научная статья по теме О СИСТЕМНОМ ПОДХОДЕ В ПРОБЛЕМЕ ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ Геофизика

Текст научной статьи на тему «О СИСТЕМНОМ ПОДХОДЕ В ПРОБЛЕМЕ ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ»

УДК 550.343

О СИСТЕМНОМ ПОДХОДЕ В ПРОБЛЕМЕ ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

© 2013 г. И. Г. Киссин

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва Поступила в редакцию 14.05.2012 г.

Исследования по прогнозу землетрясений, достигшие наиболее широкого развития в последней четверти прошлого века, не привели к решению этой проблемы. В статье рассматриваются причины этого и сделан вывод о необходимости серьезной перестройки исследований и системного подхода к их дальнейшему развитию. Системный подход широко используется при решении сложных, многокомпонентных проблем. Применительно к прогнозу землетрясений он позволит выяснить слабые места исследований, определить необходимый объем наблюдений, перейти от мало обоснованных попыток прогноза к планомерному изучению всех направлений проблемы, которые служат базой для прогноза. Обсуждаются современное состояние проблемы и составляющих ее подсистем — геофизической среды и ее напряженно-деформированного состояния. Освещены вопросы, не привлекавшие до сих пор должного внимания — взаимосвязь землетрясений и путей миграции флюидов, а также достоверность предвестников и причины их несоответствия параметрам сейсмического разрыва. Сделан вывод, что состояние наблюдательных сетей, сейсмических и по геофизическим полям, не может обеспечить регистрацию признаков подготовки землетрясений и обеспечить основу для прогноза сильных землетрясений.

Б01: 10.7868/80002333713040054

ВВЕДЕНИЕ

Исследования по проблеме прогноза землетрясений с большим размахом проводились в последние десятилетия XX века и достигли наиболее широкого развития в 1980-е годы. Эти исследования в значительной степени способствовали развитию геофизики. Благодаря им были достигнуты определенные успехи в познании сейсмических процессов, изучении различных геофизических полей и их связи с землетрясениями. Однако надежды на быстрое решение задач прогноза землетрясений и его практическую реализацию не оправдались, и интерес к этим работам существенно ослабел. Появились даже сомнения в экономической целесообразности развития исследовании по прогнозу и возможности их доведения до практических результатов. На мой взгляд, эти сомнения недостаточно обоснованы, главная причина неудач заключается в том, что прогноз землетрясений оказался значительно сложнее, чем это предполагалось. Его успех невозможен без целенаправленных исследований, связанных с изучением неоднородности среды и условий развития напряженно-деформированного состояния (НДС), сейсмических деформаций разного ранга при подготовке землетрясений, а также реакций различных геофизических полей на изменения НДС. Бесспорно, прогноз необходим и будет со временем осуществлен с приемле-

мой степенью вероятности. Сильные землетрясения неизбежны, и методы их предсказания необходимы для предотвращения или снижения возможных жертв и ущерба.

Исследования в рамках проблемы прогноза землетрясений, в известной мере, развивались стихийно. В результате разделы проблемы изучены весьма неравномерно, некоторые остаются до сих пор мало освещенными, встречаются даже ошибочные рекомендации, которые не могут способствовать успешному решению проблемы. Важным недостатком многих исследований является их не вполне обоснованное, часто поспешное стремление выделить определенные аномалии в последовательности сейсмических деформаций или режиме того или иного поля в качестве предвестника близкого (по расстоянию и времени) сильного землетрясения и объявить прогноз. При этом часто игнорировались некоторые факты: подобные аномалии могут быть вызваны не только подготовкой землетрясения, но и другими процессами; реакции разных полей на подготовку землетрясения иногда отличаются по месту и времени наступления, продолжительности и интенсивности; не существует какого либо одного поля (радонового, электрического и др.), аномалии которого предпочтительны для прогноза землетрясения. Только комплексное изучение сейсмического режима и реакций различных полей с учетом осо-

бенностей их формирования может служить основанием при оценке процесса подготовки землетрясения.

