Литосферные плиты не сохраняют неподвижность. Они дрейфуют по вязкой поверхности магмы, как льдины по водам Северного Ледовитого океана. Средняя скорость их движения – несколько сантиметров в год. В случае нормального размеренного протекания процесса, требуются многие столетия, чтобы это движение могло быть замечено человеком, но за миллионы лет дрейф литосферных плит полностью меняет очертания материков и океанов.

 

Увы, сдвиги в земной коре далеко не всегда проходят гладко, иногда это происходит рывками, и тогда целые области могут быть разрушены землетрясениями. Причина катастроф – в разнице направлений движения плит. Их перемещение по Земному шару подвержено тем же закономерностям, что и перемещение пенок на поверхности слабо кипящего молока или супа.  Там, где плиты двигались навстречу друг другу и столкнулись, произошло смещение земной коры, и возникли грандиозные горные системы: Альпы, Кавказ, Памир, Гималаи. Но существует и другие типы стыков литосферных плит, среди которых особое место занимает так называемый разлом Сан-Андреас (Святого Андрея), протянувшийся вдоль побережья Калифорнии в направлении с юго-востока на северо-запад.

Карта разлома Сан-Андреас, показывающая относительное движение плит
Карта разлома Сан-Андреас,
показывающая относительное движение плит

Разлом Сан-Андреас имеет вид узкого оврага или каньона, который тянется на 1300 км по суше и уходит под воду близ Сан-Франциско. Это не что иное, как граница Североамериканской и Тихоокеанской литосферных плит, трещина в земной коре, глубиной около 16 км. Плиты здесь не устремляются друг другу навстречу и не расходятся, а заходят одна под другую и движутся параллельно в противоположных направлениях со скоростью 3 – 4 см в год. В некоторых местах разлом почти незаметен и его пересекают дороги, которые, однако, приходится чинить куда чаще обычного. Асфальтовое покрытие постоянно взламывается, и порой движение земной коры можно увидеть весьма наглядно, по смещению дорожной разметки. Ещё ярче иллюстрирует процесс дрейфа литосферных плит один очень любопытный природный памятник, в настоящее время известный под названием Pinnacles National Monument. Он представляет собой половинку вулкана, возникшего на разломе приблизительно 23 миллиона лет назад. Когда земля сдвинулась, вулкан был аккуратно разрезан пополам. За время, прошедшее с того примечательного события, половинки разъехались на весьма значительное расстояние.  Скалы, когда-то составлявшие единое целое с живописными утёсами Pinnacles National Monument, можно увидеть в 314 км от этого популярного туристического объекта близ небольшого городка Ланкастер.

Pinnacles National Park
Pinnacles National Park

К сожалению, разломы в земной коре — это не только красиво и интересно, но и очень опасно, так как смещение протекает по-разному на разных участках. Там, где конфигурация местности позволяет, движение идёт плавно, и лишь чувствительные сейсмические приборы фиксируют микротолчки. Это доставляет только мелкие неудобства, вроде необходимости постоянно ремонтировать дороги. Но существуют так называемые «замковые зоны», где неровные края плит, цепляясь друг за друга, препятствуют движению. В этих зонах накапливается потенциальная энергия упругой деформации горных пород, которая рано или поздно должна высвободиться. Для наглядности, представьте себе двух людей, держащихся за противоположные концы резинового шнура. Люди начинают расходиться в разные стороны. Сначала шнур постепенно удлиняется, но затем он натягивается до предела, а люди продолжают тянуть. Какое-то время расстояние между ними не увеличивается, потом шнур, не выдержав напряжения, лопается, и державшие его разлетаются в противоположных направлениях с такой скоростью, что часто не могут устоять на ногах.

Аэроснимок разлома Сан-Андреас
Аэроснимок разлома Сан-Андреас

Нечто подобное произошло с Североамериканской и Тихоокеанской литосфеными плитами в среду, 18 апреля 1906 г в 5 часов 15 минут утра. Тогда две половинки штата Калифорния за секунду переместились одна относительно другой на 7 м. Последствия были ужасны.  Сан-Франциско лежал в руинах, 3 тысячи человек погибли, 300 тысяч остались без крова. 

 

Один из самых знаменитых уроженцев этого города — Джек Лондон по свежим следам составил репортаж о катастрофе. Когда началось землетрясение, писатель находился в 40 милях от Сан-Франциско в своём загородном имении в долине Глэн Эллен, куда подземные толчки не докатились. Получив известие о бедствии, он и его жена немедленно оседлали лошадей и направились к ближайшей железнодорожной станции, чтобы как можно скорее попасть к месту событий. С вершины одного из многочисленных калифорнийских холмов  мистер и миссис Лондон увидели гигантский столб дыма там, где должен был быть город.

 «Ущерб от разрушенных землетрясением в Сан-Франциско стен и печных труб, составил сотни тысяч долларов, но последовавший затем пожар уничтожил имущество стоимостью в сотни миллионов» - такими словами знаменитый писатель начал свой репортаж.

Действительно, хотя землетрясение было исключительной разрушительной силы (более 8 баллов по девятибалльной шкале), и меньше чем за минуту унесло жизни восьмисот человек, главное бедствие началось после того, как толчки прекратились. Пожар возник в рабочих кварталах, жители которого, ранним утром собираясь на работу, готовили завтрак. Их дома рухнули, огонь из кухонных плит вырвался на свободу и быстро распространился по городу. Между тем, в полуразрушенном Сан-Франциско не работала ни телефонная, ни телеграфная связь, а главное – полностью вышла из строя система водоснабжения. В охваченном пламенем громадном городе не было воды.

 «Все хитроумные городские приспособления двадцатого века были сметены землетрясением», - писал Джек Лондон.

Сан-Франциско после землетрясения 1906 года
Сан-Франциско после землетрясения 1906 года

Определённую роль сыграло и то, что начальник пожарной безопасности города погиб в первые минуты бедствия. Всё же жители Сан-Франциско пытались сопротивляться огненной стихии. Кое-где с пожаром боролись при помощи... динамита. На окраинах уцелевших после подземных толчков кварталов дома взрывали, чтобы предотвратить распространение пламени. Обитатели Телеграфного Холма, одного из самых фешенебельных районов города, пробовали остановить бедствие, выливая в огонь содержимое своих винных погребов. Но всё было тщетно, стоило остановить пожар на одном участке, пламя тут же начинало подбираться с другой стороны.

 «В первый же час после землетрясения дымный столб, подобный  башне, можно было видеть над горящим Сан-Франциско за сотню миль. Три дня и три ночи эта зловещая башня маячила в небе, делая солнце кровавым, затмевая дневной свет, наполняя землю дымом», - рассказывал Лондон.

Эти три дня, проведённые в пылающем городе, глубоко потрясли писателя. Его жена Чармиан позже рассказывала о том, как муж говорил ей, что никогда не сможет об этом написать. Однако, в конце концов он согласился сделать репортаж для нью-йоркского еженедельника. Статья Джека Лондона была напечатана 5 мая 1906 г. В первом абзаце говорилось:

«Сан-Франциско больше нет. Ничего не осталось от него, кроме воспоминаний да жалкой кромки жилых домов на окраинах. Его промышленность стёрта с лица земли. Его деловые районы стёрты с лица земли. Его общественные здания и особняки стёрты с лица земли. Фабрики и казармы, большие магазины и газетные офисы, отели и дворцы набобов, всё исчезло. Лишь узкая кромка жилых домов на окраинах осталась от того, что когда-то было Сан-Франциско».

Во время пожара возникшего после землетрясения, солдаты армии США занимаются мародёрством — разбирая коробки обувного магазина.
Во время пожара возникшего после землетрясения,
солдаты армии США занимаются мародёрством — разбирая коробки обувного магазина

Далее шёл рассказ об отчаянной, но бесплодной борьбе с надвигающейся стеной огня, о едва просвечивающем сквозь сизую дымную пелену кроваво-красном солнце, о вереницах беженцев, из последних сил бредущих по крутым окрестным холмам, о богачах, в одночасье ставших нищими. Очень много написано о разрушениях и очень мало о погибших и искалеченных. Возможно, эта тема была слишком болезненна для непосредственного свидетеля событий, даже такого видавшего виды, как Джек Лондон. Запоминаются впечатления писателя от одного из самых красивых и богатых районов города, в который его занесла судьба на второй день катастрофы. Уцелевший после подземных толчков роскошный квартал был обречён погибнуть в огне.

В четверг, в пятнадцать минут шестого утра, ровно через сутки после начала землетрясения я сидел на ступенях маленького особнячка на Ноб-Хилл. Со мною рядом сидели японцы, итальянцы, китайцы и негры – образчик космополитических обломков крушения города. Со всех сторон нас окружали дворцы набобов – пионеров Сорок Пятого года ( год начала калифорнийской золотой лихорадки – Н. Б.). С юга и востока, под прямым углом друг к другу наступали две могучие стены пламени.
Я зашёл внутрь вместе с владельцем дома, на ступенях которого сидел. Он был спокоен, бодр и гостеприимен. «Вчера утром — сказал он — я стоил 600 тысяч долларов. Сегодня утром этот дом — единственное, что у меня осталось. Через пятнадцать минут его не станет». Он указал на большой шкаф. «Это — коллекция фарфора моей жены. Ковёр, на котором мы стоим, я получил в подарок. Он стоит 500 долларов. Испробуйте это пианино. Вслушайтесь в его тембр. На свете есть мало подобных ему. Но лошадей нет. Пламя будет здесь через пятнадцать минут».
Снаружи вспыхнул дворец старика Марка Хопкинса. Отряды спасателей выводили из города  беженцев. Со всех сторон доносился рёв пламени, грохот падающих стен, динамитные взрывы.»

Начав за упокой, автор «Любви к жизни» закончил за здравие. В финале статьи деловито перечисляются меры, принимаемые для ликвидации последствий катастрофы:

«Беженцы бесплатно перевозятся по железной дороге в любую точку, куда желают попасть, и подсчитано, что более сотни тысяч человек уже покинуло полуостров, на котором стоит Сан-Франциско. Правительство контролирует ситуацию, и благодаря немедленной помощи всех Соединённых Штатов нет ни малейшей угрозы голода. Банкиры и бизнесмены заняты подготовкой плана восстановления Сан-Франциско».

Джек Лондон прожил ещё десять лет после Большого землетрясения и успел увидеть свой родной город полностью отстроенным.

 

Следствием катастрофы 1906 г. стало принятие в Калифорнии нового строительного кодекса. Этот документ предписывал возводить лишь сейсмически устойчивые здания. Надо сказать, что тогда ещё мало что было известно о передвижении литосферных плит, и повторение стихийного бедствия не представлялось неизбежным, хотя все понимали, что это возможно. Дальнейшие исследования показали, что зона разлома Сан-Андреас отличается от прочих сейсмически опасных зон тем, что подземные толчки носят тут циклический характер. В Калифорнии есть районы, где землетрясения средней силы происходят с периодичностью 20-30 лет. В связи с этими данными у многих стала возникать жуткая мысль, что повторение Большого землетрясения 1906 г. не просто может случиться. Рано или поздно оно обязательно должно случиться. 

 

Пессимистические прогнозы оправдались в 1989 г., когда Сан-Франциско вновь затрясло. Правда сила толчков в этот раз была несколько меньше чем в 1906 г., да и строительный кодекс доказал свою полезность. Глобального разрушения города удалось избежать. Тем не менее, рухнули старые кварталы и обвалилась секция автомобильного моста. Спасатели несколько дней извлекали людей из-под завалов, понимая, что всех спасти не успеют. 63 человека погибло, многие остались калеками. Калифорнийцы вспомнили, что живут на пороховой бочке.

Разрушенная эстакада после землетрясения Лома-Приета (1989)
Разрушенная эстакада после землетрясения Лома-Приета (1989)

Сегодня не вызывает сомнений, что катастрофические сдвиги в районе разлома Сан-Андреас будут повторяться. Проблема в том, что пока никто не может сказать, когда произойдёт очередной сдвиг. Довольно часто можно прочесть о том, что рано или поздно будет мощнейшее землетрясение, которое сровняет Сан-Франциско с землей, и город исчезнет в огромных проломах земной коры. Может быть, это произойдёт завтра, а может быть, через тысячу лет, но чем дольше отсрочка, тем большей будет разрушительная сила. Обсуждается также возможность вызвать подобную катастрофу искусственно. Встречаются, например, публикации, где говорится о существовании разработанного советскими спецслужбами плана затопления западной части Калифорнии при помощи одного прицельного взрыва, который высвободит силы скрытые в земных недрах. И, конечно же, тему потенциальной опасности, исходящей от разлома Сан-Андреас не мог обойти своим вниманием Голливуд (тем более, что знаменитая столица киноиндустрии лежит совсем недалеко от трещины, и на особо опасной западной стороне). В снятом в 1978 г. фильме «Супермен» злодей Лекс Лютор, чтобы уничтожить Калифорнию, направляет в разлом Сан-Андреас ядерный боезаряд.

 

В общем, тема обречённости Сан-Франциско активно эксплуатируется прессой и массовой культурой. Определённой части публики, в том числе и среди самих калифорнийцев порой нравится порассуждать о том, что когда-нибудь огромный город на побережье Тихого океана, подобно мифической Атлантиде «в один день и бедственную ночь» исчезнет в пучине вместе со всеми своими жителями. Квинтессенция таких настроений -  высказывание местного журналиста Херба Коэна:

«Мы живём на разломе. Мы живём под дамокловым мечом. Это захватывает».

Слов нет, ощущения, сходные с теми, которые испытывают игроки в русскую рулетку, могут захватывать. Но, на мой взгляд, куда более захватывающей является перспектива решения проблемы, которая многим представляется нерешаемой. К счастью, в США нашлось достаточно учёных и политиков, разделяющих эту точку зрения, и правительство выделило финансирование на программу мониторинга активности земной коры.

 

В начале XXI в. возникла идея создания в районе Сан-Андреаса глубинной обсерватории для сбора и обобщения данных о сейсмических процессах. Предполагалось, что такая обсерватория, размещённая в глубокой шахте, позволит если не предотвращать, то по крайней мере прогнозировать катастрофы, подобные тем, что имели место в 1906 и 1989 гг.  Проект получил название SAFOD (The San Andreas Fault Observatory at Depth).  В 2002 г. близ расположенного в центральной части разлома городка Паркфилд начали бурение пробной шахты. Для устройства будущей научной станции выбрали район, в котором циклический характер землетрясений особенно ярко выражен. Начиная с 1857 г. здесь было зафиксировано 6 ощутимых землетрясений. Что касается микротолчков, то они происходят постоянно, давая обширный материал для изучения.

 

После того, как пробная шахта достигла глубины 2, 25 км было решено приступить к основному сооружение. Строительство собственно SAFODа началось в июне 2004 г. Главную шахту начали бурить всего в нескольких метрах от пробной, приблизительно в полутора километрах западнее линии разлома.

 

Был составлен проект, согласно которому первым этапом строительства глубинной обсерватории должно было стать создание вертикального колодца, глубинной около 2 км. Затем шахта повернёт под углом в сторону разлома (к востоку). Таким образом, нижняя часть шахты представляет собой не вертикальный колодец, а наклонную галерею. Длина этой галереи превышает 2 км, так что, она пересекает линию разлома. В дальнем конце шахты, в непосредственной близости от разлома, на глубине около 3 км предполагалось четыре небольших ответвления для размещения в них сейсмических приборов. 

Бурение обсерватории San Andreas Fault Observatory at Depth, 2005
Бурение обсерватории San Andreas Fault Observatory at Depth, 2005

В настоящее время глубинная обсерватория разлома Сан-Андреас активно работает, и Калифорния является самой оснащённой различными  средствами наблюдения сейсмически-опасной зоной мира. Сотрудники обсерватории уже сделали ряд очень важных открытий.

 

Так, они обнаружили, что в зоне разлома под землей находятся области, заполненные жидкостью, на что указывает изменение электропроводности горных пород и характера распространения сейсмических волн. Местоположение этих подземных резервуаров не постоянно, а меняется раз за разом. Особенно интересно, что в случае, когда подземный толчок происходил в области, заполненной жидкостью, повторные землетрясения в этом районе становились более слабыми и более частыми.  Логично предположить, что движение текучей среды послужило амортизатором и снизило активность разлома. Гигантские массы жидкости действуют как своего рода смазка в месте соприкосновения литосферных плит, обеспечивают плавность движения плит друг относительно друга.

 

Не исключено, что в будущем станет возможным не только предсказывать, но и предотвращать землетрясения, или по крайней мере, значительно снижать их разрушительную силу, закачивая глубоко под землю в потенциально опасную область текучие вещества.

 

Калифорнийский строительный кодекс 1906 г. спас тысячи жизней в 1989 г. Очень может быть, что сооружение SAFOD и проделанная в обсерватории работа спасёт миллионы жизней в будущем, а величайшему культурному центру юго-запада США – городу Сан-Франциско  незачем будет исчезать в пучине.