneuern, wobei jeder von ihnen unter Freisetzung und Umverteilung von Energie aufgerissen wird. Gleichzeitig muss klar verstanden werden, dass Gesteine ​​kein zusammenhängendes homogenes Massiv darstellen. Es weist Risse auf, strukturell geschwächte Zonen, die seine Gesamtfestigkeit deutlich verringern.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Bruchs oder von Brüchen erreicht mehrere Kilometer pro Sekunde, der Zerstörungsprozess erfasst ein bestimmtes Gesteinsvolumen – die Quelle des Erdbebens. Sein Zentrum wird Hypozentrum und seine Projektion auf die Erdoberfläche Epizentrum des Erdbebens genannt. Hypozentren liegen in unterschiedlichen Tiefen. Die tiefsten sind bis zu 700 km tief, oft aber auch deutlich weniger.

Die für die Vorhersage so wichtige Intensität bzw. Stärke von Erdbeben wird in Punkten (einem Maß für die Zerstörung) auf der MSK-64-Skala charakterisiert: von 1 bis 12, sowie durch die Magnitude M, einen von vorgeschlagenen dimensionslosen Wert Caltech-Professor C. F. Richter, der die Menge der freigesetzten Gesamtenergie elastischer Schwingungen widerspiegelt.

Was ist eine Prognose?

Um die Möglichkeit und den praktischen Nutzen einer Erdbebenvorhersage beurteilen zu können, ist es notwendig, klar zu definieren, welche Anforderungen sie erfüllen muss. Dies ist keine Vermutung, keine triviale Vorhersage offensichtlich regelmäßiger Ereignisse. Eine Prognose ist definiert als eine wissenschaftlich fundierte Beurteilung über Ort, Zeit und Zustand eines Phänomens, dessen Auftretens-, Ausbreitungs- und Veränderungsmuster unbekannt oder unklar sind.

An der grundsätzlichen Vorhersehbarkeit seismischer Katastrophen besteht seit vielen Jahren kein Zweifel mehr. Der Glaube an das grenzenlose Vorhersagepotenzial der Wissenschaft wurde durch scheinbar recht überzeugende Argumente gestützt. Ohne Vorbereitung kann es im Erdinneren nicht zu seismischen Ereignissen mit der Freisetzung enormer Energie kommen. Es sollte bestimmte Umstrukturierungen der Struktur und der geophysikalischen Felder umfassen, je größer, je intensiver das zu erwartende Erdbeben ist. Manifestationen einer solchen Umstrukturierung – anomale Veränderungen bestimmter Parameter der geologischen Umgebung – werden durch Methoden der geologischen, geophysikalischen und geodätischen Überwachung erkannt. Die Aufgabe bestand daher darin, mit den erforderlichen Techniken und Geräten das Auftreten und die Entwicklung solcher Anomalien rechtzeitig zu erfassen.

Es stellte sich jedoch heraus, dass selbst in Gebieten, in denen kontinuierlich sorgfältige Beobachtungen durchgeführt werden – in Kalifornien (USA), Japan – jedes Mal unerwartet die stärksten Erdbeben auftreten. Es ist empirisch nicht möglich, eine verlässliche und genaue Prognose zu erhalten. Der Grund dafür wurde in unzureichenden Kenntnissen über den Mechanismus des untersuchten Prozesses gesehen.

Daher galt der seismische Prozess a priori als prinzipiell vorhersehbar, wenn die Mechanismen, Beweise und notwendigen Techniken, die heute unklar oder unzureichend sind, in Zukunft verstanden, ergänzt und verbessert werden. Es gibt keine grundsätzlich unüberwindbaren Hindernisse für die Prognose. Die von der klassischen Wissenschaft übernommenen Postulate der unbegrenzten Möglichkeiten wissenschaftlicher Erkenntnisse und die Vorhersage von für uns interessanten Prozessen waren bis vor relativ kurzer Zeit die Grundprinzipien jeder naturwissenschaftlichen Forschung. Wie wird dieses Problem nun verstanden?

Es liegt auf der Hand, dass es auch ohne spezielle Forschung möglich ist, beispielsweise ein starkes Erdbeben in der stark erdbebengefährdeten Übergangszone vom asiatischen Kontinent zum Pazifischen Ozean in den nächsten 1000 Jahren sicher „vorherzusagen“. Ebenso „vernünftig“ lässt sich sagen, dass es morgen um 14:00 Uhr Moskauer Zeit im Gebiet der Insel Iturup im Kurilenrücken zu einem Erdbeben der Stärke 5,5 kommen wird. Doch der Preis für solche Prognosen ist verschwindend gering. Die erste der Prognosen ist recht zuverlässig, wird aber aufgrund ihrer äußerst geringen Genauigkeit von niemandem benötigt; die zweite ist recht genau, aber auch nutzlos, da ihre Zuverlässigkeit nahe Null liegt.

Daraus wird deutlich, dass: a) bei jedem gegebenen Wissensstand eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Prognose eine Abnahme ihrer Genauigkeit mit sich bringt und umgekehrt; b) Wenn die Vorhersagegenauigkeit zweier Parameter (z. B. Ort und Stärke eines Erdbebens) nicht ausreicht, verliert selbst eine genaue Vorhersage des dritten Parameters (Zeit) ihre praktische Bedeutung.

Die Hauptaufgabe und Hauptschwierigkeit bei der Vorhersage eines Erdbebens besteht daher darin, dass Vorhersagen zu Ort, Zeit und Energie bzw. Intensität gleichzeitig den praktischen Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und Zuverlässigkeit genügen. Diese Anforderungen selbst variieren jedoch nicht nur abhängig vom erreichten Wissensstand über Erdbeben, sondern auch von den spezifischen Prognosezielen, die mit den verschiedenen Prognosearten erreicht werden. Es ist üblich, Folgendes hervorzuheben:

Seismische Zoneneinteilung (Seismizitätsschätzungen für Jahrzehnte – Jahrhunderte;

Prognosen: langfristig (für Jahre - Jahrzehnte), mittelfristig (für Monate - Jahre), kurzfristig (zeitlich 2-3 Tage - Stunden, lokal 30-50 km) und manchmal operativ (in Stunden - Minuten). ).

Besonders relevant ist die kurzfristige Prognose: Sie ist die Grundlage für konkrete Warnungen vor der bevorstehenden Katastrophe und für dringende Maßnahmen zur Schadensminderung. Die Kosten für Fehler sind hier sehr hoch. Es gibt zwei Arten von Fehlern:

1. „Fehlalarm“, wenn das vorhergesagte starke Erdbeben nicht eintritt, obwohl alle Maßnahmen ergriffen wurden, um die Zahl der Todesopfer und materiellen Verluste zu minimieren.

2. „Das Ziel verfehlen“, wenn das Erdbeben, das stattfand, nicht vorhergesagt wurde. Solche Fehler kommen äußerst häufig vor: Fast alle katastrophalen Erdbeben kommen unerwartet.

Im ersten Fall kann der Schaden durch die Störung des Lebens- und Arbeitsrhythmus Tausender Menschen sehr groß sein; im zweiten Fall sind die Folgen nicht nur mit materiellen Verlusten, sondern auch mit menschlichen Verlusten verbunden. In beiden Fällen ist die moralische Verantwortung der Seismologen für eine falsche Vorhersage sehr hoch. Dies zwingt sie zu äußerster Vorsicht, wenn sie die Behörden vor der drohenden Gefahr behördlich warnen (oder auch nicht). Im Gegenzug haben die Behörden keine Eile, den Empfehlungen zahlreicher inoffizieller „Amateur“-Prognostiker zu folgen, die sich der enormen Schwierigkeiten und schlimmen Folgen bewusst sind, die es mit sich bringt, wenn der Betrieb eines dicht besiedelten Gebiets oder einer Großstadt für mindestens ein oder zwei Tage unterbrochen wird 90 % und sogar 100 % Zuverlässigkeit Ihrer Vorhersagen.

Der hohe Preis der Unwissenheit

Unterdessen ist die Unvorhersehbarkeit von Geokatastrophen für die Menschheit sehr kostspielig. Wie der russische Seismologe A.D. Zavyalov beispielsweise feststellt, machten Erdbeben von 1965 bis 1999 13 % aller Naturkatastrophen weltweit aus. Von 1900 bis 1999 gab es 2.000 Erdbeben mit einer Stärke von mehr als 7. Bei 65 von ihnen war M größer als 8. Die menschlichen Verluste durch Erdbeben beliefen sich im 20. Jahrhundert auf 1,4 Millionen Menschen. Davon waren in den letzten 30 Jahren, als die Zahl der Opfer genauer zu berechnen begann, 987.000 Menschen, also 32,9.000 Menschen pro Jahr. Unter allen Naturkatastrophen stehen Erdbeben hinsichtlich der Zahl der Todesopfer an dritter Stelle (17 % der Gesamtzahl der Todesopfer). In Russland sind auf 25 % seiner Fläche, wo sich etwa 3.000 Städte und Gemeinden, 100 große Wasser- und Wärmekraftwerke sowie fünf Kernkraftwerke befinden, seismische Erschütterungen mit einer Intensität von 7 oder mehr möglich. Die stärksten Erdbeben im 20. Jahrhundert ereigneten sich in Kamtschatka (4. November 1952, M = 9,0), auf den Aleuten (9. März 1957, M = 9,1), in Chile (22. Mai 1960, M = 9,5). Alaska (28. März 1964, M = 9,2).

Die Liste der stärksten Erdbeben der letzten Jahre ist beeindruckend.

2004, 26. Dezember. Sumatra-Andamanen-Erdbeben, M = 9,3. Das stärkste Nachbeben (wiederholter Schock) mit M = 7,5 ereignete sich 3 Stunden 22 Minuten nach dem Hauptschock. In den ersten 24 Stunden danach wurden etwa 220 neue Erdbeben mit M > 4,6 registriert. Der Tsunami traf die Küsten Sri Lankas, Indiens, Indonesiens, Thailands und Malaysias; 230.000 Menschen starben. Drei Monate später kam es zu einem Nachbeben mit M = 8,6.

