КАДАСТР ДЛЯ КАТАСТРОФ

Выступает академик С.А. Федотов

В середине сентября в Петропавловске-Камчатском прошло расширенное заседание совета РАН по координации деятельности региональных отделений и научных центров Академии. Выбор места для него не случаен: заседание приурочили к 50-летнему юбилею Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, а Камчатка, как известно, — один из самых вулкано- и сейсмоактивных районов Земли. Соответствующей была и заявленная тема: «Природные и техногенные катастрофы». Специалисты, приехавшие с разных концов страны, обсудили практически все виды катастроф, преследующих человечество: наземные, подземные, водные и другие. Урал, УрО РАН представляла целая группа ученых, и это также неслучайно: если цунами, сильные землетрясения глубоко материковому региону не грозят (во всяком случае, пока), то с техногенными опасностями, простите за грустный юмор, тут все в порядке. Так сложилось, что в опорном крае державы сосредоточено огромное количество потенциально «катастрофичных» предприятий. Опасность некоторых уже стала реальностью, отрицательный потенциал других требует постоянного осмысления. Неспроста оба «уральских» доклада повестки дня заседания были посвящены техногенным угрозам: один — «Промышленная экология» доктора наук М. В. Жуковского, директора одноименного института УрО РАН, и второй — «Прогноз негативных последствий крупномасштабной горно-технической аварии: затопление калийного рудника» доктора наук А. А. Баряха, директора Горного института Пермского научного центра УрО РАН. Мы попросили авторов докладов поделиться камчатскими впечатлениями, а также ответить на вопросы, актуальные для всех.

М. В. Жуковский:

— Побывать на Камчатке — мечта каждого более или менее любопытного россиянина, не говоря уже об ученом. Впечатления незабываемые. И первое, что поразило, — сам город Петропавловск-Камчатский, расположенный буквально у подножия вулканов. При этом состоит он почти весь из обычных с виду панельных пятиэтажек, которые, казалось бы, при малейшем подземном толчке должны разваливаться, как карточные домики. Но этого не происходит. Почему? Ответ на вопрос мы получили в Институте вулканологии и сейсмологии. Как выяснилось, изначально дома строились под сейсмоопасность в семь баллов по шкале Рихтера, но ученые предупредили об опасности в девять. И теперь дома повсеместно укрепляются с помощью специальных конструкций. Укрепляется и здание самого института. Это  пример адекватной реакции властей на рекомендации науки. Ведь, как известно, ученые предупреждают о многом, но прислушиваются к их мнению далеко не всегда. Еще более показателен в этом смысле пример с проектом строительства на Камчатке атомной электростанции, всерьез обсуждавшийся в восьмидесятые годы прошлого века. Не осуществился он только потому, что тогдашний директор Института вулканологии академик С. А. Федотов не поставил под решением свою подпись. Сегодня трагедия японской Фукусимы (а это совсем недалеко) — яркое подтверждение правильности такого шага.

Нам повезло особенно, потому что в программу выездного заседания вошли посещение вулканов Карымский, Академии наук, кальдеры Узон и Долины Гейзеров, знакомство с последствиями гигантского обвала в этой долине, извержений вулканов. Была прекрасная погода, отличная видимость, поэтому многое удалось качественно заснять на фотокамеру.

Вулкан Карымский

— На заседании была обширная научная программа. Какие из прозвучавших выступлений запомнились особенно и на чем в своем докладе сделали акцент вы? 

— Каждое выступление было по-своему интересным, особо запомнились доклады академика Федотова о долгосрочном сейсмическом прогнозе Курило-Камчатской дуги и его практическом применении, члена-корреспондента РАН Б.В. Левина об истоках и уроках опасности цунами, доктора наук А.Н. Гельфана о наводнениях и безопасности при использовании водных ресурсов.

В своем докладе я попытался обозначить проблематику промышленной экологии в целом и подходы нашего института к их разрешению. Если совсем в двух словах — речь шла об изучении воздействия человека на окружающую среду и обратном «ответе» на это воздействие. В основе таких исследований лежит понятие «риск», который сначала надо выявить, потом оценить, и наконец, попытаться научиться им управлять. Эта последовательность в равной мере может быть применена как к радиационным факторам риска — одном из главных для нашего региона и института, так  и к факторам нерадиационной природы (химическое загрязнение, неблагоприятные физические поля, биологические факторы и другое). Для каждого этапа выработаны свои методики — от простейших, доступных на бытовом уровне, до очень сложных, требующих фундаментальной подготовки и специальных приборов. Главное, что влияет на качество результата — комплексность подхода, которую мы стремимся обеспечивать как в оценках, так и в рекомендациях по управлению, или компенсации рисков (а некоторые опасности, такие, как воздействие радиации, можно только компенсировать, «сгладить»).

Доклад вызвал определенный интерес, мне поступило множество вопросов. Что-то из него коллеги узнали впервые, много полезного я услышал от них. Вообще в научном плане заседание было очень содержательным. Встречи такого уровня чрезвычайно полезны и важны.         

— И все-таки — сопоставимы ли по опасности угрозы антропогенные и природные? Понятно, что вопрос этот скорее риторический, но одна из задач науки его прояснить, прежде всего в плане предсказуемости. Известно, например, что при всех титанических усилиях сейсмологов планеты, огромных капиталовложениях в их исследования точно предсказывать землетрясения до сих пор не научились. Лучше или хуже обстоит дело с катастрофами промышленными?

— Сравнивать эти вещи трудно, но по каким-то параметрам можно. Ясно, что источником природных катаклизмов являются силы стихии — геологические или другие естественные процессы. В основе антропогенных катастроф лежит деятельность человека — причем, как правило, не конструкция того или иного оборудования, агрегата, а ошибки в процессе эксплуатации. В своих лекциях я нередко полушутя говорю, что вероятность крупных промышленных аварий составляет 10-6, то есть случаться они должны раз в миллион лет, а происходят почему-то уже в первые пятьдесят. И предсказать такую аварию крайне сложно. К тому же промышленные катастрофы, по масштабам гораздо меньшие, чем природные, нередко имеют намного более серьезные и долгосрочные социальные последствия. Примеры — авария на комбинате «Маяк» в Челябинской области, Восточно-Уральский радиоактивный след, которым наш институт много занимается, Чернобыль. Опыт таких событий надо постоянно изучать и делать все возможное, чтобы они не повторялись. И, с другой стороны, ежедневная, «штатная» деятельность человека может принести вред гораздо больший, чем самое громкое форс-мажорное событие. Так, все знают, что взрыв на «Маяке» в 1957-м был неожиданностью. Гораздо меньше известно, что Теча, превратившаяся в одну из самых грязных рек мира, загажена в результате штатной работы предприятия: в реку просто спускали радиоактивные отходы, и никто не думал о последствиях. Такие ситуации надо уметь предвидеть и предотвращать.

Участники заседания в кальдере Узон

Кальдера Узон

А.А. Барях:

— Забыть Камчатку невозможно, красота там неописуемая. Но так же нужно постоянно помнить об опасностях, которые таит в себе эта земля, делать все, чтобы свести их к минимуму. Чем и занимаются наши дальневосточные коллеги.

Научная тематика выездного заседания состояла из двух частей. Более объемная, что вполне понятно в таком регионе, была посвящена природным катаклизмам, и вторая касалась техногенных аварий. Естественно, профессионально меня больше интересует второе. Запомнились доклады о проблемах безопасности при разведке и добыче нефти и газа на шельфах (член-корреспондент РАН В.И. Богоявленский), о динамических процессах и безопасности подземных горных работ (члены-корреспонденты В.И. Клишин, А.А. Маловичко).

— Скорее всего, в последнем речь шла о горных работах на угольных шахтах, вы же докладывали о проблемах конкретного калийного рудника в городе Березники. Есть ли принципиальная разница?

