Проблемы хозяйственного освоения горных территорий

Главной и отличительной особенностью физико-географических условий Кыргызстана является сложный горный рельеф, приуроченный к мощным складкам Тянь-Шаня.

Как известно Тянь-Шань относится к числу величайших по протяжённости и высоте горных сооружений азиатского материка, занимающих территорию от его рубежей с Европой до берегов Тихого океана. Тянь-Шань принадлежит к числу западных горных сооружений этого пояса, расположенных в непосредственном соседстве с Памиром. В сравнении с Памиром Тянь-Шань почти такая же грандиозная по высоте, но в несколько раз большая по площади горная система Азии.

Тянь-Шань в целом простирается между 40є - 43єСеверной широты и 67є - 69є восточной долготы. С запада на восток эта горная система протянулась более чем на 1500 км. Меньшая, восточная часть Тянь-Шаня, находится в пределах Китая, большая же, центральная и западная,- в пределах Кыргызстана, Узбекистана и Таджикистана.

Более 94% площади Кыргызстана лежит выше 1000 м. над уровнем моря, из которых 40% - выше 3000 м. Средняя высота территории 2750 м, а наивысшая вершина Пик Победы - 7439м.

Таким образом, общий облик страны и её природные особенности предопределяют мощные горные хребты, вытянутые в широтном направлении, и широкие замкнутые и полузамкнутые межгорные впадины и котловины, значительно отличающиеся по характеру ландшафтов и хозяйственному использованию. Громадные амплитуды абсолютных высот, сложный рельеф, длительное геологическое развитие Тянь-Шаня и другие факторы обусловили разнообразие физико-географических условий, богатство естественных ресурсов, в первую очередь минеральных. Здесь сочетаются толщи самых разнообразных по возрасту и составу осадочных напластований, сосредотачивающих такие ископаемые как уголь, нефть, озокерит, сера, содержащие различные соли. В пределах Тянь-Шаня происходили и самые различные минералообразования, явившиеся результатом вулканизма или термальных процессов в земной коре, с которыми связаны месторождения железа, меди, свинца, цинка, урана, серебра, золота, мышьяка, сурьмы, молибдена, вольфрама и многих других редких металлов.

Современный рельеф Тянь-Шаня формируется при взаимодействии как экзогенных, так и эндогенных геологических процессов. О продолжающихся процессах горообразования свидетельствуют многочисленные нарушения речных трасс, частые землетрясения, сопровождающиеся оползнями, обвалами и другими потенциально опасными для человека процессами.

Горы отличаются от других физико-географических районов Земли, например, равнинных, не только высотой и расчленённостью рельефа, но и сложностью геологического строения и новейшей истории развития, наличием различных по составу типов горных пород, сложным сочленением тектонических структур различных масштабов, пестротой гидрогеологических и климатических условий.

Физико-географическая специфика горных территорий вообще и Тянь-Шаня в частности заключается в высокой потенциальной энергии горного рельефа, обеспечивающей возможность широкого проявления разрушительных процессов как природных, так и спровоцированных хозяйственной деятельностью человека.

Существует общепризнанное представление о горных районах как о территориях с высокой степенью риска, очень узкой нишей выживания (дискомфортностью) и особой интенсивностью и уязвимостью протекающих здесь процессов.

Известно, что Тянь-Шань, как часть гигантской цепи гор азиатского материка относится к наиболее сейсмоактивным поясам земного шара. Не случайно на территории Кыргызстана ежегодно регистрируется свыше 3000 землетрясений, из которых в среднем 10 ощутимые и сильные, а через каждые 5 - 10 лет происходят разрушительные сейсмокатастрофы (Рис. 1, 7).

Следует отметить, что площадь возможных 9-бальных землетрясений составляет 40 тыс. кмІ, 8-бальных - 158 тыс. кмІ. Из 193 населённых пунктов, отнесённых к категории сейсмоопасных, 74 находятся в зонах возможного возникновения очагов землетрясений интенсивностью более 9 баллов. Здесь уместно напомнить, что только в результате Суусамырского землетрясения 1992 г, эпицентральная зона которого находилась в малонаселённом высокогорном районе, погибло 53 человека и около 60 тыс. осталось без жилья.

В силу особенностей сложного горного рельефа на территории Кыргызстана при возникновении стихийных бедствий могут формироваться так называемые «синергетические» или другими словами многоступенчатые, совместно протекающие природно-техногенные катастрофы типа: землетрясения и (или) оползень - перекрытие русла или долины реки - образование завального или подпруженного водоёма - затопления - прорыв - катастрофический селевой поток или паводок. К тому же в зоне затопления, или распространения оползней, потоков могут оказаться химически или радиационно-опасные производства, что чревато возникновением не только геодинамической, но и экологической катастрофы, в том числе регионального масштаба с трансграничным загрязнением. Подобные сценарии имели место при прорыве дамб хвостохранилищ в г. Майлуу-Суу (Апрель 1958 г.), Ак-Тюзе (Декабрь 1964 г.). Другим примером может служить сель, прошедший в июне 1993 г. по реке Торкент в Токтогульском районе. Этот сель, трансформировавшийся затем в катастрофический паводок, сформировался в результате прорыва завального озера, образовавшегося во время Суусамырского землетрясения.

Огромный перепад высот в сочетании с протяжённым широтным расположением горных хребтов и сложным рельефом обуславливают высотную и широтную климатическую поясность и поэтому на территории республики встречаются все природные зоны, характерные для северного полушария, за исключением тропической.

Принято считать, что те климатические зоны, где среднегодовая температура ниже -2єС, а высота над уровнем моря превосходит 2000м, не пригодны для постоянного проживания людей. В этой связи, если учесть, что 2/3 территории страны находится на высоте более 2000 м, окажется, что только 1/3 часть площади Кыргызстана лежит вне этих экстремальных зон и более или менее пригодна для нормальной жизнедеятельности. Указанные особенности горных территорий предопределяют крайне неравномерное размещение и плотность населения республики. В то время как в долинных и предгорных районах Ферганской и Чуйской долин плотность населения колеблется от 100 до 200 человек/кмІ, в горных районах - от 1 до 10 человек/кмІ.

Чрезмерная плотность населения в отдельных районах является одним из факторов, повышающих уязвимость и ущерб от стихийных бедствий и природно-техногенных катастроф.

В дополнение к этому следует иметь в виду, что в условиях горного рельефа, в качестве наиболее пригодных для проживания и хозяйственной деятельности участков земли используются подошвы склонов, суходолы, или саи, поймы или террасы рек, пролювиальные конуса выноса, т.е. участки с заведомо повышенным риском возникновения опасных природных и (или) техногенных процессов.

Как известно, состояние высокогорных экосистем определяется двумя основными факторами: изменениями климата и антропогенным воздействием. Антропогенный прессинг на горные экосистемы, в первую очередь, воздействие горнорудных предприятий - мощный и длительно действующий фактор. В отличие от колебаний климата, он имеет направленный характер, более однозначен во времени и, как показывает опыт Кыргызстана, более катастрофичен.

Климатические колебания вызывают изменения теплообеспеченности и увлажнённости высокогорных экосистем, и как следствие этого - обострение экзогенных геологических процессов: плоскостной и русловой эрозии, оползней, солифлюкции лавино- и селеобразования, деградации вечной мерзлоты, пульсации ледников, способствующих развитию опасных и катастрофических процессов. Перечисленные процессы в условиях горного рельефа могут вызывать цепные реакции, каскадные эффекты во всех компонентах окружающей среды. Очевидно, что с точки зрения влияния на окружающую среду наибольшую опасность представляет совместное во времени и пространстве интенсивное техногенное воздействие и изменение природно-климатических условий.

В последние годы наметилась устойчивая тенденция глобального потепления климата за счёт парникового эффекта и повышения солнечной активности. По мнению климатологов, потепление, максимум которого прогнозируется на 2020 - 2040 годы, в первую очередь скажется на прибрежных и горных территориях.

Ряд авторов опубликовали прогноз изменений климата для Центрального Тянь-Шаня к 2025 году. Прогноз основан на представлениях об антропогенном увеличении содержания в атмосфере и соответствующем изменении глобального термического режима. Одна из причин повышения концентрации в атмосфере заключается в том, что в ходе современной хозяйственной деятельности за каждое десятилетие сжигаются запасы угля, нефти и горючих газов, которые создавались природой на протяжении миллионов лет. По приведённым в ряде работ данным видно, что в районе Тянь-Шаня могут произойти следующие изменения: средняя температура января повысится на 7є - 8єС; средняя температура июля останется той же или опустится примерно на 1єС; количество осадков возрастёт на 75%, площади оледенения сократятся в среднем на 25 - 30%.

Совокупность рассмотренных выше природных особенностей горных районов Кыргызстана, характеризующихся слабоустойчивым равновесием, повышенной чувствительностью к изменениям климата, уязвимостью к антропогенным воздействиям, разнообразием геологических, климатических и ландшафтных условий, способствует активному развитию на территории республики опасных природных процессов, природно-техногенных катастроф и чрезвычайных ситуаций.

Из 70 видов распространённых в мире опасных природных процессов и явлений, наносящих значительный ущерб населению и хозяйству, более 20 проявляются на территории Кыргызстана. К наиболее разрушительным опасным природным явлениям относятся: землетрясения; сели; паводки; оползни; снежные и фирно-ледовые лавины; обвалы; ливни; шквальные ветры; гололёд; град; заморозки; засуха; наводнения; термокарст; солифлюкция; пульсации и подвижки ледников, каменных глетчеров, курумов, просадочность и засоление грунтов; подъём уровня грунтовых вод и др.

На территории Кыргызстана за год в среднем происходит 130 - 150 событий чрезвычайного характера, связанных с природными опасными процессами. В течение 1992-96 годов было зарегистрировано 840 чрезвычайных ситуаций, погибло 292 человека, а среднегодовой экономический ущерб составил 17 млн. долларов.

В ретроспективном (многолетнем) плане наиболее опасными для населения и объектов экономики Кыргызстана являются: землетрясения, сели и паводки, оползни и обвалы, подтопления; снежные лавины; весенние заморозки и снегопады.

Одни виды опасных природных процессов и явлений происходят в виде внезапных и кратковременных событий (землетрясения, обвалы, оползни, лавины, сели, паводки), принося большие материальные потери и гибель людей. Другие, как, например, подтопление, эрозия, подвижки ледников развиваются длительное время, редко приводят к гибели людей, однако материальные ущербы от них достигают внушительных размеров.

Все природные опасности можно подразделить на явления гидрометеорологического и геологического характера.

Среди гидрометеорологических бедствий на территории Кыргызстана наиболее разрушительными и ущербообразующими являются лавины, паводки, наводнения, заморозки, град, сильные ливни, шквальные ветры, метели и снегопады.

Бедствия геологического характера возникают в результате экзогенных и эндогенных геологических процессов. Среди эндогенных следует отметить землетрясения. За период с 1970 по 1998 годы на территории республики произошло 19 разрушительных сейсмокатастроф и сотни ощутимых землетрясений.

Среди других опасностей геологического характера на территории Кыргызстана распространены оползни, обвалы, сели, мерзлотные (криогенные) процессы.

Поражённость территории юга Кыргызстана оползнями достигает 30 - 40 оползней на 1 кмІ. Основной ущерб от оползней и обвалов испытывают автомобильные дороги и горнопромышленные населённые пункты, в том числе города Майлуу-Суу, Сулюкта, Кок-Жангак. На юге Кыргызстана зарегистрировано свыше 3 тыс. оползней и оползневых очагов, из которых только десятки взяты под контроль и режимные наблюдения.

Среди геологических процессов наиболее разорительными по наносимому ущербу являются сели и паводки. В целом на территории Кыргызстана насчитывается около 3000 селеопасных рек. Сели формируются под влиянием следующих основных факторов: ливни, снеготаяния, таяния ледников, прорывы подпрудных и морено-ледниковых озёр. Снеголивневые сели составляют порядка 15% от всех селей, 13% - составляют гляциальные сели, 1% - сели от прорывоопасных озёр, а остальные 70% приходятся на сели ливневого происхождения, которыми охвачено почти 60% селеопасной территории Кыргызстана.

Сели и паводки угрожают большинству густонаселённых предгорных районов республики, крупным населённым пунктам, таким, как Бишкек, Нарын, Балыкчи, Каракол, Ош, Джалал-Абад, Сулюкта, Токмак, Ат-Баши, а также инженерным коммуникациям, посевам и другим, гражданским и индустриальным объектам.

