Ученые из Дальневосточного геологического института ДВО РАН (Владивосток) разработали математическую модель, которая позволит рассчитать предполагаемое инерционное ускорение грунта. При ее создании авторы использовали базу данных всех землетрясений, произошедших на Сахалине с 2006 года по 2022 год. При этом в рассмотрение включили как объективные показатели, например магнитуду (энергию в очаге землетрясения), так и субъективные — авторы опросили 600 местных жителей, чувствовали ли они толчки в определенный день. Такой опрос позволил собрать данные в тех местах, в которых нет приборов, высчитывающих ускорение. Кроме того, модель учитывала тип земной коры и грунта в местах проведения исследования.
Модель затухания толчков использует два основных показателя — геометрическое расхождение и характеристику сброшенного напряжения. Первый определяет, как распространяются сейсмические волны в пространстве. Также учитывается тип грунта: насколько сильно в нем затухают или усиливаются сейсмические ускорения, настолько слабее или сильнее могут быть воздействия на здание. Грунты делятся на три категории в зависимости от их состава и плотности. На Сахалине в месте проведения исследования грунты относятся к средней (второй) категории. В горах, на скалистых грунтах (первая категория) толчок ощущается чуть слабее, а в пустынях, на песках (третья категория) — сильнее.
Второй показатель — сброшенное напряжение — зависит от того, активная или стабильная земная кора в этом месте, насколько сильное напряжение скопилось при движении плит. Там, где нет активного движения плит, земная кора стойкая, и показатель сброшенного напряжения выше, так как плиты двигались медленно, и напряжение между ними скапливалось сотни и тысячи лет. Так как модель учитывает все виды грунта и все типы сейсмической активности, она может применяться для любого региона.
На основании вышеописанных показателей модель вычисляет ускорение грунта и определяет, насколько сильно будут ощущаться толчки в той или иной местности и землетрясения какой силы приведут к разрушению зданий. В результате можно создавать карты сейсмической опасности территорий, которые применяются при строительстве зданий. Кроме того, с помощью модели можно построить карту сотрясаемости. Ориентируясь на нее, МЧС понимает, в каком районе землетрясение, вероятно, вызвало максимальное воздействие и где колебания были сильнее всего.
«Мы надеемся, что наша модель станет основной для нормирования сейсмических воздействий в строительной отрасли России. В дальнейшем мы будем развивать базу данных и дорабатывать математические модели, чтобы их оценки были более точными и не подверженными разбросу. В наших ближайших планах — создание новой магнитудной шкалы для оперативного определения энергии землетрясения, поскольку существующие шкалы требуют длительного накопления данных и часто недооценивают силу крупных землетрясений», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Алексей Коновалов, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории лавинных и селевых процессов Дальневосточного геологического института РАН.
