08.02.2023

Експертна думка: Землетруси Туреччини – чи є загроза Україні?

Трагедія, що сталась 6 лютого 2023 р. на південному сході Туреччини «сколихнула» весь світ. Катастрофічні землетруси спричинили руйнування багатьох будівель і споруд, що призвело до тисяч жертв.

Туреччина є, хоча і не найближчим, сусідом України. Події, що там відбуваються гостро приймаються громадянами нашої держави, виникають питання щодо сейсмічної безпеки України.

Вся територія Туреччини розташована в межах Альпійсько-Гімалайського (Середземноморського) складчастого, сейсмічно активного поясу, в межах якого виділяється близько 15 % сейсмічної енергії на нашій планеті. Активне тектонічне «життя» в цьому поясі продовжується дотепер.

Безпосередньо на території Туреччини мають місце тектонічні границі великих геотектонічних блоків: Євразійської, Аравійської та Анатолійської плит. Процес накопичення тектонічних напружень і наступних переміщень вздовж тектонічних границь, в першу чергу Східно-Анатолійського розлому і став причиною виникнення землетрусів 6 лютого 2023 р. 

Виникає питання: чи було це відомо турецьким фахівцям геологам, геофізикам і будівельникам? Відповідь – безумовно ТАК!

В кожній країні існує сейсмологічна служба, яка займається вивченням і прогнозом землетрусів. У Туреччині, зважаючи на активний сейсмічний режим країни, ця служба дуже потужна і має велику кількість кваліфікованих фахівців.

Прогноз землетрусів може відбуватися за простором (довгостроковий) і за часом (короткостроковий). Прогноз за простором дає відповідь на запитання де? може відбутися землетрус тій чи іншої сили, але не дає відповідь коли? Це питання прогнозу землетрусів за часом, але короткостроковий прогноз, на жаль, не дає переконливих результатів.

В кожній країні існують національні карти сейсмічної небезпеки (карти загального сейсмічного районування). Є такі карти й для території Туреччини (рис. 4). Як бачимо з карти, в районі м. Газиантеп і Кахраманмараш прогнозні пікові прискорення ґрунту при імовірному землетрусі можуть складати 0,2-0,4g (g – прискорення вільного падіння 9,81 м/с²), і це без врахування локальних умов! Ці прискорення відповідають дуже сильному землетрусу інтенсивністю приблизно 8-9 балів за шкалою, прийнятою в Україні. Це руйнівний землетрус.

Туреччина – густонаселена країна, а більшість її території сейсмічно небезпечна. Не землетрус вбиває людей, а зруйновані будівлі і споруди! Вихід один – сейсмостійке будівництво! Багато країн, в першу чергу країни з сейсмічно небезпечними територіями, успішно розвивають і впроваджують технології сейсмостійкого будівництва.

Ці технології передбачають виконання низки етапів:

1.                 побудова кондиційних карт сейсмічної небезпеки (карт загального сейсмічного районування);

2.                 врахування локальних фізико-геологічних умов майданчика будівництва;

3.                 розрахунок синтетичних акселерограм, що моделюють прогнозні землетруси;

4.                 виконання сейсмостійкого проєктування будівель з урахуванням впливу землетрусу, що моделюється за допомогою синтетичних акселерограм;

5.                 реалізація проєкту сейсмостійкої будівлі.

Виконання перших трьох етапів є задачею геофізиків і геологів, реалізація двох останніх – будівельників.

Помилки та недоврахування факторів при виконанні будь-якого з етапів можуть призвести до трагічних наслідків під час землетрусів. Водночас зайвий консерватизм веде до дуже сильного подорожчання будівництва.

На фото наведені деякі приклади успішної реалізації сейсмостійкого будівництва в містах Туреччини, що постраждали від землетрусів 6 лютого 2023 р. Як бачимо, в однакових природних умовах є повністю зруйновані будівлі і будівлі майже без пошкоджень.

 А як із цим справи в Україні?

На відміну від Туреччини, більша частина території України та, безпосередньо, місто Дніпро, розташовані в межах відносно стабільної Східно-Європейської платформи, найбільш сейсмічно активними є тектонічні структури її південного і південно-західного обрамлення. Сейсмічну небезпеку для нашої області можуть представляти струси від місцевих і віддалених сильних землетрусів. Найближчими сейсмічно активними є сейсмічні райони Карпат (зона Вранча), Добруджі та Криму. У безпосередній близькості від області мають місце потенційні місцеві сейсмогенні структури.

