За останні кілька днів в Україні зафіксували низку сейсмічних подій у різних регіонах. Найбільш відчутний землетрус стався поблизу окупованого Криму в Азовському морі з магнітудою близько 4,8, його відчували в кількох областях півдня країни. У Полтавській області повторно реєстрували слабші поштовхи — магнітудою близько 3,1, які не були відчутні людьми.
В інтервʼю Главреду доктор фізико-математичних наук і провідний науковий співробітник Інституту геофізики ім. С. І. Субботіна Національної академії наук України (НАНУ) Дмитро Гринь розповів, чому в Україні почастішали землетруси, чи повʼязана сейсмічна активність з бойовими діями, та чи можливі в Україні сильні землетруси.
Підкажіть, будь ласка, з чим пов’язана така активність — про що це свідчить?
Це стандартні процеси розвантаження земної кори, адже в Україні є розломні зони, зони розущільнення. У принципі, це не є неординарні події — просто вони збіглися в часі. Час від часу там відбуваються землетруси. У Полтавській області, можливо, просто так співпало, що вони сталися частіше за короткий проміжок часу. Це не пов’язано ні з військовим фактором, ні з якимись незвичними процесами. Там проходять великі тектонічні розломи, і саме на них відбуваються такі сейсмічні події.
Чи багато в Україні таких розломів, де можливі подібні явища? Я знаю, що раніше в Одеській області такі ситуації траплялися доволі часто. Чи змінилася там ситуація зараз?
Такі події відбуваються то в одній, то в іншій зоні, тому що в різних місцях накопичується енергія, яка згодом проявляється у вигляді землетрусу. Найчастіше це Карпатський регіон — його трусить найбільше. Також це пояс від Одеської області до Керченського півострова — зона, що перебуває під впливом румунського осередку Вранча, яка розташована приблизно за 150 км від кордону з Україною, і саме там фіксується найбільша кількість землетрусів, які можуть відчуватися і в Україні.
Загалом енергія накопичується то в одному, то в іншому місці, і періодично вивільняється у вигляді землетрусів. Наразі це, зокрема, зона Полтавської області. Також є район Кривого Рогу — там проходять розломи Українського кристалічного щита, і час від часу на них теж відбуваються землетруси.
Чому так збігається, що саме в Полтавській області останнім часом фіксують доволі активні землетруси? Від чого це залежить?
Йдеться про те, що саме в цьому місці накопичилася енергія стискання в межах Українського кристалічного щита — давнього фундаменту земної кори. У певний момент ця накопичена енергія вивільняється, і відбувається так звана розрядка (розвантаження) у вигляді землетрусу.
Сьогодні це може бути одна ділянка Полтавської області, згодом — інша. Потім активність може зміститися до іншого регіону — наприклад, у бік Кривого Рогу або Криму. Це природні процеси перерозподілу напружень у земній корі.
Щодо Криму, то там також існує сейсмічно активна зона. Останній потужний землетрус на півострові був у 1927 році, тобто майже сто років тому. Тому фахівці не виключають, що в майбутньому там також можливі відчутні сейсмічні події. Загалом це регіональні прояви накопичення й вивільнення енергії. У певному місці вона накопичується — і відбувається розрядка. Через певний час процес може «заспокоїтися» в одному регіоні та активізуватися в іншому. Це природний механізм перерозподілу тектонічних напружень у земній корі.
Але чому останнім часом події ніби збігаються в часі?
Так, це може виглядати як певна закономірність. Тим більше, що в Полтавській області розташовані великі родовища, зокрема нафто- і газовидобувні об’єкти, які перебувають під постійними атаками «шахедів» та балістики.
Логічно може з’являтися припущення, що такі удари якось впливають на сейсмічну активність. Але насправді наукових підстав стверджувати про такий вплив немає. Це, швидше за все, збіг у часі.
Можна провести аналогію з погодними явищами. Наприклад, холодна зима, якої не було багато років, також може збігтися з певними подіями, але це не означає, що вона має штучне походження, наприклад, від якоїсь міфічної кліматичної зброї росіян. Природні процеси мають свою циклічність і варіативність.
Так само і з землетрусами: інколи раз на 10-20 років у певному регіоні може спостерігатися період підвищеної активності. Це пов’язано з природним накопиченням і вивільненням енергії в земній корі. Тобто нинішня активність у Полтавській області, найімовірніше, є природним процесом, який просто збігся в часі з іншими подіями. Науково підтвердженого зв’язку з техногенними або військовими факторами наразі немає.
До речі, яким чином військові дії можуть впливати на сейсмічну активність?
Насправді — жодним чином. По-перше, землетруси формуються на значних глибинах. В Україні осередки більшості зафіксованих землетрусів залягають на глибині приблизно 5-7, 10-12 кілометрів. Це процеси глибинного характеру, і жодної енергії вибухів недостатньо для того, щоб «запустити» або спровокувати землетрус на таких глибинах. Події на поверхні жодним чином не можуть активізувати глибинні тектонічні процеси.
Тому це закономірне природне явище, яке відбувається саме по собі. Людство, принаймні наразі, не може ні прискорити, ні сповільнити землетруси. Це два окремі явища, які між собою жодним чином не пов’язані.
Якщо говорити про останній землетрус поблизу Новоросійська, біля Керченського півострова, його магнітуда становила близько 4,6 бали. Наскільки це серйозний показник за шкалою магнітуд?
Магнітуда 4,6 — це помірний землетрус. У цьому районі тривалий час не було значних сейсмічних подій, тому, ймовірно, там накопичилася певна енергія, яка й вивільнилася у вигляді такого землетрусу.
Оскільки епіцентр розташовувався в морі, він не був небезпечним для території України. В Одеській області могли відчуватися слабкі поштовхи, однак загалом такі землетруси не становлять серйозної загрози. Більш небезпечними для України традиційно вважаються землетруси в зоні Вранча (Румунія). Саме ця зона здатна спричиняти глибокофокусні землетруси, які відчуваються на значній території, зокрема й у Києві. Наприклад, у 1977 році під час сильного румунського землетрусу поштовхи в Києві сягали приблизно 5–6 балів за шкалою інтенсивності.
Такі землетруси небезпечніші, оскільки вони глибші й мають більший енергетичний потенціал. Отже, якщо говорити про потенційну сейсмічну небезпеку для України, то основними зонами залишаються Кримський регіон та зона Вранча в Румунії. Саме вони становлять найбільший ризик.
Якщо говорити про небезпеку, наскільки серйозними можуть бути землетруси в Україні? Адже ви раніше говорили, що в Україні гіпотетично можливі поштовхи силою 6-7 балів.
Сім балів — це, як правило, інтенсивність поблизу епіцентру землетрусу. Якщо ж говорити про Київ, то відповідно до державних будівельних норм і карт сейсмічного районування, розрахункова інтенсивність для столиці становить приблизно 6 балів. Якщо брати Вінницьку чи Чернівецьку області, то там можливі дещо вищі показники — понад 6 балів, інколи до 6,5. Такі землетруси вже траплялися в історії.
Сейсмологія як наука значною мірою спирається на статистику. Якщо на певній території раніше були зафіксовані землетруси інтенсивністю 6 балів, це означає, що подібні за силою події там можливі й у майбутньому.
Саме тому існують державні будівельні норми, які враховують сейсмічну небезпеку під час проєктування. Об’єкти будівництва мають бути розраховані так, щоб витримувати розрахункові сейсмічні навантаження. Відповідно, будинки та споруди зводять із запасом міцності — щоб вони могли витримати не лише 6 балів, а й, за потреби, 6,5-7 балів землетрусу.
Що відбувається під час землетрусу силою 6-7 балів – наскільки це відчутно?
Найбільш уразливими під час сильного землетрусу є саме перші поверхи будівель. Коли відбуваються поштовхи, ґрунт під будинком зміщується на кілька сантиметрів або коливається, а сама будівля не може миттєво повторити цей рух. У результаті виникає сильне навантаження на нижні поверхи, і саме вони зазнають найбільшого стискання та руйнування.
Такі приклади ми бачили під час землетрусів у Туреччині. Навіть у п’яти- чи дев’ятиповерхових будинках руйнування часто починалося з першого поверху. Коли нижній рівень втрачав несучу здатність, уся конструкція фактично складалася вниз через втрату опори. Тобто найбільш руйнівний вплив припадає саме на нижні поверхи, а далі вже відбувається обвал всієї будівлі.
Водночас слід враховувати й різний підхід до будівництва в різних країнах. Наприклад, у Японії широко застосовують антисейсмічні технології. Хмарочоси проєктують так, щоб вони могли компенсувати коливання: будівлі рухаються у протифазі до сейсмічної хвилі, використовуються спеціальні демпфери, амортизаційні системи та масивні компенсатори на верхніх поверхах. Завдяки цьому такі споруди здатні витримувати інтенсивні землетруси — і 7 балів, а іноді й більше (якщо говорити про інтенсивність коливань у конкретному місці).
Тому все залежить від якості проєктування та будівництва. Якщо враховано можливу сейсмічність регіону й застосовано антисейсмічні рішення в конструкції, будівля може витримати сильні поштовхи. Якщо ж норми порушені або сейсмічний фактор не врахований, ризик руйнувань значно зростає навіть при меншій інтенсивності землетрусу.
В Україні також може бути певна частка таких будівель?
Я б звернув увагу на інший аспект. В Україні зараз є додатковий фактор ризику — пошкодження будівель унаслідок ракетних ударів, зокрема балістичних. Коли йдеться про високоенергетичну балістику, вона має не лише вибухову, а й значну кінетичну енергію удару. Ракета спускається з космосу з великою швидкістю, і під час влучання відбувається не тільки вибуховий вплив, а й потужний механічний удар.
У результаті місцеві землетруси можуть почати руйнувати будинок, а землетрус може його доламати, бо він втрачає стійкість через балістичні удари. Це справді новий і складний виклик для України. Йдеться не лише про житлові будинки, а й про об’єкти інфраструктури — енергетичні, промислові, зокрема підприємства хімічної галузі. Потрібні окремі дослідження та технічні обстеження, щоб оцінити залишкову міцність таких споруд і визначити, чи можлива їхня безпечна експлуатація в майбутньому.
Наразі роботи з вивчення впливу балістичних і ракетних ударів на будівлі та інфраструктуру тільки розпочинаються. Раніше подібних системних досліджень не проводили, адже, на щастя, людство не мало такого досвіду в сучасних умовах. На жаль, Україна стала першою країною, яка змушена проходити цей складний і трагічний шлях.
Ми фактично вчимося в процесі. Думаю, що в повноцінному масштабі до цього питання повернуться вже під час відбудови української економіки. Тоді воно стане значно серйознішим і системнішим напрямом роботи, і більше фахівців буде залучено до комплексних досліджень.
Матеріали, дані та записи вже накопичуються, певні дослідження ведуться. Поки що, можливо, не системно, але в перспективі це питання обов’язково постане гостро, адже потрібно буде повертати до експлуатації велику кількість об’єктів. Тобто це не просто перспективний, а необхідний напрям роботи, який стане важливою частиною післявоєнного відновлення України.
Наскільки тривалим може бути процес поодиноких землетрусів?
Якщо подивитися на великі землетруси, наприклад в Туреччині, після основного сильного поштовху часто йде серія афтершоків — тобто землетрусів меншої інтенсивності. Їх може бути сотні, і вони відбуваються протягом 3-4 днів чи тижня біля епіцентру основного землетрусу. Це пов’язано з тим, що великі тектонічні плити після сильного зсуву ще продовжують «перерозподіляти» накопичену енергію.
В Україні, наприклад в районі Полтавської області, геологічна будова така, що великим плитам особливо нікуди рухатися. Тому енергія перерозподіляється поступово: у розломах виникає тертя, відбувається розвантаження у вигляді землетрусів, потім на деякий час активність зупиняється. Через тиждень-два чи три може початися новий поштовх, коли накопичується нова енергія.
Такі поодинокі землетруси можуть повторюватися протягом місяця, двох чи навіть трьох, поки енергія повністю не перерозподілиться в масивах земної кори. Після цього активність заспокоюється, і сейсмічна активність може перейти в інший регіон — наприклад, у Кривий Ріг або іншу частину України, де також проходять великі глибинні розломи.
Передбачити точний час і місце цих подій неможливо. Ми не можемо обчислити або змоделювати все, що відбувається на великих глибинах. Це природний процес, який поки що ми не контролюємо, і він не пов’язаний із техногенними факторами.
Глибина більшості українських землетрусів становить приблизно 5-7, інколи до 10 км. Це занадто великі глибини і занадто велика маса порід, щоб людство могло згенерувати достатню енергію для створення землетрусу. Тобто на даному етапі це поза можливостями людини.
Якщо говорити про зону сейсмічної активності, то, наскільки я розумію, Україна значною мірою розташована в межах кристалічного щита. Через тектонічні розломи там періодично накопичується енергія, яка згодом вивільняється — відповідно, тому відбуваються землетруси. Ми бачимо, що поблизу наших кордонів іноді фіксується сейсмічна активність — зокрема, в районі Новоросійська та сусідніх з ним міст. У зв’язку з цим виникає питання: чи є подібна ситуація в Росії? Чи можуть у них також відбуватися такі процеси?
Якщо згадати Камчатку, то там трапляються дуже сильні землетруси — магнітудою понад 7 балів. У цьому регіоні були серйозні поштовхи й руйнування. Водночас Камчатка є малонаселеним регіоном.Також певна сейсмічна активність характерна для Кавказу. Що стосується Уралу, то це давні гори, і рівень активності там невисокий.
Загалом, якщо оцінювати ситуацію в цілому, то більша частина території Росії розташована в межах відносно стабільної Східноєвропейської платформи. Тобто значні площі є малосейсмічними. Сильні землетруси відбуваються переважно на периферії — на Камчатці, Курильських островах або на Кавказі. Але цей пояс пролягає далеко від російських «центрів прийняття рішень».
Для Тихоокеанського флоту це може становити певну небезпеку, оскільки повідомлялося про можливі хвилі після землетрусу на Камчатці. Зокрема, з’являлися чутки, що нібито могли постраждати деякі їхні ядерні підводні човни.
Проте основна частина населення та економіки Росії зосереджена в європейській частині країни. Саме там розташовані головні промислові, фінансові й адміністративні центри. Ця територія перебуває в межах давньої Східноєвропейської платформи — геологічно стабільної структури з низьким рівнем сейсмічної активності.
Тому центральна частина Росії мало підпадає під вплив сильних землетрусів. У цьому сенсі ситуація відрізняється від таких країн, як Туреччина, Греція чи Італія, які розташовані в активних тектонічних зонах із численними розломами та частими землетрусами.
Водночас у Росії є інші природні виклики. Значні площі Сибіру та північних регіонів розташовані в зоні вічної мерзлоти та суворих кліматичних умов. Це створює свої ризики. Зокрема, підвищення температури призводить до деградації мерзлоти, що може спричиняти просідання ґрунтів і пошкодження інфраструктури — доріг, залізничних колій, будівель, трубопроводів.
Товщина шару вічної мерзлоти в окремих районах може сягати десятків метрів. Її танення змінює структуру ґрунтів і впливає на екосистеми, а також може сприяти вивільненню парникових газів. Тобто у росіян є своя сумна історія, яку вони поки що не розуміють, але з потеплінням у них буде дуже багато проблем.
Дмитро Миколайович Гринь — український науковець-сейсмолог, доктор фізико-математичних наук і провідний науковий співробітник Інституту геофізики ім. С. І. Субботіна Національної академії наук України (НАНУ).
Один із провідних українських експертів із землетрусів і сейсмічної активності, регулярно коментує для медіа природні причини землетрусів в Україні та сусідніх регіонах, сейсмічні ризики для різних областей України, вплив людської діяльності та вибухів на сейсмічність.