Уроки прошлых землетрясений: исторические сейсмические события и их уроки

Землетрясение в Тохоку и цунами 2011 года, Япония: ядерные и каскадные риски

Землетрясение магнитудой 9,0 Тохоку, которое произошло у берегов Японии 11 марта 2011 года, является одним из наиболее всесторонне зарегистрированных сейсмических событий в истории. Землетрясение само по себе вызвало сильное потрясение, но последующее цунами — с высотой волны, достигающей более 40 метров в некоторых районах — было основной причиной почти 20 000 смертей. Возможно, самым далеко идущим последствием был расплав на АЭС Фукусима Дайичи, где цунами переполнило морскую стену и резервные энергетические системы, что привело к ядерной катастрофе. Событие Тохоку преподало несколько болезненных уроков: инфраструктура, особенно критические объекты, такие как атомные станции, должна быть спроектирована для максимально достоверного события, а не только крупнейшего события в исторической записи; что защита от цунами, такая как морские стены, может катастрофически потерпеть неудачу, когда волны над ними; и что каскадные неудачи — землетрясение приводит к цунами приводит к ядерному расплаву — требуют комплексного анализа риска. Высокоразвитая система раннего предупреждения Японии успешно предупредила миллионы людей, демонстрируя мощь технологии. Но катастрофа показала, что одних технологий недостаточно;

Землетрясение на Гаити в 2010 году: уязвимость и важность управления

Землетрясение магнитудой 7,0, которое произошло около Порт-о-Пренса, Гаити, 12 января 2010 года, привело к приблизительно 100 000-316 000 смертей и катастрофическому ущербу. Основной причиной разрушения была не умеренная величина землетрясения, а чрезвычайная уязвимость построенной окружающей среды Гаити и слабость ее институтов. Плохая строительная практика - неукрепленная каменная кладка, бетон без надлежащего стального подкрепления и отсутствие строительных норм - превратила умеренное событие в гуманитарную катастрофу. Катастрофа усугублялась неадекватным потенциалом реагирования на чрезвычайные ситуации, языковыми барьерами между местными и международными ответчиками и опустошенным центральным правительством. Землетрясение Гаити дало суровый урок, что риск землетрясения - это не просто геологическая проблема; это социальная, экономическая и управленческая проблема. Инвестирование в устойчивое жилье, планирование землепользования и местный институциональный потенциал гораздо более экономически эффективен, чем после стихийного бедствия. Реакция также подчеркнула важность координации международной помощи через местное руководство и заранее установленные рамки.

Последовательность землетрясений в Турции и Сирии в 2023 году: уроки современной сложности

6 февраля 2023 года землетрясение магнитудой 7,8 произошло на юго-востоке Турции недалеко от города Газиантеп, за которым девять часов спустя последовало землетрясение магнитудой 7,5. Последовательность опустошила регион, охватывающий как Турцию, так и Сирию, убив более 50 000 человек и вытеснив миллионы. Несмотря на передовые сейсмические строительные кодексы Турции (обновленные после землетрясения в Измите 1999 года), многие структуры рухнули из-за плохого соблюдения, «законов об амнистии», которые отказались от соблюдения кодекса, и использования некачественных материалов. Землетрясение продемонстрировало, что юридические строительные кодексы эффективны только в том случае, если они строго соблюдаются. Это также подчеркнуло проблемы реагирования в зоне конфликта (Северная Сирия) и необходимость быстрого, скоординированного международного поиска и спасения. Это событие еще раз подчеркнуло важность понимания сложных систем разломов - разрывы прыгнули между несколькими сегментами - и необходимость надежных систем раннего предупреждения, которые могут обеспечить даже несколько секунд тревоги в густонаселенных районах. Для региона процесс восстановления усилил необходимость инвестирования в устойчивую реконструкцию и готовность к стихийным бедствиям на уровне сообщества.

Уроки, извлеченные из исторических сейсмических событий

Из пыли и обломков величайших землетрясений в мире возник ряд универсальных уроков. Эти уроки не просто академические; они были переведены в конкретные практики, которые спасли бесчисленное количество жизней в последующих событиях. Ниже приведены наиболее важные выводы из исторических записей.

Урок 1: Строительные кодексы и правоприменение не подлежат обсуждению

Почти каждая крупная катастрофа землетрясения может проследить прямую линию к неадекватному строительству. Событие 1556 Шэньси было массовым коллапсом уязвимых пещерных жилищ; катастрофа 2010 года на Гаити была провалом непринужденных кодов; последовательность Турция-Сирия 2023 года была провалом правоприменения, несмотря на современные правила. Доказательства ошеломляют, что устойчивое к землетрясениям строительство является единственной наиболее эффективной мерой смягчения последствий. Современные строительные кодексы, такие как в Японии, Чили и Калифорнии, требуют пластичных материалов, надлежащего подкрепления и соответствующего дизайна фундамента. Однако, наличие кода на бумаге недостаточно. Регулярные проверки, профессиональное лицензирование, подотчетность для подрядчиков и устранение политики «амнистии», которая позволяет нестандартным структурам оставаться в использовании. Стоимость строительства, чтобы кодировать, является частью экономической и человеческой стоимости коллапса.