28. März 2005. Insel Nias, drei Kilometer von Sumatra entfernt, Erdbeben mit M = 8,2. 1300 Menschen starben.

2005, 8. Oktober. Pakistan, Erdbeben mit M = 7,6; 73.000 Menschen starben, mehr als drei Millionen wurden obdachlos.

2006, 27. Mai. Insel Java, Erdbeben mit M = 6,2; 6.618 Menschen starben, 647.000 wurden obdachlos.

2008, 12. Mai. Provinz Sichuan, China, 92 km von Chengdu entfernt, Erdbeben M = 7,9; 87.000 Menschen wurden getötet, 370.000 verletzt, 5 Millionen wurden obdachlos.

2009, 6. April. Italien, Erdbeben mit M = 5,8 in der Nähe der historischen Stadt L'Aquila; 300 Menschen wurden Opfer, 1,5 Tausend wurden verletzt, mehr als 50.000 wurden obdachlos.

2010, 12. Januar. Auf der Insel Haiti, ein paar Meilen vor der Küste, ereigneten sich innerhalb weniger Minuten zwei Erdbeben mit M = 7,0 und 5,9. Ungefähr 220.000 Menschen starben.

2011, 11. März. Japan, zwei Erdbeben: M = 9,0, Epizentrum 373 km nordöstlich von Tokio; M = 7,1, Epizentrum 505 km nordöstlich von Tokio. Katastrophaler Tsunami, mehr als 13.000 Menschen starben, 15,5.000 wurden vermisst, Zerstörung des Kernkraftwerks. 30 Minuten nach dem Hauptschock – ein Nachbeben mit M = 7,9, dann ein weiterer Schock mit M = 7,7. Am ersten Tag nach dem Erdbeben wurden etwa 160 Erschütterungen mit Stärken von 4,6 bis 7,1 registriert, davon 22 Erschütterungen mit M > 6. Am zweiten Tag betrug die Zahl der registrierten Nachbeben mit M > 4,6 etwa 130 (davon 7). Nachbeben mit M > 6,0). Am dritten Tag sank diese Zahl auf 86 (einschließlich eines Schocks mit M = 6,0). Am 28. Tag ereignete sich ein Erdbeben mit M = 7,1. Bis zum 12. April wurden 940 Nachbeben mit M > 4,6 registriert. Die Epizentren der Nachbeben erstreckten sich über ein Gebiet von etwa 650 km Länge und etwa 350 km Durchmesser.

Ausnahmslos alle aufgeführten Ereignisse erwiesen sich als unerwartet oder „vorhergesagt“ nicht so sicher und genau, dass besondere Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden konnten. Mittlerweile sind sowohl auf den Seiten wissenschaftlicher Publikationen als auch im Internet Aussagen über die Möglichkeit und sogar wiederholte Umsetzung einer zuverlässigen kurzfristigen Vorhersage bestimmter Erdbeben keine Seltenheit.

Eine Geschichte von zwei Prognosen

Im Gebiet der Stadt Haicheng in der Provinz Liaoning (China) wurden Anfang der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts wiederholt Anzeichen eines möglichen starken Erdbebens festgestellt: Veränderungen der Neigung der Erdoberfläche, Erdmagnetfeld, Bodenelektrizität Widerstand, Wasserstand in Brunnen und Tierverhalten. Im Januar 1975 wurde die drohende Gefahr bekannt gegeben. Anfang Februar stieg der Wasserstand in den Brunnen plötzlich an und die Zahl schwacher Erdbeben nahm stark zu. Am Abend des 3. Februar wurden die Behörden von Seismologen über eine drohende Katastrophe informiert. Am nächsten Morgen gab es ein Erdbeben mit einer Stärke von 4,7. Um 14:00 Uhr wurde bekannt gegeben, dass ein noch stärkerer Einschlag wahrscheinlich sei. Die Bewohner verließen ihre Häuser und es wurden Sicherheitsmaßnahmen ergriffen. Um 19:36 Uhr verursachte ein heftiger Schock (M = 7,3) große Zerstörungen, es gab jedoch nur wenige Opfer.

Dies ist das einzige Beispiel einer überraschend genauen kurzfristigen Vorhersage eines zerstörerischen Erdbebens in Bezug auf Zeit, Ort und (ungefähr) Intensität. Andere, nur sehr wenige Prognosen, die sich bewahrheiteten, waren jedoch nicht eindeutig genug. Die Hauptsache ist, dass die Zahl sowohl unvorhergesehener realer Ereignisse als auch falscher Alarme weiterhin extrem groß war. Dies bedeutete, dass es keinen zuverlässigen Algorithmus für eine stabile und genaue Vorhersage seismischer Katastrophen gab und die Haicheng-Prognose höchstwahrscheinlich nur ein ungewöhnlich erfolgreiches Zusammentreffen der Umstände war. Etwas mehr als ein Jahr später, im Juli 1976, ereignete sich 200–300 km östlich von Peking ein Erdbeben mit M = 7,9. Die Stadt Tangshan wurde vollständig zerstört, 250.000 Menschen kamen ums Leben. Es gab keine konkreten Vorboten der Katastrophe und es wurde kein Alarm ausgerufen.

Danach sowie nach dem Scheitern eines Langzeitexperiments zur Vorhersage des Erdbebens in Parkfield (USA, Kalifornien) Mitte der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts herrschte Skepsis hinsichtlich der Lösungsaussichten. Dies spiegelte sich in den meisten Berichten des Treffens „Evaluation of Earthquake Forecast Projects“ in London (1996) wider, das von der Royal Astronomical Society und der Joint Association of Geophysics abgehalten wurde, sowie in der Diskussion von Seismologen aus verschiedenen Ländern der Welt Seiten der Zeitschrift Nature (Februar - April 1999 des Jahres).

Viel später als das Tangshan-Erdbeben konnte der russische Wissenschaftler A. A. Lyubushin bei der Analyse geophysikalischer Überwachungsdaten dieser Jahre eine Anomalie identifizieren, die diesem Ereignis vorausging (im oberen Diagramm von Abb. 1 ist sie durch die rechte vertikale Linie hervorgehoben). Die dieser Katastrophe entsprechende Anomalie ist auch im unteren, modifizierten Diagramm des Signals vorhanden. Beide Diagramme enthalten weitere Anomalien, die nicht viel schlimmer sind als die erwähnte, aber nicht mit Erdbeben zusammenfallen. Doch zunächst wurde kein Vorläufer des Haicheng-Erdbebens (linke vertikale Linie) gefunden; Die Anomalie wurde erst nach einer Änderung des Diagramms entdeckt (Abb. 1, unten). Obwohl es in diesem Fall möglich war, die Vorläufer des Tangshan-Erdbebens und in geringerem Maße auch des Haicheng-Erdbebens a posteriori zu identifizieren, konnte keine verlässliche prädiktive Identifizierung von Anzeichen künftiger zerstörerischer Ereignisse gefunden werden.

Heutzutage hat A. Lyubushin bei der Analyse der Ergebnisse langfristiger, seit 1997 kontinuierlicher Aufzeichnungen des mikroseismischen Hintergrunds auf den japanischen Inseln festgestellt, dass dies bereits sechs Monate vor dem starken Erdbeben auf der Insel der Fall war. In Hokkaido (M = 8,3; 25. September 2003) kam es zu einem Rückgang des zeitlichen Durchschnittswerts des Vorläufersignals, wonach das Signal nicht auf sein vorheriges Niveau zurückkehrte und sich bei niedrigen Werten stabilisierte. Damit einher geht seit Mitte 2002 eine zunehmende Synchronisierung der Werte dieses Merkmals über verschiedene Stationen hinweg. Aus katastrophentheoretischer Sicht ist eine solche Synchronisation ein Zeichen für den bevorstehenden Übergang des untersuchten Systems in einen qualitativ neuen Zustand, in diesem Fall ein Hinweis auf eine drohende Katastrophe. Diese und nachfolgende Ergebnisse der Verarbeitung der verfügbaren Daten führten zu der Annahme, dass das Ereignis auf der Insel stattfand. Obwohl Hokkaido stark ist, ist es nur ein Vorbote einer noch schlimmeren bevorstehenden Katastrophe. Also, in Abb. Abbildung 3 zeigt zwei Anomalien im Verhalten des Vorläufersignals – scharfe Minima in den Jahren 2002 und 2009. Da auf das erste ein Erdbeben am 25. September 2003 folgte, könnte das zweite Minimum ein Vorbote eines noch stärkeren Ereignisses mit M = 8,5-9 sein. Sein Ort wurde als „Japanische Inseln“ angegeben; es wurde im Nachhinein genauer bestimmt. Der Zeitpunkt des Ereignisses wurde zunächst für Juli 2010 vorhergesagt (April 2010), dann ab Juli 2010 auf unbestimmte Zeit, was die Möglichkeit einer Alarmauslösung ausschloss. Es geschah am 11. März 2011, und nach Abb. 2, es hätte früher und später erwartet werden können.

Diese Prognose bezieht sich auf die mittelfristigen, die zuvor erfolgreich waren. Kurzfristig erfolgreiche Prognosen sind immer selten: Es konnte kein durchgängig wirksamer Satz von Vorläufern gefunden werden. Und jetzt gibt es keine Möglichkeit, im Voraus zu wissen, in welchen Situationen dieselben Vorläufer wirksam sein werden wie in der Prognose von A. Lyubushin.

Lehren aus der Vergangenheit, Zweifel und Hoffnungen für die Zukunft

Wie ist der aktuelle Stand des Problems der kurzfristigen seismischen Vorhersage? Das Meinungsspektrum ist sehr breit.

In den letzten 50 Jahren waren Versuche, Ort und Zeitpunkt starker Erdbeben innerhalb weniger Tage vorherzusagen, erfolglos. Es war nicht möglich, die Vorläufer bestimmter Erdbeben zu identifizieren. Lokale Störungen verschiedener Umweltparameter können keine Vorboten einzelner Erdbeben sein. Es ist möglich, dass eine kurzfristige Prognose mit der erforderlichen Genauigkeit grundsätzlich unrealistisch ist.

