Сразу же после толчка концентрация радона и других инертных газов резко упала. Когда результаты первых лет наблюдений были систематизированы, открылись важные количественные закономерности. Оказалось, что В период, предшествующий сильным подземным толчкам, концентрация гелия в подземных водах увеличивается в 10–12 раз, радона — в 3–4 раза. Растут концентрации и других газов, например аргона и фтора. Изменяется соотношение содержания изотопов и других элементов.
Найденные закономерности подтвердились при изучении сильного землетрясения, которое произошло 14 мая 1970 г. в Дагестане. Сбой ритма «гелиевого дыхания» планеты удалось наблюдать и в других сейсмоактивных районах.
На основе гелий-радонового метода сделаны первые успешные предсказания землетрясений. Например, о подземной стихии в районе оз. Иссык-Куль ташкентские ученые узнали за три месяца до толчка. Сейчас они предсказывают две трети землетрясений, происходящих в Средней Азии. Узнают о приближающейся катастрофе как минимум за день до первых толчков.
К сожалению, оба приведенных примера нельзя распространить на сейсмические зоны всего земного шара, так как каждый район имеет свои особенности, а указанные причины присущи только конкретным районам.
Что касается краткосрочного прогноза цунами, то здесь нужно хорошо знать следующее: а) точное место (координаты эпицентра) происшедшего землетрясения; б) механизм очага землетрясения; в) высоту волны в рчаге цунами; г) время пробега волны до каждого конкретного пункта побережья; д) величину возможной высоты волны на интересующем нас участке побережья; е) дальность заплеска волны в глубь суши; ж) динамические усилия подошедшего цунами на береговые сооружения.
Каждый из перечисленных пунктов представляет собой, по существу, самостоятельную большую или малую задачу. При этом приходится констатировать, что далеко не на каждую из них в настоящее время сейсмологи могут дать исчерпывающий ответ. К более пли менее уверенно решенным можно отнести задачи пунктов а) и г)? д) и е) относятся к разряду тех, которые могут решаться несколькими путями, например: 1) путем сбора сведений о затоплении прибрежной полосы суши возникшей и пришедшей волной цунами и на основе статистического материала определением примерной границы затопления и высоты заплеска на интересующем нас участке; 2) изучением показаний приборов, расположенных в разных точках участка; 3) проведением натурных наблюдений на уменьшенной модели участка в лабораторных условиях с последующим использованием полученных результатов на действительном участке побережья; 4) исследованием на электронной модели бухты или участка мнимого затопления путем введения и изменения необходимых параметров рельефа местности и конфигурации участка прибрежной полосы в работающую модель.
Все указанные методы в настоящее время применяются на практике.
Задачи пунктов б) и в) наиболее сложные и очень важные. Можно, видимо, говорить об их взаимосвязи (точнее, о зависимости величины возвышения воды в очаге цунами от механизма очага землетрясения), так как вероятнее всего высота цунами в очаге обусловливается именно механизмом очага землетрясения. Действительно, если бы мы точно знали, каков механизм очага землетрясения, вызывающего цунами, то, по-видимому, смогли бы теоретически вычислить и высоту волны, возбуждаемую в очаге.
Решение задачи, указанной в пункте ж), жизненно необходимо для проектных расчетов тех сооружений, которые в силу специфики их эксплуатации никак нельзя относить от береговой черты.
Как видно из сказанного, краткосрочный прогноз цунами — и нерешенная и решенная задача: нерешенная — в полном объеме и требующая к себе еще значительного внимания, больших экономических затрат и немалых дополнительных исследований; решенная — в своей главной части (спасение жизни людей).
В настоящее время краткосрочный прогноз цунами сводится практически к предсказанию на базе сейсмических данных возможного возникновения, прихода и появления волн на берегу при условии, если эпицентр землетрясения попадает в цунамигенную зону[19], а энергия толчка достаточно велика, по крайней мере М>6,5. Используя же разность во времени между скоростью распространения сейсмических волн и волн цунами (в 50— 100 раз), можно вычислить время прихода цунами к тому или иному пункту побережья.
Таким образом, предполагая факт возникновения цунами свершившимся и зная время прихода волны к побережью, жители цунамиопасных районов Тихоокеанского побережья Дальневосточной зоны (восточного побережья Камчатки, Курильских и Командорских островов) заблаговременно предупреждаются о грозящей им опасности.
К сожалению, оправдываемость тревог на основе только этого метода недостаточно высока. Поэтому необходимо искать еще и другие методы предсказания цунами, а также эффективные и действенные меры защиты от него.
Одной из наиболее существенных и действенных мер защиты от цунами является проведение цунамирайонирования береговых территорий и перенесения всех зданий И сооружений из затопляемой зоны. Для этого наряду с проведением теоретических расчетов и научных исследований на основе вероятностного прогноза цунами и зависимости величины заплеска от интенсивности волн, для более правильного и уверенного решения вопроса необходимо широким фронтом провести упомянутое выше экспериментальное моделирование затопляемости берегов особенно опасных районов и по возможности наиболее точно установить границу их затопления.
Кроме того, в силу недостаточно высокой оправдываемости тревог, подаваемых только на базе сейсмических данных, в последнее время параллельно с этим решается вопрос о разработке и введении других, дополнительных методов краткосрочного прогноза цунами (в частности, например, гидрофизического метода, основанного на непрерывных дистанционных наблюдениях с использованием мареографов открытого моря). В этом случае, если волна цунами обнаружена на достаточном удалении от побережья, то с помощью электро- или радиосигнала от мареографа на берегу заблаговременно будет известно о существовании и движении волны. Это даст возможность принять все необходимые меры для спасения людей и некоторых материальных ценностей.
Одновременно, конечно, совершенствуется и сейсмический метод. Принимаются меры к поискам и введению в его методику дополнительных критериев цунамиопасности землетрясений и уточнению существующих, а также к расширению и автоматизации наблюдений на сейсмических станциях.
Но основным методом защиты, по крайней мере для населения, от цунами пока еще приходится считать наиболее пассивный, к счастью, наиболее надежный — метод заблаговременной эвакуации населения на возвышенные места, которые заранее известны жителям каждого населенного пункта цунамиопасных районов.
СЛУЖБА ЦУНАМИ
Во всех случаях существования потенциальной опасности возникновения землетрясения и цунами вырабатываются не только меры, направленные на защиту от такой опасности, но и создаются организации и ведомства, в обязанность которым вменяется исполнение выработанных мер защиты. С этой целью на Дальнем Востоке в Советском Союзе организована специальная служба цунами. Аналогичные службы существуют еще в двух странах Тихоокеанского бассейна — в Японии и США. Ознакомимся кратко, как они организованы, какова их структура и что входит в их обязанности.
По своим физико-географическим условиям Япония весьма подвержена самым различным стихийным бедствиям: ураганам, тайфунам, вулканическим извержениям, землетрясениям, цунами и т. п. В связи с этим в стране даже создано специальное государственное управление — Японское метеорологическое агентство (ЯМА) — по оказанию помощи пострадавшим от стихийных бедствий. Это довольно крупная организация, ведущая комплексные стационарные наблюдения за различными геофизическими явлениями: метеорологическими, океанологическими, вулканологическими, сейсмологическими и др. ЯМА осуществляет сбор и публикацию результатов наблюдений, а также контроль за техническим оборудованием станций. Кроме того, агентство отвечает за консультации, штормовые предупреждения и прогнозы метеорологических явлений, в том числе и за цунами.