Найближчі сейсмонебезпечні для об'єкта області знаходяться в радіусі близько 700-800 км і охоплюють:

1.        Карпатський регіон (зона Вранча) максимально можливі землетруси з магнітудою М_max=8;

2.        Район Добруджа (Румунія, Болгарія) максимально можливі землетруси М_max = 7;

3.        Кримсько-Чорноморський регіон максимально можливі землетруси М_max = 7;

4.        Місцеві сейсмогенні структури – М_max = 4-4.5.

Решта регіонів з інтенсивною сейсмічною активністю, що розташовані в радіусі 800-850 км від зони лиха в Туреччині, землетруси Північного Кавказу – мають незначний сейсмічний вплив на територію України, громадянами не відчуваються, а реєструються тільки сейсмологічною апаратурою мережі сейсмічних спостережень нашої країни.

Карпатський регіон (область Вранча). Найбільшу сейсмічну небезпеку становлять землетруси Вранча з максимальними розрахунковими магнітудами М_max = 8 и максимальною магнітудою, що спостережена 7.6.

Найбільш сильні землетруси Вранча та їх прояви на території України та за її межами.

1446 р., 10 жовтня, М = 7.6. Найсильніший за історичними джерелами землетрус району Вранча, що охопив майже всю територію Європи.

1802 р., 26 жовтня, М = 7.4. Один із найсильніших землетрусів, що спостерігався. Землетрус охопив величезну територію понад 2 млн. км² від Стамбула до Петербурга. Інтенсивність в епіцентрі складала 9 балів. В епіцентральній області були великі руйнування, у землі утворилися тріщини. Річки у багатьох місцях вийшли з берегів.

1940 р. 10 листопада, М = 7.4. Землетрус охопив територію площею близько 2 млн. км² – більшість східної Європи. Відчувався у Франції та на узбережжі Малої Азії, на півночі – в Санкт-Петербурзі.

1977 р. 4 березня, М = 7.1. Землетрус проявився на величезній території та відчувався у Східній та Південній Європі, Італії, Греції та Туреччині. На півночі він відчувався до Петрозаводська (Росія). В епіцентрі землетрус виявився із інтенсивністю 9 балів. Цей землетрус з інтенсивністю 5-6 балів відчувався на півдні України, а на південному заході Одеської області – 7 балів.

1986 р. 30 серпня, М = 6.9. Землетрусом була охоплена вся територія України. Максимальні інтенсивності 7 балів спостерігалися на південному заході Одеської області.

1990 р. 30 травня, М = 6.8. Землетрус охопив більшу частину України, всю територію Молдови, Румунії та Болгарії. На території України найбільші струси (7 балів) були зареєстровані в Одеській області.

1990 р., 31 травня, М = 6.6. Цей землетрус був дещо слабшим за попередній. В Одеській області максимальні струси становили 6 балів.

Район Добруджа. На відміну від зони Вранча, район Добруджа в сейсмічному відношенні вивчений слабо. Відзначаються дві групи епіцентрів.

1. Північна частина Добруджі (поблизу міст Рені, Ісакча, Тульча, Кілія) інтенсивність струсів, що спостерігалася, від місцевих землетрусів досягала 6 балів. Останній за часом землетрус із цієї групи стався 13 листопада 1981 року у дельті р. Дунай і був зареєстрований багатьма сейсмічними станціями. Сейсмічні впливи на півдні Одеської області досягали 6 балів.

2. Вогнища землетрусів другої групи розташовані в центральній та південній Добруджі (район міст Киршелаг, Бабадаг, Хиршов). Ймовірно, до цієї групи належить руйнівний землетрус 14 жовтня 1892 року (магнітуда 7.2, інтенсивність в епіцентрі 7-8 балів). Семибальними струсами була охоплена область із площею близько 4500 кв. км. Можливо, що цей землетрус спричинив струси в Ізмаїлі в 7-8 балів.

За період з 1872 по 1981 роки в районі Добруджі сталося 12 відчутних землетрусів. За останні десятиліття в цьому районі інструментально зареєстровано чотири відчутні події: 9 листопада 1981 р. (М = 4.5), 13 листопада 1981 р. (М = 5.2), 12 березня 1985 р. (М = 3.5). Останній відчутний землетрус стався 3 жовтня 2004 р. (М = 4.7). Статистика землетрусів району Добруджі дуже мала, тому будь-яких висновків про характеристики сейсмічного району зробити не можна. Оцінка максимальної магнітуди в районі Добруджа становлять M_max = 7.0.

Кримсько-Чорноморський регіон. За прийнятою сейсмічною регіонізацією до складу Кримсько-Чорноморського регіону входять суміжні території Північного Кавказу (Тамань, Нижня Кубань) та північно-східної частини Чорного моря, сейсмогенеруючі структури, які нерозривно пов'язані з основними структурами Криму. У зв'язку з цим, далі при описі сейсмічності говоритимемо лише про Крим, розуміючи під цим весь регіон у межах координат Чорного моря та Північного Кавказу. Сильні землетруси Криму відбуваються набагато рідше за землетруси Вранча. За 3 тисячоліття відомо лише 10 землетрусів із магнітудами понад 6. У ранні часи у Криму відбувалися сейсмічні події з магнітудами порядку 7, про що свідчать палеосейсмічні та археологічні знахідки.

На відміну від глибоких землетрусів Вранча, вогнища кримських землетрусів розташовуються, в основному, в земній корі на глибинах 15-20 км. Так само як і для Вранча, землетруси Криму мають тенденцію до заглиблення вогнищ зі збільшенням магнітуди.

Серед достовірно відомих землетрусів Криму, що підтверджено археологічними та історичними матеріалами, слід зарахувати подію 63 р. до н.е. з магнітудою М = 6.4, що трапився в районі Керченської протоки. Опис цього землетрусу зустрічається у середньовічних істориків Павла Оросія та Діона Касія. Землетрус зруйнував давню столицю Боспорського царства Пантікапей.

У інструментальний період найбільш значними були землетруси 26 червня (магнітуда М = 6.0) та 11 вересня 1927 (М = 6.8). 26 червня 1927 року об 11 годині 20 хвилин за грінвічським часом на Крим обрушився удар підземної стихії. Землетрусом силою 7 балів була охоплена переважно територія Південного Берега Криму. Руйнування були незначні. Через 2.5 місяці 11 вересня 1927 року в 22 години 15 хвилин за Грінвічем був більш потужний поштовх, сила якого досягала 8-9 балів. Цей землетрус спричинив значні руйнування по всьому Південному берегу, були людські жертви, спостерігалися масові нервові та психічні розлади.

Струси, викликані Кримськими землетрусами 26 червня і 11 вересня 1927 р., охопили значну за площею територію України, півдня Білорусі і Росії. Сейсмічні коливання з інтенсивністю 3¸4 бали були відзначені в таких великих містах, як Одеса, Маріуполь, Київ, Гомель, Курськ, Харків, Ростов-на-Дону. Найбільших сейсмічних впливів зазнали населені пункти Південного берега Криму від м. Алушти до м. Балаклави, де інтенсивність землетрусу 11 вересня 1927 р. склала близько 8 балів.

У 1966 році 12 липня в районі Анапи стався сильний землетрус з магнітудою М = 5.9, з глибиною осередку h = 55 км. Інтенсивність в епіцентрі становила 7 балів. Землетрус викликав руйнування на Анапському узбережжі Чорного моря.

До теперішнього часу можна стверджувати, що вся територія Кримсько-Чорноморського регіону є сейсмічно активною (рис. 8). Найбільш активні райони поблизу Південного берега Криму і Анапский район (північний Кавказ). Виявлені сліди древніх землетрусів по всьому південному узбережжю Криму, включаючи район Севастополя, є ознаки дуже сильних землетрусів далекого минулого в південній частині Азовського моря.

Землетруси платформної частини України. У межах платформної частини України землетруси розподіллено нерівномірно. Це пов’язано з геологічною будовою території та ступенем її неотектонічної активізації. Найбільша кількість землетрусів - в межах західного та південно-західного краю Східно-Європейської платформи. Відомі землетруси: у районі м. Львова 03.08.1670 р. с М=4.5 и 17.08.1875 р. з М=5.3 – це одні з найсильніших землетрусів, відомих в Україні; у районі м. Долина (є дані про кілька десятків землетрусів – найсильніші з них землетруси 14.01. і 07.02.1976 р. з інтенсивністю проявів на поверхні 5–6 балів); в районі м. Тернополя відбулося кілька десятків поштовхів. Так один з них – 03.01.2002 р. на поверхні він відчувався в 4-5 балів. Мають місце прояві сейсмічності, що пов'язана з Предкарпатським крайовим прогином. В південно-західному краю Східно-Європейської платформи на території Одеської області та Молдови відомо близько 2-х десятків землетрусів, найсильніший з них – 1842 р. мав магнітуду М»4.8±1.0.

Сейсмічність місцевих сейсмогенних структур Українського щита вивчено слабо. Відчутні землетруси відбувалися тут дуже рідко, їх магнітуди не перевищували значень 5.

У межах Українського щита відомо за історичними даними та інструментально зареєстровано кілька десятків землетрусів. Найбільш сильні з них з інтенсивністю прояву на поверхні 5-6 балів. Переважна більшість зареєстрованих землетрусів, розташованих у межах Українського щита, мають магнітуди М=1.9-4.5. На заході Українського щита зареєстровано кілька десятків землетрусів із М від 1.4 до 3.6. Крім того, є дані про кілька землетрусів, що сталися в центральній частині Українського щита та на південному схилі Приазовського мегаблоку, останній із сильних землетрусів у цьому регіоні стався 07.08.2016 р. о 08:15:05.3 з магнітудою 4.8.

За даними П.Г. Пігулевського, тільки в районі Кривого рога за останні 10 років (за період 2011-2020 рр.) сталося до 19 землетрусів тектонічного походження з магнітудою 2,1-4,5.

У межах Українського щита є відомості про землетрус 1873 р. з координатами j=48.50⁰ та l=30.50⁰ та з інтенсивністю прояву в епіцентральній зоні до 7 балів відомі і сучасні з інтенсивністю 5-6 балів.

Особливою групою виділяються Дністровські землетруси в районі Могильово-Подільського та Новодністровська.

У межах Прип'ятсько-Дніпровсько-Донецької западини є достовірні відомості про 7-м землетрусів: про 3 – у Білорусі та 4 – в Україні. У межах Прип'ятської западини зареєстровано кілька десятків землетрусів однією або двома сейсмічними станціями, тому визначення їх параметрів проблематично. На північний схід від Прип'ятсько-Дніпровсько-Донецької западини у межах Воронезького масиву і його схилах відзначається кілька десятків землетрусів.

Аналіз просторового розподілу епіцентрів землетрусів на платформної частини України показує, що вони, в більшості випадків, пов’язані з зонами тектонічних порушень.

Розломи, що утворилися в корі стародавніх платформ і визначають її сучасну блокову будову, протягом багатьох мільйонів років можуть залишатися пасивними, поступово покриваючись осадовим чохлом і майже не проявляючись у відкладеннях його найбільш «молодої» товщі. Однак, за рахунок процесів, що відбуваються у верхній мантії під стародавніми платформами та передачею стискаючих напружень від крайових областей у внутрішні, може статися: активізація розломів, відновлення рухів по них або по вертикалі, або по горизонталі. При цьому найбільша кількість сейсмічної енергії виділяється у вузлах перетину цих зон у вигляді кількох землетрусів із середніми значеннями магнітуд і нижче за середні або одиничні землетруси з магнітудами вище за середні.

Зазначені особливості сейсмічності і сейсмотектонічних умов враховані українськими вченими-геофізиками при складанні карт загального сейсмічного районування України – ЗСР-2004. Вони є невід’ємною частиною Державних Будівельних Норм, а саме: ДБН України В.1.1.12:2014 Будівництво в сейсмічних районах України. Згідно з законодавством України будівництво будівель і споруд виконується з обов’язковим урахуванням цих норм.

Людство не в змозі запобігти землетрусам, але всебічне вивчення їхньої природи і впровадження технологій сейсмічного будівництва є запорукою мінімізації наслідків природної стихії.

 

Автор - завідувач кафедри геофізичних методів розвідки, доцент, доктор геологічних наук Михайло Довбнич