За останній рік на Полтавщині сталося чотири землетруси — 14 січня, 27 травня, 8 червня, 23 липня минулого року. Й цьогорічна весна розпочалася із земних поштовхів — 1 березня епіцентр землетрусу зафіксували поблизу Решетилівки. Чому у Полтавській області почастішали землетруси, чи можна завчасно знати де станеться землетрус та яка роль людини у його виникненні ми розпитали Антона Кушніра, доктора геологічних наук, провідного наукового співробітника, старшого дослідника Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна Національної академії наук України.
Антон Кушнір, провідний науковий співробітник Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, доктор геологічних наук, старший дослідникФото: Фото надав Антон Кушнір
Полтавщина не належить до регіонів, які потерпають від сильних землетрусів
— Власне чому почастішали випадки землетрусів і чому саме на Полтавщині?
— Переважна більшість території України знаходиться в границях Українського щита та Дніпровсько-Донецької западини Східноєвропейської платформи, яка загалом є стабільним у сейсмічному відношенні регіоном. Попри це, тут постійно відбуваються слабкі землетруси, які у переважній більшості можливо відчути лише інструментально. Такі землетруси пов’язуються з внутрішньоплитовими процесами та антропогенним навантаженням і меншою мірою — тектонікою літосферних плит. Нині більшість землетрусів такого типу фіксується у районі Кривого Рогу і на північ від Харківщини та Сумщини в надрах Воронезького кристалічного масиву.
Тектонічна структура території України
Тому не можна стверджувати про значне підвищення кількості землетрусів саме в надрах Дніпровсько-Донецької западини та зокрема на Полтавщині. Ми можемо говорити про розвиток сейсмологічної мережі як в Україні, так і закордоном, про зростання чутливості сейсмометрів які можуть фіксувати все слабкіші землетруси та загальною доступністю до сейсмологічної інформації, що формує враження про зростання сейсмічних подій. На мою думку, це залишки сплеску суспільного інтересу до можливої раптової загрози землетрусу, зокрема після подій 2023 року у Туреччині та Японії 2011 року, коли землетрус спричинив багато людських жертв та руйнувань.
— Землетруси, які ставалися на Полтавщині, були невеликою магнітудою. Чи можуть вони бути передвісником більш масштабного землетрусу?
— Кожен геологічний регіон планети й власне надра території України мають свою унікальну будову притаманну лише їм. Тому як генерація, так і сила сейсмічних подій характерна виключно для кожного регіону своя. Вогнища землетрусів Східноєвропейської платформи виявлені практично повсюдно, сягають магнітуди 3,0÷4,0 подекуди 5,0÷5.8. Магнітуда землетрусу це умовна величина, що характеризує кількість енергії, яка виділилася у вогнищі землетрусу. У магнітуди немає верхньої межі. Вона порівнюється із землетрусами, які вже відбулися (на сьогодні максимальна магнітуда зареєстрована від Чилійського землетрусу 1960 року — її значення сягало 9,5).
На території України в границях стабільних структур Українського щита, Волино-Подільської плити та Дніпровсько-Донецької западини відомі землетруси з великим розкидом М від 2,0÷3,0 та в окремих випадках до 4,0÷5,0. Так званих внутрішньоплитових землетрусів дуже мало, приблизно 6% від відомих нам. Вони виникають через те, що не вся енергія реалізується всередині сейсмічних поясів. Частина її передається в тіло платформи, концентрується на неоднорідностях будови земної кори та реалізується в формі локальних землетрусів.
Так, територія Дніпровсько-Донецької западини досить добре досліджена різними геофізичними методами у тому числі сейсмологічними. В надрах регіону знаходиться унікальна Кіровоградська аномалія електропровідності, що поширюється від узбережжя Чорного моря під Дніпровсько-Донецькою западиною аж до Ладоги, Волино-Оршанський плюм та велика кількість розломів різного порядку, всі ці неоднорідності у комплексі забезпечують накопичення та реалізацію слабких сейсмічних подій, що були та будуть зареєстровані. Тому говорити про власну значну сейсмічність Полтавщини не доводиться.
Вплив видобутку нафти та газу на сейсмічність мінімальний
— Чи впливають розробки родовищ на випадки землетрусів? Наприклад, чи можна пов’язати те, що Полтавщина багата на нафту і газ і тут працюють промисли. Чи може, наприклад, буріння порушувати цілісність надр і таким чином провокувати землетруси?
— Відомо, що регіони, де ведеться видобуток вуглеводнів (Дніпровсько-Донецька западина, Закарпатський прогин, Причорноморська низовина з чорноморським шельфом та північною частиною Українського Криму, а також Добруджа), часто супроводжуються землетрусами. На думку науковців, тут панівний вплив на гірські породи несуть гарячі флюїдні потоки, які виникають у верхніх шарах земної мантії та завдяки конвекції підіймаються до поверхні земної кори. Флюїди — це речовини найпростіших елементів, які мігрують з мантії землі: водень, вуглець та багато інших. Флюїди відіграють важливу роль у тектоніці плит та формуванні родовищ корисних копалин, у тому числі вуглеводневих. Зокрема, вони можуть бути одним з тригерних ефектів виникнення землетрусу. Тому що, це своєрідне мастило у площині сколів та тріщин гірських порід, яке з’являється у місцях взаємодії плит в тілі тектонічного розлому. Змінюючи властивості середовища та збільшуючи величину внутрішнього тиску, флюїди сприяють утворенню осередку майбутнього землетрусу, який під дією тектонічних напружень чи антропогенного впливу (розробка родовищ вуглеводнів), досягши критичного стану, релаксує у вигляді землетрусу.
Тому одним із видів землетрусів є антропогенні, тобто спровоковані діяльністю людини. Їхня причина — так звана наведена сейсмічність. Тобто розробка родовищ може опосередковано впливати на сейсмічну активність, але лише за сприятливих геологічних умов. Прикладів таких землетрусів в Україні досить багато — наприклад, у районі Новодністровська де після зведення ГЕС у 1984 році почали реєструвати підземні поштовхи магнітудою близько 2, а вже після зведення ГАЕС кількість землетрусів збільшилась. Тут сейсмічні події викликані раптовою зміною рівня води у басейні водосховища. Така ситуація не спостерігається в інших водосховищах, бо вони не перебувають у зоні сейсмічної активності.
Ще одним яскравим прикладом наведеної сейсмічності є багаторічна розробка Криворізького залізорудного басейну. Тут видобуток ведеться не лише кар'єрним, але і шахтним способом з переміщенням великого об’єму гірських порід, що призводить до змін у напружено-деформаційному стані навколишнього середовища та провокує виникнення землетрусів з магнітудою понад 3 вздовж найближчих геологічних розломів.
Саме цей регіон є найбільш небезпечним з точки зору власної сейсмічності, тому як більшість шахт знаходяться під містом Кривий Ріг, де можуть виникати провалля та безпосередній вплив на будівлі. Подібна ситуація спостерігається і в районі Донбасу та Дніпровсько-Донецької западини де велися розробки вугільних шахт, прикладом таких подій є Новодаріївський землетрус, що стався 11 травня 2004 року та Ровеньківський 19 квітня 2006 року з інтенсивністю струшувань до 6 балів. Тут навіть фіксувались незначні пошкодження будинків.
Інтенсивність землетрусу вимірюють за допомогою спеціальної шкали. В Україні використовується шкала MSK-64, верхня межа якої становить 12 балів.
Не існує технологій, які б дозволили точно передбачити час, місце та силу землетрусу
— Яка магнітуда вже є небезпечною для будинків?
— Найбільший вплив на територію України спричиняє одна з найбільш небезпечних сейсмічних зон — зона Вранча, що розташована у Румунії. Землетруси, зокрема й руйнівні, які спостерігаються у цій зоні, відбуваються на глибині до 40–180 км, з максимальними магнітудами 7,4–7,5, коливання від яких відчуваються на території України.
Фото: Вікіпедія
Як це було у 1940, 1977, 1986 і 1990 роках. Карти сейсмічного районування для нашої країни складаються насамперед з огляду на потенційний вплив землетрусів саме зони Вранча. Інтенсивність струшування від таких землетрусів в самій зоні Вранча може сягати 11 балів, що є руйнівним, але для території України теоретично ці значення будуть менші: на півдні — 7 балів (район Одещини), на півночі — 5 балів (Полтавщина). Такі події рідкісні, але можуть завдати руйнування, особливо для старого житлового фонду.
Карта сейсмічного районування УкраїниФото: Карти України
На сьогодні для території України як і для інших держав існують спеціалізовані норми будівництва де на основі геолого-геофізичних вишукувань і апаратурних записів сейсмічних подій будуються розрахункові акселерограми. Для України акселерограми орієнтуються на зону Вранча і враховують максимально ймовірний землетрус і його можливий вплив на будівельний майданчик в Україні. Виходячи з результатів моделювання проєктується будинок зі своїми особливими властивостями. Усі норми будівництва обов’язково затверджують сейсмологи. Якщо їх дотримуються, вплив землетрусу на будинок буде мінімальним і руйнівних наслідків не буде.
— Чи є в Україні прилади, які можуть прогнозувати землетруси?
— На даному етапі розвитку наукової думки неможливо сказати, коли буде землетрус і якої він буде сили. Немає таких технологій, які б дозволили помітити ознаки землетрусу, що наближається та головне спрогнозувати виокремлену сейсмічну подію в часі. Землетрус як факт, що відбувся завжди є несподіванкою для людини. Землетруси відбуваються з певною періодичністю, і це пов’язано з тим, що під час кожного землетрусу вивільняється сейсмічна енергія і починається її нове накопичення. Та коли настане цей час — інструментально визначити неможливо. Нині у сейсмології використовуються статистичні прогнози, що засновані на спостереженнях за частотою землетрусів у певній сейсмічній зоні та ймовірнісних припущеннях коли відбудеться наступна сейсмічна подія. Такі прогнози тим точніші, чим довше люди спостерігають за певною сейсмічною зоною окремого геологічного регіону.
