Землетрясение 1906 г. в Сан-Франциско

18 апреля 1906 г. В Калифорнии раннее утро. У пролива Зо­лотые Ворота тихо дремлет Сан-Франциско, город с 400-ты­сячным населением. Построенный в несколько приемов в пе­риоды экономического бума, случавшиеся в течение прошлого столетия, город представлял собой смесь старых и новых зданий, возведенных без какого-либо учета возможных стихийных бед­ствий. В центре уже там и сям поднялись высокие башни со стальными каркасами*), но преобладали все-таки старые дере­вянные и кирпичные (без арматуры) дома, которые тянулись вдоль узких улиц и неогороженных пустырей. Теснились дома и вокруг верфей, на бывших болотах, которые так долго служили свалкой мусора, что совершенно высохли. Дальше от залива рас­полагались двух- и трехэтажные деревянные дома в викториан­ском стиле, более элегантные, но столь же сильно подверженные пожарам.

В 5 ч 12 мин с треском порвался блок горных пород, вытя­нутый вдоль разлома Сан-Андреас в нескольких километрах от Золотых Ворот. Трещина быстро распространилась вдоль разло­ма па юг и на север. По мере разрушения блока сейсмические

волны расходились через тело Земли во все стороны, сотрясая обширные пространства Калифорнии и Невады.

Профессор Александр Мак-Эйди, глава Сан-Францисского бюро погоды, позже написал:

«Я привык оставлять около себя на ночь часы, записную книжку, открытую на нужной странице, карандаш и карманный фонарь. Они лежат у меня всегда в одном и том же порядке: фонарь, часы, книжка и карандаш. Я записал в книж­ке: «Сильные колебания продолжались 40 секунд». Помню, что проснувшись, я заметил положение минутной стрелки-как раз перед самыми мощными толчками».

Хладнокровные отчеты такого типа, даваемые надежными очевидцами, столь же важны, сколь редки. Много ли людей, жи­вущих в сейсмических активных районах, делают, ложась спать, такие же приготовления, какие описаны Мак-Эйди? Однако, как доказал тот же Мак-Эйди, сохранять ясность мысли можно и во время сильного землетрясения. Он был достаточно спокоен, чтобы провести простое научное наблюдение, позволившее уста­новить важную характеристику этого катастрофического земле­трясения-длительность сильных колебаний.

Длинный отрезок разлома Сан-Андреас (рис. 1 и 2), вдоль ко­торого в тот день произошло вспарывание горных пород, позд­нее был закартирован геологами, установившими, что он протя­гивается на 430 км примерно от мыса Мендосино в графстве Гумбольдт до Сан-Хуан-Баутиста в графстве Сан-Бенито *). Сме­щение по разлому было в основном горизонтальным и в граф­стве Марин (к северу от Сан-Франциско) достигало 6 м, причем западная сторона разлома двигалась на северо-запад относитель­но восточной. Наблюдавшееся максимальное вертикальное сме­щение вкрест разлома было меньше метра. На небольшом рас­стоянии к югу от Сан-Хуан-Баутиста смещение по разлому постепенно уменьшилось до нескольких сантиметров и затем полностью затухло.

Общая площадь, подвергшаяся существенному воздействию землетрясения, была удивительно мала для сейсмического собы­тия такой большой энергии. Когда составили карту силы сотря­сений, стало ясно, что зона интенсивных колебаний грунта имеет вытянутую форму, небольшую ширину и располагается па­раллельно разлому Сан-Андреас. Места наиболее крупных разру­шений (так называемая плейстосейстовая область) ограничива­лись в основном несколькими десятками километров от линии разлома. На севере землетрясение ощущалось вплоть до Орего­на, на юге-до Лос-Анджелеса, на общем протяжении в 1170 км. Как правило, в восточном направлении интенсивность сотрясе­ний заметно замирала; самой восточной точкой, где, согласно полученным сообщениям, ощущалось землетрясение, был горо­док Уиннемака в штате Невада, лежащий в 540 км от разлома Сан-Андреас. В целом ошутимые колебания охватили площадь порядка 1 млн. км2. Это гораздо меньше, чем, например, при Нью-Мадридском землетрясении 7 февраля 1812 г. с эпицентром в штате Миссури или при сильнейшем землетрясении 1 ноября 1755 г., центр которого располагался в Атлантическом океане у берегов Португалии (400 млн. км2). После землетрясения 1906 г. в течение нескольких месяцев из Калифорнии сообщали о сильных афтершоках **).

Ограниченные размеры плейстосейстовой области при таком крупном вспарывании разлома в какой-то мере обнадеживают тех калифорнийцев, которые живут не очень близко к активной зоне разлома Сан-Андреас. Вероятно, это связано с небольшой глубиной подвижки (по предположению около 10 км) и сильным затуханием сейсмических волн в Калифорнии. Однако отмечен ряд аномальных участков повышенной интенсивности сотрясе­ний, что необходимо учитывать при проектировании и строи­тельстве любых зданий и сооружений. Например, серьезные раз­рушения имелись в городке Лос-Банос, в 30 км к востоку от разлома Сан-Андреас, а также у южного конца залива Сан-Фран­циско (включая современный город Сан-Хосе), где поверх­ностный грунт представляет собой аллювий, т.е. современные речные отложения. Но в городах на восточном берегу залива Сан-Франциско, например в Беркли, расположенном в 25 км к востоку от разлома Сан-Андреас, разрушения были небольшими. Точно так же в Сакраменто, административном центре штата Ка­лифорния, в 120 км к востоку от разрыва, не было замечено значи­тельных повреждений, даже в конструкции купола местного Капи­толия*). (Один из местных жителей, Дж.А. Марп/алл, позднее воспоминал: «Я проснулся, услышав слова моей жены, что, по ее мнению, происходит землетрясение. Мы встали, осмотрелись и удостоверились, что это действительно так».)

В общей сложности погибло около 700 человек. В Сан-Фран­циско было зарегистрировано 315 смертных случаев. Однако трудно оценить, какая доля разрушений связана с самим земле­трясением, так как почти сразу же начался огромный пожар, буй­ствовавший трое суток (рис. 3). Несомненно, что пожар произвел значительно больший ущерб-возможно, в 10 раз больший,— чем сейсмические колебания.

Внезапное возникновение крупного разрыва в горных поро­дах, такого как разрыв 1906 г., в настоящее время надежно пред­сказать еще невозможно. Тем не менее, поскольку разлом Сан-Андреас находится в тектонически активном районе (на границе между Северо-Американской и Тихоокеанской плитами) и прямые геодезические наблюдения показывают, что вдоль это­го разлома в наши дни нарастает деформация, мы можем с уве­ренностью предсказать, что когда-нибудь на этом разломе про­изойдет еще одно сильнейшее землетрясение. Люди часто спрашивают: «Что же будет, когда оно возникнет?»

Для начала сравним нынешние условия с теми, которые суще­ствовали в 1906 г. За время, прошедшее после 1906 г., население Калифорнии выросло и освоило новые территории: в одном только районе залива Сан-Франциско оно увеличилось приблизи­тельно с 800 тысяч до более 2 миллионов человек. Построены дома новых и разных архитектурных стилей. В 1906 г. не было крупных инженерных сооружений и чрезвычайно важных «дорог жизни», таких как мост «Золотые Ворота» и другие мосты через залив, не было скоростной транспортной магистрали (BART) с ее проложенным под заливом тоннелем. Мы знаем, что большого числа убитых и раненых не избежать. К счастью, большинство калифорнийцев живут сейчас в домах с деревянным каркасом, доказавших свою способность противостоять землетрясениям. Таким образом, если землетрясение разразится, когда семьи бу­дут находиться дома, жертв будет относительно меньше, чем в 1906 г.,-возможно, всего лишь около тысячи человек. Если же оно произойдет в рабочее время, когда транспорт на магистра­лях и в центре города будет перегружен, жертв будет значитель­но больше,-может быть, больше 5 тысяч. (Некоторые исследова­ния предсказывают еще большее число жертв, но такие оценки очень неопределенны, и едва ли их можно считать объективны­ми.)

Кроме того, в условиях высоко индустриализованного обще­ства экономический ущерб от сильного землетрясения, вызываю­щего повреждение зданий и других сооружений на обширной площади, поистине огромен (см. приложение Б). Даже если сами здания страдают не очень сильно, их внутренние стены, армату­ра, рабочие помещения, электрическое и механическое оборудо­вание, водопровод и канализация часто ломаются и выходят из строя на много дней, что приводит к большим потерям капи­тальных вложений и производимой продукции.

Однако у жителей Калифорнии все-таки есть основания для оптимизма, так как, хотя многое еще предстоит сделать, требо­вания к строительству с годами усилились, особенно после зе­млетрясений в Лонг-Биче (в 1933 г.) и Сан-Фернандо (в 1971 г.). Оба землетрясения произошли в южной Калифорнии. Практика строительства и разработка сейсмостойких конструкций были су­щественно усовершенствованы, особенно для школ, больниц, транспортных эстакад и большинства крупных сооружений. Этот прогресс (составляющий резкий контраст с положением, сло­жившимся во многих других районах земного шара) очень ва­жен, так как изучение ущерба, производимого землетрясениями, ясно показало, что катастрофически большое число убитых и ра­неных вызывается не самими сотрясениями, а обрушением зда­ний, которые не могут противостоять даже небольшим колеба­ниям грунта.