Один из первых вопросов, который возник после девятибалльного землетрясения и цунами в Японии – можно ли было их предсказать?
Что касается цунами, то тут все просто. Землетрясения слабее 6,4 балла по шкале Рихтера заметных цунами не вызывают. При силе в 7 быллов цунами появляется в 50% случаев. От 8 баллов и выше – цунами возникает во всех случаях. Цунами возникает из-за того, что на морском дне во время землетрясения возникает уступ, который поднимает столб воды над собой. Этот столб доходит до поверхности и там расходится в две стороны в виде гигантских волн.
Землетрясения предсказать гораздо сложнее. Дело тут, как оказывается, не только и не столько в том, что для этого нужно отслеживать процессы глубоко под поверхностью земли, а в том, что нет подходящих математических моделей. Точнее, они есть, но пока не дают стопроцентного успеха.
Об одной из наиболее успешных стоит поговорить подробнее. Это как раз тот случай, когда математики, пишущие одним им самим понятные формулы, могут спасти десятки и сотни тысяч жизней.
В 2002 году журнал Национальной академии наук США PNAS опубликовал статью (http://www.pnas.org/content/99/suppl.1/2514.full), в которой авторы – среди них Джон Рандл (John Rundle) и Кристи Тиампо (Kristy Tiampo) – описывают математическую модель для анализа самоорганизующихся систем и переходов в них. Области ее применения совершенно разные: от нейробиологии до прогнозирования землетрясений. В основу модели положены нелинейные клетки (или соты), которые находятся под воздействием внешнего поля, и у которых есть внутреннее состояние, изменяющееся во времени под воздействием этого поля (входного сигнала). У клеток, кроме того, есть один или более выходных сигнала. Достоинство модели в том, что она описывает поведение большого числа таких клеток при переходах системы через барьер. Землетрясения, в частности, описываются этой моделью потому, что движение плит относительно друг друга можно разбить на блоки, которые взаимодействуют между собой. Дальше идет сложная математика.
Чуть ранее, в 1999 году, те же авторы с помощью разработанного ими метода, известного как «прогноз Рандла-Тиампо», сделали успешный прогноз ряда землетрясений в Калифорнии. Их прогноз касался только землетрясений силой от 5 баллов по шкале Рихтера на период с 2000 по 2010 год. Ученым удалось предсказать 16 из 19 произошедших в Южной Калифорнии землетрясений. Суть метода состоит в том, что он предсказывает место будущего сейсмического толчка на основе данных о более мелких толчках, начиная с 1932-го года. Согласно этому прогнозу, нарастающие мелкие толчки часто приводят к более крупному. Прогноз локализует точки возможных сильных толчков на примерно 6% территории штата.
Этот и другие методы прогнозирования, однако, сталкиваются с одной и той же проблемой. Их надежность можно доказать только постфактум, когда они уже бесполезны. А когда есть только предсказание на будущее, политики, принимающие решения, отнюдь не горят желанием прислушиваться к ним. Так, по крайней мере, говорят создатели прогноза Рандла-Тиампо.
В случае недавнего японского землетрясения стало очевидно, чего стоят недальновидные решения о застройке и размещении экологически опасных объектов.
Тем, у кого в Японии находятся родственники или друзья, вот услуга от Google, помогающая разыскать людей: http://japan.person-finder.appspot.com/
Американское общество технологично. Лучшие умы со всего света создали в США критическую интеллектуальную массу во многих областях науки и техники. В «Технологиях» пойдет речь о них, но не только. Само понятие "технология" в Америке применимо буквально ко всему, в том числе к обществу. Новые материалы в рубрике «Технологии с Крыловым» каждую неделю по средам