Im September 2012, während der 33. Generalversammlung der Europäischen Seismologischen Kommission (Moskau), gab der Generalsekretär der Internationalen Vereinigung für Seismologie und Physik des Erdinneren, P. Sukhadolk, zu, dass in naher Zukunft keine bahnbrechenden Lösungen in der Seismologie zu erwarten seien. Es wurde festgestellt, dass keiner der mehr als 600 bekannten Vorläufer und keine Gruppe von ihnen die Vorhersage von Erdbeben garantieren, die ohne Vorläufer auftreten. Es ist nicht möglich, Ort, Zeit und Stärke der Katastrophe zuverlässig anzugeben. Hoffnungen ruhen nur auf Vorhersagen, dass starke Erdbeben mit einiger Häufigkeit auftreten.

Ist es also in Zukunft möglich, sowohl die Genauigkeit als auch die Zuverlässigkeit der Prognose zu erhöhen? Bevor Sie nach der Antwort suchen, sollten Sie verstehen: Warum sollten Erdbeben eigentlich vorhersehbar sein? Traditionell wird davon ausgegangen, dass jedes Phänomen vorhersehbar ist, wenn bereits eingetretene ähnliche Ereignisse hinreichend umfassend, detailliert und genau untersucht werden und Vorhersagen anhand von Analogien erstellt werden können. Aber zukünftige Ereignisse finden unter Bedingungen statt, die nicht mit den vorherigen identisch sind und sich daher sicherlich in irgendeiner Weise von ihnen unterscheiden werden. Dieser Ansatz kann effektiv sein, wenn, wie impliziert, die Unterschiede in den Entstehungs- und Entwicklungsbedingungen des untersuchten Prozesses an verschiedenen Orten und zu unterschiedlichen Zeiten gering sind und sich sein Ergebnis proportional zur Größe dieser Unterschiede ändern, d. h. auch unbedeutend. Wenn sich solche Abweichungen wiederholen, zufällig sind und unterschiedliche Bedeutungen haben, heben sie sich gegenseitig deutlich auf und ermöglichen so letztlich eine zwar nicht absolut genaue, aber statistisch akzeptable Prognose. Allerdings wurde die Möglichkeit einer solchen Vorhersehbarkeit Ende des 20. Jahrhunderts in Frage gestellt.

Pendel und Sandhaufen

Es ist bekannt, dass das Verhalten vieler natürlicher Systeme durch nichtlineare Differentialgleichungen recht zufriedenstellend beschrieben wird. Aber ihre Entscheidungen werden an einem bestimmten kritischen Punkt in der Evolution instabil und mehrdeutig – der theoretische Verlauf der Entwicklung verzweigt sich. Der eine oder andere Zweig wird unvorhersehbar unter dem Einfluss einer der vielen kleinen zufälligen Schwankungen realisiert, die in jedem System immer auftreten. Eine Vorhersage der Wahl wäre nur mit genauer Kenntnis der Anfangsbedingungen möglich. Nichtlineare Systeme reagieren jedoch sehr empfindlich auf kleinste Änderungen. Aus diesem Grund führt die sequentielle Wahl eines Pfades an nur zwei oder drei Verzweigungspunkten (Verzweigungen) dazu, dass sich das Verhalten von Lösungen vollständig deterministischer Gleichungen als chaotisch erweist. Dies drückt sich – auch bei einem allmählichen Anstieg der Werte eines beliebigen Parameters, beispielsweise des Drucks – in der Selbstorganisation kollektiver unregelmäßiger, sich abrupt neu anordnender Bewegungen und Verformungen von Systemelementen und deren Aggregaten aus. Ein solches Regime, das paradoxerweise Determinismus und Chaos verbindet und als deterministisches Chaos definiert wird, das sich von völliger Unordnung unterscheidet, ist keineswegs außergewöhnlich und nicht nur seiner Natur nach. Geben wir die einfachsten Beispiele.

Indem wir ein flexibles Lineal streng entlang der Längsachse zusammendrücken, können wir nicht vorhersagen, in welche Richtung es sich biegen wird. Wenn wir ein reibungsfreies Pendel so stark schwingen, dass es den Punkt der oberen, instabilen Gleichgewichtsposition erreicht, aber nicht mehr, können wir nicht vorhersagen, ob das Pendel rückwärts geht oder eine volle Umdrehung macht. Indem wir eine Billardkugel in Richtung einer anderen schicken, sagen wir ungefähr deren Flugbahn voraus, aber nach ihren Kollisionen mit der dritten und noch mehr mit der vierten Kugel werden sich unsere Vorhersagen als sehr ungenau und instabil erweisen. Wenn wir einen Sandhaufen mit einer gleichmäßigen Zugabe vergrößern, werden wir bei Erreichen eines bestimmten kritischen Winkels seiner Neigung zusammen mit dem Rollen einzelner Sandkörner unvorhersehbare lawinenartige Zusammenbrüche spontan entstehender Körneransammlungen beobachten. Dabei handelt es sich um das deterministisch-chaotische Verhalten eines Systems im Zustand selbstorganisierter Kritikalität. Die Muster des mechanischen Verhaltens einzelner Sandkörner werden hier durch qualitativ neue Merkmale ergänzt, die durch die inneren Verbindungen des Aggregats der Sandkörner als System bestimmt werden.

Auf grundsätzlich ähnliche Weise entsteht die diskontinuierliche Struktur von Gesteinsmassen – von der anfänglichen verteilten Mikrorissbildung über das Wachstum einzelner Risse bis hin zu deren Wechselwirkungen und Verbindungen. Das schnelle Wachstum einer einzelnen, zuvor unvorhersehbaren Störung unter konkurrierenden Störungen verwandelt sie in einen großen seismischen Bruch. Dabei führt jede einzelne Bruchbildung zu unvorhersehbaren Veränderungen der Struktur und des Spannungszustandes im Massiv.

In den obigen und anderen ähnlichen Beispielen werden weder die End- noch die Zwischenergebnisse der durch die Anfangsbedingungen bestimmten nichtlinearen Entwicklung vorhergesagt. Dies liegt nicht am Einfluss vieler schwer zu berücksichtigender Faktoren, nicht an der Unkenntnis der Gesetze der mechanischen Bewegung, sondern an der Unfähigkeit, die Anfangsbedingungen absolut genau abzuschätzen. Unter diesen Umständen führen selbst kleinste Unterschiede schnell dazu, dass zunächst ähnliche Entwicklungsverläufe so weit auseinandergehen, wie gewünscht.

Die traditionelle Strategie zur Vorhersage von Katastrophen besteht darin, eine eindeutige Vorläuferanomalie zu identifizieren, die beispielsweise durch die Konzentration von Spannungen an den Enden, Knicken und Schnittpunkten von Diskontinuitäten erzeugt wird. Um ein zuverlässiges Zeichen für einen bevorstehenden Schock zu werden, muss eine solche Anomalie isoliert sein und sich vom umgebenden Hintergrund abheben. Doch die reale Geoumgebung ist anders strukturiert. Unter Last verhält es sich wie ein grober und selbstähnlicher Block (Fraktal). Das bedeutet, dass ein Block jeder Maßstabsebene relativ wenige Blöcke kleinerer Größe enthält und jeder von ihnen die gleiche Anzahl noch kleinerer Blöcke usw. enthält. In einer solchen Struktur können keine eindeutig isolierten Anomalien auf einem homogenen Hintergrund auftreten; sie enthält nicht kontrastierende Makro-, Meso- und Mikroanomalien.

Dies macht herkömmliche Taktiken zur Lösung des Problems zwecklos. Die gleichzeitige Überwachung der Vorbereitung seismischer Katastrophen in mehreren relativ nahe beieinander liegenden potenziellen Gefahrenquellen verringert die Wahrscheinlichkeit, ein Ereignis zu verpassen, erhöht aber gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms, da die beobachteten Anomalien nicht isoliert sind und sich nicht in der Umgebung abheben Raum. Es ist möglich, die deterministisch-chaotische Natur des nichtlinearen Prozesses als Ganzes, seiner einzelnen Phasen und Szenarien für den Übergang von Phase zu Phase vorherzusagen. Die erforderliche Zuverlässigkeit und Genauigkeit kurzfristiger Vorhersagen bestimmter Ereignisse bleibt jedoch unerreichbar. Der langjährige und fast universelle Glaube, dass jede Unvorhersehbarkeit nur eine Folge unzureichenden Wissens ist und dass bei einer umfassenderen und detaillierteren Untersuchung ein komplexes, chaotisches Bild sicherlich durch ein einfacheres ersetzt wird und die Prognose zuverlässig wird, hat sich geändert erweist sich als Illusion.

Ein Buch über Erdbeben und verwandte Naturphänomene. Spricht darüber, warum Erdbeben passieren. Es werden wenig bekannte Informationen über seismische Katastrophen der Vergangenheit und Gegenwart bereitgestellt. Über die Errungenschaften der Seismologie und die Rolle, die Erdbeben in der Geschichte der Menschheit gespielt haben und noch spielen.

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Ist es möglich, Erdbeben vorherzusagen?

Ich mag dieses pathologische Interesse an Prognosen nicht. Es lenkt uns von dem bereits bekannten Risiko und von den bereits bekannten Maßnahmen ab, die ergriffen werden sollten, um dieses Risiko zu beseitigen. Wir wissen, wo sich die gefährdeten Gebiete befinden und welche Bauwerke in diesen Gebieten unsicher sind.

Charles Richter, 1960

Eine Person kann einer Bedrohung nur entgehen, wenn sie über Informationen darüber verfügt. Wissen ermöglicht es, Fehler zu vermeiden, aber sein Fehlen oder die mangelnde Bereitschaft, es anzuwenden, führt immer zu Tragödien. Letztlich sind alle Katastrophen die Folgen bestimmter Handlungen oder Unterlassungen. In diesem Sinne klingt die Unschuldsvermutung von Erdbeben so: Es muss so gut wie möglich gebaut werden, wo keine verlässlichen Daten zur Beurteilung der seismischen Gefährdung vorliegen.

Instrumentelle Beobachtungen, statistische Methoden und raumzeitliche Analysen der seismischen Aktivität ermöglichten es bis zum Ende des 20. Jahrhunderts, prädiktive Karten des seismischen Risikos auf der ganzen Welt zu erstellen. Sie heben Bereiche hervor, die sich im Grad der seismischen Gefährdung unterscheiden.

Karten werden mit unterschiedlichen Methoden erstellt, verfolgen aber im Wesentlichen das gleiche Ziel: seismische Einwirkungen an einem bestimmten Ort mit einiger Wahrscheinlichkeit vorherzusagen. Diese Informationen werden in vielen Ländern durch erdbebensichere Baunormen geregelt. Es ist für den Entwurf von Ingenieurbauwerken, die Planung der Platzierung kritischer Einrichtungen, die Stadtplanung usw. erforderlich. Seit vielen Jahren werden seismische Vorhersagen erstellt, die Tausende von Menschenleben retten und bedeutende materielle Vermögenswerte schützen.

Tatsächlich handelt es sich hierbei um eine Prognose, die auf wissenschaftlichen Forschungsdaten basiert. Es ähnelt den bereits bekannten Methoden zum Schutz von Menschen in Extremsituationen – vom Rettungsboot auf Schiffen bis zum Airbag im Auto. Es ist keine Tatsache, dass sie jemals benötigt werden, aber die Wahrscheinlichkeit extremer Situationen ist nie null.

Die ohrenbetäubenden Folgen seismischer Katastrophen sind für die moderne Menschheit psychologisch inakzeptabel. Daher und am häufigsten nach verheerenden Erdbeben stellt sich die Frage: Warum ist es unmöglich, vor starken Erdbeben im Voraus zu warnen, ähnlich wie bei Wettervorhersagen?

Verschiedene Berichte über die Vorboten von Erdbeben führen seit langem zu der Annahme, dass es durchaus möglich ist, den Zeitpunkt des Auftretens einer unterirdischen Erschütterung Jahre, Monate, Tage und sogar Stunden im Voraus vorherzusagen. Tatsächlich ist es dafür notwendig, mehrere Probleme zu lösen.

Verstehen Sie den Mechanismus der Erdbebenentstehung, identifizieren Sie mehrere zuverlässige Vorläufer, schaffen Sie ein System zur Überwachung der Gefahrenzone und schaffen Sie einen Dienst, um die Bevölkerung vor „seismischem Wetter“ zu warnen. Allerdings sind viele Jahre vergangen, seit dieses Problem aufgeworfen wurde, aber es gibt keine Technologie zur Vorhersage von Erdbeben, ebenso wie es keine erfolgreichen gibt, d. h. genaue Prognosen, die es ermöglichten, Leben zu retten.

Der Enthusiasmus der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts, als es schien, als würde es ausreichen, nur wenige Parameter zur Überwachung des Zustands der Brennpunktzone zu bestimmen und das Problem der rechtzeitigen Vorhersage gelöst zu sein, ist durch ein Bewusstsein für das Bestehende ersetzt worden Wirklichkeit. Hier geht es natürlich nicht um die Zurückhaltung oder Unfähigkeit der Wissenschaftler, konkrete Ergebnisse zu erzielen, sondern um die multifaktorielle Natur eines solchen Phänomens wie eines Erdbebens.

Schon aus einer einzigen Liste bekannter Vorboten von Untergrundstreiks geht hervor, dass es ziemlich schwierig ist, sie zu einem Ganzen zusammenzufassen, aber das obligatorische Ergebnis ist früh, d. h. Stunden- oder Tagesvorhersage. Gleichzeitig ist jeder Versuch einer Vorhersage nützlich, da er den Zeitpunkt näher rückt, ab dem die Menschheit auf die eine oder andere Weise von der seismischen Bedrohung befreit sein wird.

Es wird angenommen, dass dem Moment eines Erdbebens eine Phase intensiver Rissbildung im Bereich seiner Quelle vorausgeht. Gleichzeitig nimmt die Intensität des seismischen Lärms zu und die Zahl der Mikroerdbeben nimmt zu. Außerhalb der Vorbereitungszone für ein starkes Erdbeben ist es fast unmöglich, diese Anzeichen zu erkennen und es entsteht ein Teufelskreis – es gibt Vorboten, wo ein unterirdischer Schock auftreten wird, aber dazu muss man wissen, wo er passieren wird. In dieser Hinsicht führt die Suche nach Erdbebenvorläufern zu mehreren Paradoxien.

Das erste Paradoxon. Es ist unmöglich, über das Phänomen als Vorbote zu sprechen, da es erst nach einem Erdbeben als solches bezeichnet werden kann.

Tatsächlich sind selbst starke Änderungen des beobachteten Parameters möglicherweise nicht mit dem Prozess der Vorbereitung eines unterirdischen Einschlags verbunden, sondern entstehen aufgrund von Faktoren, die vom Beobachter nicht kontrollierbar sind. Nur eine systematische Wiederholung des einen oder anderen Phänomens mit verständlicher Herkunft kann als Vorbote eines Erdbebens bezeichnet werden.

Das zweite Paradoxon. Für die überwiegende Mehrheit der Erdbeben gibt es keine Berichte über Vorläufer, was jedoch nicht bedeutet, dass sie überhaupt nicht aufgetreten sind.

Es kann festgestellt werden, dass Informationen über die Vorläufer nur für einen sehr kleinen Teil der auf dem Planeten aufgetretenen Erdbeben verfügbar sind. Das bedeutet aber nur eines: Informationen über die Vorboten sind dort verfügbar, wo Beobachtungssysteme vorhanden sind oder Menschen auf sie achten.

Spezielle Systeme zur Erfassung von Vorläufern gibt es in der Regel nicht. Was wir heute haben, stammt von Beobachtungssystemen, die für andere Zwecke konzipiert sind. Dabei kann es sich um Sensoren zur Messung des Wasserstands in Brunnen, Instrumente zur Messung des Ölfördervolumens oder jedes andere sehr empfindliche industrielle Beobachtungssystem handeln, das seit vielen Jahren funktioniert. Ähnlich denen, die zur Kontrolle des Grundwasserhaushalts in einem städtischen oder industriellen Gebiet eingesetzt werden. Geophysikalische und geodätische Messungen zum Zwecke der Kartographie, der Verlegung von Verkehrsverbindungen oder verschiedenen Überführungen usw.

Beispielsweise wurde im Gebiet Aschgabat vor dem Erdbeben von 1948 im Jahr 1944 eine Nivellierung für die Kartographie entlang des Profils Krasnowodsk-Aschgabat-Tedschen durchgeführt. Beim Vergleich mit den Ergebnissen von Messungen, die vier Jahre nach dem Erdbeben durchgeführt wurden, wurde festgestellt, dass es zwischen 1944 und 1952 im Raum Aschgabat zu erheblichen Veränderungen der Erdoberfläche kam. Darüber hinaus wurden ähnliche Veränderungen im Bereich der Quelle des zerstörerischen Kasandschik-Erdbebens von 1946 festgestellt, das sich in derselben Zone ereignete. Eine andere Frage ist zwar, ob sie vor oder nach den Erdbeben entstanden sind? Dies verdeutlicht einmal mehr die Schwierigkeit, Vorläufer zu erkennen, und die begrenzten Fähigkeiten der Forscher.

Das dritte Paradoxon. Um die Vorboten zu beobachten, muss man wissen, wo und wann ein Erdbeben auftreten wird, und um zu wissen, wo es mit Sicherheit passieren wird, muss man die Phänomene erkennen, die es ankündigen.

Mit anderen Worten: Die Vorläufer können nur dort beobachtet werden, wo Erdbeben auftreten, und nicht dort, wo es Geräte oder Wissenschaftler gibt.

Historisch gesehen wurden in der ersten Phase seismische Observatorien dort errichtet, wo Forscher bequem leben und arbeiten konnten. Dieser Ansatz war gerechtfertigt, weil er es ermöglichte, eine allgemeine Vorstellung von der Seismizität und der Struktur des Erdinneren zu gewinnen. Um ein detailliertes Bild der in den Fokuszonen ablaufenden Prozesse zu erhalten, begann man erst später damit, Beobachtungspunkte in der Nähe der Orte zu platzieren, an denen Erdbeben auftreten oder aufgetreten sind.

Instrumente zur Suche nach Vorläufern müssen sich nicht nur im Bereich des künftigen Erdbebens befinden, sondern sie müssen auch die sogenannten. Hintergrundbeobachtungen lange vorher. Auf andere Weise lässt sich nicht beweisen, dass es sich bei diesem oder jenem Phänomen tatsächlich um einen Vorboten handelt. Die Schwierigkeit bei der Suche besteht darin, dass die meisten Quellen starker Erdbeben unter dem Meeresboden und in Wüstengebieten liegen, wo keine wissenschaftlichen Beobachtungen durchgeführt werden und oft selbst keine Menschen leben.

Natürlich kann der Vorläufereffekt auch mit schwachen Erdbeben einhergehen, die deutlich häufiger auftreten als starke. Man geht jedoch davon aus, dass die Vorläufer umso kontrastreicher und flächendeckender auftreten können, je größer die Energie des Erdbebens ist. Folglich ist die Identifizierung von Vorhersagemustern aus schwachen Erdbeben technisch schwierig, wenn nicht sogar unmöglich.

Die heute eingesetzten geophysikalischen, geodätischen Geräte und sonstigen Instrumente sind in der Regel nicht auf die Suche nach Erdbebenvorboten ausgelegt. Darüber hinaus werden die Geräte unter unterschiedlichen Bedingungen mit unterschiedlichen Betriebsmodi installiert. Dementsprechend sind die gewonnenen Daten in verschiedenen Regionen der Welt meist nicht vergleichbar und die festgestellten Anomalien lassen viel Raum für Spekulationen über ihren möglichen Zusammenhang mit dem Prozess der Erdbebenvorbereitung.

Änderungen der Höhen von Benchmarks entlang der wiederholten Nivellierungslinie Krasnowodsk-Aschgabat-Tedschen für 1944 (1) und 1952 (2) (Kolibaev, 1962; Rustanovich, 1961).

In den Fällen, in denen ähnliche Phänomene vor Erdbeben beobachtet werden konnten, stellte sich heraus, dass sie sich unterschiedlich verhalten. In einigen Fällen kann man vor einem Erdbeben einen Anstieg der Durchflussrate und Temperatur des Wassers in Quellen beobachten. In anderen Fällen verhalten sich dieselben Parameter umgekehrt – die Brunnen trocknen aus oder die Wassertemperatur in ihnen ist gesunken. Wenn vor einigen Erdbeben schnelle Neigungen der Erdoberfläche oder starke Anomalien von Untergrundgasen (Radon und andere) registriert wurden, wurden solche Veränderungen vor anderen nicht festgestellt usw.

Die Inkonsistenz der Phänomene, die ein starkes Erdbeben ankündigen, fällt besonders auf, wenn man Daten über schwache Seismizität oder Hintergrundseismizität analysiert. Bei einigen Erdbeben kommt es zu einer spürbaren Intensivierung der seismischen Aktivität, und der Hauptschock kann in eine Reihe kleiner Erdbeben – Vorbeben – umgewandelt werden. In anderen Fällen kommt es buchstäblich aus dem Nichts zu einem starken Erdbeben, bei dem es seit langem keine spürbare seismische Aktivität gibt, das sogenannte. seismische Lücken.

Gleichzeitig haben alle entdeckten Vorläufer eine gemeinsame Eigenschaft. Fast nie gab es an dem Ort, an dem sie entdeckt wurden, eine ausreichende Beobachtungszeit, um sie eindeutig als solche zu erkennen. Im Allgemeinen entstand und bleibt das Problem, langfristige und kontinuierliche Beobachtungsreihen zu erhalten, in der Erdbebenwissenschaft.

Tatsächlich wird sich heute kein einziger Arzt dazu verpflichten, einen Patienten (wir schließen Extremsituationen aus) ohne seine Krankengeschichte und Tests zu behandeln. Hier ist alles klar und bedarf keiner Erklärung. Wir können sagen, dass jeder dies selbst erlebt hat. Etwas schwieriger ist es zu erklären, warum zur Vorhersage von Erdbeben prähistorische und kontinuierliche Beobachtungen erforderlich sind.

Systeme zur Beherrschung und Verhütung von Unfällen basieren auf dem Prinzip gegebener oder vorher bekannter Grenzwerte, die ihren Normalzustand charakterisieren. Sie basieren auf den aus Testergebnissen ermittelten Betriebsparametern einer Anlage oder eines Geräts, deren Abweichung als Notfallzustand gilt. Erdbeben, die durch tektonische Bewegungen entstehen, lassen sich mit einem Satz Standardparametern nur schwer charakterisieren. Ihre Brennpunkte liegen in für moderne Instrumente unerreichbaren Tiefen, in denen die Eigenschaften der Substanz genau unbekannt sind.

Beispielsweise können dank entfernter Methoden zur Veränderung der seismischen Eigenschaften der Umgebung Mineralvorkommen tief im Untergrund entdeckt und durch Bohrergebnisse bestätigt werden. Dies ist im Hinblick auf die künftige Erdbebenquelle nicht möglich.

Veränderungen der Radonwerte vor dem Erdbeben in Japan (Kobe, 1995).

Wenn Sie versuchen, anhand des Wasserstands in einem Brunnen eine Anomalie zu identifizieren, die ein Vorbote eines bevorstehenden Erdbebens ist, müssen Sie zunächst einen Brunnen bohren und dadurch eine Störung des natürlichen Gleichgewichts mit unbekannten Folgen einführen. Dann ist es notwendig, den Wasserstand darin langfristig zu beobachten und bei festgestellten Veränderungen die Art ihrer Entstehung zu bestimmen. Gleichzeitig bleiben immer Zweifel bestehen, ob die Bohrung an der richtigen Stelle durchgeführt wurde oder ob die darin beobachteten Veränderungen speziell mit der Vorbereitung eines Erdbebens und nicht mit anderen, eher natürlichen Faktoren zusammenhängen. Warum passiert das?

Erstens Volksweisheit „Wenn ich wüsste, wohin du fallen würdest, würde ich etwas Stroh ausbreiten“ Die Verkörperung des alltäglichen Paradoxons wird zum Paradoxon der Beobachtung von Vorboten und wissenschaftlichen Budgets.

Wenn Sie eine Vorstellung davon haben, wo ein Erdbeben zu erwarten ist, können vorab Sensoren platziert werden, um schnell ablaufende geophysikalische Prozesse aufzuzeichnen. Dies ist jedoch äußerst selten möglich und Forscher haben nicht immer die Möglichkeit, solche Studien durchzuführen. Es erweist sich als teuer und wirtschaftlich unrentabel, langfristige (höchstwahrscheinlich jahrzehntelange) Beobachtungen geophysikalischer Felder irgendwo im Tien Shan, im Himalaya oder in den Anden durchzuführen, nur um ein wichtiges Anzeichen für die Vorbereitung eines Erdbebens zu erkennen, das in selbst dürfte den Menschen keinen großen Schaden zufügen. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass die Natur der Vorboten auf andere Weise verstanden werden kann.

Zweitens: Selbst wenn die Quelle des Erdbebens in der Nähe einer Großstadt liegt, die über ein geeignetes Beobachtungssystem verfügt, kann es sein, dass hier kein gutes Ergebnis erzielt wird. Die lebenswichtige Aktivität der Stadt führt zu großen Störungen des natürlichen Zustands der natürlichen Umwelt, vor deren Hintergrund es sehr schwierig ist, Anzeichen eines bevorstehenden Erdbebens zu erkennen.

Drittens sind in der Fokuszone für andere Arten von Beobachtungen – geophysikalische, geodätische, hydrologische usw. – im Gegensatz zur Registrierung seismischer Schwingungen keine Umgebungsparameter zur Bestimmung des Alarmzeitraums festgelegt. Um Rückschlüsse auf seinen natürlichen oder anormalen Zustand zu ziehen, ist es daher notwendig, Langzeitbeobachtungen durchzuführen.

Das moderne Stadium der Erdbebenforschung ist weitgehend mit der Computerisierung verbunden, wodurch die schwere Belastung durch die manuelle Verarbeitung von Erdbebenaufzeichnungen und -daten entfällt. Computer haben es ermöglicht, schnell große Mengen an Informationen zu sammeln, zu verarbeiten und zu übertragen sowie Methoden zur Modellierung von Situationen zu verwenden, um einen Alarmzeitraum zu bestimmen.

Vielleicht wird sich die Situation mit dem Aufkommen der künstlichen Intelligenz (KI) ändern. Allerdings benötigt er auch verlässliche Daten, mit denen es ihm ohne menschliche Intuition schwerfallen wird, richtige Schlussfolgerungen zu ziehen. Die Leistungsfähigkeit von Computersystemen nimmt von Jahr zu Jahr zu, es sind globale Umweltüberwachungssysteme entstanden, was die Effizienz der Suche nach Phänomenen im Zusammenhang mit der Vorbereitung von Erdbeben erhöht.

Veränderungen im Pegel hochfrequenter Geräusche vor einem spürbaren Erdbeben in der Region Aschgabat, 1982 (Karryev, 1985).

In den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts bemerkte der amerikanische Mathematiker John von Neumann, als er die Aussichten des Einsatzes rechnerischer Methoden zur Wettervorhersage diskutierte: „Das Klima wird durch stabile und instabile Prozesse bestimmt, also solche, die von kleinen Störungen abhängen. Mithilfe von Computern können wir sowohl den ersten als auch den zweiten berechnen. Und dann werden wir in der Lage sein, alles vorherzusagen, was wir nicht kontrollieren können, und alles zu kontrollieren, was wir nicht vorhersagen können.“

Bezüglich des Wetters stellte sich heraus, dass vieles von dem, was gesagt wurde, wahr war, doch in der Erdbebenvorhersage stellte sich heraus, dass alles falsch war. Allerdings sind die heute bekannten Vorläufer bereits klassifiziert. Es stellte sich wiederum im Nachhinein heraus, dass sie sich alle unter unterschiedlichen Umständen unterschiedlich manifestieren, aber hauptsächlich mit den geologischen und geophysikalischen Merkmalen der Struktur des Erdinneren an der einen oder anderen Stelle verbunden sind. Daher bemerkte der japanische Seismologe Keiichi Kasahara vor vielen Jahren, als er den Stand der Erforschung von Erdbebenvorläufern würdigte: „Die wissenschaftliche Forschung zur Vorhersage befindet sich noch in einem Stadium, in dem der Empirismus eine bedeutende Rolle spielt. Daher ist uns die Dokumentation bereits eingetretener Ereignisse wichtig.“

Eine separate Frage betrifft die Verantwortung von Wissenschaftlern und Nichtwissenschaftlern für falsche oder unzuverlässige Vorhersagen, genauer gesagt für Vorhersagen von Erdbeben und anderen Wechselfällen der Natur. Solche Vorhersagen können in der Regel wirtschaftliche Folgen und seltener auch menschliche Verluste nach sich ziehen. Die Grundursache dafür ist bekannt: Die historische Erinnerung der Menschen an Leid und Unglück, angeheizt durch religiöse Aussagen über die unvermeidliche Bestrafung von Menschen usw., macht sie für solche Botschaften besonders anfällig. Dies ist eine Seite des Problems.

Eine andere, schwerwiegendere Möglichkeit besteht darin, die Bevölkerung über die tatsächliche Bedrohung in die Irre zu führen. Dafür gibt es viele Beispiele. Von der Unterschätzung des Gefahrenniveaus zu einem Zeitpunkt, an dem es während des Baus, der Planung von Schutzmaßnahmen usw. durchaus real ist. Dies geschah auf dem Territorium der ehemaligen UdSSR mehr als einmal. Es gibt zahlreiche Fälle, in denen eine reale Bedrohung ignoriert wird, sowohl in wirtschaftlich entwickelten als auch in armen Ländern. Ein aufschlussreicher Fall ereignete sich in der italienischen Stadt L'Aquila.

