Датчики, кролики, попугаи и змеи — арсенал сейсмологов Казахстана

ОБЩЕСТВО
Алматы находится в 9-10-балльной сейсмической зоне, ежегодно в радиусе 250 километров от города происходит до 200 слабых землетрясений. И все это фиксируют специальные приборы, которые установлены вокруг и вблизи города. Всего на территории мегаполиса и его окрестностях имеются несколько таких приборов, в основном они расположены в горной местности – на сейсмических станциях. В одной из них побывали корреспонденты агентства.

Штольня на Медеу

Недалеко от южной столицы на Медеу расположена одна из сейсмологических станций, которая работает с 1979 года. Здесь же находится штольня глубиной 100 метров, в которой имеются сейсмодатчики. Они фиксируют все землетрясения в радиусе 1000 километров за счет высокой чувствительности. Кроме того, тут есть деформографы, которые измеряют деформации земной коры.

— Это у нас комплексная сейсмостанция, здесь находятся геофизические и сейсмические приборы. Эти датчики очень чувствительные, так как расположены глубоко в штольне. Это делается для того, чтобы было меньше помех и шумов. Здесь круглогодично стабильная температура +9 градусов. Работает станция круглосуточно, приборы постоянно включены – они фиксируют землетрясения, — рассказывает начальник сейсмических наблюдений Григорий Кочкаров.

Сейсмодатчики, по его словам, во многих станциях на территории юго-востока страны уже морально устарели, а приборы, которые находятся на Медеу — 2002 года. Но сейчас идет процесс модернизации, недавно в штольне установили новую аппаратуру канадского производства — это широкополосный датчик, который может определить толчки в радиусе 1000 километров.

— После того как произойдет землетрясение, датчик по интернет-кабелю передает сигнал оператору на монитор, а он в течение 4-5 минут обрабатывает эти данные и отправляет в центральную сейсмическую обсерваторию, — добавил Григорий Кочкаров.

Центральная сейсмическая обсерватория собирает данные со всех станций, а их в Казахстане – 96. Далее сотрудники обсерватории оперативно информируют все необходимые службы и в течение 10-15 минут определяют точные координаты, эпицентр и другие сведения и параметры и выставляют данные на сайте some.kz.

Работники сейсмостанции трудятся вахтовым методом и наблюдают за сейсмическими событиями круглосуточно. На каждой из станции задействованы по четыре человека – по два в одной смене. На станции Медеу работают восемь человек, поскольку она находится вблизи города. Здесь в одной смене по два работника — график у них — сутки через трое, то есть работают сутки и три дня отдыхают.

На сейсмостанции Медеу хранятся архивные записи о землетрясениях с 1940-х годов. В будущем руководство планирует оцифровать все архивы. Раньше, по словам Григория Кочкарова, здесь работали 30 человек, так как записи велись на фотобумаге, а данные обрабатывались долго.

— Раньше сведения мы передавали по рации, по телефону, потом у нас был радиомодем. После всего этого у нас появился интернет, и стало проще работать. Данные начали передавать быстрее, — говорит Григорий Кочкаров.

Химико-аналитическая лаборатория
Наблюдения за землетрясениями ведут не только сейсмические станции, но и комплексные сейсмологические станции, в которые входят гидрогеологические, поскольку на сейсмотектонические изменения очень сильно реагируют подземные воды. Гидрогеологические наблюдения проводятся с целью изучения поведения различных гидрогеологических параметров как предвестников сильных землетрясений. Это уровень воды, расход, физические свойства и химический состав.

В Казахстане сегодня работают 12 станций, где ведутся исследования подземных вод. Многие из них расположены вблизи Алматы – в Алмарасане, Калкамане, Тургеньском ущелье, на Горельнике, а также недалеко от Мерке, Талдыкоргана, Жаркента. На этих станциях имеются скважины различной глубины — от 200 до 2000 метров. В основном используются скважины с самоизливом подземных вод, но на отдельных пунктах — скважины без самоизлива. Всего в год на всех станциях производится около 650 000 измерений различных гидрогеологических параметров. Все полученные пробы поступают в химико-аналитическую лабораторию, которая находится в здании Национального научного центра сейсмологических наблюдений и исследований. Здесь отбираются и анализируются более 20 000 проб подземных вод.

— Наша химлаборатория работает с 1987 года. Мы здесь изучаем 14 гидрогеологических параметров, наблюдаем за составом воды, делаем расширенный анализ, результаты отправляем в камеральную группу, а там специалисты занимаются сбором и обработкой всех данных по специальным программам. Мы также проводим декадный контроль, выезжаем на станции, — отметила заведующая химической лабораторией партии сейсмических гидрогеологических и геофизических наблюдений Татьяна Вечоркина.

По ее словам, многие сейсмостанции, расположенные на территории страны, являются комплексными, там проводят сразу несколько наблюдений: сейсмические, геофизические и гидрогеологические.
Сейсмобиология
В Национальном научном центре сейсмологических наблюдений и исследований также проводятся биологические наблюдения – они ведутся на пяти станциях с целью изучения поведения животных перед сильными землетрясениями. Все эти биостационары расположены на территории Алматы и Алматинской области – они регистрируют поведение животных различных систематических групп.

В одном из биостационаров, находящегося недалеко от Научного центра, побывали корреспонденты агентства.

Здесь содержатся два вида змей (восточный удавчик и узорчатый полоз), три вида ящериц (разноцветные и быстрые ящурки, сцинковые гекконы), один вид рыб (мешкожаберные сомики), три вида птиц (волнистые попугайчики, куры-бентамки), один вид млекопитающих (кролики норного и клеточного содержания).

— Почему для наблюдения мы выбрали именно эти виды животных? Выбор биообъектов был основан на литературном анализе данных о том, какие животные чаще всего проявляют аномальную активность перед сильными землетрясениями. Поэтому именно из этих видов были выбраны животных, то есть это птицы, рептилии, рыбы и норные животные. Также мы постарались выбрать таких животных, которые люди содержат дома. Это позволит нам получить те данные, которые нужны людям, — сказала исполняющая обязанности заведующей лаборатории сейсмобиологии Наталия Суровцева.

Она отметила, что после сильного землетрясения в Алматы, которое ощутилось в январе этого года, специалисты провели анализ поведения животных с помощью видео, которые были предоставлены жителями города. Исходя из этого, они пришли к выводу, что весьма чувствительны к изменениям попугайчики.

— Также в прошлом году, когда землетрясение произошло в Турции, мы проводили анализ по видео. Они были опубликованы в СМИ. Там тоже можно заметить, что попугайчики вели себя аномально, то есть они своими криками, хлопанием крыльев будили своих хозяев, пытались вылететь из клетки, тем самым предсказывали толчки. Такие необычные поведения были и у других видов птиц, — рассказывает Наталия Суровцева.

По ее словам, домашние животные, как кошки и собаки, тоже могут чувствовать надвигающееся землетрясение. Из истории известно немало случаев, когда накануне подземных толчков или же других природных бедствий кошки и собаки без колебаний покидали своих хозяев, уходили из города и возвращались лишь после катастрофы. Поэтому сейчас Научный центр начал экспериментальный проект с кинологической службой РОСО. Методика наблюдений за собаками ранее не разрабатывалась и является новаторской, поэтому, чтобы получить информативные данные, на основании которых можно будет делать какие-либо научные выводы, потребуется определенное количество времени. Задача кинологов заключается в наблюдении за поведением служебных собак, при обнаружении каких-либо необычных поведенческих реакций животных они должны фиксировать данные и передавать в лабораторию сейсмобиологии для дальнейшего анализа.

Кроме того, научный центр сейчас начал сотрудничество с зоопарком Алматы. Специалисты разработали инструкцию по наблюдению за животными зоопарка.

Наблюдение за животными на биостационарах проводится с использованием визуальных, автоматизированных и аппаратурных методов. Визуальные наблюдения осуществляются круглосуточно с дискретностью 3 часа. Основу визуальных наблюдений за животными составляют методики, разработанные на материалах исследования их поведения, адаптированных к задачам сейсмологии. Автоматизированные методы включают регистрацию двигательной активности животных, которая осуществляется специальными приборами круглосуточно в непрерывном режиме. Для этих целей применяются фото — и механодатчики, не оказывающие влияние на поведение животных. Аппаратурные методы наблюдений включают регистрацию электрических параметров кожи норных животных. Замеры проводятся ежедневно, однократно, в одно и то же время. Результаты наблюдений со всех биостационаров передаются в лабораторию сейсмобиологии ежедневно для обработки и анализа.

В качестве возможных причин, вызывающих аномальное поведение животных перед землетрясением, выделяют: воздействие электромагнитных полей, ультра- и инфразвука, выделившихся газов из почвы, колебания грунтовых вод, изменения атмосферных факторов и других явлений. Восприятие биологическими объектами этих внешних стимулов зависит от рецепторного аппарата, которым наделены те или иные виды животных.

Животные могут проявлять аномальные реакции от нескольких дней до нескольких часов перед сейсмическим событием. На основании литературных данных можно выделить основные поведенческие реакции:

домашние животные (собаки и кошки) могут вести себя настороженно, беспокойно бегать и прятаться, собаки воют, были случаи перетаскивания котят и щенят с места на место;
лошади стремились убежать из загонов, тревожно ржали и храпели;
коровы беспокойно мычали, отказывались от корма, переставали давать молоко; 
овцы вели себя беспокойно, разбегались, пытаясь покинуть загоны;
домашние птицы тревожно кричали, отказывались идти в курятник. 

Также немало сведений было о необычном поведении диких животных в преддверии землетрясений:

птицы покидают свои гнезда и беспокойно кружат, повышается их звуковая активность;
змеи просыпаются от спячки и выходят из укрытия в холодное время года;
рыбы всплывают к поверхности воды, приближаются к берегу, отмечается улов глубоководной рыбы в необычных местах, рыба заплывает из морей в реки.

Анализ результатов наблюдений показал, что предвестниковое поведение животных проявлялось в период подготовки к землетрясениям — зависит от энергетического класса землетрясения и расстояния до эпицентра. Большинство аномалий в поведении биологических объектов отмечается в последние дни и часы перед сейсмическим событием.

 
Участились ли землетрясения в Алматы?
В Казахстане сейсмоопасными являются территории юга и юго-востока, где проживает до 40% населения страны. Но больше всего подземные толчки ощущаются в Алматы. Землетрясения силой от 2 до 4 баллов являются для мегаполиса фоновыми. Последние сейсмические события, которые произошли в январе и марте, всерьез встревожили жителей Алматы. Однако сейсмологи заверили, что на территории Алматинского прогностического полигона сильных землетрясений не ожидается. Стоит ли все-таки ожидать сильных толчков, участились ли землетрясения в южной столице и на территории страны, мы спросили у заместителя директора Национального научного центра сейсмологических наблюдений и исследований МЧС РК Елизаветы Есенжигитовой.

— Я бы не сказала, что участились землетрясения, — отвечает она. — Вы знаете, что Алматы находится в сейсмоопасной зоне, и такие события бывали и раньше, и сейчас происходят. Если взять всю территорию нашей республики, то в среднем в год мы фиксируем до 8-10 тысяч сейсмических событий. Но никто этого не замечает, однако наши приборы эти толчки фиксируют. Что касается последних двух землетрясений, которые произошли в январе и марте в Алматы, то они были наиболее ощутимыми из-за того, что они были «коровые», на небольшой глубине. Эти землетрясения средней силы, которые не вносят никаких разрушении и являются фоновыми для нашего региона. Землетрясения – это природный процесс, которое происходит в земной коре.

Она отметила, что наиболее сейсмоопасными считаются приграничные зоны. Это границы с Китаем и Кыргызстаном, так как это горная местность. По ее словам, в Алматы все еще продолжаются небольшие афтершоки, то есть повторные толчки, после январского землетрясения.

— У нас землетрясения было 23 января и 3 марта, а все остальные продолжающиеся ощутимые и неощутимые толчки – это афтершоки январского события. Некоторые из них могут быть ощутимыми, идет процесс «затухание». Длительность афтрешоков мы точно не можем сказать, они могут продолжаться полгода, год и даже больше года. Афтершок – это природное явление после землетрясения, они не вносят никакого вреда человеку и не приведет к никаким разрушениям. А что касается толчков, которые были в марте, то они были зафиксированы на пограничной территории с Киргизской Республикой. Особенность этого землетрясения в том, что на этой территории обычно не происходят афтершоки, — пояснила спикер.

Как делаются прогнозы?

— От прогнозов сейчас отказался весь мир, потому что 100% никто не может спрогнозировать. Сейсмолог – это исследователь, который изучает землетрясение. Он определяет точные координаты, время и силу толчка, а также ряд параметров уже произошедших землетрясении, которые нужны для исследований. Имея данные с приборов, которые регистрируют разные параметры, мы пытаемся оценить сейсмическую ситуацию Алматинского прогностического полигона. Наши специалисты проводят сейсмологические комплексные наблюдения за геофизическими, сейсмическими, биологическими, гидрогеохимическими, деформационными данными. И на основе этих данных мы пытаемся сделать среднесрочный прогноз для Алматинского сейсмоактивного региона (на один год). В начале февраля наши исследователи собираются, обсуждают и делают заключение на год с уточнением и корректировкой в середине года. Затем эти данные мы передаем в директивные органы. Также наши ученые еженедельно собираются и делают научный анализ по оценке сейсмической ситуацию на вероятность разрушительных землетрясений (магнитуда 5,5 и более). У нас в городе каждый день происходят мелкие сейсмические события магнитудой 2 и более, а также средние – до 5. Иногда они бывают ощутимыми, но они не представляют угрозу. Поэтому мы для оценки сейсмической ситуации учитываем землетрясения магнитудой 5,5 и выше. По заключению нашего центра, согласно научному анализу, в 2024 году на территорий Алматинского сейсмоактивного района разрушительных землетрясений не ожидается, — рассказала замдиректора Национального научного центра сейсмологических наблюдений и исследований. 

Могут ли повторяться разрушительные землетрясения каждые 100-150 лет?

— У ученых есть мнение, что разрушительные землетрясения происходят раз в 100-150 лет, но мы не можем подтвердить эту теорию, потому что существуют разные мнения. В Казахстане наука сейсмология будет отмечать 50-летие только через два года. Если эти данные у нас будут непрерывно через 100 лет, тогда, может быть, мы сможем эту теорию доказать или опровергнуть. Да, возможно, есть какая-то цикличность, но каков промежуток между сильными землетрясениями, очень сложно предугадать. Мы исследуем очаги тех разрушительных землетрясений, которые происходили на нашей территории, чтобы не упустить эти сигналы, изменения перед ожидаемым землетрясением. Для сведения могу отметить, что после Верненского землетрясения (1887 год) в городе афтершоков было в течение трех лет, — отметила Елизавета Есенжигитова.

Нехватка специалистов

— У нас сейчас наблюдается нехватка кадров. Это одна из основных проблем. К сожалению, профессией сейсмологией мало кто интересуется. Сегодня сейсмологов у нас в стране нигде не готовят. В 2021 году в КазНИТУ открыли магистратуру и докторантуру при кафедре геофизики, а с этого года в этом вузе планируется запуск программы бакалавриата. Сейчас наш научный центр нуждается в модернизации, нам необходимо обновить оборудование. Это требует определенного времени. Во многих сейсмостанциях у нас установлены приборы, которые были приобретены еще в 2000 годах. С тех пор аппаратура не обновлялась. Всего вокруг Алматы сейчас есть 14 комплексных сейсмологических станций, но многие датчики в последнее время выходят из строя, требуют замены», — сказала заместитель директора по науке Научного центра.

Елизавета Есенжигитова добавила, что в Национальном научном центре сейсмологических наблюдений и исследований на сегодня работают более 400 сотрудников, имеется 10 лаборатории, специалисты которых занимаются по трем основным направлениям – оценка сейсмической опасности, оценка сейсмической ситуации,и оценка риска от землетрясения (ущерба), а также отдел мониторинга. Она выразила надежду, что в будущем в Казахстане появятся молодые сейсмологи, которые имея базу данных нашего центра, смогут найти универсальный метод для прогноза землетрясении.

Кроме того, замдиректора Научного центра обратила внимание на нехватку сейсмических станций. Всего по Казахстану имеются 96 сейсмостанции, которые недостаточно охватывают территорию страны, а для сравнения – в соседнем Китае есть более 5000 станций.

О нехватке сейсмологических станций в стране также сообщалось и в прошлом году. Отмечалось, что количество действующих станций и биостационаров в сейсмических районах Казахстана на сегодняшний день не обеспечивает решение первостепенных задач по оценке сейсмической безопасности и оценке риска.