Какие данные об Алматы держат в тайне и можно ли строить дома и метро на разломах

За последние месяцы Алматы и его жители испытали несколько землетрясений разной силы, которые вызвали очередной всплеск интереса к существующим картам разломов территории мегаполиса и вокруг него. 

Президент Казахстанской геотехнической ассоциации профессор Аскар Жусупбеков рассказал, как ведут себя разломы во время толчков, можно ли строить здания, прокладывать дороги и метро там, где проходят разломы. Учёный также прокомментировал популярные в социальных сетях теории о природе алматинских землетрясений.

– Аскар Жагпарович, что такое разлом простыми словами?

– Представьте себе разбитую тарелку с невидимыми трещинами в грунтовом массиве, которые идут в разных направлениях. Так образно можно описать Алматы и его разломы. Чтобы принимать превентивные меры, мы должны знать, как развиваются эти трещины. По тому, что мы наблюдаем, можно сказать, что разломы эти являются очень активными. Хотя и не такими активными, как в Японии.

Это связано с движением тектонических плит в регионе. Тянь-Шань относится к сравнительно молодым горным системам, которые всё ещё находятся в процессе формирования и развития. Учитывая активность разломов, необходимо готовить Алматы к сейсмическим ударам. Мы не можем бросить целый город на произвол судьбы.

– В чём заключается опасность, связанная с разломами в Алматы?

– У Алматы недостаточная геотехническая база данных. Во-первых, очень мало проведено исследований. А во-вторых, даже если какие-то данные и получены, их держат в тайне. Для исследования в 2018 году мы с коллегами посещали Институт сейсмологии в Алматы и не смогли получить необходимую нам информацию.

В Японии, например, создана ассоциация, которая собирает такие данные бесплатно. Каждая геотехническая, инженерная, инженерно-технологическая организация, которая получила информацию по грунтам, передаёт её в единый центр. И каждая строительная компания может получить доступ к этой информации. Более того, любой человек из любой точки Японии может делать это ежесекундно.

А вот в сейсмически опасном Алматы этого нет. Также в городе крайне мало сейсмологических станций. В Японии их тысячи, тогда как у нас – всего несколько десятков, и те в основном подарены японцами. Эти станции дают картину тектонических процессов, которые происходят под Алматы, и помогают делать более точные прогнозы.

Я так часто привожу в пример Японию, потому что наши японские коллеги больше беспокоятся за Алматы, чем сами казахстанцы. Они видели разрушительные последствия землетрясений своими глазами.

– Нужно ли при строительстве зданий и инфраструктурных объектов, таких как автомагистрали, системы электро- и газоснабжения, метрополитен, учитывать существующую карту разломов? Бытует мнение, что в этом нет смысла, ведь если трясёт, то трясёт сразу и везде.

 – Учёные во всём мире вам дадут утвердительный ответ на этот вопрос: учитывать разломы, их границы нужно при любом строительстве. В результате землетрясения разлом может активизироваться, увеличить амплитуду смещения или, напротив, выступить в качестве своего рода заглушки. Всё это нужно знать, и как раз для этого нам необходима хорошая геотехническая база.

Здания в любом случае воспринимают удары независимо от того, насколько правильно они спроектированы. Алматы повезло, что 4 марта произошли вертикальные удары. Если весь город как бы просел динамически интенсивно, то это имеет не такое разрушительное влияние. Если же вертикальная деформация идёт неравномерно, например левая часть Алматы проседает, а правая нет, то это опасно.

Плохи и горизонтальные подвижки. Многие здания могут не выдержать больших горизонтальных колебаний. Напряжённо-деформированное состояние грунта сильно меняется, основание начинает разрыхляться. Растяжение земной поверхности динамического характера приводит к осадке зданий, уменьшению несущей способности. Может начаться хаотическое разрушение домов, как это было недавно в Турции и Сирии.

– Опасно ли находиться в метро в момент землетрясения?

– Строительство алматинского метро осуществлялось несколькими организациями, которые, безусловно, учитывали влияние землетрясений. Ни в одном сейсмически опасном городе метро не может быть построено без учёта карты разломов.

Метро – это искусственное сооружение, но оно стало элементом массива и тоже двигается в момент землетрясения. Но, как элемент массива, делает это не так интенсивно, как здания на поверхности. Так что находиться в метро в момент ударов более безопасно, чем на поверхности.

– Почему тогда после землетрясения метро закрывают, как это произошло 4 марта?

– Во время потенциально опасных природных явлений это нормальная практика – закрывать метро, железнодорожные пути, аэропорты и другие объекты инфраструктуры, в которых находится большое скопление людей. Это делается ради безопасности населения, ведь не исключено, что какие-то повреждения в результате колебаний всё же могут возникнуть.

На текущий момент наши данные недостаточны, чтобы приблизиться к абсолютному прогнозу. Никто не может стопроцентно гарантировать, что разлом двинется в том направлении, которое мы прогнозируем, и не повредит то или иное сооружение. Мы должны как кубик Рубика знать подземную часть города. Сейчас этого нет, к сожалению.

– Если представить, что правительство, власти города и исследовательские организации объединились в едином порыве, чтобы создать геотехническую базу в кратчайшие сроки, насколько быстро это можно сделать? И что для этого потребуется?

– Честно сказать, это должно быть не экспресс-исследование. На такое изучение уходят годы и несколько миллиардов долларов. Необходимо аккумулировать финансовые ресурсы, например, от добычи газа, нефти, и направлять их на изучение сейсмики, природных катаклизмов, влияния человеческой деятельности.

Во-первых, мы должны поднять архивы и на их базе, а также на базе свежих данных строить прогнозы.

Во-вторых, нужно развивать нормативную базу по строительству новых зданий и реконструкции существующих.

В-третьих, надо растить кадры: в университетах, особенно на юге страны, преподавать предмет по сейсмостойкому строительству.

В-четвёртых, нам нужны скважины и сейсмостанции. Первые дают данные по грунтам, вторые – по сейсмике. Грунт в Алматы неоднородный, он представляет собой своего рода сэндвич из скальных образований, глины, суглинка, супеси, песка…

И, наконец, нужно вооружиться не только традиционными, но и более сложными приборами. В Алматы надо создать натуральный полигон, чтобы проводить физическое моделирование землетрясений. Здания должны подвергаться сейсмическим подвижкам не сверху, а снизу, как это делают в Японии, США, на китайском Тайване. Моделирование нужно проводить в живой, натуральной величине: с реальными балками, колоннами, фундаментом – на огромной сейсмической платформе, которая создаёт разные типы землетрясений, идентичные природным.

Если бросить усилия на эти испытания, то всё окупится. Вот что нужно делать, а не сидеть и думать: разрушится – не разрушится.

– К вопросу о скважинах. Можете прокомментировать слухи о том, что алматинские землетрясения в январе и марте спровоцировало бурение сверхглубокой скважины в Китае?

– Это суждение из сферы фантастики. Скважины необходимы для геологических и инженерных научных исследований. Благодаря бурению учёные могут глубоко изучать внутреннюю структуру Земли. В Японии пробурены целые префектуры. Так специалисты получают образцы грунта, отправляют их в лаборатории, исследуют, проводят полевые испытания, систематизируют знания в единой базе. Исходя из этого можно делать выводы о несущей способности оснований фундаментов, их поведении – и уже на основе этого проектировать здания. Ведь проектировщики не исследователи. Они опираются на данные изыскательских работ.

– Со скважинами вообще связано много домыслов. Вспомнить хотя бы Кольскую сверхглубокую. Из неё якобы доносились крики, услышав которые тысячи атеистов уверовали в Бога. Впоследствии выяснилось, что аудиозапись с адскими криками была сфабрикована. А среди алматинцев десятилетиями живёт ещё одна городская легенда: о том, что под городом находится море, в которое мы все провалимся, как только произойдёт разрушительное землетрясение…

– У нас нет геоинформационных данных. Нет плотных достоверных данных буровых скважин по глубинам. О каком море можно говорить, когда нет данных даже по грунтам?

Если мы не изучим основания фундаментов, то не сможем обеспечить полную безопасность зданий. Это будет аналог русской рулетки. Важность глубокого бурения под Алматы неоспорима. В городе много открытых площадок, где можно бурить спокойно. Сейчас по этим площадкам данных нет, так что о безопасности жителей говорить не приходится.

Необходимо бросить все усилия на создание геоинформационной базы данных с учётом сейсмики. Будем иметь богатую информацию, тогда эффект землетрясений будет более предсказуемым, а жизнь в Алматы – безопаснее.