Коротко: вероятность крупного события определяется как вероятностная оценка на основе наблюдаемой микросейсминости, геодезии, палеосейсмологии и геофизики с учётом геологической картины разлома; прогнозы несут большую неопределённость, поэтому одновременно нужны инженерно‑геологические меры и общественная подготовка. Ниже — конкретные методы и действия.
1) Полевые исследований и анализа данных (чтобы оценить вероятность крупного события)
- Сеть сейсмометров и акселерометров (поверхностные + буровые): высокая чувствительность для мелкой сейсмоактивности и слабых событий; временное развертывание до постоянного.
- Релокация и анализ микросейсминости: double‑difference релокация, кластерный анализ и миграция очагов; расчет суммарного момента за периоды.
- Магнитуда‑частотный анализ (Гутенберг–Рихтер): оценить $b$‑значение по формуле ${\log }_{10}N=a-bM$; понижение $b$ может указывать на увеличение относительного вклада больших событий.
- Определение параметров источника: фокальные механизмы, момент‑тензор, пространственное распределение очагов — для выяснения типа движения.
- Геодезия: GPS/точный нивелир и InSAR‑временные ряды для обнаружения медленного скольжения, подъёма/проседания поверхности и накопления деформации.
- Палеосейсмология (траншеи вдоль разлома, стратиграфия): датирование смещений, оценка размера прошлых разрывов и интервалов повторяемости; оценка максимального правдоподобного события (Mmax).
- Геофизика: сейсмическая томография/рефлексия, магнитотеллурика, морские/наземные геофизические профили для картирования поверхности и глубинного продолжения разлома.
- Гидрогеологический мониторинг: датчики уровня грунтовых вод, измерения химии и газовыделений (радон, CO2) — для корреляции с сейсмичностью и оценки риска фильтрации/ликвегации.
- Статистические и физические модели:
- Gutenberg–Richter и оценка M‑спектра;
- оценка Mmax по размеру разлома (Wells & Coppersmith): например для некоторых типов разлома $M\approx 5.16+1.12{\log }_{10}L$ (L — длина разрыва в км);
- оценка повторяемости через отношение смещения к скорости скольжения: $T=\frac{D_r}{S}$ (где $D_r$ — смещение за событие, $S$ — средняя скорость скольжения).
- Вероятностный сейсмический анализ (PSHA): составить каталог, декластеризовать, аппроксимировать частотность, задать Mmax и логические деревья для учёта эпистемической неопределённости; обновлять вероятности по Bayesian‑методике по мере поступления данных.
- Моделирование переноса напряжений: расчет изменений кулоновского напряжения $\Delta CFF=\Delta \tau +{\mu }^{\prime }\Delta \sigma$ для оценки, повышается ли вероятность разрыва участков разлома.
2) Инженерно‑геологические мероприятия для минимизации рисков
- Зонирование и планирование: картирование активных разломов и ограничение застройки/критических объектов в прифронтовых полосах; установить охранные отступы от трассы разлома.
- Противоликвегационные мероприятия: понижать уровень грунтовых вод (дренаж, контролируемый откач), инжектирование/укрепление грунтов (виброуплотнение, каменные колонны, глубокое дренирование, цементирование, глубокое смешивание).
- Стабилизация склонов и берегов: анкеры, габионы, дренаж, рендеринг откосов, устройство подпорных стен.
- Фундаменты и конструкции: глубокие фундаменты/пилоты через слабые слои, разнесённые фундаменты, основание на скальном массиве где возможно; сейсмостойкие решения — базовая изоляция, демпферы, усиление узлов.
- Ретрофитинг критической инфраструктуры: больницы, электростанции, мосты, резервуары воды/газовые сети — приоритетное усиление; использование гибких сочленений и запорных автоматов на коммуникациях.
- Защита от смещения по разлому: при непосредственной близости к трассе — избегать капитальных конструкций над предполагаемым разрывом; для существующих — проектные швы, усиленные ленты и т.д.
- Управление грунтовыми водами: контролируемая откачка с учётом риска осадки; устройства для фильтрации и отвода поверхностных вод.
- Контроль строительства и соблюдение норм: обновление и строгое применение сейсмостроительных норм, технические аудиты и инспекции.
3) Социальные меры и подготовка населения
- Система раннего оповещения (EEW) и локальные тревожные схемы: интеграция с сотовыми/радиоканалом, автоматические отключения газа/электричества для критических объектов.
- Информирование и обучение: карты опасности и инструкции, массовые кампании, обучение населения действиям при землетрясении и наводнении/проседании почвы.
- Учебные тревоги и тренировки служб: регулярные практические тренировки эвакуации и работы критических служб (медицина, ЖКХ, спасатели).
- Планы эвакуации и убежища: маркированные маршруты, запасы воды/медицины/инструментов в укрытиях; особое внимание уязвимым группам.
- Мониторинг и прозрачная коммуникация рисков: регулярные отчёты об изменении сейсмичности и уровнях подземных вод; избегать сенсационизма, сообщать вероятности и степень неопределённости.
- Законодательные и экономические меры: требования по страхованию, стимулирование ретрофита, запреты на рискованную застройку.
- Местные группы реагирования и волонтёры: обучение волонтёров, создание локальных аварийных штабов.
Приоритеты по времени (рекомендуемая последовательность)
- Немедленно (дни–недели): развернуть временные сейсмостанции и датчики уровня воды, оповестить население о повышенном наблюдении, обеспечить готовность служб.
- Короткий срок (недели–месяцы): анализ текущей сейсмической и геодезической информации, PSHA‑оценка с явным учётом неопределённостей; палеосейсмология для оценки Mmax.
- Средний срок (месяцы–годы): инженерно‑геологические работы по ликвегации и укреплению критических точек, ретрофитинг инфраструктуры.
- Долгий срок: планирование территории, постоянный мониторинг, повышение устойчивости сообществ.
Важное замечание: краткосрочное прогнозирование крупных землетрясений остаётся крайне неопределённым; лучше строить процессы на постоянном мониторинге, быстром анализе сигналов (изменения $b$, миграция очагов, геодезические аномалии) и на готовности реагирования и снижении уязвимости.