Отличительной чертой проблемы прогноза землетрясений является ее многоплановость. В современной геофизике нет сколько-нибудь значимых разделов, которые находятся в стороне от рассматриваемой проблемы. К ее решению привлекаются также достижения ряда смежных наук. Исследованиям, связанным с проблемой прогноза землетрясений, посвящена весьма обширная литература, отечественная и зарубежная, в которой, однако, нет трудов с достаточно полным освещением состояния проблемы, которое, вообще, вряд ли возможно при сложившемся обилии и многосторонности ее компонентов. Таким образом, огромный объем работ и сопутствующей им информации не привели к успешному решению проблемы прогноза. На нынешнем этапе исследований следует отчетливо понимать, что прогноз землетрясений в масштабе реального времени пока не является актуальной задачей и может быть сделан лишь в исключительных случаях, после тщательной экспертизы. Эти исследования должны быть перестроены с учетом системного подхода к сейсмическим прогнозам и направлены на разработку оптимальной методики прогноза, выявление основных факторов и суммы информации, которые необходимы для прогноза сильных землетрясений с достаточной степенью вероятности. Системный подход позволит выявить ошибки в ходе прогноза и скорректировать направления исследований.

Под системным анализом обычно понимают совокупность методов и средств исследования сложных, многоуровневых и многокомпонентных систем, он предусматривает комплексное изучение, учет взаимосвязей и взаимодействий между элементами системы. В специальной литературе термины системный анализ и системный подход не имеют четкого разграничения и иногда используются как синонимы. На данном этапе исследований предпочтительнее рассматривать системный подход к проблеме прогноза землетрясений как методологический инструмент изучения всех ее компонентов. Системный подход к этой проблеме только намечается, и автор далек от мысли, что ему удастся в данной статье сформулировать все основные направления такого подхода к столь сложной проблеме.

Проблема прогноза сводится к исследованию закономерностей подготовки сейсмических процессов, сопутствующих реакций различных элементов среды и построению соответствующих средств наблюдений. Научных препятствий здесь нет, хотя придется преодолевать серьезные трудности, связанные с малой доступностью развивающихся очагов для натурных наблюдений. Эко-

номические трудности, бесспорно, будут, ибо организация наблюдений может быть весьма затратной. Однако сейсмические катастрофы последних лет с их большими жертвами и колоссальным ущербом не оставляют альтернативы. Общество будет вынуждено идти на такие затраты, тем более, что неизбежное распространение атомной энергетики усугубляет опасность сильных землетрясений.

1. ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Основные принципы системного подхода базируются на понятиях целостности (система рассматривается как единое целое и одновременно представляет собой элемент более общей системы), иерархичности строения (определенного множества элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня). Система образует целостное множество элементов в совокупности отношений и связей между ними. В руководствах по системному подходу указывается, что при реализации этого метода необходимо выявление элементов, составляющих данную систему, выяснение внутренних связей и зависимостей между элементами данной системы. При этом должно быть сформулировано представление о внутренней организации (структуре) исследуемой системы, для чего необходимо построение обобщенной модели (или моделей). Системный подход предусматривает также выявление ресурсов, требующихся для функционирования системы и решения системой той или иной проблемы. При системном подходе практикуется не только использование строгих формализованных методов и процедур, но также допускаются суждения, основанные на личном опыте и интуиции. Это особенно важно для геологических наук, в которых качественные методы преобладают.

Системный подход широко используется в различных отраслях знаний, в процессе планирования, при выработке и принятии управленческих решений. Создателем системной концепции обычно считают австрийского ученого Л. Берта-ланфи, который разработал ее в середине прошлого века. Начиная с 1960-х гг. системные исследования разворачиваются в нашей стране (см., например, [Блауберг и др., 1970]). По образному выражению В.Н. Садовского [1974], системный анализ можно рассматривать как "формализованный здравый смысл", в котором качественные методы могут быть подкреплены математическими моделями. К настоящему времени методы системного анализа разработаны достаточно детально, им посвящена обширная литература как в

общем плане, так и применительно к различным направлениям [Антонов, 2004; и др.].

В геологических исследованиях последних десятилетий системный подход находит широкое отражение в трудах А.Н. Дмитриевского [1993; 2008]. Им разработаны методы системных исследований в литологии и нефтегазовой геологии. Системный подход в геологии позволяет правильно ориентировать весь ход исследований и последовательно приближаться к более полному познанию сложных объектов. В 1983, 1986 и 1989 гг. проведены три научных конференции "Системный подход в геологии".

В геофизических исследованиях системный подход не получил пока широкого распространения. Это относится и к одному из наиболее сложных разделов геофизики — прогнозу землетрясений, хотя в некоторых работах (например, [Сидорин, 1992; Соболев, 1993]) такой подход прослеживается применительно к тем или иным компонентам проблемы прогноза. Эта проблема по сути своей многодисциплинарна, однако, часто авторы склонны к изложению результатов исследования только в своей области, близкой к их специализации. Проблема включает не только разные разделы геофизики, но и такие направления науки, как тектоника, петрология, теория прочности и разрушения материалов и другие

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком