Землетрясения, оползни, цунами: в «Сириусе» создают систему мониторинга
Оползни, селевые потоки, обвалы способны натворить бед. На Черноморском побережье Кавказа такие ЧП распространены. Причины кроются в местном рельефе, затяжных осадках и сейсмической активности региона. Ученым под силу предсказывать подобные события, но для этого нужны данные. Предоставит их система мониторинга и предупреждения геоопасностей, которую создают в Научно-технологическом университете «Сириус». Расскажем о ней, а еще о землетрясениях, больших волнах и взрывах в море.
Огромный оползень сошел на железную дорогу в Лазаревском районе Сочи в феврале этого года. На несколько дней пришлось остановить поезда, шедшие в Сочи и «Сириус». Проливные дожди переувлажнили грунт, и громадная масса земли двинулась вниз по склону, медленно, но неумолимо сметая все на своем пути. Последствия ликвидировали днем и ночью почти 200 путейцев при поддержке спецтехники и двух восстановительных поездов. Чтобы расчистить оба пути, пришлось убрать более 31 тыс. кубометров земли, камней, искореженных деревьев и кустарников.
Система предупреждения
Предотвратив такой оползень, можно было бы избежать многомиллионных убытков, не говоря уже о неудобствах для тысяч пассажиров. И сделать это вполне возможно, но нужна комплексная система мониторинга и предупреждения. Именно ее сейчас создают в Международном научном центре в области экологии и вопросов изменения климата Университета «Сириус».
Юрий Габсатаров — кандидат физико-математических наук
Фото: Пресс-служба «Сириуса»
«Система позволит заметить критические изменения состояния склона, которые могут свидетельствовать об активизации оползневого процесса. Например, прошел ливень, изменилась реология грунта или началось перераспределение деформаций вследствие произошедшего поблизости землетрясения. Мы это увидим в режиме реального времени, сможем оперативно проинформировать соответствующие службы, чтобы те приняли меры по спасению склона от образования оползня — провели дренаж или другие необходимые действия», — говорит ученый-геодезист Юрий Габсатаров — старший научный сотрудник Международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата Университета «Сириус».
Сейчас ученые выполняют временные измерения в разных местах с помощью сейсмографов и приборов для спутниковой геодезии. Сначала нужно оценить регистрирующую способность аппаратуры и выявить оптимальные точки для постоянных измерений.
«Мы начали с объектов, находящихся непосредственно в ведомстве Фонда „Талант и успех“: санно-бобслейной трассы „Санки“, комплекса трамплинов „Русские горки“ и ледового дворца спорта „Айсберг“. Там установили сейсмографы для регистрации сигналов от землетрясений и сейсмических шумов. Кроме того, на территории санно-бобслейной трассы проведены замеры спутниковых сигналов в местах потенциальных оползневых участков», — объясняет научный руководитель работ академик РАН Леопольд Лобковский.
Существующей сети сейсмических и геодезических станций в районе Большого Сочи явно не хватает для детального мониторинга всех опасных процессов. Ведь те же оползни могут быть вызваны землетрясением.
Артем Крылов
Фото: Пресс-служба «Сириуса»
«Чем плотнее сейсмическая сеть, чем больше сейсмостанций, тем более слабые землетрясения мы можем регистрировать и тем точнее определять положение их очагов. Таким образом, у нас получится подробно изучить тектонические разломы, точнее оценить их местоположение и активность. Если говорить об оползневой опасности, по сейсмическим записям есть возможность определить, что крупный массив пород пришел в движение. Это может позволить сделать прогноз о крупном оползне», — добавляет ученый-сейсмолог Артем Крылов — старший научный сотрудник Международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата Университета «Сириус».
Черноморское цунами
В дальнейшем планируется проводить аналогичные временные измерения по всей Сочинской агломерации. В наиболее подходящих местах оборудуют пункты постоянного наблюдения и организуют оперативную передачу информации на единый пункт управления, хранения и обработки данных на базе Научно-технологического университета «Сириус». В перспективе система позволит предсказывать даже цунами. Да, в Черном море они бывают. В среднем раз в столетие, в том числе крайне разрушительные. До нас дошли сведения о том, что в I веке до н. э. гигантская волна смела с побережья Диоскурию — крупную греческую колонию, располагавшуюся на месте современного Сухума.
«Создаваемая система мониторинга масштабируется как в плане расширения географии и количества пунктов наблюдения, так и в плане спектра различных подсистем мониторинга. В перспективе сеть наземных сейсмографов планируется расширить за счет установки донных сейсмостанций на прилегающем шельфе. Это увеличит чувствительность сети и точность определения эпицентров землетрясений — ведь большое их количество происходит в разломной зоне под акваторией северо-восточной части Черного моря», — объясняет Леопольд Лобковский.
Сухум, Абхазия
Фото: © serg_pospelov / Shutterstock / FOTODOM
По словам академика, сильные толчки в Черном море уже вызывали цунами и деформацию дна. К примеру, во время так называемого Сочинского роя землетрясений 1970–1971 годов в районе поселка Лоо трясло так сильно, что почти на полметра поднялся берег — именно поэтому там теперь широкие пляжи.
Мареограф открытого моря
Фото: © / [CC BY-SA 3.0] — Wikimedia Commons
«Высокие волны могут быть вызваны и штормовыми нагонами — они тоже способны разрушать береговую инфраструктуру. Случаются и метеоцунами, вызванные не землетрясениями, а проходящими циклонами. Поэтому мы планируем, помимо донных сейсмостанций, установить и мареографы, данные которых позволят детально изучить в том числе и эти опасные гидрологические явления», — продолжает академик.
Землетрясения способны деформировать горные породы, что может повлиять на уровни грунтовых вод, поэтому ученые планируют включить в систему мониторинга и существующие на территории «Русских горок» гидрологические и инклинометрические скважины.
«Сириус» пережил «шторм века»: как это было
ЧитатьМоре в огне
Разумеется, у такого комплексного и сложного проекта не только прикладной, но и научный характер. К примеру, сейсмологические и геодезические измерения позволят оценить состояние блоков земной коры, изучить параметры и механизмы очагов землетрясений, активность разломных зон и их взаимосвязь с геодинамическими процессами.
Прибор для спутниковой геодезии
Фото: Пресс-служба «Сириуса»
«В этом проекте мы можем объединить данные, получаемые методами спутниковой геодезии, с сейсмическими наблюдениями. Это очень важно, поскольку спутниковая геодезия фиксирует медленные движения земной поверхности, которые длятся дни, месяцы и даже годы. А сейсмологи изучают то, что происходит в секунды и минуты. Объединив эти данные, мы сможем лучше понять современную геодинамику региона и его потенциальные геоопасности. Так что это очень интересный проект на острие науки», — делится Юрий Габсатаров.
Сейсмотектоническая активность связана и с динамикой других геофлюидов, таких как метановые сипы — места массового выхода пузырькового газа из морских осадков. Множество таких мест есть и в акватории Черного моря.
Взрывоопасный газ
В ночь на 12 сентября 1927 года в Крыму произошло разрушительное землетрясение силой 8–9 баллов, от которого серьезно пострадали Ялта и другие курорты Южного берега. Были жертвы и пострадавшие. Тогда же в 55 км к западу от Севастополя с трех маяков заметили громадную огненную полосу. Дальнейшие исследования показали, что произошла серия взрывов. Геологические экспедиции 1989–1993 годов установили, что насыщенность илов газом в этой зоне на три-четыре порядка выше фоновой. «Несомненно, взрыв вблизи Севастополя был взрывом метана, возможно, с примесью сероводорода», — утверждал советский ученый-геолог, действительный член Международной академии наук Евразии Евгений Шнюков в книге «Катастрофы в Черном море».
Ялта Фото: © Free Wind 2014 / Shutterstock / FOTODOM
В перспективе данные системы мониторинга могут пополнить сведения комплексных морских экспедиций по обнаружению и изучению сипов в северо-восточной части акватории. В такое научное путешествие ученые Университета «Сириус» отправятся уже в августе. Им предстоит определить экологическую и климатическую роль скоплений метана и влияние восходящего газа на состояние морских вод. Соответствующее исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
Почему метан скапливается над Арктикой и чем это нам грозит
Читать