Урок 2: Системы раннего предупреждения спасают жизни

Японская сеть скоростных поездов Синкансен является свидетельством ценности раннего предупреждения: датчики обнаруживают начальные Р-волны до прибытия более разрушительных S-волн, автоматически останавливая поезда в течение нескольких секунд. Во время землетрясения в Тохоку в 2011 году миллионы людей получили оповещения по мобильному телефону за несколько секунд до сильнейшего тряски, что позволяет им укрываться. Системы раннего предупреждения в настоящее время работают в Мексике, США (ShakeAlert), Тайване, Румынии и других местах. Эти системы работают путем быстрого обнаружения начала землетрясения и передачи оповещений по радио, телевидению, мобильным сетям и сиренам. Ключом является скорость и общественное доверие. Уроки от события 2023 года Турция-Сирия стимулировали призывы к расширенному раннему предупреждению на Ближнем Востоке и в Центральной Азии. Даже пять секунд предупреждения могут позволить людям упасть, прикрыть и удержаться, и могут начать автоматические отключения газовых линий, промышленного оборудования и лифтов.

Урок 3: Готовность к цунами требует специальных систем предупреждения и планирования использования прибрежных земель

Цунами 2004 года в Индийском океане и 2011 года в Тохоку продемонстрировали, что землетрясение вблизи побережья может вызвать смертельную волну. До 2004 года в Индийском океане не было системы предупреждения о цунами. Сегодня IOTWMS, наряду с Тихоокеанским центром предупреждения о цунами и другими региональными сетями, обеспечивает покрытие большей части береговых линий. Но технологии — это только половина решения. Сообщества должны быть обучены распознавать естественные предупреждающие знаки — тряска земли, отвод океана — и немедленно перемещаться на возвышенности. Планирование прибрежного землепользования должно ограничивать развитие в наиболее подверженных затоплению зонах и обеспечивать, чтобы критические объекты (больницы, школы, эвакуационные центры) находились в безопасных районах. Опыт Японии также предупреждает, что опора исключительно на морские стены может создать ложное чувство безопасности; они могут быть перегружены или нарушены. Многоуровневый подход — инженерия, образование, системы предупреждения и учения по эвакуации — имеет важное значение.

Урок 4: Каскадные и вторичные опасности должны быть интегрированы в планирование

Пожар 1906 года в Сан-Франциско и ядерная катастрофа на Фукусиме 2011 года являются суровыми напоминаниями о том, что первоначальное землетрясение редко является единственной угрозой. Пожары от разрыва газовых линий, оползней от крутых склонов, сжижения почвы, которые дестабилизируют фундаменты, отказы плотин, химические разливы и ядерные аварии могут следовать за крупным землетрясением. Каскадный анализ опасности должен быть стандартной частью оценки рисков, особенно для критической инфраструктуры. Планы чрезвычайных ситуаций должны учитывать одновременные и последовательные сбои. Например, после сильного землетрясения ресурсы пожаротушения могут быть ограничены, потому что дороги заблокированы, водопровод сломан, а связь отключена. Общественные коммунальные службы должны быть спроектированы с автоматическими запорными клапанами для газа, а резервные системы питания для больниц и центров аварийных операций должны быть затвердевать, чтобы выжить в сейсмических событиях.

Урок 5: Общественное образование и регулярные бурения необходимы

В странах с сильной культурой готовности к землетрясениям, таких как Япония, Новая Зеландия и Чили, регулярные учения обучают школьников, офисных работников и общественность по протоколу «капля, прикрытие и удерживание». Эти учения спасают жизни, делая автоматическое защитное поведение. Программы по снижению риска бедствий на основе сообщества Программы по уменьшению риска бедствий на основе сообщества позволяют местным жителям участвовать в картировании опасности, планировании эвакуации и экстренной связи. В 2004 году цунами в Индийском океане некоторые общины выжили, потому что знания коренных народов, переданные через истории предыдущего цунами в 1907 году, сказали им бежать на возвышенности, когда море отступило. Официальные образовательные кампании могут воспроизвести эти знания по всему населению. Общественное сознание также включает понимание разницы между магнитудой землетрясения и интенсивностью, знание того, как обеспечить мебель и приборы, а также наличие плана и комплекта аварийной ситуации в домашних хозяйствах.

Урок 6: Международное сотрудничество и обучение после стихийных бедствий имеют жизненно важное значение

Ни одна страна не обладает всеми данными, ресурсами или опытом, необходимыми для полного понимания и подготовки к землетрясениям. Цунами 2004 года катализировал беспрецедентный уровень международного сотрудничества, что привело к глобальной системе предупреждения о цунами. Землетрясение в Тохоку 2011 года побудило международное сообщество по ядерной безопасности пересмотреть стандарты защиты реакторов. Научное сотрудничество через такие организации, как Геологическая служба США (USGS) , Глобальная сейсмическая сеть , а также региональные сейсмические сети позволили исследователям быстро обмениваться данными после крупных событий, улучшая понимание механики разрыва и прогнозирования движения земли. Разведывательные миссии после землетрясения — команды инженеров и сейсмологов, которые развертываются в пострадавших районах — необходимы для документирования того, что работало и что потерпело неудачу в инфраструктуре. Эти уроки затем поступают обратно в строительные кодексы и инженерные стандарты во всем мире.

Готовность и смягчение: от уроков к действию

В следующих разделах излагаются основные стратегии, которые могут быть реализованы странами и общинами для снижения риска землетрясений.

Оценка рисков и картирование рисков

Прежде чем какое-либо смягчение может произойти, опасность должна быть понята. Современные карты сейсмической опасности - такие как USGS National Seismic Hazard Maps - объединяют данные о прошлых землетрясениях, активности разломов и моделях движения земли для прогнозирования вероятности и интенсивности будущего встряхивания. Эти карты используются для информирования строительных кодов, планирования землепользования и тарифов страхования. Аналогичным образом, карты затопления цунами моделируют максимальные высоты волн и районы разбега для различных сценариев землетрясений. Обновление этих карт по мере появления новых данных имеет решающее значение. Например, после события Тохоку 2011 года карты опасности для Японской впадины были пересмотрены вверх, чтобы учесть возможность разрыва магнитудой 9+. Сообщества в зонах высокого риска должны использовать эти карты для определения маршрутов эвакуации, разработки ограничений на землепользование и определения приоритетов модернизации уязвимых зданий.

Укрепление и модернизация инфраструктуры

Для существующих структур модернизация является экономически эффективным способом снижения уязвимости. Методы включают добавление стальных брекетов к неукрепленной кладки, закрепление якорей фундамента и установку изоляторов базы под зданиями. Критические объекты - больницы, пожарные станции, школы и центры аварийных операций - должны быть приоритетными для модернизации. В регионах с большим запасом старых, уязвимых зданий правительства могут предлагать стимулы, такие как налоговые кредиты или кредиты под низкие проценты, владельцам недвижимости, которые сейсмически модернизируются. Событие 1906 года в Сан-Франциско привело к массовым усилиям по восстановлению; современные города должны принять тот же проактивный подход до следующего большого землетрясения, а не после.

Государственное образование и буровые

Было показано, что регулярные, публично продвигаемые учения, такие как Great ShakeOut (проводятся ежегодно во многих странах), увеличивают вероятность правильных защитных действий во время фактического встряхивания. Школы должны проводить учения по землетрясениям по крайней мере два раза в год, а предприятия должны включать в свои планы действий в чрезвычайных ситуациях. Государственные образовательные кампании должны использовать несколько каналов — социальные сети, радио, телевидение, рекламные щиты и собрания общин — для охвата различных групп населения, включая тех, у кого ограничена грамотность или языковые барьеры. Материалы должны быть доступны на всех соответствующих языках. Людей следует учить не выходить на улицу во время встряхивания (где они рискуют быть пораженными падающим мусором), держаться подальше от окон и тяжелых предметов и ожидать повторных толчков.

Сети раннего предупреждения и мониторинга

Расширение сетей сейсмического мониторинга, особенно на шельфе, вдоль зон субдукции, повышает скорость и точность раннего предупреждения. Инвестирование в глобальную сейсмографическую сеть и региональные массивы позволяет быстрее определять местоположение и величину. Для того, чтобы системы раннего предупреждения были эффективными, инфраструктура доставки оповещения должна быть надежной: избыточные каналы связи (трансляция сотовой связи, сирены, радио, телевидение) и четкие публичные указания о том, как реагировать. Правительства также должны регулярно тестировать эти системы для поддержания надежности и общественного доверия.

Международное сотрудничество через такие органы, как Международный сейсмологический центр , Европейская сейсмологическая комиссия , и , Межправительственная океанографическая комиссия ЮНЕСКО , обеспечивает быстрое и совместное использование данных о крупных землетрясениях. Исследователи из разных стран могут сравнивать эффективность различных типов зданий, моделей разломов и алгоритмов раннего предупреждения. Правительства должны поддерживать политику открытых данных и финансировать фундаментальные исследования в области физики землетрясений, прогнозирования движения грунта и взаимодействия почвенной структуры. Уроки прошлого наиболее сильны, когда они систематически изучаются, документируются и распространяются через границы.