Сильнейшее землетрясение в Гватемале, 1976 г.

Ранним утром (примерно в 3 ч 02 мин) 4 февраля 1976 г. в Гватемале-одной из республик Центральной Америки-разразилось сильнейшее землетрясение, результатом которого стали 22 тысячи погибших, 70 тысяч раненых и огромные разрушения. Основным источником сейсмических волн была крупная подвижка по длинному разлому Мотагуа (рис. 5), который служит границей между Карибской и Северо-Американской плитами.

Рис. 5. Карта Гватемалы, на которой показано расположение разломов Мотагуа и Михко, вскрывшихся в серии землетрясений 1976 г. Указаны также (светлыми звездочками) эпицентры крупнейших афтершоков и их магнитуды. Эпицентр главного толчка обозначен черной звездой. Кружками обозначены пункты, где установлены сейсмографы для измерения сильных движений. (С разрешения Ч. Ф. Кнудсона, Геологическая служба США)

По записям сейсмических волн, полученным с помощью сейсмографов, было установлено, что фокус землетрясения располагался ближе к восточному концу вскрывшегося разлома на глубине всего лишь около 10 км от земной поверхности.

Растрескивание грунта, подобное тому, фотография которого помещена на рис. 6, отмечалось на протяжении около 250 км. Смещение было левосторонним, его средняя величина составляла 1 м, но в 25 км к северу от города Гватемала в районе западнее Эль-Прогресо максимальное смещение составило З ¼ м. Вспарывание разрыва имело субширотное направление и захватило отрезок, начинающийся примерно в 25 км севернее города Гватемала и идущий на восток вплоть до Гондурасского залива, к югу от Пуэрто-Барриос.

Рис. 6. Фотоснимок линии разлома Мотагуа, пересекающей футбольное поле в городе Гуалан, после Гватемальского землетрясения 4 февраля 1976 г. На переднем плане можно видеть белую боковую линию поля, смещенную левосторонним сдвигом на 89 см. Северо-Американская плита располагается слева, Карибская-справа. (С разрешения Л. Клаффа.)

Смещение по разлому Мотагуа проявилось в основном серией параллельных трещин, связанных со вспучиванием грунта, или «кротовинами», типичными для образования сдвигов. Характерная ширина зоны развития трещин составила 1-3 м, но иногда достигала 9 м. Вскрывшийся разрыв заставил сместиться дороги, изгороди и железнодорожные пути.

Всего лишь в 5 км к западу от города Гватемала спустя несколько дней после главного толчка) были обнаружены свежие трещины, идущие вдоль короткого разлома Михко субмеридионального простирания. Неизвестно, служили ли эти трещины еще одним источником сейсмических волн или нет. Смещения по ним были совершенно иного типа, нежели вдоль разлома Мотагуа. Вертикальное смещение ярко проявилось на нескольких перекрестках и на обочинах дорог, в фундаментах домов.

Максимальный размер подвижки был 10-16 см для вертикального опускания восточной стороны зоны и около 4 см для правого сдвига. Если проанализировать положение разломов Мотагуа и Михко на рис. 5, то можно прийти к выводу, что смещение по падению разлома было следствием растяжения, возникшего при подвижке к востоку пород, слагающих южный бок разлома Мотагуа. Это растяжение могло заставить земную кору опуститься вдоль разлома Михко, и в самом деле, опущенные блоковые структуры, называемые грабенами, обнаружены в окрестностях города Гватемала.

Почему Гватемальское землетрясение оказалось столь трагическим? Несомненно, такое большое число погибших, искалеченных и оставшихся без крова было обусловлено уязвимостью непрочных построек из сырцового кирпича и временем, когда произошло землетрясение. Люди были в постелях, и, когда дома из глины и сырцового кирпича, неспособные противостоять даже слабым горизонтальным колебаниям, стали трещать и разваливаться-особенно в городках в долине реки Мотагуа и к западу от города Гватемала,-деревянные балки и черепичные крыши обрушились на спящих жителей. Наиболее распространенными увечьями были сломанный позвоночник и отбитая почка.

Обрушение домов произошло на площади около 9 тыс. км² от зоны разлома до районов к югу от города Гватемала, и более миллиона людей осталось без крова. Постройки из «бахареке» (глиняная штукатурка поверх каркаса из досок и дранки) и дерева выдержали сотрясения лучше, чем дома из местного кирпича. Тем не менее в течение нескольких недель индейцы из окружающих деревень разбирали упавшие кирпичные постройки, разравнивали старые площадки и воздвигали новые стены из того же сырцового кирпича, спеша построить дома до начала майских дождей. Так были посеяны семена другой трагедии, которая произойдет при следующем землетрясении.

Этот район давно считается сейсмичным. Согласно историческим документам, прежняя столица страны-город Антигуа (при этом землетрясении там были только небольшие разрушения)- пережила сейсмические катастрофы в 1586, 1717, 1773 и 1874 гг. До 1976 г. в городе Гватемала уже отмечались сильные сотрясения, и около 40% его домов были уничтожены толчками 25 декабря 1917 г. Однако даже в 1976 г. не были введены в действие никакие специальные правила строительства, которые предусматривали бы антисейсмические мероприятия.

Изучая интенсивность колебаний грунта при Гватемальском землетрясении, можно узнать много такого, что будет полезно использовать при анализе сейсмической опасности в других местах. К сожалению, полной инструментальной записи сейсмических волн в районе сильнейших колебаний получено не было.

Однако в городе Гватемала, всего лишь в 25 км от разлома Мотагуа, примерно 30% домов из сырцового кирпича не обрушилось. Длина вскрывшегося отрезка разлома Мотагуа и величина горизонтального смещения очень близки к характеристикам подвижки по разлому Сан-Андреас в 1906 г. При землетрясении 1906 г. главные повреждения построек также были приурочены к участкам слабых грунтов в пределах 20 км от линии разлома Сан-Андреас.

Город Гватемала расположен на плоской возвышенности, приблизительно на высоте 1500 м над уровнем моря. Грунты основания остались, как правило, ненарушенными, потому что зеркало подземных вод находится здесь на много метров ниже дневной поверхности. Но местность рассечена глубокими оврагами (барранкас), и многие из более новых жилых домов были построены близко к их кромкам; поэтому многие фундаменты их были разрушены в результате возникновения оползней.

В других частях города даже плохо построенные кирпичные здания устояли, хотя опять-таки жилища из сырцового кирпича выглядели неважно. Единственные в городе два стальных многоэтажных здания не получили существенных повреждений, и большинство железобетонных зданий также уцелело. Однако несколько крупных зданий - некоторые больницы, кафедральный собор, большая гостиница-были очень сильно повреждены. Пожаров в городе не было.

Ближе к разлому Мотагуа сопротивление построек сотрясениям менялось в широких пределах. Приведенные ниже полевые заметки, сделанные в городе Гуалан (с населением 23429 человек) через несколько дней после землетрясения, показывают степень разрушения в зоне разлома).

«На улицах много камня; его убирают. Некоторые кирпичные постройки еще стоят. Вдоль улицы многие здания из сырцового кирпича полностью обрушились. В каркасных деревянных домах здесь не видно никаких повреждений. Вот железнодорожная станция. Водокачка не повреждена. Разлом тут проходит около школы через футбольное поле. Ширина главного нарушения здесь 3,5 м. Вот наглядный, как в учебнике, пример кулисообразных кротовин.

По смещению белой линии на восточной стороне футбольного поля фиксируется левый сдвиг на 89 см. В Гуалане погибло 85 человек. В центре города, там, где разлом пересекает мощеную булыжником улицу, возникла резко бросающаяся в глаза «просека» полностью разрушенных сырцовых построек. Однако совсем на небольшом расстоянии от разлома некоторые такие постройки разрушены неполностью, хотя и повреждены сотрясениями. На множестве деревянных каркасных построек не заметно никаких повреждений»

В целом эта картина результатов собственно сейсмического воздействия данного землетрясения хорошо согласуется с подобными полевыми наблюдениями, сделанными после землетрясения 1906 г. В обоих случаях дощатые каркасные жилища, расположенные даже совсем близко к разлому, от которого распространялись сотрясения, получили только небольшие повреждения, и большинство их можно было легко отремонтировать. Если говорить в целом о малых и больших городах, то здания построенные с должным старанием, выдержали сейсмические колебания хорошо.

Однако внутренняя каменная кладка, перегородки и рабочее оборудование в зданиях были сильно повреждены, что нанесло большой экономический ущерб. Во многих местах вдоль рек возникли оползни, иногда они запруживали реки. На аллювиальных конусах по берегам озер, например у озера Атитлан, появились наглядные примеры проседания водонасыщенных песчаных грунтов с фонтанированием песка и перекосами поверхности грунта. Это привело к повреждению гостиниц и других построек, возведенных вдоль пляжей.