Екологічні наслідки землетрусів

Постановка питання

Екологія, а відповідно і аспекти екологічної небезпеки, звичайнорозглядаються в рамках біосферних процесів у їх взаємодії злюдиною та її діяльністю.
Співвідношення і внутрішні зв'язки сейсмічних процесів і сейсмічноїнебезпеки з проблемами екології не такі явні на перший погляд, при більшретельному розгляді виявляються вельми значущими.
Будь сильний землетрус-це досить тривалий процес зстадіями підготовки, реалізації та наслідків.
Процес підготовки і реалізації сейсмічного імпульсу іпостсейсміческого відновлення стосовно рівноваги охоплює нетільки окрему ділянку літосфери, але і гідросферу (в основному підземнуїї частина), біосферу, атмосферу і навіть іоносферу.
Іншими словами, будь-який, а тим більше великий землетрус, не може вважатисяточковим у просторі та часі і ізольованим (самодостатнім) подією,але має розглядатися як тривалий процес: порушення і подальшевідновлення рівноваги всіх земних оболонок і ходу довготривалихпроцесів у великих обсягах природного середовища.
Саме в цьому контексті слід розглядати сейсмічні явища зекологічної точки зору.

У проблемі екологічних впливів сейсмічних подій важливо підкреслититри наступні особливості:
1. В даний час досить виразно виявляються періоди (цикли) підвищеної сейсмічної активності як глобальні (вікові та тисячолітні), так і локальні (зональні)-зазвичай внутрівековие.
2. Уразливість людської спільноти до природних катастроф, включаючи сильні землетруси, неухильно зростає через збільшення щільності населення, ускладнення інфраструктури, збільшення числа відповідальних і вразливих об'єктів тощо
3. Виявлення дедалі більшої кількості прямих і опосередкованих зв'язків сейсмічного процесу з тонкими процесами у всіх земних оболонках, так чи інакше впливають на людський організм і суспільні явища.

Основні поняття
Землетрусом зазвичай називають будь-яке коливання земної поверхні і надр,якими б причинами воно не викликалося-ендогенними або антропогенними таяка б не була його інтенсивність.
У багатьох випадках можуть виникати надзвичайні ситуації різної категоріїскладності (1-4).
Масштаб землетрусу і ступінь його впливу на людей та природне середовище
(а також на рукотворні споруди) можна визначати різними показниками,а саме: величиною енергії, виділеної в осередку-магнітудою, силоюколивань і їх впливів на поверхні-інтенсивністю в балах,прискореннями, амплітудою коливань, а також збитком-соціальним (людськівтрати) і матеріальним (економічні втрати). Фахівці-сейсмологи,характеризуючи силу землетрусу, звичайно оперують значеннями магнітуди.
Максимально зареєстрована магнітуда досягала значення М-8, 9.
Природно, що високоамплетудние землетруси відбуваються дуже рідко-увідміну від середньо-і маломагнітудних. Середня частота землетрусів наземній кулі становить:

Таблиця № 1
| Магнітуда | Число землетрусів на рік |
| 8 і більше | 1 |
| 7,0-7,9 | 13 |
| 6,0-6,9 | 108 |
| 5,0-5,9 | 800 |
| 4,0-4,9 | 6200 |
| 3,0-3,9 | 49000 |

Як видно з таблиці № 1 високомагнітудние землетрусу виникають рідко (дотого ж здебільшого під дном океану), саме вони виділяють основну часткусейсмічної енергії (землетруси з М (7,0-92% енергії) і тягнуть за собоюнайбільш тяжкі наслідки.
Найбільш поширеною і Загальнозрозумілій характеристикою є оцінкайого впливу на поверхні землі в балах за 12-бальною шкалою.
Ознаки відповідні кожному рівню балльності можна знайти в будь-якійкнизі з сейсмології.
Сейсмічна небезпека-можливість (імовірність) сейсмічних впливівпевної сили на поверхні землі (в балах шкали сейсмічноїінтенсивності, амплітудах коливань або прискореннях) на заданій площі впротягом розглянутого інтервалу часу.
Сейсмічний ризик-розрахована ймовірність соціального та економічногозбитків від землетрусів на заданій території в заданий інтервал часу.
До екологічних наслідків землетрусів (власне сейсмічних явищта супутніх їм процесів) будемо відносити фізичні (у тому числі імеханічні) впливу на живі організми і людину, прямі та непряміпорушення форми, властивостей, якості навколишнього (природного і антропогенного)середовища в усіх взаємопов'язаних геосферах і тривалий час відбуваються в нихпроцесів.

Типи екологічних наслідків і землетрусів та їх характеристика.
У широкому сенсі екологічні наслідки, мабуть, слідподіляти на соціальні, природні і природно-антропогенні. У кожній згруп можуть бути виділені прямі і непрямі наслідки.
В даний час ми досить повно знаємо прямі прояви (наслідки)землетрусів на земній поверхні і, отже, їхні прямі діїна елементи соціального організму, тим часом як супроводжуючі
(попередні, наступні) непрямі явища на рівні мікро-і навітьмакроаномалій процесів в літосфері і поза її почали вивчати зовсім недавно.
Найбільш вивчені і наочно відображають сейсмічну небезпека економічнівтрати в результаті землетрусів. За останні десятиліття врахованіекономічні втрати від землетрусів зросли на порядок і досягаютьтепер близько 200 млдр.долл. за десятиліття. Якщо в попереднідесятиліття в епіцентральной зоні, наприклад, 8-бального землетрусусередній збиток у розрахунку на одного жителя становив 1,5 тис. дол., тотепер він досягає 30 тис. дол. Природно, що з підвищенням балльності
(і магнітуди) зростають площі уражених територій, а отже, ізбиток.
Число жертв землетрусів на земній кулі, хоча і нерівномірнорозподіляється по роках, в цілому неухильно, із зазначених вище причин,зростає. За останні 500 років від землетрусів на Землі загинуло 4,5 млн.чоловік, тобто щорічно землетрусу забирають у середньому 9 тисячлюдських життів. Однак у період 1947-1976рр. Середні втрати становили
28тис. чоловік на рік. З точки зору екологічних, як і соціальнихнаслідків, не менш важливий і той факт, що число поранених (включаючи важкопоранених) зазвичай у багато разів перевищує число загиблих, а число що залишилисябездомними перевищує кількість прямих жертв на порядок і більше. Так, узонах повного руйнування будинків (зони 8баллов і вище) кількість жертвможе становити 1-20%, а поранених -30-80%, зворотні співвідношення рідкісні.

Соціальні наслідки, тобто вплив сейсмічних явищ нанаселення, що включає як прямий соціальний збиток (загибель людей, їхтравматизм фізичний або психічний, втрата даху над головою в умовах порушеннясистем життєдіяльності і т.п.), так і непрямий соціальний збиток, тяжкістьякого залежить від розмірів прямого і обумовлена різким, на тліматеріальних втрат, зміною морально-психологічної обстановки,спішним переміщенням великих мас людей, порушенням соціальних зв'язків тасоціального статусу, скороченням працездатності та падінням ефективностіпраці, що залишилися в живих, частиною абстрактних від звичної індивідуальної тагромадській діяльності. Сильний землетрус, особливо у великихмістах та в густонаселених районах, неминуче веде до дезорганізаціїжиттєдіяльності на той чи інший термін. Порушення соціальної поведінкиможуть виникати навіть за відсутності самої події, а лише у зв'язку з чуткамипро землетрус, скільки б не були ці очікування безглузді і нічим необгрунтовані. Стосовно останнього десятиріччя такого роду прикладивідомі для ряду міст колишнього Радянського Союзу. Наслідки жсейсмічних катастроф, тим більше в періоди загального ослаблення господарсько -економічного стану і політичної нестабільності і довготривалоїсоціальної дезорієнтацію населення, можуть позначатися протягомдесятиліть.
У рамках екологічних проблем серед нерідко провокованих сильнимиземлетрусами, тобто вторинних, наслідків слід зазначити (на тліпошкодження і загибелі ландшафтних і культурних пам'яток та порушення середовищаіснування як такої) такі, як виникнення епідемій та епізоотій, зростаннязахворювань і порушення відтворення населення, скорочення харчової бази
(загибель запасів, втрата худоби, виведення з ладу або погіршення якостісільськогосподарських угідь), несприятливі зміни ландшафтних умов
(наприклад, оголення гірських схилів, завалювання долин, гідрологічні тагідрогеологічні зміни), погіршення якості атмосферного повітря з -за хмар піднятою пилу і появи аерозольних частинок в результатіщо виникають під час землетрусу пожеж, зниження якості води, а такожякості і ємності рекреаційно-оздоровчих ресурсів.
Вплив сильних землетрусів на природне середовище (геологічне середовище,ландшафтну оболонку) може бути вельми різноманітним і значним, хочав більшості випадків ареал (зона) змін не перевищує 100-200км.
Серед прямих, найбільш виразних і значущих дій виділимонаступні.
Геологічні, гідрологічні та гідрогеологічні, геофізичні,геохімічні, атмосферні, біологічні ..
Природно-техногенні наслідки землетрусів позначаються на природнійсередовищі охопленого землетрусом району внаслідок порушення (руйнування)штучно створених споруди (об'єктів). Сюди можна віднести, в першучергу, такі:
1. Пожежі на об'єктах антропогенного середовища, що ведуть до екологічних наслідків.
2. Прорив водоймищ з утворенням водяного валу нижче гребель.
3. Розриви нафто-, газо-і водопроводів, розлиття нафтопродуктів, витік газу і води.
4. Викиди шкідливих хімічних та радіоактивних речовин у навколишнє середовище, внаслідок пошкодження виробничих об'єктів, комунікацій, сховищ.
5. Порушення надійності і безпечного функціонування військово-промислових та військово-оборонних систем, спровоковані вибухи боєприпасів.
Наведений вище список наслідків землетрусу, швидше за все, не повний,особливо щодо віддалених наслідків, част яких нам щеневідома. Але й серед перерахованих деякі не мають поки доситьпевних кількісних характеристик і відповідно не можуть бутиоцінені за ступенем небезпеки і обсягом завданої шкоди з необхідноюповнотою і надійністю.
Краще за інших відомі геологічні ознаки, для яких в данийчас можна навести кількісні характеристики в співвідношенні з силоюземлетрусів. Подання про розміри вогнищ (у проекції на земнуповерхню) для землетрусів різної сили дає таблиця. (в даномувипадку таблиця № 2)

Таблиця № 2
| Магнітуда | Довжина вогнища, км. | Ширина вогнища, км. |
| 5,0 | 11 | 6 |
| 6,5 | 25 | 18 |
| 7,0 | 50 | 30 |
| 7,5 | 100 | 35 |
| 8,0 | 200 | 50 |

Ці величини приблизно визначають і ареали руйнівних наслідків. Яквидно з таблиці (№ 2), ці ареали можуть охоплювати площі в сотні й тисячі,а при найсильніших землетрусах-в десятки тисяч квадратних кілометрів.
Ясно, що такі численні й істотні порушення ландшафтного середовища
(і, звичайно, біосфери) не можуть не спричинити за собою порушенняекологічних умов на цих та прилеглих площах. Найбільш значимі ілегко виявляються виражаються у знищенні рослинного покриву,місцеперебування тварин (а часом і їх самих, так само як і людей), упорушення традиційних місць проживання і наземних міграційних шляхів,зміні водного режиму, перерозподіл водних запасів, погіршенніякості кормових угідь і т.д.

Особливості сейсмічних процесів, що впливають на природні системи.
Серед сейсмологічних процесів, що мають пряме відношення до впливу насереду з ймовірними екологічними наслідками, виділимо наступні, лишенещодавно встановлені особливості процесу (періоду) сейсмічноїактивації, тобто підготовки, реалізації та загасання поштовхів одногоземлетрусу або серії землетрусів.
Область геофізичних аномалій (поля напруг, деформації,енергетичного і магнітних полів, поля сили тяжіння) і аномальногопротікання інших процесів (гідрогеологічних, атмосферних, ймовірно ібіоенергетичних) за своїми розмірами зазвичай на порядок перевищує областьвогнища самого землетрусу.
Розподіл збурень та аномалій в навколишній вогнище землетрусу середовищахнерівномірно у просторі та часі. Простір це виражається вприуроченості та/або більш різкою вираженості аномалії до особливочутливим зонам (вузлів), які можуть розташовуватися на відстані досотень кілометрів від вогнища. Хід аномалії в часі також нерівномірне, такщо сплески (екстремуми) значень часом того ж рівня, що і приосновному сейсмічних подій, можуть і передувати йому, і слідувати заним з різними інтервалами часу.
Таким чином, сейсмічні прояви слід розглядати яктривалий процес геофізичних порушень довготривалогорівноважного стану та/або розвитку деякого обсягу навколишнього середовища
(у всіх пов'язаних сферах), за розмірами і часу далеко переважаючихмісце (область) і момент (період) власне сейсмічних імпульсів.
Звідси повинна бути зрозуміла і незмірно велика екологічна рольсейсмічних і супутніх їм процесів в порівнянні з існуючимитрадиційними уявленнями.
Як приклад віддалених, але цілком реальних, хоча до сих пір невивчених наслідків сильних землетрусів, розглянемо наступні зв'язку.
Відомо, що при великих землетруси нерідко виникають розриви ітріщини на земній поверхні. Довжина зон таких розривів досягає присильних землетрусів десятків і навіть сотень кілометрів. Такі розриви,раптово розкриваючись (виникаючи), служать каналами посиленою дегазації земнихнадр, а нерідко забезпечують і розвантаження глибинних флюїдів в артезіанськихбасейнах. За таким каналам виносяться до поверхні величезні масирізних хімічних елементів і з'єднань-і життєво важливих, ітоксичних, в числі останніх важкі метали.
Відповідно до цього в таких зонах змінюються ландшафтно-геохімічні ібіохімічні характеристики в грунтах, на поверхні і в атмосфері. УОстанніми роками встановлена важлива роль глибинної дегазації Землі іфорсуванні озонових дірок в стратосфері, а з вмістом озону встратосфері тісно пов'язують поглинання ультрафіолетового випромінювання,яке, в свою чергу, впливає на ДНК та клітинні мембрани наземнихмікроорганізмів, визначаючи життєстійкість популяції. Загибель мікроорганізмів
-Початкової ланки харчових цілей-представляє серйозну екологічнунебезпеку. Широко відомим є негативний вплив ультрафіолетовогоопромінення на фотосинтез і ріст рослин, на тваринний світ, не кажучи прочоловік. Отже, зміни вмісту озону над вогнищами сильнихземлетрусів можуть позначатися, нехай зонально і тимчасово, на всій біоті,порушуючи біохімічне рівновагу та екологічні умови. До цьогододаються аномалії в надходженні важких металів, освіта аерозолівнад тріщинами в земній поверхні, а також аномалії у форсуванніхмарного покриву і розміщення його вздовж ліній розломів. У кількісномувідношенні вказані процеси та їх взаємні зв'язки поки не вивчені.
Інший приклад нещодавно виявленої і досить несподіваною зв'язку процесів урізних земних оболонках відноситься до океанічних просторів.
Регулярні вимірювання з супутників виявили, що великі підводніземлетрусу безсумнівно тектонічної природи передує та/абосупроводжуються тепловими аномаліями, зазвичай на кілька градусів, товщіокеанічних вод і водної поверхні над їх вогнищем. Таких аномалійвиявляється досить для виникнення (зміни) турбулентних потоків уатмосфері над епіцентральной зоною і зміни циркуляційних процесів
-Циклональний явищ, що, у свою чергу, може помітно впливати наприбережні острівні екосистеми регіону поряд з іншими прямими інепрямими впливами вихідного сейсмічної події.

Висновок
Близько 40% території колишнього Радянського Союзу з населенням не менш 50 млн.чоловік було віднесено до сейсмічно активним районам. Для Росії частка такихтериторій ще недавно визначалося в 20%, з них 5% вважалися небезпечними ввисокого ступеня (зони 8 -, И9-бальних землетрусів). Ці відносноскромні цифри не повинні заспокоювати, бо ряд колишніх оц?? нок виявивсянеточним і заниженими. З удосконаленням і створенням нової картисейсмічного районування Росії (і Північної Євразії) небезпечні всейсмічної щодо зони істотно розширилися.
Але на новій карті в межах Російської Федерації 11% території належитьдо 8 - і 9-бальними (при ризику 10%), а для особливо відповідальних споруд
(при ризику 1%)-до 35%. Але і на цій карті деякі небезпечні зони залишилисяневраховані.
Тим часом результати ряду ретроспективних досліджень, показують що навітьслабкі сейсмічні поштовхи при певному поєднанні умов можутьсприяти виникненню критичних ситуацій. Коли мова йде пронебезпечних хімічних виробництвах, підземних газосховищах, ядернихоб'єктах, екологічні наслідки такого роду катастроф не вимагаютькоментарів. До того ж на весь зріст постають проблеми спровоцірованія
(збудженої) сейсмічності, в першу чергу в районах великихводосховищ, ядерних вибухів, важких пусків ракет, масової відкачуванняфлюїдів і т.д.

Як малозначимі в екологічному відношенні землетрусу моглирозглядатися лише до тих пір,

-поки екологічні проблеми і тінь екологічної кризи не постали увсім їх обсязі, в Росії особливо;

-поки що людство не досягло крайнього ступеня експансії на планеті і непідійшло до критичного рівня впровадження в природне середовище та впливу нанеї, у тому числі в сейсмогенних областях.

-поки землетрусу розглядалися як ізольовані, строголокалізовані в часі і просторі одномоментні катаклізми, непов'язані з довготривалими процесами в інших сферах, що складають середупроживання людини або впливають на неї.

Нині ситуація принципово інша, і залишати сейсмічні та пов'язані зними процеси поза розгляду з екологічних позицій вже не можна.