Землетрясения и цунами входят в число наиболее разрушительных природных опасностей на планете, способных выравнивать целые городские центры в моменты. Города, наиболее уязвимые к этим событиям, находятся вдоль границ тектонических плит, особенно Тихоокеанского огненного кольца, где постоянно меняется земная кора. Понимание того, какие города сталкиваются с самыми высокими угрозами, почему они подвергаются риску и как они готовятся, имеет важное значение для политиков, градостроителей и жителей. В этой статье рассматриваются основные городские районы, исторически опустошенные землетрясениями и цунами, их геологические уязвимости и стратегии, которые они используют для сокращения будущих потерь.

Города, подверженные землетрясениям: где земля больше всего встряхивается

В то время как землетрясения могут происходить где угодно, наиболее интенсивные и частые сотрясения концентратов вблизи зон субдукции, трансформация разломов и зон континентального столкновения. Урбанизация усугубляет опасность: плотное население, стареющая инфраструктура и неадекватные строительные стандарты могут превратить умеренный тремор в катастрофу. Ниже приведены города, которые неоднократно подвергались серьезному повреждению от землетрясения, наряду с анализом их геологических уязвимостей и усилий по смягчению последствий.

Токио, Япония

Токио находится на пересечении четырех тектонических плит - Тихого океана, Филиппинского моря, Евразийского и Североамериканского плит - что делает его одним из самых сейсмически активных столичных регионов на Земле. Великое землетрясение Канто 1923 года магнитудой 7,9 убило более 100 000 человек и разрушило большую часть города. Совсем недавно землетрясение Тохоку 2011 года (величина 9,0) вызвало массивное цунами, которое опустошило северо-восточное побережье и вызвало ядерную катастрофу на Фукусиме; Токио испытал сильное потрясение и повреждение инфраструктуры.

Несмотря на строгие строительные нормы и системы раннего предупреждения, город сталкивается с постоянным риском от мелких землетрясений коры и глубоких событий мегатрузии. Токийская плотная городская ткань и обширная подземная инфраструктура, включая метро и коммунальные услуги, усложняют усилия по реагированию на чрезвычайные ситуации и восстановлению. По данным Геологической службы США, вероятность землетрясения магнитудой 7 или более вблизи Токио в течение следующих 30 лет остается высокой, что вызывает постоянные инвестиции в модернизацию и готовность к стихийным бедствиям.

Мехико-Сити, Мексика

Хотя Мехико лежит в сотнях километров от зоны субдукции, где Кокосовая плита ныряет под Североамериканскую плиту, его уникальная геология усиливает сейсмические волны. Город построен на мягких, насыщенных водой отложениях осушенного бассейна озера, что усиливает встряхивание до пяти раз по сравнению с твердой породой. Это явление, известное как амплификация почвы, значительно увеличивает риск сжижения и структурного разрушения.

Землетрясение в Мичоакане в 1985 году (магнитуда 8.1) вызвало катастрофическое сжижение и обрушение зданий, в результате чего погибли по меньшей мере 10 000 человек и тысячи остались без крова. Землетрясение в Пуэбле в 2017 году (магнитуда 7.1) произошло ближе к городу, свалив 44 здания и вызвав более 200 смертей. В ответ Мехико внедрил строгие сейсмические коды и программы модернизации, но многие старые структуры остаются уязвимыми, особенно в более бедных районах, где правоохранительные органы слабы.

Джакарта, Индонезия

Джакарта, где проживает более 10 миллионов человек, находится недалеко от зоны субдукции Сунда, где Индо-Австралийская плита перемещается под Евразийской плитой. В городе произошло множество разрушительных землетрясений, в том числе землетрясение в Йокьякарте в 2006 году (магнитуда 6,4), в результате которого погибли почти 6 000 человек, и землетрясение магнитудой 5,9 в 2018 году, которое повредило сотни зданий.

Уязвимость Джакарты усугубляется быстрым, нерегулируемым ростом городов, плохими почвенными условиями и широким использованием неукрепленного строительства каменной кладки. Кроме того, город тонет из-за добычи подземных вод, увеличивая восприимчивость как к сейсмическому встряхиванию, так и к затоплению цунами. Мощное землетрясение в проливе Сунда может вызвать не только сильное встряхивание, но и цунами, которое затопит северные районы Джакарты. Правительство Индонезии разработало систему раннего предупреждения о цунами, но инфраструктура эвакуации и осведомленность общественности остаются ограниченными, подчеркивая необходимость расширения программ снижения риска бедствий.

Лос-Анджелес, Калифорния, США

Лос-Анджелес пересекает система разлома Сан-Андреас, которая может произвести крупные разрывы в любое время. Землетрясение Нортриджа 1994 года (магнитуда 6,7) убило 57 человек, ранило более 8000 и вызвало ущерб в 40 миллиардов долларов, большая часть которого от разрушенных автострад и неукрепленных зданий. Расширенный городской ландшафт города и критическая инфраструктура, такая как шоссе, аэропорты и электростанции, подвергаются значительному риску от будущих крупных землетрясений.

Строительные кодексы Калифорнии являются одними из самых строгих в мире, требующих сейсмических особенностей проектирования, таких как изоляторы базы и системы рассеивания энергии. Лос-Анджелес требует модернизации непроводящих бетонных зданий и квартир с мягкими этажами - структуры, склонные к разрушению во время встряхивания. Однако полный разрыв южного разлома Сан-Андреас может привести к землетрясению магнитудой 7,8 с предполагаемыми потерями, превышающими 200 миллиардов долларов и тысячи жертв. Город инвестировал в раннее предупреждение через систему ShakeAlert и модернизацию инфраструктуры, но проблемы остаются в достижении старых районов и поддержании критических жизненных линий.

Другие города с высоким риском землетрясений

  • Стамбул, Турция: Стамбул, расположенный недалеко от разлома Северной Анатолии, столкнется с высокой вероятностью крупного землетрясения в течение следующих нескольких десятилетий. Плотное население города и многие неукрепленные каменные здания повышают риск.
  • Катманду, Непал: Разрушенный землетрясением магнитудой 7,8 в 2015 году, в результате которого погибло около 9 000 человек, уязвимость Катманду связана с плохой практикой строительства и поселениями на склоне холма.
  • Сан-Франциско, США: Землетрясение 1906 года (магнитуда 7.9) и последующий пожар уничтожили большую часть города. Разломы Сан-Андреас и Хейворд представляют постоянную угрозу, с обширными усилиями по модернизации.
  • Порт-о-Пренс, Гаити:] Землетрясение магнитудой 7,0 в 2010 году убило около 160 000 человек. Гаити по-прежнему не имеет адекватных сейсмических кодов или правоприменения, что ставит под угрозу многих жителей.

Города, наиболее уязвимые для цунами

Цунами чаще всего порождаются крупными подводными землетрясениями, но также могут быть спровоцированы извержениями вулканов или оползнями. Особенно подвержены прибрежные города с глубоководными гаванями и низменным рельефом. Даже отдаленные сейсмические события могут посылать волны по целым океанским бассейнам, поражая неподготовленные берега с разрушительной силой.

Гонолулу, Гавайи, США

Гонолулу находится на южном берегу Оаху, лицом к Тихому океану и находится под пристальным наблюдением Тихоокеанского центра предупреждения о цунами (PTWC) в Эва-Бич. Город неоднократно подвергался цунами, вызванным отдаленными землетрясениями через Тихоокеанский регион. Землетрясение на Алеутских островах 1946 года вызвало волны до 17 метров на северном берегу Оаху, уничтожив Хило и убив 159 человек на Гавайях. Землетрясение 1960 года в Вальдивии (магнитуда 9,5), крупнейшее из когда-либо зарегистрированных, отправило цунами, которое убило 61 человека в Хило и вызвало обширный ущерб на побережье.

Совсем недавно цунами в Тохоку в 2011 году нанесло ущерб в размере 30 миллионов долларов на Гавайях, повредив гавани и затопив прибрежные районы. Отели на побережье Гонолулу и плотное прибрежное развитие остаются уязвимыми для будущих цунами. PTWC управляет сложной сетью мониторинга, но быстрый рост городов и плотность туризма усложняют планирование эвакуации. Общественные образовательные кампании и регулярные учения по цунами необходимы для повышения готовности сообщества.

Вальпараисо, Чили

Длинная береговая линия Чили пережила одни из самых больших зарегистрированных землетрясений и цунами в истории. Землетрясение 1960 года в Вальдивии (магнитуда 9,5) вызвало цунами в Тихоокеанском регионе, в результате которого погибло более 1000 человек в Чили и 61 на Гавайях. В 2010 году землетрясение магнитудой 8,8 у побережья Мауля вызвало цунами, в результате которого погибли 156 человек и было разрушено 200 000 домов.

Вальпараисо с его крутыми склонами и узкой прибрежной равниной очень уязвим для цунами. Сложная топография города создает проблемы для эвакуации и реагирования на чрезвычайные ситуации. Власти внедрили систему предупреждения о цунами, маршруты эвакуации и регулярные учения, но многие поселения с низким уровнем дохода на высоких высотах не имеют адекватного доступа к безопасным зонам. Город также инвестирует в улучшение инфраструктуры, включая усиленные морские стены и вертикальные эвакуационные убежища.

Порт-Морсби, Папуа-Новая Гвинея

Порт-Морсби, расположенный на южном побережье Папуа-Новой Гвинеи вблизи тектонической границы между Индо-Австралийской и Тихоокеанской плитами, подвержен землетрясениям и цунами, в 1998 году землетрясение магнитудой 7,0 у северного побережья вызвало разрушительное цунами, которое обрушилось на северные берега Папуа-Новой Гвинеи, убив более 2200 человек.

Хотя Порт-Морсби не был непосредственно затронут этим цунами, это событие подчеркнуло уязвимость всей страны. Сам город сталкивается с рисками местных подводных оползней и прибрежных землетрясений, которые могут вызвать цунами. Системы предупреждения минимальны, и прибрежные общины часто не знают о природных признаках, таких как отступающая вода или необычное поведение океана. Международные организации по оказанию помощи помогли снизить риск бедствий на уровне общин, но покрытие остается неоднородным и недофинансированным.

Прибрежная Япония: Токио, Сендай и Камаиши

В то время как Токио в первую очередь известен риском землетрясений, его порт и восточные низменности также подвергаются цунами, вызванным землетрясениями мегатруста в Японском впадине. Цунами Тохоку 2011 года затопило до 10 километров внутри страны вдоль побережья Санрику, уничтожив большую часть Сендай и порт Камаиши.

Во время этого события была перекрыта самая глубокая в мире волна цунами Камаиши, но ее частичная защита спасла много жизней за счет снижения энергии волн. После этого Япония модернизировала свою национальную систему предупреждения о цунами, чтобы лучше оценить высоту волн и расширила вертикальные эвакуационные структуры, такие как высокие усиленные здания и башни. Несмотря на это, будущие землетрясения в Нанкайском водовороте могут генерировать волны, превышающие 30 метров в центральной и западной Японии, угрожая миллионам жителей и критической инфраструктуре.

Стратегии готовности и снижения рисков

Жизнь в городах, подверженных землетрясениям и цунами, требует постоянных инвестиций в устойчивость. Наиболее эффективные стратегии сочетают инженерное дело, раннее предупреждение, государственное образование и планирование землепользования, чтобы свести к минимуму потери жизни и экономические потрясения.

Системы раннего предупреждения

Системы раннего предупреждения играют решающую роль в предоставлении секунд до минут предварительного уведомления до прибытия сильных волн тряски или цунами. Японская система раннего предупреждения о землетрясениях (EEW), управляемая Японским метеорологическим агентством (JMA), обнаруживает начальные P-волны, генерируемые землетрясением за секунды до прибытия разрушительных S-волн, вызывая тревогу для поездов, заводов и домашних хозяйств. Эта система помогла уменьшить потери в землетрясении Тохоку 2011 года.

В США Геологическая служба США (USGS) управляет системой ShakeAlert вдоль Западного побережья, предоставляя предупреждения миллионам жителей. Тихоокеанский центр предупреждения о цунами (PTWC) выдает предупреждения о цунами более чем 25 странам, граничащим с Тихим океаном, в то время как Чили управляет собственной системой предупреждения о цунами с использованием сети сейсмических и морских датчиков.

Несмотря на эти технологические достижения, проблемы остаются. Ложные сигналы тревоги могут подорвать доверие общественности, а время предупреждения в зонах, близких к источнику, может измеряться в секундах, а не минутах, что ограничивает возможности эвакуации. Непрерывное улучшение сенсорных сетей, инфраструктуры связи и общественной связи имеет важное значение.

