Обладинка Ксенії Грабовської
Ще на початку 2000-х років науковці вважали, що Полтавщина – асейсмічна область, на якій не мають траплятися землетруси. Проте за останні роки регіон пережив вже більше двох десятків підземних поштовхів. Область, яку тривалий час вважали асейсмічною, поступово змушує науковців переглядати усталені уявлення про надра центральної України.
Сьогодні за найменшими рухами земної кори стежить Полтавська гравіметрична обсерваторія. Фахівці фіксують локальні землетруси та намагаються зрозуміти, чому вони почали виникати саме тут. За цими спостереженнями стоїть спроба розгадати природу нової для регіону сейсмічної активності, яка ще донедавна здавалася майже неможливою.
Чому «асейсмічний» регіон почав проявляти сейсмічну активність та як науковці пояснюють ці процеси, в інтерв’ю ЗМІСТу розповіли старші наукові співробітники обсерваторії Володимир Павлик та Володимир Шляховий.
Сейсмічна активність Полтавщини: як обсерваторія стежить за рухами землі
Робота сучасної обсерваторії розподілена між двома ключовими структурними підрозділами. Першим із них є відділ геодинаміки, який спеціалізується на комплексному вивченні рухів земної поверхні. Фахівці цього підрозділу поєднують теоретичні розробки із практичними спостереженнями за деформаціями земної кори. Обсерваторія здатна фіксувати сейсмічні події, що відбуваються по всій земній кулі, проте останнім часом особливу увагу приділяють саме місцевим процесам.
За словами Володимира Павлика, ще кілька років тому самі слова «землетрус на Полтавщині» звучали як щось неможливе. Тоді регіон не вважався сейсмічно активним і подібних подій тут не реєстрували. Проте за останні сім років ситуація змінилася і досить суттєво. За цей час на Полтавщині зафіксували вже понад 20 землетрусів. Їхня кількість почала зростати із початком повномасштабної війни, хоча зв’язку з бойовими діями науковці не вбачають. Вибухи, що лунають на території країни, фізично не здатні спровокувати зміщення земної кори такого масштабу й на таких глибинах.
«За останні приблизно сім років на Полтавщині зафіксували вже понад 20 землетрусів. Усі вони поверхневі, мають невелику магнітуду і здебільшого майже не відчуваються людьми. Хіба що окремі поштовхи можуть бути помітними всередині приміщень. Але навіть попри це їх потрібно вивчати, тому що для нашого регіону це відносно нове явище. Після початку повномасштабної війни кількість таких землетрусів почала зростати, однак це не означає, що між цими процесами є прямий зв’язок. Вибухи не можуть спричинити зміщення земної кори такого масштабу. Це зовсім інші процеси, які відбуваються на значних глибинах і мають іншу природу», – каже Володимир Павлик.
Водночас серед науковців переважає думка, що землетруси на Полтавщині можуть бути пов’язані з активізацією видобутку нафти й газу. Останніми роками ця галузь значно розширилася, а свердловини розташовані приблизно на тих самих глибинах – 3-5 км, де й відбувається більшість землетрусів. Саме техногенний вплив, ймовірно, і провокує рухи земної кори, які сьогодні спостерігають на Полтавщині.
Пробудження асейсмічної зони: дані про сейсмічність Полтавщини
Як розповідає старший науковий співробітник Володимир Шляховий, до початку 2000-х років у науковому середовищі переважала думка, що Полтавська область і загалом центральна частина України, зокрема Дніпровсько-Донецька западина, є абсолютно асейсмічним регіоном. Тобто територією, де землетруси або не відбуваються взагалі, або не мають жодного практичного значення для спостережень.
Однак ситуація почала змінюватися після 2010 року, коли в регіоні зафіксували так званий полтавський землетрус. Відтоді систематичні спостереження показали, що сейсмічна активність тут існує, хоча й залишається слабкою та малопомітною для населення. За період після 2010 року в районі Полтави зареєстрували щонайменше 25 землетрусів. Усіх їх зафіксували прилади, але не завжди відчували люди.
«Перелом у цьому уявленні відбувся після 2010 року, коли в регіоні було зафіксовано так званий полтавський землетрус. Я тоді казав, що на Полтавщині ніколи не мало бути землетрусів. Саме з цього моменту почали формуватися системні інструментальні спостереження, які показали, що сейсмічна активність у регіоні все ж існує, хоч і має переважно слабкий характер», – каже Володимир Шляховий.
Попри багаторічні дослідження, точні причини цих явищ залишаються остаточно не з’ясованими. Розглядають різні гіпотези, зокрема можливий вплив техногенних факторів. Водночас частина землетрусів реєструється на значних глибинах – до 10–12 кілометрів, що ускладнює їх пояснення через людську діяльність, адже такі глибини виходять за межі стандартного промислового буріння в регіоні.
Для порівняння, найглибші свердловини у світі, пробурені ще за часів Радянського Союзу, сягали приблизно 13 кілометрів, тоді як у промисловості звичайні глибини значно менші. Саме тому частина процесів, які фіксуються на таких глибинах, досі немає однозначного пояснення і потребує подальшого вивчення.
«Попри накопичену статистику, природа цих сейсмічних подій залишається до кінця не з’ясованою. Науковці досі не мають єдиної, однозначної моделі, яка б повністю пояснювала причини їх виникнення в межах цього регіону», – розповідає Володимир Шляховий.
Окрему увагу дослідники приділяють питанням потенційної небезпеки таких явищ для регіону, оскільки навіть слабка, але регулярна сейсмічна активність у перспективі може мати значення для інфраструктури та міської забудови.
Серед найбільш відчутних подій у центральній частині України згадується землетрус, що стався на межі Полтавської та Сумської областей, у районі між Гадячем і Лебедином. Його зафіксували 3 лютого 2015 року, він мав магнітуду 4,6 бали на глибині 10 км. Цей поштовх відзначався підвищеною інтенсивністю порівняно з іншими зареєстрованими подіями та став одним із найбільш помітних сейсмічних випадків у регіоні останніх років.
Методи спостереження та сприйняття сейсмічних хвиль
Для моніторингу деформацій земної кори обсерваторія використовує спеціалізоване високоточне обладнання – сейсмонахиломіри. Ці прилади встановлені у спеціально облаштованих підвальних приміщеннях. Вони працюють у безперервному режимі онлайн і фіксують найменші деформації земної поверхні. Саме за допомогою такого цілодобового моніторингу вдається не лише реєструвати окремі події, а й відстежувати динаміку, як сильно частішають землетруси, як змінюються їхні характеристики з часом.
Відчутними для людини землетруси стають зазвичай тоді, коли їхня магнітуда перевищує 4 бали. Поштовхи магнітудою 5-6 уже можуть добре відчуватися всередині будівель: починають хитатися люстри, деренчить посуд, з’являється відчуття коливання підлоги чи меблів. Подібний землетрус колись відчував і Володимир Павлик у 1986 році у Львові.
«Землетруси, які людина може відчути, зазвичай починаються приблизно від магнітуди чотири. Це ще слабкі поштовхи, але вже помітні. А от землетруси магнітудою п’ять-шість значно відчутніші, особливо в приміщеннях. Саме всередині будівель люди найчастіше помічають такі коливання – починають хитатися люстри, може деренчати посуд чи легкі предмети».
Тоді на верхньому поверсі будівлі відчулося повільне, але невпинне зміщення тіла на дивані. Спочатку це здавалося чимось незрозумілим, аж поки не стало помітно, що гойдається люстра й брязчить посуд у буфеті. Той землетрус мав епіцентр у зоні Вранча, у Карпатах на території Румунії, де пролягають глибинні розломи земної кори. Тоді його відчули навіть у Києві.
Невидимі рухи планети: які процеси десятиліттями досліджували в обсерваторії
Окрім дослідження землетрусів, ще з минулого століття в обсерваторії проводили високоточні спостереження за процесами, які людина не здатна помітити неозброєним оком, але які постійно відбуваються із Землею. Одним із головних напрямів були земно припливні спостереження. Для цього використовували спеціальні високоточні нахиломіри та гравіметри – прилади, здатні фіксувати найменші зміни сили тяжіння та мікроскопічні нахили земної поверхні.
Ці процеси безпосередньо пов’язані з гравітаційним впливом Місяця і Сонця. Подібно до того, як небесні тіла викликають припливи й відпливи в океанах, вони впливають і на тверду поверхню Землі. Щодня двічі на добу земна кора піднімається й опускається приблизно на пів метра. Людина цього не відчуває, оскільки зміни відбуваються одночасно на величезних територіях, на тисячах кілометрів земної поверхні. Уся поверхня змінює положення рівномірно, тому ці рухи залишаються непомітними для людей, але їх здатні зафіксувати надзвичайно чутливі прилади.
«Щоденні земні припливи є природним процесом, який залишається непомітним для людини, але має чіткий фізичний прояв: земна поверхня двічі на добу піднімається і опускається приблизно на пів метра. Оскільки це відбувається одночасно на величезних територіях, ми не відчуваємо цих змін, однак вони чітко фіксуються приладами високої точності», – розповів Володимир Павлик.
Спостереження за земними припливами мали не лише прикладне, а й фундаментальне наукове значення. Завдяки таким дослідженням науковці могли вивчати внутрішню будову Землі, адже реакція земної кори на гравітаційний вплив Місяця та Сонця допомагала зрозуміти, як поводяться різні шари планети.
Іншим важливим напрямом роботи обсерваторії були дослідження руху полюса Землі. Попри те, що вісь обертання планети здається сталою, насправді вона постійно незначно змінює своє положення. Такі зміни відбуваються через перерозподіл мас усередині Землі. Відхилення є дуже невеликими, йдеться буквально про метри, однак навіть ці зміни мають велике значення для науки.
«Зміни положення осі обертання є надзвичайно малими й вимірюються буквально в метрах, однак вони мають системний характер і можуть бути зафіксовані лише за допомогою високоточних астрономічних спостережень».
Щоб відстежувати рух полюса, науковці вимірювали широту точки, у якій був встановлений астрономічний прилад, із максимально можливою точністю. Найменші зміни цих координат дозволяли визначити, як саме змінюється положення осі обертання Землі.
Подібні спостережні пункти працювали у багатьох країнах світу. Дані з різних обсерваторій узагальнювали, після чого отримували точні показники руху полюса Землі. Цю інформацію використовували у сферах, де необхідна надзвичайна точність. Зокрема в навігації, космічних дослідженнях та інших високотехнологічних галузях. Зараз це явище вивчається більш сучасними і значно точнішими методами: глобальних супутникових навігаційних систем, радіоінтерферометрією з довгою базою, супутниковою лазерною локацією.
«Молодь у науку не йде»: як виживає обсерваторія
Повномасштабна війна не стала переломним моментом для фінансового стану обсерваторії, адже проблеми, з якими сьогодні стикаються науковці, накопичувалися роками. За словами Володимира Павлика, фінансування академічної науки в Україні залишалося критично низьким ще задовго до 2022 року, а після початку великої війни ситуація лише погіршилася.
«Щодо фінансування – воно мало вплинуло, може трохи стало гірше, але фінансування вже і до війни було дуже погане. Не тільки в обсерваторії, а взагалі у всіх академічних закладах. Ми, наприклад, працюємо в середньому, може 60% свого часу і це ще добре. По два, по три дні на тиждень, деколи один день – беремо за власний рахунок, тому що немає коштів».
Через нестачу коштів працівники змушені працювати у скороченому режимі. Іноді науковці беруть по кілька днів на тиждень за власний рахунок, оскільки установі просто не вистачає фінансування для повноцінної роботи. При цьому проблема є системною і стосується не лише обсерваторії, а більшості академічних установ країни.
Попри те, що українське законодавство передбачає виділення на науку 1,7% від валового внутрішнього продукту, фактичні витрати держави на цю сферу залишаються у кілька разів меншими. За словами науковця, зараз цей показник становить лише близько трьох десятих відсотка, і протягом багатьох років він не зростав, а навпаки – постійно скорочувався.
Однією з найгостріших проблем залишається кадрова криза. Молодь майже не приходить працювати в наукові установи. Причина не лише у низьких зарплатах, а й у загальному занепаді наукової інфраструктури. Молоді фахівці не бачать перспектив у сфері, де роками не оновлюється обладнання, а більшість досліджень тримається на ентузіазмі самих працівників, які намагаються власними силами підтримувати стару техніку у робочому стані.
«Молоді зовсім немає, тому що молодь йти не хоче. Яка піде молода людина, що закінчила виш, на мінімальну зарплату та навіть меншу за мінімальну, бо потрібно працювати не кожного дня? Має бути престижність цієї роботи. А престижність йде через фінансування. Молодь бачить, що обладнання ніякого нового, я вже забув, коли взагалі якесь надходило. Люди беруть те, що мають, якось модернізують, щоб отримати хоча б на певному науковому рівні», – каже Володимир Павлик.
За словами Володимира Павлика, без зміни державної політики щодо науки обсерваторія фактично не має перспектив розвитку. На його думку, проблема стосується не окремої установи, а всієї системи Національної академії наук України, яка вже тривалий час перебуває у кризовому стані.
Навіть окремі державні програми, гранти та стипендії для молодих учених поки що не дають суттєвого результату. Частина молодих науковців після перших успіхів у дослідженнях виїжджає працювати за кордон, де має значно кращі умови для роботи й розвитку.
Фото Аліни Гончарової
Обкладинка Ксенії Грабовської