Соленый хребет

Мы идем по соленой тропе. Соль блестит кристаллами на гладкой поверхности валунов, выступает корочками в трещинах старых камней. Кое-где попадаются красивые розовые полосатые камни - мягкие, они рассыпаются от нажатия пальцами. Это тоже соль, гипс. Гипсы из отложений каких-то древних юрских лагун или озер... Гипса так много, что даже вода относительно пресных речек и ключей хребта Петра Первого отдает сырой штукатуркой и не мылится.

Но не нравится эта соленая вода, видимо, только нам. Дорогу то и дело пересекает кабаний след - к водопою. А вот и еще один, не кабаний. Я оборачиваюсь, зову свою спутницу, показываю.

- Снежный человек? - без особого волнения спрашивает она.

- Медведь! И большой.

После этого известия спутница уже несколько взволнована, но медведь (даром что вокруг изобилие всяческих, больших и малых, медвежьих следов) к нам выйти не пожелал. Жизнь вокруг поистине кипит. Ущелье Руноу в этом месте все поросло облепихой, колючей, непролазной, усыпанной целебными ягодами. В городе это большая ценность, а здесь колючки и ярко-красные пятна, оставляемые облепихой на одежде, только заставляют чертыхаться. Над соленой бурлящей рекой высятся стройные деревья арчи, памирского можжевельника с хвоей, напоминающей запахом весну, завязи помидоров. Но сейчас осень, и над соленым болотцем начинают желтеть и осыпаться коричнево-бархатные с верхушки камышины-рогозины. Под ногами хрустит местами ледок, и вертикальная стена хребта, которая маячит перед нами, как будто не приближаясь и не удаляясь, сахарно-бела не от соли, а от свежего снега.

Почему насквозь просолен хребет Петра Первого, неясно. Может быть, дело тут не только в отложениях солей из высыхающих лагун исчезнувшего океана Тетис, как это принято считать. В глубине души я больше верю в глубинный, подкоровый источник рассолов, пропитавших этот весь раздробленный разломами хребет. Но то, что он просолен, сослужило науке о сейсмическом прогнозе неоценимую службу.

Семь лет назад Олег Михайлович Барсуков, заведующий лабораторией электромагнитного прогноза Института физики Земли, вместе с группой сотрудников установил на северном склоне хребта Петра Первого, вблизи кишлака Газор-Чашма-Боло, небольшую дизельную электростанцию, весь ток которой... уходил в электроды, заземленные на расстоянии километра один от другого. Через пятнадцать секунд полюсы генератора менялись местами и подавался новый импульс. На осциллограмме получалась прямоугольная гармошка из тридцати - сорока импульсов. В течение дня серия повторялась несколько раз.

Эти импульсы принимались на нескольких приемных станциях, отнесенных от Газор-Чашмы на четыре, шесть и десять километров. На каждой в течение этого дня устанавливалось с большой точностью электрическое сопротивление массы горных пород, расположенных между передающей и принимающей станциями. Замысел состоял в том, чтобы измерять это сопротивление изо дня в день год и дольше и попытаться уловить, не меняется ли оно заметно и не связаны ли эти изменения с землетрясениями.

Вся эта система заработала летом 1967 года. И сразу же заинтриговала, показав резкое падение сопротивления горных пород на участке передатчик - приемная станция "Высота".

- Этот день, 30 июня 1967 года, мы приняли за эталон, - сказал мне Олег Михайлович.

Это была наша первая встреча в июле 1973 года; была невероятная жара, и ущелье Руноу, голое и черное в том месте, где расположились лагерем барсуковцы, напоминало своим видом паровозную топку изнутри. Барсуков нарисовал на бумажке угол, поставил черточку и цифру "сто".

- Мы решили считать, что сопротивление горных пород, отмеченное тогда приборами, равно ста процентам, и начали измерения. За два с лишним месяца это так называемое эффективное сопротивление упало на двенадцать процентов!

Из-под карандаша Барсукова от цифры "сто" поползла кривая, спустилась вниз...

- А 7 сентября в районе станции "Высота" произошло землетрясение! И кривая на графике сопротивления тут же поползла вверх. - Барсуков изобразил на графике число: 7 сентября - и нарисовал кривую, идущую вверх.

- Станция "Высота" - это и впрямь высоко, 3400 метров над уровнем моря. Зимой там снег выше головы, торма - снежные лавины, обвалы. Мы и не думали вначале, что оставим ее действовать на зиму. Но после столь обнадеживающего начала оставили. Зимой на снегоступах, невзирая на погоду, ребята из специального отряда регулярно забирались на станцию проконтролировать работу аппаратуры, сменить ленту самописца, провести сеанс наблюдений.

Здесь я прерву Олега Михайловича, чтобы предоставить слово Володе Шелопутову, возглавлявшему тогда команду отчаянных ребят, обеспечивших успех зимних наблюдений.

- Все обошлось. Но порой действительно было тяжело. Холодно, снег! На тропе торма за тормой. Один раз, точно, могло плохо кончиться. С утра туман. А идти надо, ленточка на приборе там, наверху, кончается. Собрались дураки сгоряча, пошли. И вдруг, откуда ни возьмись, таджики на конях. Кричат, ругаются, плетками размахивают. Не пускают, и все. Мы уже и ругались с ними, и просили - ни в какую. Потом благодарили их: они свои горы лучше знают. В тот туман шансов дойти благополучно у нас не было.

Ребята старались не зря.

После Нового года кривая снова поползла вниз. И снова на минимуме, 29 февраля 1968 года, на этот раз между "Высотой" и передающей станцией, произошло землетрясение еще более сильное.

Барсуков продлил карандашную кривую, поставил число, когда было землетрясение, и стрелку.

С тех пор обнаруженная закономерность подтверждалась много раз. Последний раз в апреле 1973 года, когда кривая резко пошла вниз.

- Меня уже спрашивали, - бросив карандаш на складной; походный стол, говорит Олег Михайлович, - ну что, какое землетрясение будет? Да, говорю, не ниже десятого класса, осторожность соблюдаю, а сам думаю: ой, долго снижается, ведь весь двенадцатый наберется. Ударило - и точно, двенадцатый. Конечно, трудно пока заранее предвидеть точно и силу и время, но уже чутье какое-то появилось. Уже знаешь: если завтра толчок, то он примерно десятого класса будет, слабый то есть, а если через три недели (кривая-то все вниз и вниз), то весь двенадцатый, тринадцатый. Тут нужны дополнительные исследования, чтобы научиться улавливать приближающийся перелом в ходе кривой и за день точно сказать (а лучше за неделю): ударит тогда-то, столько-то баллов.

Что же, новый прогностический признак? Но признак, полученный вслепую, без знания природы явления, не может удовлетворить настоящего ученого. В чем причина падения сопротивления (или, что то же, повышения электропроводности пород) в зоне подготовки подземного толчка?

Скептики (люди в науке неизбежные и необходимые), заметив, что кривые Барсукова за каждый год в какой-то мере повторяют друг друга, высказывали мысль, что совпадения с землетрясениями - чистая случайность, что все явление в целом отражает сезонные изменения в верхнем слое: таяние снегов, паводки. Это возражение можно было опровергнуть только одним способом: доказать, что сопротивление падает не за счет верхних слоев почвы, действительно подверженных сезонным воздействиям. Глубину проникновения электрического поля в кору проверил аспирант Барсукова Олег Сорокин. Проверил простым и изящным способом. Известно: чем выше частота переменного тока, тем на меньшую глубину в проводник он проникает. На этом принципе, между прочим, основана поверхностная закалка деталей токами высокой частоты. Эксперименты с переменным током, рассчитанным на глубины до 800 метров - полутора километров, не показали никаких связей электропроводности верхних слоев Земли с ходом кривых Барсукова и с землетрясениями. Этот результат сразу и надежно все расставил по местам: барсуковские кривые отражают обстановку в глубоких слоях коры, там, где готовятся и происходят землетрясения.

Напрашивалось еще одно объяснение необычайному эффекту. Из лабораторных опытов известно, что проводимость твердых тел заметно зависит от давления: чем сильнее сжат образец, тем меньше его электрическое сопротивление. Не здесь ли зарыта собака?

Это объяснение и приняли барсуковцы на первое время в качестве рабочей гипотезы. Но реальное падение электрического сопротивления перед землетрясениями было гораздо больше того, которое еще можно было бы объяснить сухим сжатием горных пород.

Вода! Именно к ней снова и снова обращаются геофизики, пытающиеся узнать механизм возникновения землетрясений. Кажется странным, что земные недра, которые уже на глубине двух-трех километров представляют собой сплошной каменный массив, сжатый к тому же колоссальным давлением, пропитаны водой и растворами различных солей. Но это так, это геологический факт. Этот геологический факт положили в основу своих работ по прогнозу землетрясений американские сейсмологи. С этой точки зрения именно вода, водные растворы, нагнетаемые под давлением в трещины и разломы земной коры, образуют смазку, благодаря которой эти в сухом состоянии намертво сжатые трещины превращаются в "зеркала скольжения" между мелкими, средними и огромными блоками земной коры. Благодаря этой смазке, говорят, и возможны многочисленные подвижки - толчки на контактах различных геологических структур. С другой стороны, не будь этой постоянной смазки, неуклонное накопление напряжений рано или поздно приводило бы, вероятно, к грандиозным сухим разрушениям земной коры, горообразовательным катастрофам такой силы, рядом с которыми величайшие землетрясения "мокрой" Земли показались бы ничтожными скрипами (По-видимому, о "смазке" контактов в недрах Земли можно говорить только в образном смысле. Физика этого явления иная, чем при смазке машин и механизмов: оно вызывается возрастанием порового давления жидкости в горных породах, на величину которого уменьшаются необходимые для подвижки напряжения.).

Не умолкавший в течение тысячелетий спор, начатый некогда еще древнегреческими философами, о первенстве огня и воды в образовании руд, росте гор и сейсмических катастрофах то и дело вспыхивает с новой силой и по сей день, сейчас - в связи с проблемой "смазки".

Американские сейсмологи пустили в оборот словечко "дилатенсия", мгновенно подхваченное многими на Ташкентском симпозиуме по поискам предвестников землетрясении, хотя само явление давно известно экспериментаторам, создающим условия "землетрясения" в сжимаемых под прессом образцах оргстекла, парафина, гранита. Явление это удивительно тем, что входит в противоречие с нашим обыденным здравым смыслом: в какой-то момент сжимаемое твердое вещество не уплотняется, а раз уплотняется, увеличивается в объеме с расширением старых мельчайших пор и трещин и образованием новых. Это расширение, увеличение объема, измерено в опыте, оно достигает 0,1 процента (представьте себе, что на одну десятую процента увеличивается объем миллионов кубических метров горных пород!). При этом вода и ее растворы, конечно, перераспределяются в порах и трещинах, изменяется давление в жидкостях, заполняющих эти поры и трещины. Из глубоких слоев коры по трещинам быстрее поступает радиоактивный радон, предупреждающий об опасности. Самое важное - явление дилатенсии неотвратимо и непосредственно предшествует в лабораторных условиях разрушению образца, то есть самому землетрясению! Это ли не основа для прогноза?

На симпозиуме американские ученые рисовали перед нами кривые, вроде бы подтверждающие: да, давление воды в порах сдавливаемых образцов меняется по характерной седлообразной кривой. И это "седло" проявляет себя во всех изучаемых учеными предвестниках землетрясений. Главная их мысль была: дилатенсия - основа, на которой можно построить прогноз сильных землетрясений, дилатенсия - это не случайный, а закономерный спутник сейсмического процесса. Спутник? Но вот поднимается с места один из участников совещания и задает доктору Шольцу (тот докладывает) такой, казалось бы, странный вопрос:

- Доктор Шольц! Может ли вот такая водная дилатенсия быть не спутником, а причиной сильного землетрясения?

Это опять-таки намек на механизм "смазки". Сейчас все больше ученых думает, что землетрясение может начинаться не только от повышения напряжений в неизменных во всем остальном недрах, но и просто от изменения водного режима при постоянных условиях сжатия.