Глобальная природная катастрофа
в Индийском океане

Е.А. РОГОЖИН
доктор геол.-мин. наук, профессор
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук

Весть о грандиозном цунами потрясла мир 26 декабря 2004 г. Таким образом, поначалу средства массовой информации отразили лишь вторичные эффекты–последствия сильнейшего землетрясения в Юго-Восточной Азии, которое и породило «волну-убийцу». Возникшее цунами охватило побережья Индийского океана, принадлежащие разным странам, а масштаб разрушений был поистине огромным. Уже в первые моменты разговор шел о нескольких тысячах погибших, однако энергия землетрясения была такой большой, что сведущие люди сразу же решили, что это — катастрофа глобального уровня. И действительно, число погибших оценивается в 150 000 человек.
Землетрясение, по данным Геофизической службы Российской академии наук, имело магнитуду 8.8 (по шкале Рихтера), а по данным Геологической службы США — 9. За все время сейсмологических наблюдений известно всего лишь одно-два землетрясения, близких по магнитуде к этому сейсмическому событию. Таковы были землетрясения в Чили в 1960 г. и на Аляске в 1964 г. Сейсмические события такой энергии происходят на Земле довольно редко, в среднем один раз в 100—150 лет. Очаг главного толчка землетрясения при этом обычно имеет протяженность около 1000 км и даже более. В случае землетрясения в Юго-Восточной Азии, согласно распределению облака эпицентров афтершоков (повторных сотрясений), зарегистрированных сетью сейсмических станций Геофизической службы РАН, длина очага превышала 1000 км (рис. на с. 9). Очаг имел линейную форму и был ориентирован в северо-северо-западном направлении. В недрах плоскость подвижки в очаге прослеживается до глубины 40 км, то есть сечет всю толщу земной коры. В средствах массовой информации появились сведения, что сейсмический удар якобы изменил наклон оси вращения Земли и ускорил ее вращение, вследствие чего продолжительность суток сократилась на три микросекунды.
Причиной столь мощного землетрясения послужила разрядка накопленных напряжений в литосфере на границе Индийской литосферной плиты и Бирманской микроплиты. Скорость горизонтальных движений, зафиксированных в этом районе методами спутниковой геодезии, составляет около 6 см/год. Земная кора в ответ на эти движения деформируется и порождает землетрясения. В целом эта часть Индийского океана считается весьма сейсмоактивной. Здесь проходит так называемая активная континентальная окраина Юго-Восточной Азии. Подобные ей континентальные окраины по периферии Тихого океана отличаются очень высоким уровнем сейсмичности.

В районе землетрясения 2004 г. ранее уже происходили сильные землетрясения. Вблизи побережья Мьянмы в 1955 г. произошло подводное землетрясение. В акватории океана у Андаманских островов сейсмические толчки были зарегистрированы в 1914 и 1941 гг. В районе Никобарских островов в 1955 и 1964 гг. фиксировались сильные сейсмические толчки. На Суматре известны разрушительные землетрясения, имевшие место в 1916, 1934, 1935, 1936, 1946 и 1975 гг. Однако все эти землетрясения были значительно более слабыми, чем событие конца 2004 г. Их магнитуда составляла около 7.
Интенсивность сотрясений соответствует ХI или ХII баллам по двенадцатибалльной шкале. Из немногих имеющихся изученных примеров зона двенадцатибалльных сотрясений характеризуется описанными ниже нарушениями природной среды. Эффекты окружающей среды являются при этом единственным средством, позволяющим оценивать сейсмическую интенсивность в эпицентральной области, поскольку здания и сооружения полностью разрушаются.
Первичные (тектонические) сейсморазрывы на поверхности могут достигать нескольких сотен километров в длину, вплоть до 1000 км. Разрывы демонстрируют смещения с амплитудой до нескольких десятков метров. Гравитационные грабены, удлиненные депрессии (трещины) растяжения и валы сжатия формируются в зоне сейсморазрывов. Речная сеть серьезно повреждается. Ландшафт и геоморфологические особенности местности существенно изменяются в связи с первичными сейсмодислокациями. Эти изменения могут достигнуть чрезвычайных масштабов. Типичными примерами являются поднятие или погружение побережий на несколько метров, появление или исчезновение из поля видимости значимых особенностей горизонта, изменение курса рек, возникновение водопадов, образование или исчезновение озёр.

Тектоническая ситуация в районе возникновения землетрясения 26 декабря 2004 г.

Большие обвалы и оползни (в сотни тысяч и миллионы кубометров) распространенны повсеместно, практически независимо от состояния и равновесия откосов. Склоновые процессы вызывают образование многих временных и постоянных подпрудных озёр. Речные банки, искусственные набережные и склоны естественных и искусственных выемок обрушиваются. Дамбы и земляные плотины испытывают серьезный ущерб. Значимые обвалы и оползни могут произойти на расстоянии более 200—300 км от эпицентра. Первичные и вторичные эффекты нарушения окружающей среды могут наблюдаться на территории больше 50 000 км².
Значительное изменение дебита многочисленных водных источников вполне обычно, они могут временно пересохнуть или исчезнуть совсем. Изменение уровня воды наблюдается в скважинах, изменяется температура воды в источниках и скважинах, вода в озерах и реках часто становится мутной.

Сведения о жертвах цунами по состоянию на 9 января 2005 г.

