Еще со времен Аристотеля известно, что перед землетрясением вода в колодцах мутнеет и ее уровень меняется.  Но какая связь между «спусковым крючком» сейсмического толчка и поведением подземных вод? Какие из их изменившихся параметров могут служить надежным предвестником приближающейся трагедии?

Большую часть своей жизни доктор геолого-минералогических наук заведующая лабораторией «Геохимические и гидродинамические методы прогноза землетрясений» Института сейсмологии Национальной академии наук КР Джумагуль КЕНДИРБАЕВА  бьется над этой головоломкой. Насколько ученые  мира и Кыргызстана приблизились к разгадке?

— Джумагуль Джумаевна, почему вы считаете, что именно термальная вода может дать ответ на вопрос, который мучает человечество  едва ли не с его появления: как узнать заранее о землетрясении?

— Владимир Иванович Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на  ход основных самых грандиозных геологических процессов. Все земное  вещество — под влиянием свойственных воде сил и ее вездесущности — ею проникнуто и охвачено».

Итак, первое — вода образует непрерывную и всепроникающую сферу планеты; второе — она очень динамична и чувствительна к изменениям среды. В отличие от вещества горных пород она способна чутко реагировать на малейшие колебания. С другой стороны, в отличие  от воздушной оболочки вода обладает значительной связностью, т.е. позволяет регистрировать возмущение на значительном удалении от его очага, а ее подвижность дает возможность не только дальше, но и дольше наблюдать последствия возмущения. Поэтому я убеждена, что гидрогеологические наблюдения являются одним из перспективных методов прогноза землетрясений.

— Но у него есть  и противники.

— Это неудивительно. Наблюдая нередкие ошибки предвестников, многие исследователи всерьез озабочены перспективами развития нашего метода. Не слишком ли «наспех высланы гонцы», чтобы им можно было доверять?  Позволительно ли браться за  исследования, где все пока измеряется такой капризной вещью, как вода? Какова вероятность прогноза, т.к. цена ошибки велика? Имеем ли мы право брать на себя ответственность за последствия? Конечно же, «по трезвому рассуждению» можно единым духом ответить: «Нет, нет и нет!».  Слов нет,  риск ошибки еще бесконечно велик. Но для себя мы из всех возможных «можно» выбрали единственное «необходимо»: найти строгое и точное средство прогноза.

— Когда ученые  всерьез обратили внимание на изменение режима термальных вод перед землетрясением?

— На рубеже ХIХ-ХХ веков. Но мощный толчок исследованиям дало открытие узбекских ученых. Во время катастрофического землетрясения 26 апреля 1966 г.,  когда буквально рассыпался в пыль глинобитный Ташкент, в термоминеральных водах, самоизливающихся из-под города, было зафиксировано изменение концентрации радона в таких параметрах, которые никогда до этого не наблюдались. В 1968 г. результаты проведенных в Японии  исследований вулканических газов подтвердили, что поиск на правильном пути. Успехи сразу породили ощущение близкой победы, казалось, разгадка вот-вот  будет найдена. Однако уже спустя короткое время наступил период серьезной озабоченности. Выяснилось, что целый ряд сильных землетрясений происходит без заметных изменений  в термальных водах, а многие из ярких изменений (мы их называем «предвестниками») проявляются без землетрясений. Период разочарований длился примерно с 2000-го по 2010 год. Сейчас как бы открылось второе дыхание в исследованиях.

— Какая самая большая сложность на вашем пути?

— Я бы хотела привести пример Микеланджело, который так определил работу скульптора: берешь каменный блок и отсекаешь от него все лишнее. План научного поиска в чем-то напоминает труд скульптора. Каждый следующий шаг поиска должен отсекать лишнее от монолита решаемой проблемы. Труд, затраченный на такой поиск, не пропадает, даже если его не сможет довести до конца один исследователь. Идущему за ним придется пройти только свою часть дороги, не повторяя пути предшественника, причем прогноз немыслим без отсечения случайного от необходимого.

…Даже когда Земля  вращается вокруг своей оси, происходят колебания, и они вызывают  различные реакции на разных глубинах. У воды, как и у Земли, своя жизнь. Ее поведение во времени, равно как и  концентрация элементов в ней, носит  циклический характер. Помимо сейсмичности,  влияет слишком большое количество природных факторов:  приливы-отливы (связанные с лунно-солнечными фазами), сезонные и климатические  колебания (таяние, замерзание), суточные и сезонные скачки давления и температуры воздуха. Но и это не все, т.к. химические  компоненты обладают таким свойством, что изменение концентрации одного из них  в воде влечет за собой увеличение или уменьшение содержания другого. И вот все эти «помехи» надо отсечь.

— Изучая на сайте  Института сейсмологии карту  гидрогеохимического и гидрогеодинамического мониторинга на территории Кыргызстана, обратила внимание, что в южном регионе всего один пункт наблюдения — в Суфи-Кургане. С чем это связано?

— Сам по себе  юг сейсмоопасен. В советское время сеть наблюдения  была равномерно распределена по  всей республике и состояла примерно из 30 пунктов. На юге, кроме Суфи-Кургана, они располагались в Джалал-Абаде, Гульче, Кызыл-Суу. Сегодня  по всей стране 9 пунктов. Это связано с нехваткой финансов.  Однако мы уже  начали возрождать  систему: в Суфи-Кургане в прошлом году возобновили наблюдение на  базе родника.

— Нам известно, что ваша лаборатория проанализировала, как изменялись состав и поведение  термальных вод перед пятью землетрясениями, произошедшими на территории Кыргызстана. К каким выводам пришли?

— Прежде всего отмечу, что эта работа делалась для того, чтобы прогнозировать  возможные сильные  землетрясения на территории Северного Тянь-Шаня. В основу исследования легли результаты наблюдений в зонах подготовки пяти землетрясений с магнитудой колебаний выше 4,8, а именно: Сары-Камышского, которое произошло 5 июня 1970 г., Жаланаш-Тюпского (24 марта 1978 г.), Каджи-Сайского (5 июля 1980 г.), Мерке-2 (22 мая 2003 г.) и Арпа-Тектирского (16 января 2004 г.). Итоги весьма интересные. Во многих скважинах изменились концентрация хлора,  гидрокарбонатов, кальция, карбонатов, углекислого газа, а также уровень воды, ее температура, давление, расход.

Так, в течение двух месяцев до Сары-Камышского землетрясения в 30 км от эпицентра, на месторождении  термальных вод Джеты-Огуз, температура воды в одной из скважин глубиной 520 м повысилась на 1 градус. Перед Каджи-Сайским землетрясением в 200 км от эпицентра, в Иссык-Ате, в двух скважинах на 50% увеличилась концентрация карбонатов, гидрокарбонатов, хлора и кальция. Во время Жаланаш-Тюпского землетрясения в Эркинсае (83 км от эпицентра)  в скважине глубиной 300 м за месяц до события уровень воды  упал на метр, а затем еще ниже.

В то же время на некоторые надвигающиеся землетрясения вода никак не отреагировала, даже в расположенных близко к эпицентру пунктах наблюдений.

Главный вывод, к которому мы пришли: состояние термальных вод все-таки может представлять информацию для локализации места ожидаемого сейсмического события.

— За чем же дело стало?

— Загвоздка заключается в том, что  на подготовку землетрясения вода реагирует по-разному. Например, в одном случае содержание в ней  хлора подскакивает, а в другом он вовсе исчезает. Вместо вразумительного ответа  у нас сегодня множество вопросов, над которыми раньше особо не задумывались. Вот одна из загадок: почему в более глубокой скважине прогнозные предвестники появляются позже или вообще отсутствуют, чем в более мелкой? В качестве примера могу привести реакцию термальных вод на месторождении Джеты-Огуз. Там две наблюдаемые скважины находятся на расстоянии 50 метров  друг от друга и вскрывают, по существу, один водоносный пласт, но на разной глубине (разница около 450 м). Так вот, в более мелкой существенно изменилась температура и появился углекислый газ, которого до этого  там не было. Если очаг толчка готовится где-то на большой глубине, то каким образом прогнозный сигнал  события «попадает» раньше в родник?

Парадокс еще и в том, что какая-либо зависимость времени появления предвестника и расстояния от  пункта наблюдения до эпицентра не обнаружена.