Наиболее опасными криогенными (мерзлотными) процессами, могущими привести к аварийным ситуациям, являются: термокарст и термопросадки, термоэрозия и термообразия, морозное пучение пород, сплывы оттаивающих грунтов и солифлюкация. Весьма широко эти процессы распространены в высокогорных районах, в зоне многолетнемёрзлых пород, особенно в районе действующего рудника Кумтор.

4.3 Землетрясения на территории Кыргызстана

Землетрясения по своим разрушительным последствиям и числу человеческих жертв занимают одно из первых мест среди природных катастроф. В ряде стран их последствия ощущаются в течение нескольких десятилетий и поглощают существенную часть национального бюджета - так велики убытки от подземных бурь. По данным ООН, за период 1960 - 1995 гг. от стихийных бедствий на всем земном шаре погибло 3 млн. человек, а экономический ущерб составил 439 млрд. долларов США. При этом около 900 тыс. человек погибло от землетрясений, и потери составили 208 млрд. долларов США. Эти цифры красноречиво свидетельствуют о громадной опасности землетрясений для человечества и важности их изучения.

Весь земной шар разделен на отдельные сейсмические зоны, где очень часто происходят сильные землетрясения; таковыми являются большинство горных стран. Мы живем в одной из этих зон - на Тянь-Шане. Большинство жителей, как юга, так и севера Кыргызстана ощущают сотрясения почвы несколько раз в своей жизни. Причем одно из землетрясений в течение 6 - 12 лет бывает разрушительным. В среднем на земле один человек из каждых 8000 погибает и в десять раз больше за свою жизнь, так или иначе, страдает от землетрясения.

Беда приходит совершенно неожиданно. Первый толчок ошеломляет человека, и пока он пытается осознать происходящее, может упустить время для спасения. Е.А. Розова и В.П. Грин - основоположники сейсмологии Тянь-Шаня - приводят следующее описание И.В. Мушкетовым Верненского катастрофического землетрясения 08.06.1887 г., в результате которого был разрушен г. Верный (ныне Алматы).

«Утром 28 мая (старого стиля) в 4 часа 35 минут послышался сильный подземный гул и почувствовался толчок, который разбудил всех спавших. Колебание земли продолжалось не более секунды, и так как слабые землетрясения здесь довольно часты, то вскоре все успокоились. Но через несколько минут снова раздался подземный гул: казалось, будто звонило множество колоколов или ехали тяжелые орудия. За этим гулом последовали сильные удары. В домах стала осыпаться штукатурка, рушились печи и стены, падали потолки. Шум и грохот от разрушившегося города был ужасен, а поднявшаяся пыль наполнила улицы как бы туманом. Животные сорвались с привязи и бешено мчались в разные стороны с диким мычанием и ржанием. В первую минуту никому не приходило в голову спасаться и спасать других. Все выскочили, кто в чем был на улицу, где сидя и лежа ожидали неминуемой гибели. Первой заботой всех было - прикрыть наготу. Многие, опомнившись от первого испуга, недоискались своих родных и близких; матери бросались доставать из полуразрушенных домов своих забытых детей, другие спешили вынести, что было более ценное из одежды и имущества». Сила этого землетрясения составила 9 - 10 баллов. Область распространения его до 1 миллиона кв. км, примерные координаты эпицентра j = 43° с.ш. и l = 77° в.д.

Однако сами сотрясения земли ответственны лишь за часть потерь. Землетрясения вызывают и другие геологические эффекты, такие, как оползни и разжижение грунта, способные также убивать людей и животных, губить поля и разрушать здания. Землетрясения порождают и цунами, т.е. морские волны, которые устремляются через океан, проходят тысячи километров и опустошают, обрушившись на побережье, прибрежные города, прибавляя новые жертвы.

Колебания поверхности земли на территории Кыргызстана возникают по разным причинам, поэтому необходимо знать классификацию землетрясений по способу их образования в пределах Тянь-Шаня. Больше всех распространены тектонические землетрясения. Они возникают, когда в горных породах под действием различных геофизических сил происходит разрыв сплошности горных пород. Тектонические землетрясения имеют важное научное значение для познания недр Земли и громадное практическое значение для человеческого общества, поскольку они представляют собой самое опасное природное явление. Поэтому в дальнейшем изложении мы касаемся только тектонических землетрясений.

Однако землетрясения возникают и от других причин. Подземные толчки другого типа сопровождают вулканические извержения. И в наше время многие люди все еще считают, что землетрясения связаны главным образом с вулканической деятельностью. Эта идея восходит к древнегреческим философам, которые обратили внимание на широкое распространение землетрясений и вулканов во многих районах Средиземноморья. Сегодня сейсмологи выделяют вулканические землетрясения - те, которые происходят в сочетании с вулканической деятельностью, но считают, что как извержение вулканов, так и землетрясения являются результатом действия тектонических сил на горные породы, и они не обязательно возникают вместе. Сам механизм образования сейсмических волн при вулканических землетрясениях, вероятно, тот же, что и при тектонических.

Третью категорию образуют обвальные землетрясения. Это небольшие землетрясения, возникающие в районах, где есть подземные пустоты и горные выработки. Непосредственная причина колебаний грунта заключается при этом в обрушении кровли шахты или пещеры. Часто наблюдаемая разновидность этого явления - так называемые «горные удары». Они случаются, когда напряжения, возникающие вокруг горной выработки, заставляют большие массы горных пород резко, со взрывом, отделяться от ее забоя, возбуждая сейсмические волны.

Большой интерес вызывает разновидность обвальных землетрясений, возникающих иногда при развитии крупных оползней. Например, по Болту, в результате гигантского оползня, образовавшегося 25 апреля 1974 г. на реке Мантаро в Перу, возникли сейсмические волны, эквивалентные землетрясению умеренной силы. Оползень имел объем 1,6 млрд. мі и был виновником гибели около 450 человек. Насколько известно, он не был спровоцирован каким-либо местным тектоническим землетрясением, что, конечно, бывает часто. Некоторая часть гравитационной энергии, выделившейся при быстром оползании почвенного слоя и коренных пород, перешла в сейсмические волны, которые четко записались сейсмографами на расстоянии сотен километров. Продолжительность колебаний, зарегистрированных одним сейсмографом на расстоянии 80 км, составила 3 мин.; это соответствует действительному перемещению оползня на 7 км. при скорости порядка 140 км/ч.

Подобный же случай произошел в результате величайшего в истории обвала скальных пород, который возник у селения Усой в горах Памира в 1911 г. Князь Б.Б. Голицын, один из основоположников современной сейсмологии, записал своими сейсмографами, установленными недалеко от Санкт-Петербурга, сейсмические волны, которые пришли, по-видимому, из района этого обвала. Он сопоставил энергию сейсмических волн с энергией обвала и заключил, что обвал мог быть вызван землетрясением. Действительно, здесь 18.02.1911 г. произошло одно из крупнейших землетрясений Памира - 9-балльное Сарезское землетрясение на высоте более 3000 м. Громадный обвал и оползень перегородили р. Мургаб и образовалось Сарезское озеро средней глубиной 220 м. и объемом 17 млрд. мі, а село Усой было полностью погребено под обвалом. В 1915 г. экспедиция, посланная для исследования этой катастрофы, установила, что объем захваченного оползнем и обвалом материала составил 2,5 млрд. мі.

Последний тип землетрясений - это искусственные, производимые человеком взрывные землетрясения, возникающие при обычных или ядерных взрывах. Подземные ядерные взрывы, производившиеся в течение последних десятилетий на ряде испытательных полигонов в разных местах земного шара, вызвали довольно значительные землетрясения.

Многолетние геофизические и геологические исследования ученых разных стран мира позволили получить определенную картину строения Земли и выявить причины землетрясения. Эти причины сразу же станут понятны, как только мы представим себе динамичный характер Земли и те медленные движения, которые происходят в ее коре - литосфере. Этот слой довольно тонок и покрывает Землю на толщину около 70 км. под Тянь-Шанем. Его небольшую толщину хорошо иллюстрирует такой пример: если Землю уменьшить до размеров яйца, то твердая кора окажется толщиной со скорлупу. Этот твердый слой, однако, не цельный: он разбит на несколько больших кусков, называемых плитами, размеры которых варьируют от сотни до нескольких тысяч километров.

Под литосферой действуют силы, принуждающие плиты перемещаться со скоростью, как правило, несколько сантиметров в год. Они могут быть вызваны, например, медленными течениями горячего пластичного вещества в недрах Земли. Течения возникают в результате тепловой конвекции в сочетании с динамическими эффектами вращения Земли. В некоторых областях новое вещество поднимается наверх из земных недр, оттесняя плиты в стороны (это происходит, например, в Срединно-Атлантическом хребте); в других местах плиты проскальзывают краями одна вдоль другой (как вдоль разлома Сан-Андреас в Калифорнии). Наконец, есть области, называемые зонами субдукции (поддвига), где одна плита при встрече заталкивается под другую (например, в океане у западных берегов Южной и Центральной Америки, у побережий Аляски и Японии). Несогласованность в движении плит при любом его направлении заставляет каменную толщу растрескиваться вдоль разломов, создавая, таким образом, землетрясения. Поэтому не удивительно, что подавляющая часть землетрясений - 95% - происходит по краям плит распределение основных сейсмических зон на Земле.

Землетрясения, вызванные движением плит, относятся к тектоническим. Зона землетрясений, окружающая Тихий океан, носит название Тихоокеанского пояса, здесь происходит около 90% землетрясений земного шара. Другой район очень высокой сейсмичности, включающий 5 - 6% всех событий, - это Альпийский или Альпийско-Гималайский пояс. Он протягивается от Средиземноморья на восток через Турцию, Иран, Туркмению, Узбекистан, Кыргызстан, Таджикистан, Казахстан, Северную Индию и Южный Китай. В этой зоне возникают также внутриплитные землетрясения. Вероятнее всего, они возникают из-за развития деформаций внутри плит, вызванных большими давлениями на их краях. Например, территория Китая сжимается с двух сторон: с востока - Тихоокеанской плитой, с юга - Индо-Австралийской. По мнению многих сейсмологов, эти воздействия несут ответственность за землетрясения, возникающие в пределах страны, включая катастрофическое Таньшаньское землетрясение 1975 г., которое привело к гибели 243 тыс. людей. Примерами крупных внутриплитовых землетрясений на территории Кыргызстана являются Сарыкамышское 1970 г. и Суусамырское 1992 г. землетрясение.

Тянь-Шань - горная система, куда входит территория Кыргызстана, в геологической истории оказалась зажатой между Индо-Австралийской и Евроазиатской плитами. При этом Индо-Австралийская плита постоянно и медленно надвигается на север. В результате этих пульсационных столкновений вдоль подвижных разломов Тянь-Шаня на глубинах 5 - 20 км. возникают очаги коровых землетрясений.

Со времени возникновения Евроазиатской и Индо-Австралийской плит прошли миллионы лет, а глубинные силы постоянно и неуклонно деформируют горные породы под ногами жителей сейсмичных стран. Как выражается на поверхности это колебание земной коры и надвигание одних пластов на другие? В чем проявляются эти могучие тектонические силы? Самое очевидное проявление - это гигантские горные хребты, такие, как Альпы, Кавказ, Памир, Тянь-Шань и Гималаи. Они возникли в результате вертикального вздымания крупных блоков земной поверхности над уровнем моря - процесса, длившегося десятки миллионов лет. Но и те движения коры, которые происходят за гораздо более короткое время, легко можно выявить путем тщательных геодезических съемок. Современные геодезические измерения с использованием спутников показывают, что в тектонически-активных районах, таких, как Калифорния, Тянь-Шань и Япония, горизонтальные и вертикальные перемещения имеют вполне измеримые величины. Результаты съемок позволяют также сделать вывод, что в стабильных областях материков, например, на древних массивах Канадского, Балтийского и Австралийского щитов, произошли лишь небольшие изменения по сравнению с сейсмоактивными районами. К примеру, данные глобальной геодезической сети GPS за период 1991 - 1998 гг. показали, что горная система Тянь-Шаня надвигается на Казахский щит со скоростью 1 - 2 см. в год.

Масштабы и оценка сейсмокатастроф.

В Центральной Азии первый сейсмограф был установлен в 1901 г. в г. Ташкенте, позже, в 1927 г., были организованы сейсмические станции в г. Фрунзе (Бишкек) и Алматы. К настоящему времени в пределах Центральной Азии действует около 100 сейсмических станций, входящих в мировую сеть, в том числе 45 станций, работающих на территории Кыргызстана, благодаря совместным усилиям ученых России, США и Китая.

Как уже указывалось, землетрясение происходит, когда в породах, слагающих земную кору, в результате нарастания избыточного напряжения, которое, в свою очередь, обычно является следствием движения литосферных плит, образуется разрыв. Разрыв происходит по неровной области вдоль более или менее плоской поверхности геологического разлома, которая может быть вертикальной или наклонной. Длина вспоровшейся части разлома может быть от нескольких метров (при практически неощутимых землетрясениях) до нескольких сотен километров (при крупнейших землетрясениях). Вспарывающаяся трещина может достичь поверхности Земли, но может и остановиться намного глубже. В целом, чем больше длина вспоровшегося разлома, тем больше амплитуда землетрясения.

Как бывает при любой поломке или срыве, землетрясение начинается в некоторой точке и затем распространяется в стороны от нее. Место, в котором начинается вспарывание, является гипоцентром землетрясения, а точка на поверхности Земли точно над гипоцентром - эпицентром. Поэтому карта, показывающая распределение землетрясений, на самом деле есть карта их эпицентров. Глубина очага может быть от нескольких километров до нескольких сотен километров. У неглубоких (мелкофокусных) коровых землетрясений типа тех, которые происходят на Тянь-Шане, глубина очага составляет от 5 до 20 км, реже до 40 км.

Относительное смещение пород по обе стороны поверхности разлома может сильно варьировать. При слабых землетрясениях величина смещения не превышает нескольких сантиметров, однако при Кеминском землетрясении 1911 г. она составила 8 м; при Суусамырском землетрясении 1992 г. в долине реки Суусамыр вертикальное смещение противоположных сторон разлома было 2,7 м. и образовался вертикальный уступ такой высоты. В геологическом отношении - это Южно-Тяньшаньская сейсмоактивная зона с серией крупных разломов, разграничивающих Тянь-Шань от Памира и Таримской микроплиты. Вторая зона - область вокруг Ферганской впадины или Западно-Тяньшаньская сейсмоактивная зона с крупнейшими Таласо-Ферганским и Южно-Ферганским разломами. Наконец, третья - Северотяньшаньская сейсмоактивная зона с серией одноименных разломов, охватывающая приграничные районы севера Кыргызстана с Казахстаном.

На рисунке 7 приведена карта эпицентров сильных землетрясений Тянь-Шаня за период 1900 - 1996 гг., где четко видна приуроченность большинства сильных землетрясений к Южно-Тяньшаньской и Северотяньшаньской зонам; сопоставление энергии и магнитуды сильных землетрясений мира и Тянь-Шаня приведено на следующем рисунке.

Рис. 2 Соотношение между сейсмической энергией ЕS и магнитудой Рихтера МL по Гиру и Шаху с дополнениями.

По мере того как растет население горных стран и усиливается урбанизация, все больше возрастает опасность крупных катастроф от сильных землетрясений. Непрерывно увеличивающемуся количеству населения нужно все больше домов, плотин, дорог, мостов, каналов, электростанций и систем коммуникаций. Человек идет на определенный риск при строительстве новых сооружений в сейсмоопасных зонах и в других жизненных ситуациях, например, при полете на самолетах. Чтобы оценить уровень потерь при будущем землетрясении, мы должны понять, что потери есть результат комбинации риска и опасности. Риск велик в областях с высокой плотностью населения и минимален в безлюдных районах.

Опасность - это те природные силы, которые угрожают жизни и имуществу, скажем, - землетрясения или оползни. От сочетания риска и опасности зависит вероятность потерь в каком-либо определенном районе. Мы не можем предотвратить землетрясение и пока не можем точно указать время и место ожидаемого события. Вместе с тем мы можем сделать очень многое для снижения риска и, следовательно, уменьшения потерь. Мировая статистика по программе IDNDR ООН показывает, что в тех странах, где на уровне государственной политики проводятся планомерные защитные мероприятия, включая научные исследования, потери от сейсмокатастроф уменьшаются в десятки - сотни раз. К примеру, в Армении от Спитакского землетрясения в 1988 г. с магнитудой ML = 6,7 погибло 25 тыс. человек из-за неправильного сейсмического районирования и плохого качества строительства. В Калифорнии, где постоянно проводятся защитные мероприятия и предъявляются жесткие требования к строительству, от такого же землетрясения в 1989 г. с магнитудой ML = 7,1 погибло 15 человек.