Why are earthquakes so hard to predict? - Jean-Baptiste P. Koehl

Переводчик: Вадим Гузик Редактор: Ростислав Голод

In 132 CE,

В 132 году нашей эры, в период Империи Хань,

Chinese polymath Zhang Heng

китайский эрудит и учёный Чжан Хэн

presented the Han court with his latest invention.

представил при дворе своё новейшее изобретение.

This large vase, he claimed,

По его утверждению, эта массивная ваза

could tell them whenever an earthquake occurred in their kingdom–

была способна определять землетрясения в империи,

including the direction they should send aid.

а также направление, куда необходимо направить помощь.

The court was somewhat skeptical,

Придворные изобретение не оценили,

especially when the device triggered on a seemingly quiet afternoon.

и когда как-то тихим вечером сейсмоскоп вдруг сработал, никто ему не поверил.

But when messengers came for help days later,

Но когда спустя несколько дней явились гонцы с просьбами о помощи,

their doubts turned to gratitude.

все сомнения развеялись.

Today, we no longer rely on pots to identify seismic events,

Сегодня для наблюдениями за сейсмическими процессами мы уже не полагаемся на вазы,

but earthquakes still offer a unique challenge to those trying to track them.

но наблюдение за землетрясениями — по-прежнему непростая задача.

So why are earthquakes so hard to anticipate,

Почему же так сложно предсказывать землетрясения

and how could we get better at predicting them?

и как мы можем улучшить этот процесс?

To answer that,

Для того, чтобы дать ответ, необходимо понять некоторые теории,

we need to understand some theories behind how earthquakes occur.

объясняющие, почему вообще случаются землетрясения.

Earth’s crust is made from several vast, jagged slabs of rock

Земная кора состоит из нескольких гигантских блоков разной величины,

called tectonic plates,

которые называются тектонические плиты.

each riding on a hot, partially molten layer of Earth’s mantle.

Плиты расположены на горячем, частично расплавленном слое земной мантии.

This causes the plates to spread very slowly,

Из-за неё плиты раздвигаются в очень медленном темпе —

at anywhere from 1 to 20 centimeters per year.

примерно от 1 до 20 сантиметров в год.

But these tiny movements are powerful enough

Но даже такие почти незаметные движения

to cause deep cracks in the interacting plates.

вызывают образование глубоких трещин между плитами.

And in unstable zones,

А увеличение давления

the intensifying pressure may ultimately trigger an earthquake.

в зонах сейсмической нестабильности может стать причиной землетрясений.

It’s hard enough to monitor these miniscule movements,

Наблюдать за столь малыми колебаниями невероятно сложно,

but the factors that turn shifts into seismic events are far more varied.

кроме того, сильно различаются факторы, приводящие к сейсмической активности.

Different fault lines juxtapose different rocks–

Различия в линиях разлома зависят от горных пород,

some of which are stronger–or weaker– under pressure.

какие-то оказываются сильнее, а какие-то — слабее под давлением.

Diverse rocks also react differently to friction and high temperatures.

Различные породы также по-разному реагируют на трение и высокие температуры.

Some partially melt, and can release lubricating fluids

Одни частично плавятся и могут выделять вещества, снижающие трение на разломах,

made of superheated minerals

которые представляют собой горные породы,

that reduce fault line friction.

расплавленные до сверхвысоких температур.

But some are left dry,

Но те, что не расплавляются,

prone to dangerous build-ups of pressure.

подвержены опасному напряжению пород.

And all these faults are subject to varying gravitational forces,

И все эти разломы подвержены колебаниям гравитационных сил

as well as the currents of hot rocks moving throughout Earth’s mantle.

и открыты потокам раскалённых пород через слой мантии.

So which of these hidden variables should we be analyzing,

Так какие признаки необходимо анализировать

and how do they fit into our growing prediction toolkit?

и какие существуют в арсенале учёных инструменты прогнозирования?

Because some of these forces occur at largely constant rates,

Поскольку действие этих сил происходит в примерно постоянном темпе,

the behavior of the plates is somewhat cyclical.

поведение плит носит отчасти цикличный характер.

Today, many of our most reliable clues come from long-term forecasting,

Сегодня большинство из заслуживающих доверие долгосрочных прогнозов основаны

related to when and where earthquakes have previously occurred.

на данных о том, когда и где уже наблюдались землетрясения.

At the scale of millennia,

В масштабах тысячелетий

this allows us to make predictions about when highly active faults,

это позволяет делать предположения о пиках активности таких разломов,

like the San Andreas,

как Сан-Андреас,

are overdue for a massive earthquake.

в которых часто наблюдаются крупные землетрясения.

But due to the many variables involved,

Но ввиду изменчивости факторов при помощи данного метода можно

this method can only predict very loose timeframes.

предсказывать сейсмическую активность в течение очень неопределённых сроков.

To predict more imminent events,

Чтобы предсказать более неизбежные события,

researchers have investigated the vibrations Earth elicits before a quake.

учёные исследовали колебания земной поверхности накануне землетрясения.

Geologists have long used seismometers

Геологи давно пользуются сейсмографами

to track and map these tiny shifts in the earth’s crust.

для обнаружения и регистрации мельчайших колебаний в земной коре.

And today, most smartphones are also capable

Сегодня регистрировать первичные сейсмические волны

of recording primary seismic waves.

способны даже смартфоны.

With a network of phones around the globe,

В перспективе, объединив все мобильники в общемировую сеть,

scientists could potentially crowdsource a rich,

учёные смогут создать обширную и очень подробную

detailed warning system that alerts people to incoming quakes.

коллективную систему предупреждения приближающихся землетрясений.

Unfortunately, phones might not be able to provide the advance notice needed

К сожалению, телефоны вряд ли смогут служить средством

предварительного оповещения во время чрезвычайных ситуаций.

to enact safety protocols.

But such detailed readings would still be useful

Однако столь подробные данные являются весьма ценными источниками информации

for prediction tools like NASA’s Quakesim software,

для систем предупреждения типа разработанного НАСА приложения Quakesim,

which can use a rigorous blend of geological data

которое для определения регионов сейсмологического риска

to identify regions at risk.

работает с чётким набором геологических данных.

However, recent studies indicate

Однако в ходе недавних исследований обнаружено,

the most telling signs of a quake might be invisible to all these sensors.

что существующие датчики не улавливают наиболее характерные признаки стихии.

In 2011,

В 2011 году,

just before an earthquake struck the east coast of Japan,

незадолго до землетрясения на восточном побережье Японии,

nearby researchers recorded surprisingly high concentrations

расположенные в этом регионе научные центры зафиксировали

of the radioactive isotope pair: radon and thoron.

необычайно высокую концентрацию

пары радиоактивных изотопов — радона и торона.

As stress builds up in the crust right before an earthquake,

По мере увеличения напряжённости в земной коре перед землетрясением

microfractures allow these gases to escape to the surface.

эти изотопы с газами начинают выделяться через микротрещины.

These scientists think that if we built a vast network of radon-thoron detectors

Как предполагают учёные, если создать обширную сеть детекторов радона и торона

in earthquake-prone areas,

в сейсмоопасных районах,

it could become a promising warning system–

то это, возможно, решит вопрос с системой предупреждения,

potentially predicting quakes a week in advance.

благодаря которой о землетрясениях можно будет предупреждать за неделю.

Of course,

none of these technologies would be as helpful

Конечно, ни одна из этих технологий не сравнится по эффективности

as simply looking deep inside the earth itself.

с наблюдениями из недр земли.

With a deeper view we might be able

Заглянув под землю, мы сможем в режиме реального времени

to track and predict large-scale geological changes in real time,

отслеживать и предсказывать масштабные геологические изменения,

possibly saving tens of thousands of lives a year.

благодаря чему, вероятнее всего, сможем спасти не одну тысячу жизней.

But for now,

these technologies can help us prepare and respond quickly to areas in need–

Но пока эти технологии

помогают нам быстро подготовиться и направить помощь в пострадавшие регионы,

without waiting for directions from a vase.

не дожидаясь сигнала от какой-то там вазы.