Строительные коды и реконструкция

Современные сейсмические строительные нормы требуют, чтобы структуры изгибались и поглощали энергию во время встряхивания, уменьшая риск коллапса. Токио применяет строгие стандарты пластичности, технологии изоляции базы и регулярные проверки; его здания в значительной степени пережили землетрясение 2011 года с минимальным структурным сбоем. Лос-Анджелес требует модернизации непроводящих бетонных зданий и квартир с мягкой этажностью, которые склонны к коллапсу во время встряхивания.

В Мехико «Reglamento de Construcciones» требует, чтобы здания учитывали условия почвы и силы землетрясения. Однако многие старые структуры во всем мире остаются несоответствующими из-за высоких затрат на модернизацию и слабого правоприменения, особенно в развивающихся странах. По оценкам Всемирного банка, каждый доллар, потраченный на строительство, устойчивое к стихийным бедствиям, экономит четыре доллара в будущих потерях, подчеркивая экономическую ценность активных инвестиций.

Общественное образование и буровые

В Японии 1 сентября ежегодно отмечается День предотвращения стихийных бедствий, включающий в себя учения в школах, офисах и общинах. Чили проводит учения по цунами вдоль всего побережья, в то время как в Соединенных Штатах, учения по Великому землетрясению включают миллионы практикующих «Бросать, покрывать и держаться».

Эффективное образование выходит за рамки учений, обучая жителей распознавать естественные предупреждения о цунами, такие как сильное тряска или необычное поведение в океане, и важность немедленной эвакуации. Системы раннего предупреждения на базе общин с использованием местного радио, добровольцев и мобильных оповещений оказались эффективными в таких странах, как Бангладеш и Шри-Ланка, где формальная инфраструктура ограничена.

Планирование землепользования и естественные барьеры

Правила зонирования, ограничивающие развитие в зонах повышенной опасности, могут спасти бесчисленное количество жизней. После цунами 2011 года Япония восстановила береговую оборону дальше вглубь страны и создала линии «множественной обороны», включая морские стены, возвышенные дороги и насыпи земли. Некоторые города, такие как Камаиши, интегрировали башни эвакуации цунами в городские парки, предлагая вертикальное убежище, когда горизонтальная эвакуация невозможна.

Природные барьеры, такие как мангровые леса, коралловые рифы и песчаные дюны, могут ослабить энергию волн и уменьшить воздействие цунами. Однако эти экосистемы часто ухудшаются в результате развития прибрежных районов и загрязнения. Сохранение и восстановление таких естественных защитных сил является экономически эффективным дополнением к инженерным структурам и имеет решающее значение для устойчивости.

Будущие риски и изменения климата

Изменение климата усугубляет риск цунами и землетрясений несколькими способами. Повышение уровня моря увеличивает охват цунами, затопления районов, ранее считавшихся безопасными. Прибрежное оседание в таких городах, как Джакарта, вызванное чрезмерной добычей подземных вод, делает их еще ниже по сравнению с уровнем моря, увеличивая риски наводнений.

Между тем, быстрый рост городского населения концентрирует воздействие в сейсмических и прибрежных зонах. К 2030 году более 60% населения мира, как ожидается, будет жить в городах, многие из которых расположены в регионах, подверженных землетрясениям и цунами. Эта тенденция урбанизации бросает вызов управлению рисками стихийных бедствий, поскольку неформальные поселения часто не имеют устойчивой инфраструктуры и аварийных служб.

Задача состоит не только в укреплении инфраструктуры, но и в обеспечении того, чтобы развитие не создавало новых уязвимостей. Слишком близкое к активным разломам или в известных зонах, подверженных цунами, необходимо препятствовать эффективному планированию землепользования. Интеграция оценок риска, связанных с различными опасностями, которые учитывают землетрясения, цунами, последствия изменения климата и социальную уязвимость, имеет решающее значение для устойчивости городов.

Во всем мире все чаще используются инновационные подходы, такие как технологии умных городов, картирование опасностей и устойчивый городской дизайн.Сотрудничество между правительствами, научными сообществами и местным населением по-прежнему имеет важное значение для подготовки и смягчения последствий будущих землетрясений и цунами.