Im Jahr 2014 sprach das Berufungsgericht der italienischen Stadt L'Aquila sieben Experten der Risikobewertungskommission frei, die zuvor zu sechs Jahren Gefängnis verurteilt worden waren, weil sie 2009 bei der Beurteilung der seismischen Lage in der Stadt einen Fehler gemacht hatten. Der Fall wurde eingereicht, weil Etwa dreißig Einwohner der Stadt reichten einen offiziellen Antrag bei den Justizbehörden ein. Sie waren der Meinung, dass Wissenschaftler die Stadt mindestens einige Tage im Voraus vor der Gefahr hätten warnen sollen.

Das Erdbeben in L'Aquila mit M = 6,3 auf der Richterskala ereignete sich am 6. April 2009 um 3:32 Uhr Ortszeit. Nach Angaben des italienischen Nationalinstituts für Geophysik und Vulkanologie lag das Hypozentrum des Erdbebens in einer Tiefe von 8,8 km, fünf Kilometer vom Stadtzentrum entfernt. Die Zahl der Todesopfer betrug am Abend des 11. April 2009 293 Menschen, 10 Menschen wurden vermisst, 29.000 Menschen wurden obdachlos.

Der Hintergrund ist dieser. Sechs Monate vor dem schweren Erdbeben waren in der Stadt schwache Erdbeben zu spüren. In der Nähe des zukünftigen Erdbebens wurde eine anomale seismische Aktivität registriert. Eine Woche vor dem Hauptbeben am 30. März und unmittelbar davor ereigneten sich in sehr geringer Tiefe – etwa zwei Kilometer von der Erdoberfläche entfernt – zwei Vorbeben mit einer Stärke von etwa vier auf der Richterskala.

Am 31. März, sechs Tage vor der Tragödie, traf sich der öffentliche Schutzdienst mit einem Risikobewertungsausschuss aus sechs Wissenschaftlern, um die Möglichkeit eines schweren Erdbebens einzuschätzen. Die Kommission kam zu dem Schluss „Es gibt keinen Grund anzunehmen, dass eine Reihe kleinerer Erdbeben der Auftakt zu einem großen seismischen Ereignis ist.“ Und „Ein schweres Erdbeben in dieser Region ist unwahrscheinlich, wenn auch nicht unmöglich.“

Allerdings ereignete sich das Erdbeben und sechs Wissenschaftler, darunter der Präsident des Nationalen Instituts für Geophysik und Vulkanologie in Rom, Enzo Boschi, wurden im Mordfall angeklagt. Einerseits handelt es sich hierbei um einen untypischen Fall, in dem Wissenschaftlern eine Straftat vorgeworfen wird. Andererseits stellt sich die Frage, dass Experten trotz aller gefährlichen Anzeichen die Anwohner nicht vor der Möglichkeit eines Erdbebens gewarnt haben.

Die Praxis hat gezeigt, dass die Bedrohung real war und Menschen, die sich auf ihre eigenen Gefühle verließen, keinen Schaden erlitten. Andererseits ermöglichte das Verständnis der Bedrohung, bereits im Vorfeld Maßnahmen zu ergreifen, um die Erdbebensicherheit von Gebäuden zu verbessern und die Bevölkerung auf einen Notfall vorzubereiten. Natürlich ist dies nicht Sache der Wissenschaftler, sondern der Verwaltung aller Ebenen, genauer gesagt der öffentlichen Verwaltung, zu deren Aufgabe es gehört, den Schutz ihrer Bürger zu gewährleisten. Ein ähnliches Beispiel findet sich in Japan.

Das große Kobe Hanshin-Erdbeben ereignete sich am 17. Januar 1995. Vor dem Hauptbeben registrierte das seismische Observatorium mehrere Vorbeben im Ursprungsgebiet des Erdbebens. Vor dem Hanshin-Erdbeben hatte es im Stadtgebiet fast 400 Jahre lang kein größeres Erdbeben gegeben. Mit anderen Worten: Es waren alle Voraussetzungen gegeben, die Bedrohung als real einzuschätzen und bereits im Vorfeld die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen.

Die Folgen des Erdbebens waren schrecklich, weil die Stadt und ihre Bewohner nicht darauf vorbereitet waren. Die Faktoren, die das Ausmaß der Tragödie bestimmten, wurden im Nachhinein identifiziert und anscheinend alle notwendigen Schlussfolgerungen gezogen. Doch die nächste Tragödie in Japan, ein Erdbeben vor der Ostküste von Honshu am 11. März 2011, zeigte erneut die Unfähigkeit der Behörden, Naturgefahren richtig einzuschätzen. Nicht nur im Hinblick auf vorbeugende Maßnahmen, sondern auch bei der Modellierung von Fehlern sowohl im Steuerungssystem als auch bei der Gewährleistung der Sicherheit großer Infrastruktureinheiten und Kernkraftwerke.

Im Jahr 2013 ordnete der Oberste Gerichtshof Chiles an, dass die Regierung des Landes eine Entschädigung an die Familie von Mario Ovando zahlen muss, der während des Tsunamis im Februar 2010 ums Leben kam. Offenbar könnte die Entscheidung des Gerichts, den Angehörigen eine Entschädigung in Höhe von hunderttausend Dollar zu gewähren, den Weg für Hunderte ähnlicher Beschwerden ebnen. Man kann den Argumenten der Familie Ovando zustimmen, dass Marios Tod das Ergebnis der Nachlässigkeit der Behörden ist, die in der schicksalhaften Nacht verkündeten, dass keine Tsunamigefahr bestehe. Kurz nach dem Funkspruch schwemmten die Elemente das Haus von Mario Ovando im Hafen von Talcahuano im Süden des Landes weg. Insgesamt starben rund 500 Menschen durch das Erdbeben und den Tsunami in Chile.

Mit anderen Worten: Offizielle Meldungen über das Nichtvorhandensein einer Gefahr führen, sofern vorhanden, zu Tragödien. Ähnliche Fälle umfassen die Ereignisse in L'Aquila, Kobe und Fakushima. Es besteht ein großes Risiko darin, zu behaupten, dass in einer Situation, in der es weder Methoden noch Daten für die Vorhersage gibt, allein aufgrund der Annahme eines minimalen Risikos einer Naturkatastrophe nichts passieren wird ist im Wesentlichen die reale Prognose.

Wenn für das Untersuchungsgebiet keine seismische Vorgeschichte vorliegt, welche Daten können dann verwendet werden, um eine Vorhersage einen Tag, eine Woche, einen Monat oder ein Jahr vor dem erwarteten Erdbeben zu erstellen?

Wissenschaftler vermuten, dass sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Umgebung an der Quelle ändern, wenn sich ein Erdbeben nähert. Folglich kann man auch ohne Kenntnis des seismischen Regimes des Territoriums und ohne Beobachtung des Zustands des Untergrunds über einen längeren Zeitraum mit verschiedenen Methoden (Seismoakustik, Grundwasserregime, Gravimetrie, Nivellierung, elektromagnetische Messungen usw.) feststellen Moment der Vorbereitung eines Erdbebens. Dies wird teilweise durch die Ergebnisse von Laborexperimenten und Feldbeobachtungen bestätigt. In gewisser Weise wird dies durch zahlreiche Fakten über abnormales Verhalten von Tieren vor einem unterirdischen Aufprall belegt.

Ende des Einführungsfragments.

Die Erde hat eine unglückliche Eigenschaft: Sie rutscht einem manchmal unter den Füßen weg, und das ist nicht immer mit dem Ergebnis einer fröhlichen Party in geselliger Runde verbunden. Bodenerschütterungen führen dazu, dass der Asphalt hochsteht und Häuser einstürzen. Was gibt es zu Hause?! – Katastrophale Erdbeben können Berge emporheben oder zerstören, Seen austrocknen und Flüsse umkehren. In solchen Situationen bleibt den Bewohnern von Häusern, Bergen und Küsten nur eines: versuchen, so gut wie möglich zu überleben.

Mit der Gewalt des Firmaments der Erde sind die Menschen etwa seit der Zeit konfrontiert, als sie von den Bäumen auf dieses Firmament hinabstiegen. Anscheinend gehen die ersten Versuche, die Natur von Erdbeben zu erklären, auf den Beginn der menschlichen Ära zurück, in der unterirdische Götter, Dämonen und andere Pseudonyme tektonischer Bewegungen reichlich vorkommen. Als unsere Vorfahren dauerhafte Unterkünfte mit dazugehörigen Festungen und Hühnerställen erwarben, wurde der Schaden durch die Erschütterungen des Bodens unter ihnen größer und der Wunsch, Vulkan zu besänftigen oder zumindest seine Ungnade vorherzusagen, wurde stärker.

Allerdings wurden verschiedene Länder in der Antike von unterschiedlichen Wesenheiten erschüttert. In der japanischen Version spielen unter der Erde lebende Riesenwelse, die sich manchmal bewegen, die Hauptrolle. Im März 2011 führte ein weiterer Fischaufstand zu einem schweren Erdbeben und einem Tsunami.

Schema der Tsunami-Ausbreitung im Pazifischen Ozean. Das Gemälde zeigt in Farbe die Höhe der in verschiedene Richtungen divergierenden Wellen, die durch ein Erdbeben in der Nähe von Japan entstanden sind. Erinnern wir uns daran, dass das Erdbeben am 11. März eine Tsunamiwelle an der Küste Japans auslöste, die zum Tod von mindestens 20.000 Menschen, zu weitreichenden Zerstörungen und zur Umwandlung des Wortes „Fukushima“ in ein Synonym für Tschernobyl führte. Die Reaktion auf einen Tsunami erfordert große Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit von Meereswellen wird in Kilometern pro Stunde gemessen, und seismische Wellen werden in Kilometern pro Sekunde gemessen. Dadurch besteht eine Zeitreserve von 10-15 Minuten, in der es notwendig ist, die Bewohner des gefährdeten Bereichs zu benachrichtigen.

Instabiles Firmament

Die Erdkruste ist in sehr langsamer, aber kontinuierlicher Bewegung. Riesige Blöcke drücken gegeneinander und verformen sich. Wenn die Spannungen die Zugfestigkeit überschreiten, wird die Verformung unelastisch – die Festkörper der Erde brechen und die Schichten verschieben sich mit elastischem Rückstoß entlang der Verwerfung. Diese Theorie wurde erstmals vor fast hundert Jahren vom amerikanischen Geophysiker Harry Reid vorgeschlagen, der das Erdbeben von 1906 untersuchte, das San Francisco fast vollständig zerstörte. Seitdem haben Wissenschaftler viele Theorien vorgeschlagen, die den Ablauf der Ereignisse auf unterschiedliche Weise beschreiben, aber das Grundprinzip ist im Großen und Ganzen dasselbe geblieben.

Die Tiefe des Meeres ist variabel. Der Ankunft eines Tsunamis geht häufig ein Wasserrückgang vom Ufer voraus. Durch elastische Verformungen der Erdkruste im Vorfeld eines Erdbebens bleibt das Wasser an Ort und Stelle, die Tiefe des Bodens im Verhältnis zum Meeresspiegel ändert sich jedoch häufig. Die Überwachung der Meerestiefe erfolgt durch ein Netzwerk spezieller Instrumente – Gezeitenmesser, die sowohl am Ufer als auch in einiger Entfernung vom Ufer installiert sind.

Die Vielfalt der Versionen erhöht leider nicht den Wissensumfang. Es ist bekannt, dass die Quelle (in wissenschaftlicher Hinsicht das Hypozentrum) eines Erdbebens ein ausgedehntes Gebiet ist, in dem es zur Zerstörung von Gesteinen unter Freisetzung von Energie kommt. Sein Volumen steht in direktem Zusammenhang mit der Größe des Hypozentrums – je größer es ist, desto stärker ist die Erschütterung. Die Herde zerstörerischer Erdbeben erstrecken sich über Dutzende und Hunderte von Kilometern. So war die Quelle des Kamtschatka-Erdbebens von 1952 etwa 500 km lang, und das Sumatra-Erdbeben, das im Dezember 2004 den schlimmsten Tsunami in der modernen Geschichte verursachte, war mindestens 1.300 km lang.

Die Abmessungen des Hypozentrums hängen nicht nur von den darin angesammelten Spannungen ab, sondern auch von der physikalischen Festigkeit der Gesteine. Jede einzelne Schicht, die sich in der Zerstörungszone befindet, kann entweder reißen, was das Ausmaß des Ereignisses erhöht, oder sie kann überleben. Das Endergebnis hängt letztendlich von vielen Faktoren ab, die von der Oberfläche aus nicht sichtbar sind.

Tektonik in Bildern. Die Kollision von Lithosphärenplatten führt zu deren Verformung und Spannungsakkumulation.

Seismisches Klima

Die seismische Zonierung eines Territoriums ermöglicht es, die Stärke möglicher Erschütterungen an einem bestimmten Ort vorherzusagen, auch ohne Angabe des genauen Ortes und der genauen Zeit. Die resultierende Karte lässt sich mit einer Klimakarte vergleichen, zeigt jedoch anstelle des atmosphärischen Klimas ein seismisches Klima – eine Einschätzung der möglichen Stärke eines Erdbebens an einem bestimmten Ort.

Bei den ersten Informationen handelt es sich um Daten zur seismischen Aktivität in der Vergangenheit. Leider reicht die Geschichte der instrumentellen Beobachtung seismischer Prozesse etwas mehr als hundert Jahre zurück, in vielen Regionen sogar noch weniger. Eine gewisse Hilfe kann das Sammeln von Daten aus historischen Quellen leisten: Um die Schwere eines Erdbebens zu bestimmen, reichen in der Regel Beschreibungen auch antiker Autoren aus, da die entsprechenden Skalen auf der Grundlage alltäglicher Konsequenzen – der Zerstörung von Gebäuden, den Reaktionen der Menschen usw. – erstellt werden Aber das reicht natürlich nicht aus – die Menschheit ist noch zu jung. Nur weil es in einer bestimmten Region in den letzten paar tausend Jahren kein Erdbeben der Stärke 10 gegeben hat, heißt das nicht, dass es dort nächstes Jahr nicht auch passieren wird. Solange es sich um gewöhnliche Flachbauten handelt, kann ein Risiko dieses Ausmaßes toleriert werden, aber die Platzierung von Kernkraftwerken, Ölpipelines und anderen potenziell gefährlichen Objekten erfordert eindeutig eine größere Präzision.

Ist ein Erdbeben in Seoul möglich? Das zu Ende gegangene Jahr 1999 war von erheblichen seismischen Aktivitäten geprägt. Verheerende Erdbeben ereigneten sich in der Türkei und in Taiwan, Griechenland und Mexiko. Es ist nicht verwunderlich, dass sich die Koreaner nach all diesen Katastrophen nun auch Sorgen darüber machten, ob Korea Opfer einer seismischen Katastrophe werden könnte. Im Allgemeinen ist die koreanische Halbinsel ein Gebiet mit relativ schwacher seismischer Aktivität. Seine südöstliche Spitze liegt nur wenige hundert Kilometer vom Pazifischen Graben entfernt. Diese Verwerfung ist ein riesiger Bogen, der in Alaska beginnt und dann über die Kurilen, Japan und Taiwan weit nach Süden, nach Indonesien und Neuseeland reicht. Diese Verwerfung ist eines der seismisch instabilsten Gebiete des Planeten. Es wird ständig von Erdbeben erschüttert und die meisten aktiven Vulkane des Planeten sind dort konzentriert. Andererseits liegt östlich der Koreanischen Halbinsel, am gegenüberliegenden Ufer des Gelben Meeres, eine weitere seismisch aktive Zone. Es ist relativ klein, aber mit erheblichen Problemen behaftet (nicht zuletzt, weil es unter den am dichtesten besiedelten Gebieten Nordchinas liegt). Hier, relativ nahe an Peking, ereignete sich im Juli 1976 das katastrophalste Erdbeben unseres Jahrhunderts, bei dem 220.000 Menschen ums Leben kamen. Doch trotz dieser gefährlichen Nachbarschaft gehört die Koreanische Halbinsel aus Sicht von Seismologen zu den relativ stabilen Gebieten. Von Zeit zu Zeit kommt es hier zu Erdbeben, die aber dennoch selten sind. Einst, in den zwanziger Jahren, zwang dieser Umstand die japanische Regierung sogar dazu, ernsthaft über die Verlegung der Hauptstadt des japanischen Reiches aus dem seismisch unsicheren (insbesondere mit der damaligen Bautechnologie) Tokio nach Seoul zu diskutieren. Es stellt sich jedoch die Frage: Können wir Korea als absolut sicher betrachten? Leider ist das nicht wahr. In alten koreanischen Chroniken gibt es Hinweise auf sehr schwere Erdbeben, die mit Zerstörung und Verlust von Menschenleben einhergingen. So bebte im Jahr 779 in der koreanischen Hauptstadt, die damals in der Stadt Gyeongju im Südosten der Halbinsel lag, „die Erde, viele Häuser stürzten ein und etwa hundert Menschen starben.“ Im Jahr 1455 stürzten in Seoul, damals bereits die Hauptstadt des Landes, „Gebäude ein und viele Menschen starben unter den Ruinen“. Koreanische Wissenschaftler haben anhand von Chroniken, Spuren von Schäden an antiken Gebäuden und geologischen Daten festgestellt, dass es in Korea in den letzten zwei Jahrtausenden etwa 40 Erdbeben mit einer Stärke von 7 oder mehr gegeben hat. Im Vergleich beispielsweise zu Japan oder der Türkei ist dies keine besonders hohe Zahl, dennoch gibt diese Zahl Anlass zur Sorge. Darüber hinaus kam es in den letzten Jahren zu einem verdächtigen Anstieg der seismischen Aktivität. Wurden in Korea in den 1980er Jahren etwa 10–15 Mikroerdbeben pro Jahr registriert, so verdoppelte sich ihre Zahl in den 1990er Jahren etwa. 1996 wurden in Korea 39 Erdbeben registriert, 1998 waren es 32. Dieses Jahr scheint ein Rekordjahr zu sein, da koreanische Seismologen in den ersten neun Monaten 34 Erdbeben registrierten. Dabei handelt es sich natürlich um kleine Erdbeben, die von Menschen nicht wahrgenommen werden und nur mit speziellen Geräten erfasst werden können. Dennoch ist die Zunahme der seismischen Aktivität in Korea offensichtlich. Besonders besorgniserregend ist die Tatsache, dass sich die größte Quelle seismischer Aktivität im Raum Seoul befindet, wo mittlerweile fast die Hälfte der Bevölkerung des Landes lebt. Außerdem gibt es in Korea zwei weniger schwerwiegende seismische Quellen: im Südosten, in der Gegend von Daegu und Gyeongju, und im Norden, nahe der nordkoreanischen Hauptstadt Pjöngjang. Koreanische Seismologen schätzen die Wahrscheinlichkeit, dass es in den nächsten zehn Jahren in der Region Seoul zu einem großen Erdbeben der Stärke 6,0 kommt, dessen Stärke in etwa der Stärke der jüngsten zerstörerischen Erdbeben in Griechenland und Taiwan entspricht, auf 57 %. Für Pjöngjang und Daegu beträgt diese Wahrscheinlichkeit 35 % bzw. 29 %. Eine Wahrscheinlichkeit von 57 % kann nicht als gering bezeichnet werden, daher werden in Korea derzeit Maßnahmen ergriffen, um sich auf ein mögliches Erdbeben vorzubereiten. Insbesondere nach 1988 sind alle Häuser im Land so gebaut, dass sie einem Erdbeben der Stärke fünf ohne Schaden standhalten. Für Schulen und öffentliche Gebäude gelten strengere Standards. Wie wirksam sind all diese Maßnahmen? Um diese wichtige Frage zu beantworten, führten koreanische Seismologen und Ingenieure kürzlich eine Simulation durch, wie sich ein hypothetisches Erdbeben der Stärke 6,3 auf ein Gebiet im Zentrum von Seoul auswirken würde. Geologen zufolge ereignete sich auf dem Gebiet der heutigen koreanischen Hauptstadt bereits vor zweitausend Jahren (genauer gesagt im Jahr 89 n. Chr.) ein Erdbeben etwa dieser Stärke. Für die Modellierung wurde eine Fläche von 1 Quadratkilometer gewählt, auf der sich 780 Gebäude für verschiedene Zwecke befinden. Die Analyse ergab, dass etwa ein Drittel der Gebäude durch das Erdbeben wahrscheinlich schwer beschädigt werden würde. Gleichzeitig waren nicht mehrstöckige Wohnkomplexe aus Stahlbeton am stärksten gefährdet, sondern Backsteinhäuser mit einer Höhe von 2 bis 4 Stockwerken. Darüber hinaus sollte wer außer uns, den Bewohnern Russlands und der GUS, nicht wissen, dass selbst die wunderbarsten und durchdachtesten Standards nichts bedeuten, wenn sie von den Bauherren einfach ignoriert werden. Dies war übrigens in der Türkei der Fall, wo die meisten Häuser unter Missachtung bestehender Standards gebaut wurden. Es ist klar, dass es für Unternehmer profitabel war, Baumaterial zu „sparen“, aber die türkische Bürokratie erwies sich als ineffektiv und korrupt und war bereit, bei groben Verstößen gegen Anweisungen die Augen zu verschließen. Wie dem auch sei, die jüngsten Katastrophen in der Türkei und in Griechenland haben die Koreaner gezwungen, erneut über die Probleme der Erdbebensicherheit nachzudenken. Denn wie die koreanische Presse erinnert, sind die Kosten für die Verhinderung der Zerstörung zehn- bis zwanzigmal geringer als der Betrag, der dann für die Wiederherstellung der zerstörten Gebäude aufgewendet werden muss ...

