Table of Contents

Незабываемые силы, которые изменили цивилизации

Пока люди строят города, землетрясения разрушают их. Крупные сейсмические события не просто разрушают здания и уносят жизни — они переписывают национальные приоритеты, стимулируют научные прорывы и заставляют целые общества пересмотреть свои отношения с землей под ногами. Изучая самые преобразующие землетрясения в истории, мы можем понять не только силу тектонических сил, но и устойчивость сообществ, которые восстанавливаются после их последствий.

Самые смертоносные землетрясения в истории человечества

Число погибших в результате сейсмического события зависит от величины, глубины, близости к населенным пунктам и качества местной инфраструктуры. Некоторые землетрясения привели к почти невообразимым жертвам из-за плотно построенных, неукрепленных структур, которые рухнули во время тряски. Изучение этих трагедий помогает политикам определить приоритеты сейсмической безопасности в уязвимых регионах.

Землетрясение в Шэньси 1556 года (Китай)

Широко признанное самым смертоносным землетрясением, когда-либо зарегистрированным, событие 1556 года в Шэньси произошло 23 января 1556 года в долине реки Вэй династии Мин. Исторические записи оценивают, что почти 830 000 человек погибли. Большинство смертей произошло не от самого тряски, а от краха yaodongs — искусственных пещерных жилищ, вырезанных в мягких склонах холмов. Когда земля сжижалась и расшатывалась, целые общины были похоронены заживо. Катастрофа привела к глубокому культурному сдвигу в китайской литературе о бедствиях: на протяжении веков после этого чиновники документировали меры по подготовке к землетрясениям в официальных газетах графства.

Землетрясение в Таншане 1976 года (Китай)

28 июля 1976 года землетрясение магнитудой 7,6 произошло в промышленном городе Таншань, примерно в 150 километрах к востоку от Пекина. Официальное число погибших было установлено на уровне 242 000, хотя некоторые оценки намного выше. Поскольку землетрясение произошло рано утром, большинство жителей спали в кирпичных и бетонных зданиях, которые не были спроектированы, чтобы выдержать сильное тряска. Землетрясение разрушило целый город, что побудило китайское правительство позже пересмотреть свои строительные нормы на сейсмически активной Северо-Китайской равнине. USGS продолжает изучать событие Таншань , чтобы лучше понять механику землетрясения.

Землетрясение в Индийском океане и цунами 2004 года

26 декабря 2004 года вдоль Суматрского впадина у берегов Индонезии произошло подводное землетрясение магнитудой 9,1—9,3, которое вызвало серию разрушительных цунами, обрушившихся на 14 стран, в результате чего погибло около 227 898 человек. В некоторых местах волны достигли высоты более 30 метров и прошли до побережья Африки. Катастрофа выявила вопиющее отсутствие океанических систем раннего предупреждения в Индийском океане. В течение года международные партнеры создали систему предупреждения и смягчения цунами в Индийском океане, сеть датчиков уровня моря и сейсмических датчиков, которая теперь обеспечивает критические оповещения прибрежных общин по всему региону.

Землетрясение на Гаити 2010

Неглубокое землетрясение магнитудой 7,0 произошло около Порт-о-Пренса, Гаити, 12 января 2010 г. Правительство оценило от 100 000 до 316 000 смертей, что делает его одним из самых смертоносных землетрясений по отношению к численности населения. Многие здания рухнули, потому что строительные стандарты практически отсутствовали, а строительные материалы часто были некачественными. Гуманитарный кризис, который последовал, выявил глубокие структурные слабости в управлении и инфраструктуре. Восстановление Гаити было длительным процессом, но катастрофа побудила международные организации инвестировать в программы снижения сейсмических рисков по всему Карибскому бассейну. Консорциум IRIS предоставляет ресурсы для занятий, которые объясняют, почему землетрясение на Гаити было настолько смертельным.

Землетрясения, которые изменили нации

Помимо непосредственного числа погибших, некоторые сейсмические события стали поворотными моментами в национальной истории. Они вызвали сдвиги в государственной политике, городском планировании, стратегиях экономического восстановления и даже научных парадигмах. Землетрясения, перечисленные ниже, оставили неизгладимый след в странах, где они произошли.

Лиссабонское землетрясение 1755 года (Португалия)

1 ноября 1755 года — День всех святых — массивное землетрясение магнитудой 8,5—9,0 произошло у берегов Португалии. Сотрясение длилось от трех до шести минут, а затем последовало цунами, которое затопило набережную реки Тагус и пожары, которые горели в течение нескольких дней. Лиссабон, тогда один из самых богатых городов Европы, был почти разрушен. Катастрофа убила от 40 000 до 50 000 человек в городе около 200 000. Португальский премьер-министр маркиз Помбал, знаменито ответил на восстановление Лиссабона с более широкими улицами, устойчивыми к каменной кладки строительными технологиями и первыми современными сейсмическими строительными кодами. Это событие также повлияло на европейских мыслителей Просвещения, таких как Вольтер и Кант, которые обсуждали природу природного зла и божественного провидения. Землетрясение 1755 года широко рассматривается как рождение современной сейсмологии.

Великое землетрясение Канто (1923) (Япония)

В 11:58 1 сентября 1923 года землетрясение магнитудой 7,9 произошло в районе Канто в Японии, выравнивая большую часть Токио и Йокогамы. Разрушение усугублялось пожарами, бушевавшими в течение двух дней, подпитываемыми традиционными деревянными зданиями и тем фактом, что землетрясение произошло в час, когда многие люди готовили обед. Более 105 000 человек погибли. Катастрофа ускорила принятие Японией железобетонного строительства в западном стиле и подтолкнула правительство к разработке национальной программы исследования землетрясений. Она также посеяла семена социальной напряженности, поскольку ложные слухи привели к резне тысяч корейских жителей. В течение десятилетий после этого 1 сентября был назначен Днем предотвращения стихийных бедствий, национальным событием, которое все еще включает в себя учения для школ и предприятий.

Землетрясение в Тохоку и цунами 2011 года (Япония)

11 марта 2011 года у тихоокеанского побережья Японии произошло землетрясение магнитудой 9,0—9,1. Получившееся цунами перекрыло морские стены на АЭС Фукусима-Дайичи, вызвав расплав, который выпустил радиоактивный материал. Почти 16 000 человек погибли, в основном от утопления. Землетрясение было самым мощным из когда-либо зарегистрированных в Японии и вызвало глобальное переосмысление ядерной безопасности. Япония усилила свою защиту от цунами, переместила тысячи прибрежных общин и сместила свою энергетическую политику в сторону более широкого использования возобновляемых источников энергии. Японское метеорологическое агентство теперь управляет самой сложной системой раннего предупреждения о землетрясениях в мире, которая была разработана частично в ответ на это событие.

Землетрясение в Сан-Франциско 1906 года (США)

В 5:12 18 апреля 1906 года вдоль разлома Сан-Андреас от мыса Мендосино до Сан-Хуана-Баутиста разразилось землетрясение магнитудой 7,8 баллов. Встряхивание длилось менее одной минуты, но последующие пожары сожгли за четыре дня и уничтожили более 80% Сан-Франциско. Более 3000 человек погибли, около 225 000 остались без крова. Катастрофа привела непосредственно к основанию Сейсмологического общества Америки и созданию программы сейсмологии Калифорнийского университета. В более долгосрочной перспективе это вызвало серьезные изменения в строительных нормах в Калифорнии и других местах, включая требования к конструкции стальных каркасов и более строгие конструкции фундамента. Событие также дало сейсмологам четкое представление о механике разрыва разломов, заложив основу для современного понимания физики землетрясений.

Наука, стоящая за крупными сейсмическими событиями

Землетрясения являются результатом внезапного выброса напряжения вдоль разломов в земной коре. Большинство крупных исторических землетрясений происходят на границах тектонических плит, где плиты сходятся, расходятся или скользят мимо друг друга. Магнитуда землетрясения измеряется в логарифмической шкале - магнитуда 9 событие высвобождает примерно в 32 раза больше энергии, чем событие магнитудой 8 и примерно в 1000 раз больше, чем событие магнитудой 7. Однако интенсивность тряски на поверхности зависит от глубины, расстояния от разлома и местных условий почвы. Принцип сейсмическая теория разрыва - что разломы, которые не разрывались в течение длительного времени, более вероятно, вызовет большое землетрясение - имеет управляемые оценки опасности в таких местах, как Тихоокеанский Северо-Запад и вдоль Гималаев. Современные сети датчиков GPS и межферометрических радаров синтетической апертурой (InSAR) теперь позволяют ученым отслеживать накопление напряжения в режиме реального времени.

Почему некоторые землетрясения порождают цунами

Цунами вызваны вертикальным смещением больших объемов морской воды, как правило, от подводных землетрясений с неглубокими гипоцентрами и магнитудами выше 7,5. Событие в Индийском океане 2004 года вызвало цунами, которые пересекли целые океанские бассейны, потому что разрыв продлился около 1200 километров вдоль траншеи. Событие в Тохоку 2011 года аналогично переместило массивную водную колонну. Понимание взаимосвязи между падением разлома, количеством проскальзывания и движением морского дна позволило исследователям улучшить модели затопления цунами. После катастрофы 2004 года сеть буев Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis (DART) расширилась с шести буев в Тихом океане до более чем 60 во всем мире, обеспечивая обнаружение волн в реальном времени.

