ЛОШКАРЁВ: Добрый день, Виктор Иванович! Наши с Вами многочисленные увлекательные беседы о сейсмологии сегодня получили возможность, так сказать, приоткрыть глубинные тайны Земли в формате интервью и познакомить широкий круг читателей с удивительным миром землетрясений, методами их изучения и практического применения полученных знаний в этой отрасли. Будет интересно! Как Вы думаете? ГЕРМАН: Здравствуйте. Согласен: сейсмология включает множество направлений, и охватить их все в рамках одной беседы вряд ли получится. Сосредоточимся на вопросах, которые имеют прямое практическое значение – на проблематике землетрясений и оценки сейсмической опасности. Эта тема актуальна и для жителей, и для специалистов строительной отрасли, и для промышленных предприятий, работающих в сейсмоопасных регионах. ЛОШКАРЁВ: Поехали! Первый вопрос традиционный: как Вы стали геофизиком? Вас с юных лет влекли тайны Земли? Расскажите о своём производственном пути. ГЕРМАН: Как и у многих, на моем пути было довольно много развилок. Одной из них стала региональная олимпиада по физике. Заняв на ней 2 место, я решил пойти по этому направлению. Уже на втором курсе мы выбирали научного руководителя. Я выбрал доктора физ.-мат. наук В.А. Мансурова – высококлассного специалиста в области разрушения горных пород, а вместе с ним и науки о Земле. Под его руководством я начал заниматься анализом сейсмических событий, вызванных горными работами при добыче полезных ископаемых. Этому была посвящена моя дипломная работа. После окончания университета я был приглашен в Красноярского НИИ геологии и минерального сырья для участия в уточнении сейсмической опасности Красноярской городской агломерации. Эту комплексную задачу институт решал совместно с другими научными организациями. В ходе этой работы я познакомился с разработчиками карт общего сейсмического районирования В.И. Уломовым и Л.С. Шумилиной и детально изучил применявшуюся ими методику. Тогда же в институте создавалась региональная сеть сейсмологического мониторинга, мне довелось участвовать в ее становлении. В НИИ я проработал в общей сложности около 20 лет. За это время круг задач расширился: автоматизация обработки записей землетрясений с оперативной передачей данных в МЧС (тогда норматив составлял пять минут), анализ сейсмичности, локальный мониторинг для особо ответственных объектов – ГЭС, ГРЭС, атомных объектов. Также мы
занимались уточнением карт общего сейсмического районирования и сейсмическим микрорайонированием строительных площадок. Параллельно в течение пяти лет я работал на рудниках. Приглашение последовало после того, как я проанализировал каталог сейсмических событий и указал на высокую вероятность обрушения в одном из районов. Обрушение произошло через несколько недель. На рудниках я занимался комплексным анализом сейсмических и геомеханических данных, оценкой текущей ситуации и выявлением признаков подготовки крупных обрушений. За этот период удалось спрогнозировать семь таких событий. Эти же направления были для меня основными при работе в других организациях, приглашавших меня. ЛОШКАРЁВ: Виктор Иванович, как Вы определяете геофизику в целом и сейсмологию в частности, как разделы в геологии или физики? Её можно считать точной дисциплиной? Всё-таки волны, отражения и прочее – это аналоговый метод, то есть не точный… ГЕРМАН: Вы правы в том, что сейсмология работает с объектом, который принципиально недоступен для прямых измерений. Очаги землетрясений залегают на глубинах, где мы не можем разместить датчики или отобрать пробы. Это действительно накладывает ограничения и определяет специфику методов: мы исследуем волновые поля, строим модели, описывающие отдельные стороны процесса. И у этих моделей, разумеется, есть своя точность и набор допущений. Вместе с тем сводить сейсмологию к описательной дисциплине было бы неверно. Во-первых, существуют направления, где мы можем верифицировать модели прямыми наблюдениями. Это техногенная сейсмичность, где есть доступ к области очага сейсмического события, а также лабораторные эксперименты по разрушению образцов горных пород. В обоих случаях мы получаем данные, сопоставимые с природными землетрясениями, но в другом масштабе. Во-вторых, при всей уникальности отдельных событий сейсмический процесс подчиняется строгим статистическим законам. Наиболее показательный пример – закон Гутенберга–Рихтера, который устанавливает степенную зависимость между магнитудой землетрясений и частотой их возникновения: число событий закономерно убывает по мере роста их силы. Он выполняется с высокой точностью для большинства сейсмоактивных регионов и позволяет рассчитывать среднюю повторяемость сильных событий на основе регистрации слабых. А это уже вполне конкретный количественный результат, являющийся основой для оценок сейсмической опасности, востребованных при проектировании и строительстве.
ЛОШКАРЁВ: Любопытно. Много ли специалистов трудится непосредственно по Вашему направлению сегодня? Профильные ВУЗы страны выпускают ежегодно большое количество молодых сейсмологов, однако, как я знаю, в профессиональной среде их почти не найти. ГЕРМАН: Специальности сейсмолог в ВУЗах нет. И каждый сейсмолог – это штучный товар. Чаще всего сейсмологами становятся выпускники – геофизики, геологи, физики, математики. Среди кафедр, выпускающих специалистов, готовых работать в области сейсмологии, пожалуй, можно выделить кафедру Физики земли МГУ, которая ранее называлась «Кафедра сейсмологии и физики земной коры». Там помимо общих вопросов студентам объясняют вопросы физики очага землетрясения, существующих подходов к их прогнозу. Для большинства выпускников погружение в сейсмологию происходит уже на практике, под руководством более опытных коллег. ЛОШКАРЁВ: Понятно. Перейдём непосредственно к тем задачам, которые Вы решаете. Что, по Вашему мнению, представляет сегодня для специалистов-сейсмологов и, может быть, государства вообще основной интерес в Вашей отрасли? Задачи перспективного строительства в сейсмоопасных зонах? ГЕРМАН: Государственный интерес здесь очевиден: это безопасность населения и устойчивость инфраструктуры в сейсмоактивных регионах. Поэтому главная прикладная задача, которую решает сейсмология, – оценка сейсмической опасности для строительства. Речь идет о том, с какой интенсивностью могут проявляться сейсмические воздействия на конкретной площадке в течение заданного интервала времени. Эти данные напрямую влияют на проектные решения и требования к строительным конструкциям. Сама оценка сейсмической опасности опирается на комплекс исходных данных. В него входят результаты инструментальной регистрации землетрясений, исторические свидетельства о сильных событиях, а также данные палео- и археосейсмологии – следы древних толчков в виде поверхностных разрывов и разрушений на археологических памятниках. Важную роль играют и общие закономерности сейсмического процесса, структура сейсмичности, которая в значительной степени обусловлена тектоникой региона. ЛОШКАРЁВ: Да, это серьёзно. Виктор Иванович, сейсмология, как любая дисциплина должна иметь свои методы развития. Какие именно и в чём они заключаются?
ГЕРМАН: Если говорить о развитии методов на примере сейсмического районирования, то здесь можно выделить несколько этапов. В первой половине XX века карты сейсмической опасности строились преимущественно на основе макросейсмических данных – то есть по описаниям последствий сильных землетрясений. Где трясло сильно, там и обозначали опасную зону. С развитием инструментальных наблюдений в 1960-х годах появилась возможность накапливать статистику по слабым событиям. Это позволило перейти к вероятностным оценкам повторяемости землетрясений разной силы. Результатом стал первый вариант карт общего сейсмического районирования 1978 года, где уже использовались количественные характеристики сейсмического режима. Следующий важный шаг был сделан в 1997 году при создании карт ОСР- 97. В их основу легла новая методология, учитывающая не только сейсмическую статистику, но и тектоническое строение территории. Была построена модель, описывающая возможные очаги землетрясений, и впервые в явном виде учитывались неопределенности, связанные с местом, силой и повторяемостью событий. Этот подход, с некоторыми модификациями, по всей видимости будет применяться и при разработки новых карт. ЛОШКАРЁВ: Для решения задач, которые Вы обозначили, и развития научных исследований в области сейсмологии требуется государственное или частное финансирование? Как с этим обстоят дела в отрасли? ГЕРМАН: Вопрос финансирования – это вопрос разделения ответственности. Важно разграничивать задачи разного масштаба. Оценка сейсмической опасности для крупных регионов или городских агломераций – это фундаментальная задача, сопоставимая с созданием инфраструктуры. Она требует значительных затрат и времени, особенно в малоизученных районах. Частный заказчик, будь то строительная или добывающая компания, в таких работах объективно не заинтересован: они не приносят быстрой прибыли и не входят в его компетенцию. Более того, у строительного бизнеса есть прямой экономический интерес в удешевлении проектов, что создает риск занижения оценок сейсмической опасности при заказе таких исследований за свой счет. Мой опыт подтверждает: инициатива провести масштабное уточнение сейсмической опасности со стороны частных структур – большая редкость. Поэтому логично, чтобы работы по изучению сейсмогенерирующих структур как минимум вблизи крупных городов брало на себя государство. Речь идет о территориях, где концентрируется население, высотные здания, опасные производства. Обычно рассматривается область радиусом около 300 километров вокруг города. Такие исследования создадут основу для
безопасного планирования развития территорий и дадут инвесторам четкие ориентиры для проектных решений. Что касается локальных работ, привязанных к конкретным строительным площадкам – например, сейсмического микрорайонирования, – здесь финансирование вполне может быть частным. Это часть инженерных изысканий, необходимая для проектирования конкретного объекта, и ее стоимость закладывается в бюджет строительства. ЛОШКАРЁВ: Хорошо. Перейдём к Вашим личным научным интересам. Как широко они простираются, и в чём Вы видите для себя перспективы развития в исследовательской работе? ГЕРМАН: Мои научные интересы в основном определялись практическими задачами, решением которых мне доводилось заниматься. Они достаточно разнообразны, но при этом сконцентрированы вокруг нескольких ключевых направлений. На этапе, когда я занимался региональным сейсмологическим мониторингом, меня особенно интересовали вопросы масштабной инвариантности сейсмического процесса, а также изучение подобия структуры сейсмичности в пространстве и времени. Установление таких связей позволяет переносить закономерности, установленные по слабым событиям, на область сильных землетрясений. Также я занимался поиском мер, адекватно описывающих связь между отдельными сейсмическими событиями. Это важно для понимания развития сейсмического процесса и в конечном счете для задач районирования и прогноза. Работа на рудниках дала возможность проверить подходы, предложенные еще в дипломной работе, на практике и развить их дальше. На основе анализа текущей ситуации мне удалось предложить ряд характеристик, которые позволяют диагностировать подготовку крупных обрушений или горных ударов. Суть в том, что на определенном этапе наблюдается концентрация сейсмических событий в локальной области, их сближение создает условия для взаимодействия и формирования события следующего масштабного уровня. Эти алгоритмы были внедрены на рудниках Казахстана и вошли в методические рекомендации для рудника в Норильске. В последние годы я сосредоточился на задачах уточнения сейсмической опасности для различных регионов. Это комплексная работа, которая включает изучение тектоники (обычно в кооперации со специалистами- сейсмогеологами), сбор и анализ данных о землетрясениях, выявление закономерностей, необходимых для построения расчетных моделей. У таких исследований есть важный практический выход, и в процессе удается получить результаты, применимые и для других территорий. Нередко для
этого приходится адаптировать существующие подходы или разрабатывать новые, чтобы максимально полно использовать имеющуюся информацию. ЛОШКАРЁВ: Виктор Иванович, много ли специалистов в нашей стране, которые решают аналогичные задачи, и есть ли возможность у Вас и Ваших коллег использовать международный опыт? ГЕРМАН: По каждому из направлений, которые я перечислил, в стране работают квалифицированные специалисты. Но если говорить о людях, способных охватить весь комплекс задач – от физики очага до региональной оценки опасности и внедрения систем мониторинга на объектах, – их действительно немного. Мы, безусловно, знаем друг друга, поддерживаем контакты и следим за публикациями коллег. Что касается международного опыта, доступ к нему сейчас есть – прежде всего через научную литературу. Это позволяет быть в курсе современных подходов и результатов. Безусловно, живое общение на конференциях даёт больше возможностей для дискуссий и обмена идеями, но в последние годы такие поездки стали менее доступны. Тем не менее, публикационная активность остаётся основным каналом, и мы стараемся её использовать в полной мере. ЛОШКАРЁВ: Очевидно, что отечественная геофизическая школа в советское время была одной из самых передовых в мире. Каково сейчас её положение на фоне других стран? И, что требуется для развития непосредственно сейсмологии в России? ГЕРМАН: Фундамент современной сейсмологии во многом заложен советскими учеными. С.В. Медведев создал базу инженерной сейсмологии в ее нынешнем виде, а Ю.В. Ризниченко предложил вероятностный подход к оценке сейсмической опасности, который сейчас доминирует в мировой практике. Сегодня же положение дел в разных областях науки отличается существенно. В советский период государство ставило масштабные задачи и выделяло под них соответствующие ресурсы. Сейчас ресурсное обеспечение исследований существенно скромнее, а частный бизнес, как правило, сосредоточен на локальных задачах и не проявляет интереса к стратегическим направлениям. В результате по ряду направлений лидирующие позиции были утрачены. Вместе с тем есть области, где российские учёные продолжают работать на передовом крае и предлагают принципиально новые подходы. Пример – работы А.А. Любушина, который на основе оригинальной методики анализа микросейсмического шума заблаговременно дал прогноз крупнейшего
землетрясения в Японии 2011 года, приведшего к аварии на атомной станции Фукусима. Что касается условий для развития сейсмологии в России, то здесь, на мой взгляд, требуется сочетание нескольких факторов: восстановление системного государственного заказа на изучение сейсмоопасных территорий, поддержка фундаментальных исследований и, что не менее важно, подготовка кадров, способных работать на стыке разных направлений – от физики очага до инженерных задач. ЛОШКАРЁВ: Будем к этому стремиться! Спасибо, Виктор Иванович, за интервью. Уверен, что оно было очень познавательным для наших читателей. Желаю Вам успеха и удачи в Вашей работе, столь необходимой для всех нас! До новых встреч! ГЕРМАН: Спасибо Вам за интерес к теме. Надеюсь, наш разговор поможет читателям лучше разобраться, что стоит за понятием сейсмической опасности и почему её оценка – не просто научная задача, а вопрос безопасности. Всего доброго!