Ein Erdbeben ist eines der gefährlichsten Phänomene der Welt, das sehr oft zu großen Opfern und materiellen Verlusten führt. Im letzten Jahrzehnt haben wir eine Reihe seismischer Katastrophen erlebt: in Japan, Sumatra, Thailand, Südindien, an der Küste Chinas, Chile und Mexiko. Das heißt, in unserer Zeit kommt es fast jedes Jahr zu starken Erdbeben mit großen Folgen.

Im Allgemeinen gibt es eine gewisse Periodizität der seismischen Aktivität. Wenn wir Daten für die letzten 100 Jahre heranziehen (in denen nur instrumentelle seismische Beobachtungen durchgeführt wurden), werden wir sowohl Aktivierungsperioden sehen, in denen fast jedes Jahr starke Erdbeben auftraten, als auch Perioden relativer Ruhe. So kam es Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts zu einer Reihe sehr starker Erdbeben. Und in den Jahren 1920-1930 wurden keine besonderen seismischen Ereignisse beobachtet. Dann ereignete sich Mitte des 20. Jahrhunderts eine ganze Reihe sehr starker Erdbeben: das Große Chilenische Erdbeben 1960, das Kamtschatka-Erdbeben 1952 mit einer Stärke von fast 9,5 und eine riesige Tsunami-Welle, Erdbeben in Japan.

Und jetzt, nach einer weiteren Phase der Ruhe zu Beginn des 21. Jahrhunderts, erleben wir eine neue Aktivierung.

Wir können damit rechnen, dass es vor der nächsten Ruhepause, mindestens in weiteren zehn Jahren, in verschiedenen Regionen der Erde zu sehr starken Erdbeben kommen wird. Sie sind auch auf russischem Territorium möglich. Hauptsächlich am fernöstlichen Stadtrand: in der Kurilen-Kamtschatka-Zone und auf Sachalin, wo 1995 eines dieser Erdbeben Neftegorsk völlig zerstörte und mehr als 2.000 Menschen tötete.

Alle führenden Länder, die unter diesem Problem leiden, versuchen, Methoden zur Vorhersage von Erdbeben zu entwickeln: die USA, China, Japan, Indien. Um eine Vorhersage zu erstellen, müssen Sie gleichzeitig den Ort, die Stärke und den Zeitpunkt des Erdbebens vorhersagen. Es gibt drei Arten von Prognosen: langfristige, mittelfristige und kurzfristige.

Mit einer Langzeitprognose prognostizieren wir mehrere Jahre im Voraus, dass in einer bestimmten Region beispielsweise mit einer Wahrscheinlichkeit von 80 % (man kann nie etwas mit absoluter Sicherheit vorhersagen) innerhalb von beispielsweise 8 Jahren ein starkes Erdbeben auftreten wird -10 Jahre. Welchen Sinn haben solche Prognosen? Die Behörden haben die Möglichkeit, sich auf dieses Naturphänomen vorzubereiten. Beginnen Sie beispielsweise mit der Verstärkung von Gebäuden in einer Gefahrenzone, reißen Sie heruntergekommene Gebäude ab, ersetzen Sie sie durch stabile, seismisch aktive Gebäude, überprüfen Sie die gesamte Infrastruktur auf ihre Stabilität. Wenn solche Maßnahmen ergriffen werden, können die Schäden durch ein Erdbeben minimiert werden.

Eine mittelfristige Prognose – etwa ein Jahr oder mehrere Monate – wird auf andere Weise erstellt. Basiert die allgemeine Prognose auf der Analyse seismischer Daten, so basiert die mittelfristige Prognose auch auf realen Beobachtungen der Entwicklung der seismischen Situation: Oberflächenverformungen, das Verhalten bestimmter Störungszonen, die erdbebengefährdende Strukturen darstellen können . Eine solche Prognose gibt Zeit, die Bevölkerung auf die Möglichkeit eines Erdbebens vorzubereiten und in der Risikozone Vorräte an Nahrungsmitteln, Zelten, Decken und Kleidung bereitzustellen.

Es ist sehr schwierig, auf leerem Terrain eine mittelfristige Prognose abzugeben. Wenn wir nur eine seismische Station haben, ist keine Vorhersage möglich. Wenn wir also eine Zone sehen, die gemäß der Langzeitprognose gefährlich ist, müssen wir so etwas wie einen Prognosestandort erstellen, an dem andere als seismische Geräte gesammelt werden. Zum Beispiel hydrogeologische Instrumente, mit denen Sie den Wasserstand in Brunnen, die Gasaustrittstemperatur und andere Parameter bestimmen können.

Die kurzfristige Prognose umfasst Tage, Stunden, Minuten. In unserem Land befindet sich der einzige Vorhersagestandort im Raum Petropawlowsk-Kamtschatski. Es gibt mehrere ähnliche Teststandorte in den USA (in Kalifornien) und China. An solchen Standorten kann man vorhersagen, dass es in naher Zukunft zu einem Erdbeben kommen wird.

Leider bringen kurzfristige Prognosen heute kaum Vorteile.

Nehmen wir an, wir haben eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass es innerhalb der nächsten drei Tage ein Erdbeben geben wird. Aber Beobachtungen werden von Wissenschaftlern gemacht, die keine administrativen Entscheidungen treffen. Sie können die Prognose nur dem Ministerium für Notsituationen oder den örtlichen Behörden melden. Und nur diese Organisationen können entscheiden, ob sie einen Erdbebenalarm auslösen oder nicht.

Und diese Entscheidung zu treffen ist immer sehr schwierig. Stellen Sie sich vor: Winter, Frost. Und plötzlich sagen Wissenschaftler, dass es in den nächsten drei Tagen zu einem starken Erdbeben kommen könnte. Nehmen wir an, die Behörden haben beschlossen, die Bevölkerung darüber zu informieren. Dies bedeutet jedoch, dass erstens mit ziemlicher Sicherheit Panik entstehen wird, da Menschen in einer solchen Situation beginnen, sich unangemessen zu verhalten. Zweitens bedeutet dies, dass Bedingungen geschaffen werden müssen, damit alle Menschen die Gebäude verlassen und auf der Straße warten können – schließlich sind es nicht die Erdbeben selbst, die töten, sondern die einstürzenden Gebäude, insbesondere wenn sie baufällig sind oder sich nicht treffen Baunormen. Gleichzeitig können Menschen mehrere Tage in der Luft verbringen, aber niemand garantiert, dass es innerhalb von drei Tagen zu einem Erdbeben kommt. Es kann auch passieren, wenn sie des Wartens müde werden und nach Hause zurückkehren.

Dann wird es viele Opfer geben.

Generell sind die kurzfristigen Prognosen weltweit aus wissenschaftlicher Sicht noch nicht sehr gut entwickelt. Beispielsweise gehören japanische Wissenschaftler zu den fortschrittlichsten auf dem Gebiet der kurzfristigen Prognosen. Anfang März 2011 wurde vorhergesagt, dass im zentralen Teil der Insel Honshu ein starkes Erdbeben der Stärke 8 zu erwarten sei. Und tatsächlich ereignete sich am 9. März vor der Küste von Honshu ein Erdbeben der Stärke 7,9. Die Wissenschaftler applaudierten ihrem Glück. Es stellte sich jedoch heraus, dass das größte Erdbeben noch bevorstand. Es ereignete sich zwei Tage später, hatte eine Stärke von 9, war mit vielen Opfern und Zerstörungen verbunden und verursachte einen Unfall in Fukushima-1.

Daher sind meiner Meinung nach beim aktuellen Stand der Wissenschaftsentwicklung lang- und mittelfristige Prognosen wichtiger als kurzfristige. Das bedeutet aber nicht, dass Letzteres nicht weiterentwickelt werden muss – sonst werden wir nie etwas wissen und nichts lernen. Ich vermute, dass in diesem Bereich im nächsten Jahrzehnt ein großer Durchbruch erfolgen könnte.