Общественные и инфраструктурные реформы

Каждое крупное землетрясение учит инженеров, планировщиков и политиков тому, что работает, а что терпит неудачу.В результате исторического опыта во многих сейсмически активных странах были приняты следующие реформы.

Усовершенствованные строительные кодексы

Самый прямой урок из исторических землетрясений заключается в том, что здания должны быть в состоянии выдержать боковое сотрясение. После землетрясения в Сан-Франциско в 1906 году Калифорния приняла свой первый строительный кодекс в 1907 году, требующий, чтобы новые структуры включали стальные рамы и укрепляли каменную кладку. После землетрясения в Мехико в 1985 году, в результате которого погибли по меньшей мере 9500 человек, в основном из-за резонансного сотрясения высоких зданий, Мексика обновила свои стандарты сейсмического дизайна, чтобы потребовать изоляции базы и проточные рамы. Сегодня такие страны, как Чили, Япония и Новая Зеландия, поддерживают одни из самых строгих сейсмических кодов в мире, требуя строгих испытаний новых материалов и регулярной модернизации старых зданий.

Улучшенные системы раннего предупреждения

Японская система раннего предупреждения о землетрясениях, связанная с общенациональной сетью сейсмометров, отправляет оповещения через мобильные телефоны, радио и телевидение за секунды до прибытия сильного встряхивания. Мексиканская система SASMEX предоставляет предупреждения в столицу от датчиков вдоль пробела Герреро. Система USGS ShakeAlert работает на западном побережье США. Эти системы полагаются на то, что электронные сигналы движутся быстрее сейсмических волн. Даже несколько секунд предупреждения могут позволить поездам замедляться, лифты перемещаться на безопасные этажи, а люди падать, закрываться и держаться.

Общественное образование и буровые

Кампании по обеспечению общественной готовности стали стандартом в регионах, подверженных землетрясениям. Ежегодные учения, такие как День предотвращения стихийных бедствий в Японии или Великий встряска (наблюдаемый в США, Канаде, Новой Зеландии и других странах), учат участников «сбрасывать, прикрывать и удерживать». В Непале после землетрясения в Горхе в 2015 году комитеты по борьбе со стихийными бедствиями были обучены руководить поисково-спасательными операциями. Школьные программы во многих странах теперь включают науку о землетрясениях и безопасность в рамках стандартной научной программы.

Международное сотрудничество

Крупные землетрясения редко уважают национальные границы, а научное сообщество создало прочную основу для глобального сотрудничества. Глобальная сейсмографическая сеть (GSN) управляет более чем 150 станциями по всему миру, все из которых обмениваются данными в режиме реального времени. Управление Организации Объединенных Наций по уменьшению опасности бедствий (UNDRR) координирует стратегии снижения риска в рамках Сендайской рамочной программы. После цунами 2004 года система предупреждения о цунами в Индийском океане стала моделью регионального сотрудничества, объединив 28 стран для мониторинга активности океана. Эти сети гарантируют, что когда крупное землетрясение ударит, мир может реагировать как с гуманитарной помощью, так и с научным опытом.

Уроки для будущего

Хотя мы не можем предотвратить землетрясения, мы можем уменьшить их количество. Достижения в прогнозировании землетрясений остаются неуловимыми — ни один ученый никогда не предсказывал серьезное землетрясение с точностью. Однако, вероятностные карты сейсмической опасности теперь направляют планирование землепользования, страховые тарифы и инвестиции в инфраструктуру в большинстве регионов, подверженных риску. Самой большой проблемой остается модернизация более старого строительного фонда в мире, особенно в странах с низким уровнем дохода, где незаконное или плохо контролируемое строительство является обычным явлением. По оценкам Всемирного банка, землетрясения обходятся мировой экономике в среднем в 100 миллиардов долларов в год, цифра, которая может возрасти по мере роста городского населения в сейсмически активных районах, таких как Стамбул, Катманду и Джакарта.

Заглядывая вперед, новые технологии, такие как машинное обучение и плотные сенсорные массивы, дают надежду на лучшую оценку ущерба в реальном времени. Распределенное акустическое зондирование (DAS) с использованием волоконно-оптических кабелей может превратить существующие телекоммуникационные линии в миллионы виртуальных сейсмометров. Между тем, кампании по повышению осведомленности общественности продолжают подчеркивать, что лучшая защита от землетрясений - это не предсказание, а подготовка . Изучая исторические землетрясения, которые навсегда изменили страны, мы оснащаем себя знаниями, чтобы выжить и восстановиться, когда придет следующее.