Александр Гангнус - Тайна земных катастроф

Ребята старались не зря.

После Нового года кривая снова поползла вниз. И снова на минимуме, 29 февраля 1968 года, на этот раз между "Высотой" и передающей станцией, произошло землетрясение еще более сильное.

Барсуков продлил карандашную кривую, поставил число, когда было землетрясение, и стрелку.

С тех пор обнаруженная закономерность подтверждалась много раз. Последний раз в апреле 1973 года, когда кривая резко пошла вниз.

— Меня уже спрашивали, — бросив карандаш на складной; походный стол, говорит Олег Михайлович, — ну что, какое землетрясение будет? Да, говорю, не ниже десятого класса, осторожность соблюдаю, а сам думаю: ой, долго снижается, ведь весь двенадцатый наберется. Ударило — и точно, двенадцатый. Конечно, трудно пока заранее предвидеть точно и силу и время, но уже чутье какое-то появилось. Уже знаешь: если завтра толчок, то он примерно десятого класса будет, слабый то есть, а если через три недели (кривая-то все вниз и вниз), то весь двенадцатый, тринадцатый. Тут нужны дополнительные исследования, чтобы научиться улавливать приближающийся перелом в ходе кривой и за день точно сказать (а лучше за неделю): ударит тогда-то, столько-то баллов.

Что же, новый прогностический признак? Но признак, полученный вслепую, без знания природы явления, не может удовлетворить настоящего ученого. В чем причина падения сопротивления (или, что то же, повышения электропроводности пород) в зоне подготовки подземного толчка?

Скептики (люди в науке неизбежные и необходимые), заметив, что кривые Барсукова за каждый год в какой-то мере повторяют друг друга, высказывали мысль, что совпадения с землетрясениями — чистая случайность, что все явление в целом отражает сезонные изменения в верхнем слое: таяние снегов, паводки. Это возражение можно было опровергнуть только одним способом: доказать, что сопротивление падает не за счет верхних слоев почвы, действительно подверженных сезонным воздействиям. Глубину проникновения электрического поля в кору проверил аспирант Барсукова Олег Сорокин. Проверил простым и изящным способом. Известно: чем выше частота переменного тока, тем на меньшую глубину в проводник он проникает. На этом принципе, между прочим, основана поверхностная закалка деталей токами высокой частоты. Эксперименты с переменным током, рассчитанным на глубины до 800 метров — полутора километров, не показали никаких связей электропроводности верхних слоев Земли с ходом кривых Барсукова и с землетрясениями. Этот результат сразу и надежно все расставил по местам: барсуковские кривые отражают обстановку в глубоких слоях коры, там, где готовятся и происходят землетрясения.

Напрашивалось еще одно объяснение необычайному эффекту. Из лабораторных опытов известно, что проводимость твердых тел заметно зависит от давления: чем сильнее сжат образец, тем меньше его электрическое сопротивление. Не здесь ли зарыта собака?

Это объяснение и приняли барсуковцы на первое время в качестве рабочей гипотезы. Но реальное падение электрического сопротивления перед землетрясениями было гораздо больше того, которое еще можно было бы объяснить сухим сжатием горных пород.

Вода! Именно к ней снова и снова обращаются геофизики, пытающиеся узнать механизм возникновения землетрясений. Кажется странным, что земные недра, которые уже на глубине двух-трех километров представляют собой сплошной каменный массив, сжатый к тому же колоссальным давлением, пропитаны водой и растворами различных солей. Но это так, это геологический факт. Этот геологический факт положили в основу своих работ по прогнозу землетрясений американские сейсмологи. С этой точки зрения именно вода, водные растворы, нагнетаемые под давлением в трещины и разломы земной коры, образуют смазку, благодаря которой эти в сухом состоянии намертво сжатые трещины превращаются в "зеркала скольжения" между мелкими, средними и огромными блоками земной коры. Благодаря этой смазке, говорят, и возможны многочисленные подвижки — толчки на контактах различных геологических структур. С другой стороны, не будь этой постоянной смазки, неуклонное накопление напряжений рано или поздно приводило бы, вероятно, к грандиозным сухим разрушениям земной коры, горообразовательным катастрофам такой силы, рядом с которыми величайшие землетрясения "мокрой" Земли показались бы ничтожными скрипами [4] По-видимому, о "смазке" контактов в недрах Земли можно говорить только в образном смысле. Физика этого явления иная, чем при смазке машин и механизмов: оно вызывается возрастанием порового давления жидкости в горных породах, на величину которого уменьшаются необходимые для подвижки напряжения. .

Не умолкавший в течение тысячелетий спор, начатый некогда еще древнегреческими философами, о первенстве огня и воды в образовании руд, росте гор и сейсмических катастрофах то и дело вспыхивает с новой силой и по сей день, сейчас — в связи с проблемой "смазки".

Американские сейсмологи пустили в оборот словечко "дилатенсия", мгновенно подхваченное многими на Ташкентском симпозиуме по поискам предвестников землетрясении, хотя само явление давно известно экспериментаторам, создающим условия "землетрясения" в сжимаемых под прессом образцах оргстекла, парафина, гранита. Явление это удивительно тем, что входит в противоречие с нашим обыденным здравым смыслом: в какой-то момент сжимаемое твердое вещество не уплотняется, а раз уплотняется, увеличивается в объеме с расширением старых мельчайших пор и трещин и образованием новых. Это расширение, увеличение объема, измерено в опыте, оно достигает 0,1 процента (представьте себе, что на одну десятую процента увеличивается объем миллионов кубических метров горных пород!). При этом вода и ее растворы, конечно, перераспределяются в порах и трещинах, изменяется давление в жидкостях, заполняющих эти поры и трещины. Из глубоких слоев коры по трещинам быстрее поступает радиоактивный радон, предупреждающий об опасности. Самое важное — явление дилатенсии неотвратимо и непосредственно предшествует в лабораторных условиях разрушению образца, то есть самому землетрясению! Это ли не основа для прогноза?

На симпозиуме американские ученые рисовали перед нами кривые, вроде бы подтверждающие: да, давление воды в порах сдавливаемых образцов меняется по характерной седлообразной кривой. И это "седло" проявляет себя во всех изучаемых учеными предвестниках землетрясений. Главная их мысль была: дилатенсия — основа, на которой можно построить прогноз сильных землетрясений, дилатенсия — это не случайный, а закономерный спутник сейсмического процесса. Спутник? Но вот поднимается с места один из участников совещания и задает доктору Шольцу (тот докладывает) такой, казалось бы, странный вопрос: