Землі притаманна одна сумна властивість: вона часом йде з-під ніг, і не завжди це пов'язано з результатами бадьорої вечірки в дружньому колі. Від струсів ґрунту постає дибки асфальт, руйнуються будинки. Та що там будинки? - катастрофічні землетруси можуть здимати або руйнувати гори, осушувати озера, розгортати річки. Жителям будинків, гір і узбережжя в таких ситуаціях залишається тільки одне: намагатися вціліти, наскільки це виявиться можливим.
Люди стикалися з буйством земної тверді приблизно з тих часів, коли спустилися на цю твердь з дерев. Мабуть, до початку людської епохи відносяться і перші спроби пояснити природу землетрусів, в яких рясно фігурують підземні боги, демони та інші псевдоніми тектонічних рухів. У міру того як наші предки обзаводилися постійним житлом з укріпленнями і курниками, втрат від струсів ґрунту під ними ставав більше, а бажання задобрити Вулкана або хоча б передбачити його немилість - сильніше.
Втім, різні країни в давнину стрясалися різними сутностями. Японська версія відводить провідну роль гігантським сомам, які живуть під землею. У березні 2011 року чергове риб'яче буйство призвело до сильного землетрусу і цунамі.
Схема поширення цунамі в акваторії Тихого океану. На картині кольором показана висота хвиль, що розходяться в різні боки, породжених землетрусом поблизу Японії. Нагадаємо, що підземний поштовх 11 березня обрушив на узбережжя Японії хвилю цунамі, що призвела до загибелі щонайменше 20 тисяч осіб, великих руйнувань і перетворення слова «Фукусіма» на синонім Чорнобиля. Реагування на цунамі вимагає великої оперативності. Швидкість океанських хвиль вимірюється кілометрами на годину, а сейсмічних - кілометрами на секунду. За рахунок цього виникає запас часу в 10-15 хвилин, за які потрібно сповістити жителів території, що загрожує.
Нестійка твердь
Земна кора знаходиться в дуже повільному, але безперервному русі. Величезні блоки напирають один на одного і деформуються. Коли напруги перевищують межу міцності, деформація стає неупругою - земна твердь ламається, а пласти зміщуються вздовж розлому з упругою віддачею. Вперше цю теорію запропонував майже сто років тому американський геофізик Гаррі Рейд, який вивчав землетрус 1906 року, що майже повністю зруйнував Сан-Франциско. Відтоді вченими було запропоновано безліч теорій, які по-різному деталізують перебіг подій, але першооснова залишилася в загальних рисах тієї ж.
Глибина моря мінлива. Приходу цунамі часто передує відступ води від берега. Пружність деформації земної кори, що передують землетрусу, залишають воду на місці, але глибина дна відносно рівня моря при цьому часто змінюється. Моніторинг морської глибини здійснюється мережею спеціальних приладів - мареографів, встановлених як на березі, так і на відстані від берега.
Різноманіття версій, на жаль, не збільшує обсяг знань. Відомо, що осередок (по-науковому - гіпоцентр) землетрусу являє собою протяжну область, в якій і відбувається руйнування гірських порід з виділенням енергії. Її обсяги прямо пов'язані з розмірами гіпоцентру - чим він більший, тим струси сильніші. Осередки руйнівних землетрусів простягаються на десятки і сотні кілометрів. Так, осередок Камчатського землетрусу 1952 року мав довжину близько 500 км, а Суматранського, що викликав у грудні 2004 року найстрашніше в сучасній історії цунамі, - не менше 1300 км.
Розміри гіпоцентру залежать не тільки від накопичених у ньому напружень, а й від фізичної міцності гірських порід. Кожен окремий пласт, що опинився в зоні руйнування, може як тріснути, збільшуючи масштаб події, так і встояти. Кінцевий результат в результаті виявляється залежним від безлічі невидимих з поверхні факторів.
Тектоніка в картинках. Зіткнення літосферних плин призводить до їх деформації і накопичення напружень.
Сейсмічний клімат
Сейсмічне районування території дозволяє передбачити силу можливих у цьому місці підземних поштовхів, нехай навіть і без зазначення точних місця і часу. Отриману карту можна порівняти з кліматичною, ось тільки замість атмосферного клімату на ній відображений сейсмічний - оцінка можливої в даному місці сили землетрусу.
Вихідною інформацією служать дані про сейсмічну активність у минулому. На жаль, історія інструментальних спостережень за сейсмічними процесами налічує трохи більше ста років, а в багатьох регіонах - того менше. Деяку допомогу може надати збір даних з історичних джерел: описів навіть античних авторів зазвичай достатньо, щоб визначити бальність землетрусу, оскільки відповідні шкали побудовані на основі побутових наслідків - руйнування будівель, реакції людей і т. п. Але і цього, звичайно, недостатньо - людство ще занадто молоде. Якщо в якомусь регіоні за останні пару тисяч років не було десятибального землетрусу, це ще не означає, що він не відбудеться там наступного року. Поки мова йде про пересічне малоповерхове будівництво, з ризиком такого рівня можна миритися, але розміщення АЕС, нафтопроводів та інших потенційно небезпечних об'єктів вимагає явно більшої точності.
Проблема виявляється вирішуваною, якщо від окремих землетрусів перейти до розгляду потоку сейсмічних подій, що характеризується певними закономірностями, в тому числі щільністю і повторюваністю. У цьому випадку можна встановити залежність періодичності землетрусів від їх сили. Чим слабші землетруси, тим більша їх кількість. Ця залежність піддається аналізу математичними методами, і, встановивши її для якогось проміжку часу, нехай невеликого, але забезпеченого інструментальними спостереженнями, можна з достатньою надійністю екстраполювати хід подій через сотні і навіть тисячі років. Ймовірнісний підхід дозволяє накладати прийнятні за точністю обмеження на масштаби майбутніх катастроф.