— Безусловно. Калийные рудники, конкретно Верхнекамские, имеют свою ярко выраженную специфику, свои особенности, и опасности тут совершенно другие. Аварии на угольных шахтах нередко связаны с большими человеческими потерями, но, как правило, они носят локальный характер. На калийных рудниках аварии зачастую обходятся без жертв, зато здесь могут идти длительные разрушительные процессы, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду, гражданские и промышленные объекты. Значительным также является ущерб от потери запасов полезных ископаемых. В этом смысле пример Березников очень показателен. Верхнекамское месторождение характеризуется крайне сложным геологическим строением. В разрезе представлены различные литологические типы соляных пород, имеющие разную прочность и растворимость. Объем выработанного пространства рудника составлял 80 миллионов кубометров. Непосредственно над ним расположен г. Березники с населением в 150 тысяч человек. Это самая масштабная авария в мировой практике разработки месторождений водорастворимых руд. Два года шло затопление рудника. Уровень подземных вод понизился на 14 метров. Радиус депрессионной воронки составил 1,5–2 км. Примерно столько же времени шло восстановление гидрогеологического режима. Все это обусловило огромную техногенную нагрузку на всю геологическую среду, «запустило» целый комплекс опасных инженерно-геологических процессов. Вследствие растворения соляных пород резко возросли скорости оседания земной поверхности, что вызвало деформацию зданий, сооружений и объектов инфраструктуры. Причем, на отдельных участках городской территории эти процессы продолжаются и сегодня.  Представьте себе, к каким последствиям при бесконтрольности ситуации это может привести.

— … и уже приводит? Насколько я понимаю, с Камчатки вы вернулись, почти как с бала на корабль. В Березниках — опять проблемы, дало о себе знать очередное оседание почв. Первая такая громкая авария, о которой узнала вся страна, случилась в 2007 году, и с ней, в том числе благодаря вашему институту, кажется, справились. Что на сей раз? Можно ли сравнивать положение?

— Всего над рудником на сегодняшний день существует три провала на земной поверхности. Образование первого из них (самого большого) было наиболее предсказуемым. Тогда, в 2006 году, нашей задачей было определить место прорыва пресных вод в горные выработки и оценить возможные размеры провала. Нам это  удалось, и мы очень точно, выражаясь профессиональным сленгом, провал «посадили». К моменту его образования по нашим рекомендациям из опасной зоны была вынесена трасса федеральной железной дороги, выведена из эксплуатации инфраструктура рудника.

Образование второго провала стало для нас в определенной мере неожиданностью, поскольку аналогов повторных провалов, уже после затопления рудников в мировой практике нет. Мы заметили, что на данном участке началась активизация процессов, сконцентрировали здесь мониторинговые работы, но спрогнозировать провал, к сожалению, не успели. Зато, поняв причину образования второго провала, мы выделили зону, где существовала аналогичная опасность. Она была огорожена, допуск людей запрещен. Здесь провал образовался в декабре 2011 года.

Что касается сентябрьских событий этого года, то это не какое-то новое негативное явление. Шли работы по засыпке третьего провала песчано-гравийной смесью, и произошло ее динамическое проседание. Согласно выводам комиссии по расследованию причин несчастного случая его причиной являются недостаточная обоснованность исходных проектных данных по засыпке провала и нарушение техники безопасности при производстве работ.    

  Долина Гейзеров

— Можно ли было предсказать последствия аварии  более точно? Насколько готова к этому горная наука? 

— В недрах под Березниками происходят достаточно сложные процессы. Во многом, как я уже сказал, это определяется масштабом аварии. Много проблемных мест, связанных в первую очередь с отработкой карналлитов,  спецификой их растворения. Сейчас по результатам комплексного мониторинга один из таких участков признан опасным, допуск людей на эту территорию ограничен.  

Вообще ситуацией в Березниках в силу ее уникальности занимается большой международный консорциум ученых. Мы тесно сотрудничаем со специалистами из Москвы, Санкт-Петербурга, Германии, Австралии. Мы и сами неплохо оснащены, много чего знаем и умеем — и на фундаментальном, и на прикладном уровне. Исследовательская, прогностическая работа идет постоянно, стараемся делать ее качественно. Но надо понимать, что конкретный день и час подобных сложнейших катаклизмов не может назвать никто на планете. Так же, как в сейсмологии…

Записал 

Андрей ПОНИЗОВКИН

Фото М.В. ЖУКОВСКОГО: