В стамбульской агломерации, крупнейшей на территории Европы – здесь живут порядка 16 млн человек – самый высокий риск землетрясений в Европе и Малой Азии. Большая часть населения мегаполиса на Босфоре проживает менее чем в 50 км от Северо-Анатолийского разлома – одной из самых опасных линий землетрясений в мире. Несмотря на то, что о рисках землетрясений в регионе известно давно, сейсмологам пока не удавалось детально описать сейсмоопасность всего Мраморного моря. Теперь группа исследователей из Геофизического исследовательского центра (GFZ) в Потсдаме рассмотрела различные сценарии природных катаклизмов. Согласно этим сценариям, к югу от Стамбула может произойти сильное землетрясение с магнитудой до 7,4.
Вдоль Северо-Анатолийского разлома Анатолийская плита, на которой лежат почти вся Турция и Кипр, смещается на запад относительно Евразийской плиты со скоростью около 2,5 см в год. За последние 110 лет на этом разломе протяжённостью около 1500 км произошло 10 землетрясений магнитудой более 6,7, все они привели к серьёзным разрушениям.
Самое сильное из этих землетрясений в 1939 году разрушило город Эрзинджан в восточной Анатолии. Тогда погибло 33 000 человек. С тех пор сильные подземные толчки перемещаются по этому разлому всё дальше на запад – ближе и ближе к крупнейшему мегаполису на границе Европы и Азии. Последнее катастрофическое землетрясение из этой серии произошло в 1999 году в портовом городе Измит всего в 85 км к юго-востоку от Стамбула. В результате этой природной катастрофы погибло не менее 17 000 человек и было разрушено 120 000 зданий.
К западу от Измита Северо-Анатолийский разлом тянется по Мраморному морю примерно на 200 км и подходит к главному турецкому мегаполису на расстояние в 20 км на уровне Принцевых островов. За последние 250 лет на этом участке разлома не было разрушительных землетрясений. Сейсмологи трактуют это как затишье перед «сейсмической бурей», которая может иметь катастрофические последствия для региона и всей Турции. После неожиданно больших разрушений, вызванных серией землетрясений в феврале этого года на юге Турции и в Сирии вдоль Восточно-Анатолийского разлома, в Стамбуле также следует ожидать гораздо более значительных последствий, чем предполагалось ранее. Не в последнюю очередь это связано с тем, что неясно, соблюдались ли при возведении зданий в Стамбуле строгие строительные нормы, которые застройщики часто обходят на юге Турции.
Основой для оценки риска в потсдамском исследовании является подробная информация об ожидаемых подземных толчках. При этом играет роль не только их сила, но и предположения о том, в каком месте вдоль разлома произойдёт разрыв. Кроме того, важно точно спрогнозировать последовательность разрыва, например, направление его распространения. Чтобы получить представление о последствиях возможных землетрясений в регионе Стамбула, бранденбургские исследователи под руководством Дирка Бекера (Dirk Becker) и Марко Бонхоффа (Marco Bohnhoff) проанализировали почти 14 000 мелких землетрясений, произошедших в Мраморном море и на его побережье с 2006 года. История этих толчков была подвергнута новой процедуре анализа, с помощью которой разлом в Мраморном море можно было разделить на различные участки. Оказалось, что эти участки по-разному реагируют на тектоническое напряжение, вызванное движением Анатолийской плиты.
Например, на центральном, примерно 100-километровом участке в средней части Мраморного моря оба фланга разлома двигаются медленно. Здесь происходят лишь небольшие землетрясения, и при этом значительная часть механических напряжений рассеивается, не вызывая сильных толчков. Напротив, в западной части акватории под водой, а также в последующем участке разлома на суше оба его фланга прочно сцеплены. Напряжение здесь нарастает всё больше и больше.
Аналогичный сценарий развивается и на восточном участке разлома, который находится непосредственно вблизи Стамбула, где также заблокированы и не двигаются две плиты. И здесь продолжает нарастать напряжение земной коры. Как пишут потсдамские сейсмологи в статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, следует ожидать, что при превышении предела прочности породы будут разрушаться не только участки непосредственно вокруг разлома. Скорее, землетрясение может распространиться по всей его линии, проходящей в Мраморном море. Это связано с тем, что в центральной части разлома его фланги сдвигаются гораздо медленнее, чем можно было бы предположить по крупномасштабному смещению Анатолийской и Евразийской плит. Это означает, что Стамбул и всё Мраморное море должны ожидать землетрясения магнитудой не менее 7,4. Сейсмологи со всего света и в самой Турции не раз оценивали эти риски так: нет сомнений, что разрушительное землетрясение в Стамбуле произойдёт, вопрос только в том, когда.
Предположить, где и когда произойдёт следующее землетрясение, пытаются не только в Потсдаме. Французские учёные Квентин Блетери (Quentin Bletery) из обсерватории Géoazur в Ницце и Жан-Матьё Ноке (Jean-Mathieu Nocquet) из Института физики земного шара в Париже недавно также применили новый подход к поиску предвестников землетрясений. Учёные проанализировали серии измерений более чем 3000 чувствительных GPS-станций, установленных другими исследовательскими группами в сейсмически активных районах, таких как Япония, западное побережье Южной Америки или Аляска. Подобно навигатору в автомобиле, эти измерительные приборы принимают радиосигналы от американских спутников GPS. В отличие от простых датчиков, используемых в повседневной жизни и имеющих точность измерения в метровом диапазоне, эти геодезические GPS-приёмники могут определять положение с точностью до нескольких сантиметров. Блетери и Ноке выбрали 90 сильных землетрясений магнитудой более 7, произошедших в этих районах в течение нескольких лет, и для каждого проанализировали серию измерений, зафиксированных каждой GPS-станцией в окрестностях очага землетрясения за два дня до него.
Как пишет французский дуэт исследователей в журнале Science, оказалось, что два фланга сейсмоопасного разлома начинали значительно смещаться относительно друг друга примерно за два часа до каждого землетрясения. Поскольку этот эффект проявлялся перед каждым из изученных толчков, он не может быть статистическим совпадением. Скорее всего, предполагают исследователи, механические напряжения, которым подвергается каждый активный сейсмический разлом, со временем незадолго до разрыва усиливаются таким образом, что два фланга начинают смещаться относительно друг друга.
Станет ли это заключение долгожданным прорывом в предсказании землетрясений? Пока, вероятно, нет. Французские исследователи проводили свои наблюдения не в реальном времени перед землетрясением, а в тишине научной лаборатории через несколько месяцев или даже лет после толчков. Кроме того, неясно, действительно ли наблюдаемые смещения всегда происходят до землетрясения или они являются особым эффектом землетрясений, выбранных для анализа. Наконец, измеренные скорости смещений настолько малы, что их можно отчётливо увидеть только в суммарных измерениях, но не в сигналах каждой GPS-станции. Тем не менее полученные результаты статистически значимы и дают повод надеяться, что сейсмологам удастся разработать надёжные методы для практического прогноза землетрясений.
Пётр Левский