Возникают открытые трещины в скальных породах шириной до одного метра или больше. В рыхлых наносных отложениях и в водонасыщенных грунтах ширина трещин может достигать 10 м, трещины могут иметь длину до нескольких километров. Возникает сильнейшее растрескивание асфальтового или каменного покрытия дорог. Наблюдаются волнообразные движения большой амплитуды.
Разжижение охватывает обширные зоны пониженного рельефа, возникают многочисленные крупные грязевые вулканы разжиженного песка и растекание грязи на обширных площадях.
Очень большие обрушения карстовых полостей; формируются карстовые воронки.
Происходят большие обвалы и оползни материала под уровнем моря в береговых областях. Высокие волны возникают во внутренних водоемах. Они вызывают разрушение берегов. Реки, каналы и озера могут выйти из берегов. Деревья сотрясаются, многие ломаются и падают. Облака пыли в сухих областях могут подняться с земли. В эпицентральной области даже большие валуны, прочно зафиксированные в почве, могут выпрыгивать из земли, оставляя типичные отпечатки в мягкой почве.
Как мы видим, возникает катастрофическое изменение окружающей среды. Именно такую картину последствий возможно наблюдать сейчас в очаговой области Восточно-Индоокеанского землетрясения 26 декабря 2004 г. Сам очаг располагался под поверхностью океана, на расстоянии 150—200 км от берегов о. Суматра, и протягивался на север в район Никобарских и Андаманских островов. Поэтому первичные нарушения увидеть, вероятно, не удастся. Они трассируются на дне океана. Зато вторичные — гравитационные и вибрационные эффекты наблюдаются повсеместно.

Космические снимки части города Банда-Ачех на севере острова Суматра (Индонезия) до (вверху) и после (внизу) цунами

DigitalGlobe

Наиболее грозным последствием сейсмического толчка явилось цунами на поверхности Индийского океана. Волна распространилась во все стороны от очага землетрясения со скоростью, по разным оценкам, 600—1000 км/час. Быстрее всего она достигла берегов Суматры. На это понадобилось 20—30 минут. До побережья Таиланда волна цунами добежала за час с лишним, до Цейлона (Шри-Ланка) и восточного побережья Индии — за 2—3 часа, а до Восточной Африки — за 4—5 и более часов. Эти цифры, конечно, приблизительные, но они свидетельствуют о том, что в отличие от землетрясения, которое случается внезапно и моментально, удар цунами происходит не сразу, а спустя какое-то (часто значительное) время. Высота волны в нашем случае достигала 20 м. При этом в открытом океане корабли лишь плавно приподнимались и опускались волной (команда часто даже не замечает прохода цунами). При подходе к берегу, на мелководье, в бухтах и узких проливах волна тормозится о дно и берега. В этих условиях обычно сильно возрастает ее высота, возникает гребень. Достигая берега, стена воды обрушивается на строения, набережные и сметает все на своем пути. Интенсивность разрушений от цунами в прибрежной зоне зависит от рельефа дна и контуров береговой линии. Стоит взглянуть на карту берегов южного Таиланда и Мьянмы, чтобы убедиться, что на этих участках побережья Индийского океана природные условия оказались неблагоприятными, разрушительный эффект цунами увеличился. Здесь существует множество островов, бухт и проливов. Большие отрезки побережья отличаются мелководным характером прибрежной полосы.

Возникает вопрос, почему население в прибрежной полосе не было оповещено о приближении волны цунами? Ведь власти располагали каким-то запасом времени. Оказывается, в бассейне Индийского океана не существует службы оповещения цунами, которая успешно функционирует в странах Тихого океана. Проблема прогнозирования цунами решена в научном смысле. Ее практическое воплощение в жизнь представляет собой чисто техническую задачу. Следует оснастить сейсмические станции региона определенными пакетами программ и средствами современной связи, и риск цунами может быть сильно снижен. Однако в странах Индийского океана эти предосторожности не были выполнены. Вероятно, власти не могли себе представить саму возможность возникновения столь сильного землетрясения. Поэтому и система предсказания цунами не была создана. Именно по этой причине мы имеем беспрецедентное количество жертв.

Суматра. Деревня, разрушенная цунами 26 декабря 2004 г.

Что касается изменений в результате землетрясения положения оси Земли и скорости ее вращения, которые упоминались выше, то здесь, видимо, спутаны причина и следствие. Положение оси вращения Земли постоянно изменяется, и полюсы смещаются на 2—10 м в год. Этот процесс изучается с помощью астрономических наблюдений. Перестройки положения оси могут сыграть роль спускового механизма, поскольку при перескоке оси в другое место литосфера испытывает повышение нагрузки в связи с небольшим изменением формы Земли. Эта дополнительная нагрузка может послужить последней каплей, которая вызовет активизацию уже почти созревшего сейсмического очага. Во всяком случае известны прямые корреляционные зависимости между амплитудой смещения полюса Земли и общей величиной выделяющейся сейсмической энергии.
Уроком грандиозной катастрофы в Юго-Восточной Азии является недопустимость легкомысленного отношения людей к силам природы. Смягчение последствий природных катастроф кроется в научном подходе к оценке их реальной опасности и снижению риска путем прогнозирования на современном уровне знаний.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке
Российского фонда фундаментальных исследований
(грант № 02-05-64946).