Вообще, у нас и за рубежом накопилось достаточно много  геохимических наблюдений, в результате которых установлено несколько десятков геохимических параметров, каждый из которых потенциально может быть индикатором подготовки землетрясения. Для того чтобы отобрать из этого множества  наиболее информативные, прежде всего нужно научиться выделять необходимые свойства у одного такого признака, например хлора или радона. Весь мир стоит перед дилеммой: как идентифицировать с землетрясением те или иные изменения в состоянии воды? Как найти то, которое является надежным предвестником? Ведь ложная тревога, которая  повлечет за собой комплекс высокозатратных мероприятий по предотвращению последствий стихийного бедствия, должна быть исключена.

— Где же выход?

— На наш взгляд, здесь на помощь может прийти математический метод обработки информации. Именно его  мы и апробируем в последние месяцы у себя в институте: выводим на основе поступающих данных среднемесячные параметры воды по всем показателям, затем среднегодовые и т.д. Однако проблема  заключается в том, что у нас на скважинах измерения производятся только один раз в сутки, тогда как во многих  странах (Японии, США, даже  соседнем Казахстане) запись ведется непрерывно, то есть фиксируется ежесекундная жизнь воды,  с помощью чего можно вычислить ее характер и уловить ритм суточного поведения нужного параметра.

— Каков  вообще уровень  отечественной сейсмической науки по сравнению с мировым?

— По  обработке и анализу информации мы находимся на среднем уровне, не отставая от Японии и США и опережая Казахстан. Но по оснащенности  далеко позади них. Несравнимо малы также зарплаты сотрудников, из-за чего молодежь в институте не держится. Сегодня во всем мире из 10 прогнозируемых землетрясений 6 оказываются ложными. У нас же если из 10 прогнозов 2 совпадают, то это уже победа с учетом оснащенности и текучки кадров.

Будь у нас современная материально-техническая база и соответствующее  финансирование, возможно, мы и подошли бы  ближе других к ответу на  вопрос: когда ожидать землетрясения? Дело в том, что вся территория Кыргызстана — как природная лаборатория, которая позволяет      изучать природу сейсмических толчков в естественных условиях. Этим и прельщает страна многих исследователей, в том числе российских. Как выразился недавно Анатолий Кузьмич Рыбин, директор  Научной станции РАН, с которой сотрудничает наш институт, «главное богатство  республики в том, что на ее территорию приходится большая часть Тянь-Шаня». Например, в США, в отличие от нас, знания и приборы проверяются на подземных ядерных взрывах. Однако и сила, и глубина их отличаются от  эпицентров землетрясения. Это  два разных процесса.

— В какой стране, на ваш взгляд, наиболее эффективно выстроена система оценки и прогнозирования землетрясений?

— В Китае. Там сейсмостанции действуют на трех уровнях: республиканские, областные и местные. Соответственно они подпитываются  из государственного, областного и местного бюджетов.

— С какими надеждами вы смотрите в будущее?

— Придет тот день, когда ученые всего мира (и геофизики, и гидроспециалисты, и математики) объединят результаты своих исследований и комплексно подойдут к разгадке тайны землетрясений.

— Не жалеете о том, что посвятили свою жизнь такой трудной науке?

— Нет. Я стояла у истоков гидрогеологических исследований, направленных на проггнозирование  земле-  трясений, была одним из организаторов  пунктов наблюдений. Позже, правда, ушла из института и занялась созданием лекарств из минеральных вод. Однако потом вернулась, не посчитав себя вправе стоять в  стороне и наблюдать, как исчезает созданное нами направление в науке. Несмотря на то что нет прорывов,  результаты наших исследований  говорят все же об их перспективности. Честно говоря,  горжусь тем, что занимаюсь комплексными исследованиями, в которых «главными действующими лицами»  являются химические молекулы. Взаимодействуя с землетрясениями, а также их дополняя, развивая и обогащая, они создают стройную  систему человеческих мыслей, способную в недалеком будущем звучать, как оркестр, торжественно сообщающий о ритме Земли.

Кифаят АСКЕРОВА.

Фото Нины ГОРШКОВОЙ  и из альбома собеседницы.