Сейсмическая Система Гаити, землетрясение Порт о Пренс

Недостатки традиционных карт сейсмической опасности

Землетрясение в Гаити в очередной раз показало, что традиционные методы построения карты сейсмической опасности содержат существенные методические ошибки. По традиционной карте сейсмической опасности столица Гаити Порт о Пренс и города западнее от нее располагались в VI-VII бальной зоне (см.Рис.5a). Во время землетрясения от 12 января 2010 года с М=7.2 столица и эти области подверглись воздействию в IX-X баллов (см. Рис.5b). Свыше 3 миллиона человек оказались в опасной зоне, свыше 150 тысяч погибли, не говоря уже о материальных потерях. Пора уже составителей таких карт привлечь к ответственности!!!

Традиционные вероятностные карты сейсмической опасности содержат методические ошибки из-за недопонимания реальных процессов подготовки сильных землетрясений. Для неискушенного посетителя сайта напомним, что на основе этих карт разрабатываются строительные нормы и правила.

Рис.5a. Рис.5b.

Новый подход в построении карт сейсмической опасности

Результаты наших исследований показывают, что нельзя рассматривать отдельные разломные зоны как самостоятельные элементы, генерирующие сильные землетрясения с той или иной повторяемостью и на основе этого строить вероятностные карты. Эти элементы объединены в единый процесс в рамках СС. Так, в случае Гаити, в традиционном подходе последнее землетрясение произошло 240 лет назад, в 1770, и поэтому эта зона на 50 летних картах повторяемости сейсмической опасности не попала в опасную зону. И наоборот, юго-восток Кубы и о.Ямайка считались сейсмоопасными. На Рис.6 приведена обобщенная карта сейсмической опасности для СС Гаити за последние 50 лет, из которого видно, что только Доминиканская Республика и Юг Гаити находились в зоне возможных землетрясений с М>6.9. Процесс подготовки сильных землетрясений происходит намного динамичнее общепринятых представлений (в случае СС Гаити в среднем 30 лет раз). Если внутри объема СС имеется разлом, не проявивший себя в современных инструментальных наблюдениях (например на протяжении 200-300 лет), это не означает, что здесь сейсмическая опасность меньше. При определенных условиях развития трека, там может быть подготовлено сильное землетрясение за сравнительно короткие сроки.

Рис.6.

Методические рекомендации

При составлении карт сейсмической опасности на основе сейсмической энтропии .

1. Необходимо уточнить, в какую сейсмическую систему попадает исследуемый регион.

2. Закон Гуттенберга-Рихтера повторяемость-магнитуда землетрясений рассчитывать в рамках конкретных объемов геологической среды; в области магнитуд, где не действует закон Гуттенберга-Рихтера, применять закон производства сейсмической энтропии.

3. На основе сейсмической энтропии необходимо строить динамические карты сейсмической опасности для временных окон от 3 месяцев до 50 лет. Соответственно эти карты будут возобновляться: 3 месяца раз, 6 месяцев раз, в год раз, и т. д.

4. Необходимо строить динамические карты ожидания землетрясений не только для суши, но и океанического дна. Это позволит строить динамические карты цунами опасных зон.

Что практически можно было сделать до землетрясения для снижения ущерба в Гаити

на основе нашего метода?

Пофантазируем и ретроспективно смоделируем наши рекомендации и действия с 1960 года для отдельно взятой СС Гаити, в которую входят слабо развитые страны Куба, Ямайка, Гаити и Доминиканская Республика. Уже к 1965 году становится очевидным, что подготовительные мероприятия для Ямайки, Кубы и севера Гаити можно повременить. Возможные финансовые средства на укрепление зданий и сооружений необходимо планировать для юга Гаити и востока Доминиканской Республики. С 1995 года производить реальные антисейсмические мероприятия для городов Сантиаго и Санто Доминго. А с 2003 года перенаправить усилия по долгосрочным мероприятиям по укреплению зданий на юг Гаити включая Порт о Пренс. С 2007 года начать подготовительные мероприятия с мед персоналом, подготовить спасательные службы, проводить разъяснительные работы с населением, создать запас необходимых продуктов. Правительственным органам расписать план мероприятий и действий в чрезвычайной обстановке, предусмотреть международное сотрудничество, и поставки примитивной техники для разбора завалов своими силами. Со второй половины 2008 года проводить учебные тренировки на случай землетрясения. Время землетрясения предсказать, конечно не представляется возможным, но локализация проблемы во времени и пространстве и целенаправленная трата финансовых средств и ресурсов намного снизила бы количество жертв и ущерб от землетрясения. Это все можно было сделать, не создавая дополнительных сетей наблюдений, что практически очень важно для слабо развитых стран.

СС ГАИТИ, Мs≥7.0

Ретроспективный прогноз землетрясения Порт о Пренс.

И так к 2003 году трек приближался к зоне неустойчивости С, но 2003.09.22 в зоне А произошло землетрясение-индикатор (М6.4), который приподнял трек. В СС Гаити наступило сейсмическое затишье, происходил только статический рост энтропии. К августу 2008 года (при огромном значении энтропии W=18.73) трек приблизился к зоне неустойчивости С (1), составленной по землетрясениям 1770 и 1907 с учетом реального трека подготовки сильного землетрясения с 1956 года. С сентября 2008 года на восточном сегменте разлома Энрикуилло было подготовлено и ожидалось сильное землетрясение с М=7.1-7.2.. Землетрясение произошло спустя год и 4 месяца. Такова была точность прогноза до землетрясения Порт о Пренс. На Рис.4 приведена динамика роста вероятности сильного землетрясения в СС Гаити на декабрь 2009 года. Вероятность землетрясения была очень высокой Р=85% (P_W=92%, P_K=92%) (см. Рис.4).

Подготовка землетрясения Порт о Пренс начинается с 1956 года. За все это время трек подготовки сильного землетрясения развивался вблизи неустойчивости зоны С периодически приближаясь к зоне А. Зона В была в полной безопасности. К 2000 году трек снизу обошел области неустойчивости землетрясения 1946 года и достиг значений энтропии, не наблюдавшиеся за последние 300 лет. Это означает, что к 2000 году зоны А и В были полностью упрочнены, в результате чего происходило замедление движения микроплиты Жонев к востоку, северо-востоку по отношению к Карибской плите. Это привело к концентрации напряжений на восточном сегменте разлома Энрикуилло и левостороннему сдвигу. Приблизительно такой же механизм был и для других землетрясений 1770 и 1907 РЗЭ. Близко к этому картина наблюдалась при подготовке землетрясений 1964 и 1983 в СС и подсистеме Япония. Эти землетрясения происходили при максимальных значениях энтропии во внутри плитовой зоне на западе Хонсью, когда упрочнялись основные зоны субдукции.

СС Гаити. Для выявления СС Гаити была использована информация о сильных землетрясениях c 1700 по 1900 года, каталоги сильных землетрясений с 1900 по 1970 гг и представительные каталоги с 1970 года. Сейсмичность в регионе обусловлена сложным взаимодействием Карибской и Северо-Американской плит в результате которой образовались микро-плиты Жонев и Пуэрто-Рико (ПР) (см. Рис.1).

Рис.1. Граница взаимодействия Карибской и Северо-Американской плит в районе Гаити (www.sciencedaily.com)

Движение Карибской плиты к востоку, северо-востоку приводит к преимущественным левосторонним сдвигам по разломам широтного простирания и к надвигам-подвигам в районе ПР. Имеющаяся информация была недостаточна для надежного выделения СС, но опираясь на нее и используя наш накопленный опыт по другим СС, была выявлена СС Гаити, ответственная за подготовку землетрясения Порт о Пренс. На Рис.2 приведена СС Гаити, землетрясения-индикаторы и сильные землетрясения.

В СС выявлены три однородные сейсмотектонические зоны с близкими механизмами очагов: Разломная Зона Септентрионал (РЗС), Зона Прогиба Испаниола (ЗПИ) и Разломная Зона Энрикуилло (РЗЭ), оконтуривающие микроплиту Жонев с востока (зона А), севера (зона В) и юга (зона С) (см.Рис.3).

Магнитуды сильных землетрясений (энергетическая диаграмма) и зоны неустойчивости (трековая диаграмма) определяется по закону производства сейсмической энтропии при W>15.5:

для зоны А: Кs=0.41W + 9.17 К=0.41W + 8.59

для зоны В: Кs=0.54W + 6.92 К=0.52W + 6.23 .

для зоны С: Кs=0.08W + 14.30 К=0.46W + 7.47 (до землетрясения Порт о Пренс) (1)

Средний период повторяемости сильных землетрясений в СС Гаити ~ 30 лет.