4.4: Федеральний уряд і землетруси

«... федеральний уряд не повинен очікувати, щоб врятувати людей від стихійних лих, тому що вони зробили поганий вибір, де жити».

Денніс Мілеті, Університет Колорадо в Боулдері

«... хоча землетруси можуть бути неминучими, катастрофи землетрусу не є».

Стратегічний план національної програми зменшення небезпек землетрусу, 2001-2005

1. Вступ

Вивчення землетрусів є настільки масштабною проблемою, з такою кількістю наслідків, що національному уряду здається неможливим не брати участь. Уряд стикається з двома труднощами: (1) визначення проблеми землетрусу та виділення національних ресурсів для її вирішення та (2) інформування громадськості про те, що було зроблено таким чином, щоб громадськість могла стати партнером у зменшенні небезпек землетрусу, з якими ми стикаємося. Третя складність, в епоху, коли деякі політики сперечаються за все менше і менше уряду, переконує громадськість довгий час після останнього землетрусу, що уряд повинен робити що-небудь взагалі. Школи? Громадська безпека? Охорона здоров'я? Національна оборона? Землетруси? Візьміть свій вибір.

2. Історичне передумови

Протягом більшої частини записаної історії землетруси розглядалися як непередбачувані лиха, дії Бога - не суб'єкти для участі уряду, за винятком боротьби з наслідками. Це почало змінюватися в 1891 році, коли вбивчий землетрус спустошив велику ділянку західної Японії, в той же час Японія готувала свою економіку, щоб стати рівноправним партнером і конкурентом із західними країнами. Після землетрусу 1891 року японський уряд ухвалив довгострокову програму досліджень землетрусу, включаючи картографування активних розломів після сильного землетрусу, розгортання сейсмографів (які нещодавно були винайдені) та дослідження орієнтирів через активні розломи та уздовж берегової лінії шукати деформацію земної кори. Інститут досліджень землетрусів був створений в Токійському університеті.

В результаті японські вчені землетрусу стали світовими лідерами. Фусакічі Оморі, в той час вважався провідним світовим сейсмологом, брав участь у розслідуванні землетрусу 1906 року в Сан-Франциско. Kiyoo Wadati винайшов шкалу величини до того, як Чарльз Ріхтер розробив шкалу, яка носить його ім'я. Вадаті також був першим, хто визнав землетруси на сотні миль під поверхнею Землі, окресливши те, що пізніше буде відоме як зони субдукції. Два провідних сейсмологи в Сполучених Штатах трансплантації з Японії: Хіроо Канаморі з Каліфорнії, і покійний Кейіті Акі, який нещодавно пішов з Університету Південної Каліфорнії.

На початку двадцятого століття сейсмограф обсерваторії були створені в Каліфорнійському університеті в Берклі, Каліфорнії, Каліфорнії, Вікторії, Сіетлі та інших місцях по всьому світу. Єзуїти були важливими гравцями, з сейсмографом в коледжі Гонзага в Спокані, штат Вашингтон. Сейсмологія розвивалася насамперед як академічна гонитва, з землетрусом дослідження переплітаються з використанням землетрусних хвиль для зображення та дослідження внутрішньої структури Землі. На момент землетрусу Пьюджет Саунд 1949, Університет Вашингтона мав лише один нещодавно найнятий викладач сейсмології, який знаходився в процесі будівництва нового сейсмографа в підвалі будівлі геології, використовуючи державні кошти. Цей молодий чоловік несподівано опинився в відблиску очей громадськості, намагаючись відповісти на питання про те, що, де і навіщо.

Перше федеральне фінансування досліджень, пов'язаних з землетрусом, було для Бюро погоди США, якому було надано завдання збору спостережень за землетрусами на своїх метеостанціях. Щомісячний огляд погоди головного офіцера військового департаменту був вперше опублікований у 1872 році, а звіти про землетруси з'явилися ще в 1882 році. Бюро погоди видало власну доповідь про землетрус 1906 в Сан-Франциско. У кількох країнах світу, включаючи Японію, національна служба погоди все ще несе велику відповідальність за моніторинг землетрусів.

Дослідження орієнтирів у Каліфорнії за допомогою американського узбережжя та геодезичної зйомки (пізніше Національна геодезична зйомка) призвело до теорії пружного відскоку професора Гаррі Рейда для землетрусу в Сан-Франциско 1906 року на розломі Сан-Андреас. І узбережжя, і геодезичне обстеження, і метеорологічне бюро були частиною Міністерства торгівлі, єдиної частини федерального уряду з мандатом робити що-небудь про землетруси. Триангуляційне опитування узбережжя та геодезичної зйомки, уповноваженого міністром торгівлі Гербертом Гувером у 1920-х роках, підтвердило спостереження Рейда про те, що територія, прилегла до розлому Сан-Андреас, продовжує нарощувати напругу, навіть як це було зроблено до землетрусу 1906 року.

Крім цього, уряд США тримався подалі від землетрусів. Значною мірою це було тому, що землетруси сприймалися як каліфорнійська проблема, і Каліфорнійські ділові та політичні лідери зіграли загрозу землетрусів, оскільки вони були поганими для бізнесу і особливо поганими для буму спекуляцій нерухомості, який тоді тривав. Розслідування землетрусу в Сан-Франциско 1906 року було оплачено не урядом, а приватною організацією, Інститутом Карнегі у Вашингтоні. Заяви вчених, в тому числі професора Оморі, були виведені з контексту засобами масової інформації, щоб створити враження, що катастрофа в Сан-Франциско була пожежею, а не землетрусом. Це включало прикриття: набагато більше людей загинуло, ніж стверджували офіційні документи. Відповідно, ніяких уроків не було засвоєно, і не робилося ніяких спроб зміцнити будівлі проти землетрусів.

Одним з позитивних результатів стало заснування Сейсмологічного товариства Америки (SSA) в районі затоки Сан-Франциско, організації, яка брала активну роль у безпеці землетрусів. Однак інші члени SSA займалися дослідженням внутрішньої будови Землі, використовуючи сейсмічні хвилі так само, як лікарі використовували рентгенівські промені для перегляду кісткової структури людського тіла. Ці сейсмологи розглядали SSA як асоціацію вчених та науковців, і деякі з них були незручні з SSA, приймаючи більш політичну роль у відстоюванні безпеки землетрусу.

Це тривало через Ревучі двадцяті роки, під час яких лідери бізнесу принижували землетрус, який сильно пошкодив курортне місто Санта-Барбара в 1925 році. Однак до цього часу вчені були краще організовані, і перші будівельні норми були прийняті містами Санта-Барбара і Пало-Альто, останнє місто будинок Стенфордського університету, місце значної пропаганди готовності до землетрусів. У 1933 році землетрус Лонг-Біч розбив багато шкільних будівель в районі Лос-Анджелеса, що призвело до державного законодавства, що вимагає стандартів землетрусу для шкільних будівель. Все-таки федеральний уряд стояв на узбіччі.

Це різко змінилося, коли Радянські Союзи успішно випробували ядерну зброю після Другої світової війни. Федеральне фінансування сейсмології не було пов'язано з будь-якими побоюваннями щодо небезпеки землетрусу, але було обумовлено холодною війною. Сполучені Штати і їх союзники по НАТО хотіли контролювати радянські (а пізніше і китайські) підземні ядерні випробування з використанням сейсмографів. Сейсмологи показали, що можна розрізняти сейсмограми, написані землетрусами, і сейсмограми, отримані в результаті ядерних вибухів, а також визначити розмір і місце проведення підземного ядерного випробування, так само як сейсмологи здатні визначити магнітуду і місце землетрусу .

До початку 1960-х років США у співпраці з іншими західними країнами створили всесвітню мережу сейсмографів (WWSSN) для моніторингу випробувань ядерної зброї, особливо після підписання Договору про заборону ядерних випробувань у 1963 році. WWSSN мав вражаючий, безтурботний науковий виграш. Дозволивши світові землетруси розташовуватися набагато точніше, ніж раніше, мережа надала докази того, що ці землетруси слідують за вузькими смугами, які були виявлені кордонами великих тектонічних плит (глава 2, рис. 2-5). До 1966 року революція тектоніки плит скасувала переважаюче уявлення про те, як працює Земля, і сейсмологія, через WWSSN, зробила великий внесок.

Геологічна служба США (USGS) провела детальні дослідження великих землетрусів у Чарльстоні, Південна Кароліна, в 1886 році та на Алясці в 1899 році, і продовжила з USGS вченими, які беруть участь у дослідженнях 1906 землетрусу Сан-Франциско та землетрус на озері Хебген 1959 року поблизу Йеллоустоуна Парк. Команда сейсмологів була зібрана USGS в Денвері для моніторингу заборони ядерних випробувань. Ці сейсмологи були перенесені в Менло-Парк, штат Каліфорнія, де вони приєдналися до команди геологів, які вивчають великий землетрус на Алясці 1964 року. Проводячи ці дослідження, USGS дотримувалася традиції Геологічної служби Індії, яка детально вивчала великі гімалайські землетруси в 1897, 1905 та 1934 роках. Залучення USGS продовжилося і прискорилося після землетрусів в Каліфорнії в 1968 і 1971 роках.

Однак досі не було федерального мандату для USGS взяти на себе розслідування землетрусів. Єдиним федеральним агентством з обов'язками землетрусу все ще було Міністерство торгівлі через Бюро погоди та узбережжя та геодезичне обстеження. У 1947 році узбережжя та геодезична зйомка звернулася до каліфорнійських інженерів-будівельників за порадою щодо створення сейсмографів із сильним рухом та при проектуванні будівель, щоб бути більш стійкими до землетрусу (а також ядерного вибуху). Інженери сформували Консультативний комітет з інженерної сейсмології, який до 1949 року став Інженерно-дослідним інститутом землетрусів (EERI), який став сполучною ланкою між SSA і професійними інженерними організаціями. Це було важливо через постійну дискусію серед інженерів-конструкторів між тими, хто виступає за більш стійке до землетрусів будівництво, і тими, хто стурбований збільшенням витрат на ці заходи.

Зрозуміло, що Міністерство торгівлі має намір зберегти свій мандат на вивчення землетрусів, особливо після землетрусу на Алясці 1964 року та землетрусу Сильмара 1971 року в передмісті Лос-Анджелеса. Вчені USGS мали великий інтерес до цих землетрусів, але вони могли фінансувати дослідження лише за рахунок власних обмежених бюджетів, які зазвичай базувалися на пошуку збільшених мінеральних ресурсів. Міністерство торгівлі та USGS опублікували окремі урядові звіти про кожне з цих землетрусів.

3. Національна програма зменшення небезпеки землетрусів (NEHRP)

Два землетрусу в 1975 році сильно вплинули на рішення про збільшення участі федерального уряду в дослідженнях землетрусу. Першим був Хайчен, Китай, землетрус у лютому 1975 року, який був передбачений китайцями досить рано, щоб значно зменшити людські жертви, хоча на той час не було визнано, що землетрус Хайчен був частиною землетрусу рою (див. Глава 7). Другим був землетрус в серпні 1975 року, недалеко від греблі Оровілл, в передгір'ях Сьєрра-Невади біля верхів'їв Каліфорнійського акведуку. Цей землетрус разом з великими землетрусами в Китаї в 1962 році, Греції в 1966 році та Індії в 1967 році - все це спричинило великі людські жертви - припустили, що люди насправді можуть спричинити землетруси, маніпулюючи рівнем води у водоймах та штучним перекачуванням рідин у свердловини для стічних вод. утилізації або для поліпшення видобутку нафти. Землетрус в Оровіллі нарешті поклав на спокій думку, що землетруси - це дії Бога, в яких люди не грають ніякої ролі. Широка громадськість і, справді, багато людей у науковому співтоваристві прийшли до думки, що землетруси можна передбачити, і, розуміючи тиск рідини, що супроводжує заповнення резервуарів та закачування рідин у свердловини або з них, можна навіть контролювати.

Кілька геофізиків USGS здійснили проект по повторному вирівнюванню маркерів шосе по всій південній Каліфорнії, включаючи шосе, що перетинають розлом Сан-Андреас. Ці дослідження припустили, що район Палмдейл, в пустелі Мохаве поблизу розлому Сан-Андреас, зазнає швидкого підняття. Чи була ця частина вини, востаннє розірвана в 1857 році, збирається знову розірватися? «Palmdale Bulge» був доведений до відома Френка Преса, президентського наукового радника президента Джеральда Форда. Це призвело до спеціального асигнування USGS для вивчення Palmdale Bulge і відкрило двері для більшої ролі USGS в дослідженнях землетрусу. USGS, в свою чергу, надав дослідницькі фонди для університетських вчених, включаючи мене, для участі в цьому дослідженні, тим самим розширюючи пул талантів дослідження землетрусів по всій країні.

Битва між узбережжям та геодезичною зйомкою та USGS за контроль федеральних дослідницьких доларів закінчилася після того, як геодезична зйомка була взята на себе Національним управлінням океанічних та атмосферних досліджень (NOAA). Першим пріоритетом для NOAA було море, а скорочення бюджету змусило NOAA відмовитися від боротьби на користь USGS.

Це призвело до прийняття Закону про зменшення небезпек землетрусу 1977 (Публічний закон 95-124), який направив президента створити Національну програму зменшення небезпек землетрусу (NEHRP, вимовляється «Neehurp»). Серед цілей, написаних у законі, були (1) модернізація існуючих будівель, особливо важливих об'єктів, таких як атомні електростанції, греблі, лікарні, школи, комунальні підприємства та будівлі з високою завантаженістю; (2) проектування системи прогнозування землетрусів та виявлення, оцінки та характеристика сейсмічних небезпек; (3) модернізація будівельних норм та розробка політики землекористування для врахування сейсмічного ризику; (4) поширення попереджень про землетрус та організація аварійних служб після землетрусу; (5) навчання громадськості, включаючи державних та місцевих чиновників, про загрозу землетрусу, включаючи визначення місць та будівель, особливо сприйнятливих до землетрусів; (6) зосередження існуючих наукових та інженерних знань для пом'якшення небезпек землетрусу та врахування соціальних, економічних, правових та політичних наслідків прогнозування землетрусів; і (7) розробка фундаментальні та прикладні дослідження, що призводять до кращого розуміння контролю або модифікації землетрусів.

Objective (6) містить слово, пом'якшення, яке може бути незнайомим багатьом, але яке так часто зустрічається в публічних заявах, а також у законодавстві, що тут слід представити визначення. Пом'якшити - значить помірніше, зробити більш м'яким або менш суворим. Таким чином, програма землетрусу не бере на себе роботу з ліквідації загрози землетрусу, а скоріше стримування проблеми - важлива відмінність.

За іронією долі, три основні аргументи для встановлення НЕПРР не виявилися вартими шляхами розслідування. Як обговорювалося в розділі 7, прогнозування землетрусу настільки далеко від досягнення сьогодні, як це було в 1977 році. Контроль землетрусів більше не сприймається серйозно, як обговорюється далі нижче. Нарешті, Palmdale Bulge був повторно проаналізований, і було встановлено, що більша частина сигналу підняття була артефактом помилки обстеження. Подальші дослідження з використанням набагато більш досконалої космічної геодезії не підтвердили існування опуклості.

Хоча закон 1977 року включав кілька недослідницьких цілей, таких як державна освіта та модернізація будівельних норм, законодавство було насамперед спрямовано на дослідження. Законопроект дозволив нові асигнування для двох установ, USGS та Національного наукового фонду, проводити або фінансувати дослідження, пов'язані з землетрусом, через гранти та контракти університетам та іншим неурядовим організаціям. Законодавство не вказувало, як повинні бути реалізовані недослідницькі цілі. Натомість президенту було направлено розробити план реалізації. Крім того, законодавство залишало незрозумілим, яке відомство відповідало.

План імплементації президента, надісланий до Конгресу в 1978 році, значну частину відповідальності за імплементацію публічного права 95-124 поклав на провідне агентство, але, як і в самому законі, провідне агентство не уточнювалося. Багатовідомча цільова група отримала відповідальність за розробку стандартів проектування федеральних проектів. У наступному році Виконавчий наказ 12148 від 20 липня 1979 року призначив новостворене Федеральне агентство з управління надзвичайними ситуаціями (FEMA) як провідне агентство. Це рішення було включено в 1980 році в перше законодавство про переавторизацію програми землетрусу. Це законодавство включало четверте агентство, Національне бюро стандартів, пізніше перейменоване в Національний інститут стандартів і технологій (NIST), як невід'ємну, хоча і невелику - частину NEHRP. Міністерство торгівлі колись було єдиним федеральним агентством з мандатом на вивчення землетрусів, але за NEHRP, NIST був єдиною частиною Міністерства торгівлі, який зберіг свій федеральний мандат, і його роль на той час була відносно невеликою. Однак NIST зараз є провідним агентством для NEHRP, зі збільшеним бюджетом, що супроводжується збільшенням відповідальності.

NEHRP було повторно авторизовано ще п'ять разів без суттєвих змін у сфері застосування програми. Але до 1990 року було зрозуміло, що Конгрес має намір внести деякі зміни. Протягом 1980-х років стало очевидним, що мета прогнозування землетрусу не буде досягнута найближчим часом, як описано в главі 7. 1987 Уіттіер Вузьке землетрус вразив Лос-Анджелес і 1989 Loma Prieta землетрус вразив район затоки Сан-Франциско; жоден не був передбачений. Крім того, як зазначено в звіті Сенату, що супроводжує законопроект про повторну авторизацію 1990 року, застосування результатів досліджень NEHRP до готовності до землетрусу вважалося повільним і неадекватним. Зусилля чотирьох відомств сприймалися як нескоординовані і нецілеспрямовані. Нарешті, мета боротьби з землетрусом була розкритикована як нереальна і недосяжна в найближчому майбутньому.

Розумова вправа ілюструє проблеми, що стоять перед метою боротьби з землетрусом. Експеримент в 1969 році показав, що невеликі землетруси на нафтовому родовищі в Рейнджелі, штат Колорадо, можуть бути включені і вимкнені шляхом збільшення кількості води, що впорскується або вилучається з нафтового родовища. Коли вода була відведена, активність землетрусів знизилася. Доданий тиск води вздовж існуючих розломів на нафтовому родовищі збільшував тиск рідини в зонах розломів і змусив їх рухатися, створюючи невеликі землетруси. Як і у випадку з заповненням водойми за греблею Оровілл, було показано, що людська діяльність впливає на землетруси.

Потім була зроблена пропозиція: чи можна це зробити в більшому масштабі при великій несправності, де результати можуть пом'якшити небезпеку землетрусу? Зокрема, чи можна це зробити для розлому Сан-Андреас? Ідея була проста: пробурити кілька дуже глибоких свердловин уздовж тонконаселеної зони розриву 1857 року розлому Сан-Андреас в центральній Каліфорнії і нагнітати воду, тим самим послаблюючи розлом. Ідея полягала в тому, щоб послабити провину достатньо, щоб викликати менший землетрус, скажімо, М 6,5 до М 7, а не чекати ще одного землетрусу такого великого, як розрив 1857 року, який був М 7.9. Менший землетрус, або серія менших землетрусів, завдасть набагато меншої шкоди, ніж повторення землетрусу 1857 року. Це був би землетрус еквівалент контрольованого опіку, щоб полегшити небезпеку від лісових пожеж.

З цією ідеєю є дві проблеми. По-перше, вартість буріння отворів для закачування води була б непомірно високою - багато мільйонів доларів, щоб впорскувати воду досить глибоко, щоб мати вплив на джерело землетрусу десять миль або більше під поверхнею. По-друге, які б юридичні наслідки спровокованого землетрусу? Що таке правове звернення для особи, чий будинок або бізнес сильно пошкоджені в спровокованому землетрусі М 7, на відміну від наступного М 7.9 землетрусу, який, можливо, не вдарив протягом його/її життя? А як щодо можливості загибелі людей під час меншої події? Такі питання привели до висновку, що контроль землетрусу не був досягнутий найближчим часом, принаймні, не шляхом впорскування рідин у велику, активну зону розлому. Повертаючись до аналогії з лісовими вогнями: контрольований опік навесні 2000 року вийшов з-під контролю і завдав серйозної шкоди місту Лос-Аламос, штат Нью-Мексико. Правові наслідки від того були, і є, тверезять.

Законопроект про повторну авторизацію 1990 року, прийнятий Конгресом, усунув деякі посилання на прогнозування та контроль землетрусів, і він розширив зусилля в державній освіті та дослідженнях життєвих шляхів, страхування землетрусів та політики землекористування. Це ознаменувало початок переходу від переважно дослідницької програми до більш широкої програми, включаючи реалізацію та інформаційно-пропагандистську діяльність. Була уточнена роль FEMA як провідного агентства, включаючи презентацію бюджетів програм, звітів Конгресу, освітньої програми та блокових грантів державам. Нові федеральні будівлі повинні були мати правила сейсмічної безпеки, а для існуючих федеральних будівель були встановлені сейсмічні стандарти.

Сума, виділена для NEHRP, становила менше 60 мільйонів доларів у фінансовому році (FY) 1978 і близько 100 мільйонів доларів у 1994 фінансовому році. У перерахунку на постійні долари 1978 року програма отримала менше грошей в 1994 році, ніж при її запуску в 1978 році. Ця проблема продовжується і донині, загострюючись політичними конфліктами в Конгресі з приводу державного боргу, на які однією з відповідей став бюджетний секвестр. Крім того, зазвичай існувала невідповідність між санкціонованою сумою та сумою, фактично привласненою Конгресом. Ця диспропорція була найбільшою в 1979 і 1980 ФР, і знову в 1992 і 1993 ФР, і триває до наших днів. Ефект окремих землетрусів був очевидним. Єдиний приріст постійних доларів стався в 1990 році після землетрусу Loma Prieta «World Series» в районі затоки Сан-Франциско, і єдиний раз за останні десять років, що асигнування були такими ж, як дозвіл було після землетрусу Нортрідж 1994. З іншого боку, землетрус Ландерс, який вразив малонаселений район в пустелі Мохаве в Каліфорнії в 1992 році, не вплинув на фінансування, хоча він був більшим, ніж землетрус Лома Пріета або землетрус Нортрідж.

Урок тут полягає в тому, що політики реагують на негайну кризу, але у них є короткі спогади для вирішення проблеми в довгому перегоні - особливо після того, як останній землетрус згасає в пам'яті. Це знову різниця в сприйнятті часу, про що йдеться в главі 1. Для земного вченого 1987, 1989, 1992, 1994, 1999 та 2003 каліфорнійські землетруси та 2001 Nisqually землетрус є частиною континууму, відповідь на повільний, але невблаганний рух тектонічних плит. Для державного службовця, і взагалі для громадськості в цілому, кожен землетрус - це миттєве лихо, з яким потрібно боротися в короткостроковій перспективі, без серйозного розгляду того, коли і де вдарить наступний землетрус.

Зараз ми розглянемо роль окремих федеральних агентств, спочатку офіційно входять до складу NEHRP, а потім інших установ, які відіграють важливу роль у дослідженні землетрусів, але не є офіційною частиною NEHRP.

4. Федеральне агентство з надзвичайних ситуацій (FEMA)

Федеральне агентство з управління надзвичайними ситуаціями (FEMA) почалося в 1950 році зі створенням Федеральної адміністрації цивільної оборони, відповіддю на зростаючу ядерну загрозу з боку Радянського Союзу під час холодної війни. FEMA виконує дві ролі в NEHRP: (1) керівництво та координація NEHRP, відповідальність, передана NIST у 2005 році, та (2) впровадження заходів щодо пом'якшення наслідків. У перші роки своєї участі в програмі він був головним чином координатором, а не лідером, що призвело до критики на слуханнях в конгресі перед законопроектом про повторну авторизацію 1990 та 1994 років. До 1994 року лідерські обов'язки FEMA включали (1) підготовку планів NEHRP та звітів Конгресу, (2) оцінка потреб користувачів, (3) підтримка професійних організацій землетрусу, (4) організація міжвідомчих координаційних зустрічей, (5) підтримка досліджень, орієнтованих на проблеми, і (6) інформаційно-пропагандистські програми, особливо для малого бізнесу.

У своїй ролі впровадження FEMA сприяє розробці стандартів у новому будівництві та модернізації, а також застосуванню знань інженерного проектування для модернізації будівельних норм. FEMA надала гранти урядам штатів та багатодержавним консорціумам для підтримки пом'якшення небезпек, включаючи не тільки землетруси, але і повені, лісові пожежі, урагани та інші катастрофи. Діяльність включає освіту, інформаційно-пропагандистську діяльність, прийняття будівельних норм та навчальні вправи. На північному заході ці заходи координуються офісом FEMA Region X у Ботеллі, штат Вашингтон; у Каліфорнії це здійснює офіс регіону IX в Окленді.

FEMA (а пізніше NIST) зіграли провідну роль у підготовці федерального уряду до національних надзвичайних ситуацій. Публічний закон 93-288 встановив Федеральний план реагування для координації федеральної допомоги в умовах масштабної катастрофи, в якій будуть необхідні ресурси федеральних агентств, що беруть участь. Федеральний план реагування окреслює обов'язки, ланцюг командування та послідовність подій для федеральних та місцевих органів влади для вирішення надзвичайних ситуацій.

Коли президент оголошує область, уражену землетрусом, є великою зоною стихійного лиха, FEMA переходить у дію. Призначається координаційний офіцер, який створює польовий офіс для управління реагуванням та відновленням, включаючи рятувальні та невеликі кредити та гранти для підприємств чи приватних осіб. Польове відділення катастроф координує реагування інших федеральних установ, державного агентства надзвичайних ситуацій та Червоного Хреста. Група реагування на надзвичайні ситуації виконує дванадцять допоміжних функцій: транспорт, зв'язок, громадські роботи/інженерні роботи, пожежогасіння, інформація та планування, масова допомога, ресурсна підтримка, здоров'я/медичні послуги, пошук та порятунок в містах, небезпечні матеріали, продукти харчування та енергетика.

У більшості випадків губернатор штату вимагає, щоб президент оголосив зону катастрофи, якщо катастрофа не зачіпає головним чином федеральну власність, як це було у випадку з бомбардуванням Оклахома-Сіті. Декларація катастрофи варіюється від одного лиха до іншого. Поки що в президентських деклараціях, які були опубліковані в останні кілька років, ця домовленість спрацювала досить добре. Однак система ще не була випробувана землетрусом, таким великим, як землетрус у Сан-Франциско 1906 року або землетрус в зоні субдукції М 9.

У 1997 році FEMA розпочала проект Impact, план створення стійких до стихійних лих громад. Стратегія полягала в тому, щоб побудувати партнерські відносини з місцевим самоврядуванням, приватними компаніями та приватними особами, щоб підготувати громаду до катастрофи, перш ніж це станеться, а не просто збирати шматки після цього. За сприяння FEMA громади займаються власним плануванням, а не приймають план, продиктований Вашингтоном. Громади подали пропозиції до FEMA для підтримки.

Сіетл був однією з перших громад, обраних, починаючи з гранту в 1 мільйон доларів у 1998 році. Вибрані небезпеки були в першу чергу землетруси і зсуви. Основна увага приділялася модернізації будинків та шкіл та картографуванню небезпек, включаючи ті частини міста з крутими схилами, які можуть бути більш вразливими до зсувів. План наголосив на громадській освіті та інформаційно-пропагандистській діяльності, щоб домовласники та члени шкільної ради могли дізнатися, що їм потрібно робити; у випадку шкіл команди волонтерів допомогли зробити класи безпечнішими від землетрусів. Інформація про модернізацію була надана навколишнім громадам, а також підприємствам. Bellevue, через озеро Вашингтон з Сіетла, був дуже активним, хоча він не був одержувачем фінансування проекту Impact.

Проект Impact отримав заслугу за поліпшення реакції Сіетла на землетрус Nisqually, значно зменшуючи втрати для будинків і шкіл. Однак, в повороті долі, землетрус стався в той же день, коли віце-президент Дік Чейні оголосив на CNN, що проект Impact припиняється! У відповідь сенатор Патті Мюррей зателефонувала CNN і заявила: «Я шокований і обурений. Я був на землі тут, на північному заході Тихого океану протягом останніх трьох днів, вивчаючи наслідки цього землетрусу, і існує різкий контраст між шкодою, нанесеною громадам, які підготувалися до стихійних лих, і тими, які цього не зробили».

Справедливості заради, Project Impact не мав на меті бути постійним джерелом фінансування для будь-якої однієї громади. Однак в результаті землетрусу Nisqually були надані додаткові кошти, хоча акцент змістився на планування в результаті Закону про пом'якшення наслідків стихійних лих 2000 року. Кошти, надані в рамках проекту Impact, вимагали від громад мати затверджений FEMA план пом'якшення наслідків до 1 листопада 2004 року. Першою юрисдикцією в Сполучених Штатах, яка розробляла затверджений FEMA план, був округ Клакамас, штат Орегон, частина столичного району Портленда та колишній одержувач коштів Project Impact.

У 1997 році FEMA розпочав ініціативу під назвою HAZUS (небезпеки США), в рамках угоди про співпрацю з Національним інститутом будівельних наук (NIBS). HAZUS використовує програмне забезпечення (найновіша версія: HAZUS MH 2.2, сумісна з Windows 7 та 8) для відображення будівельних запасів, умов ґрунту, відомих несправностей та рятувальних ліній для оцінки економічних втрат та жертв від катастрофи. Технічну допомогу можна отримати за адресою [e-mail]. HAZUS був використаний для дослідження Портленда, Орегон, і Рено-Карсон-Сіті, штат Невада, мегаполіси. Він розширився по всій країні, будівля з даних місцевої перепису. Для цього потрібні ArcGIS і ArcView. MH розшифровується як Multi-небезпеки, включаючи повені, урагани, прибережні сплески та землетруси. Його веб-сайт - www.hazus.org.

Програми FEMA представляють собою зсув фокусу від небезпеки - де розломи, наскільки великими будуть землетруси на цих розломах, і як земля буде реагувати - на ризик - якими будуть втрати від майбутнього землетрусу. Наприклад, Землетрус Landers 1992 року (M 7.3) в пустелі Мохаве був великою небезпекою, але не представляв великого ризику через низьку чисельність населення в постраждалому районі. З іншого боку, землетрус Віттіер Вузько 1987 (М 5.9) був набагато меншою небезпекою, але більшим ризиком, оскільки він потрапив у середину Лос-Анджелеса.

FEMA підрахувала, що прогнозовані середньорічні втрати від землетрусу у Вашингтоні та Орегоні складуть майже 400 мільйонів доларів, найбільша сума за межами Каліфорнії та майже одна десята від загальної кількості для Сполучених Штатів. Вашингтон займає друге місце в США з 228 мільйонами доларів, а Орегон займає третє місце з 167 мільйонами доларів, що вдвічі перевищує наступний штат, який є Нью-Йорком. Майже половина щорічних втрат Вашингтона припадає на Сіетл, а половина втрат Орегону - в Портленді, що відображає великий будівельний запас у цих містах. З іншого боку, найвищі щорічні втрати на душу населення припадають на прибережні округи Північно-Заходу, що відображає їх близькість до зони субдукції Каскадія.

До таких втрат відносяться капітальні втрати, тобто витрати на ремонт і заміну структурних і неструктурних компонентів, включаючи вміст будівлі та інвентаризацію, і втрати доходу через переривання бізнесу. Кошториси збитків враховують якість будівництва будівлі. Наприклад, в Сіетлі та окрузі Кінг є багато будівель, які передують сучасним будівельним нормам, які вимагають, щоб вони були прикріплені до їх фундаменту. Прогнозовані середньорічні втрати для регіону можна порівняти з щорічним збільшенням витрат на будівництво через більш високі стандарти землетрусу в будівельних нормах; це призвело до суперечок в районі Сент-Луїс-Мемфіс.

У 2003 році FEMA випустила HAZUS-MH, щоб допомогти користувачам HAZUS у використанні відносно складного програмного забезпечення для оцінки втрат. FEMA створила програму, що адмініструється через приватний сектор для надання навчання та технічної допомоги новим користувачам HAZUS. Для отримання інформації про навчальні курси перейдіть на training.fema.gov/emiweb

У відповідь на війну з тероризмом FEMA увійшла до складу Департаменту внутрішньої безпеки (DHS), додавши техногенні катастрофи (теракти) до стихійних лих. Цей крок не обійшовся без критиків. На слуханнях у Конгресі 8 травня 2003, Роберт Олсон, колишній виконавчий директор Каліфорнійської комісії з сейсмічної безпеки, заявив: «Як відповідальність керівництва буде виконуватися в рамках нового і величезного DHS є певним занепокоєнням землетрусу спільноти». Члени Конгресу також висловили стурбованість тим, що перехід до DHS може призвести до втрати видимості для NEHRP.

Однак Ентоні Лоу, директор підрозділу пом'якшення наслідків управління готовності до надзвичайних ситуацій та реагування DHS, захистив передачу і попросив шанс показати, що це призведе до «безпрецедентної можливості» для програми землетрусу, частково «через здатність проектування землетрусу вирішення техногенних вторгнень».

У вересні 2003 року ураган «Ізабель» випробував нову організацію. Поки ураган все ще був офшором, секретар DHS Том Рідж, сам колишній губернатор, з'явився на телебаченні, щоб пояснити плани уряду. Відповідь була ефективною, включаючи використання добровольців, хоча існували довгі черги людей, які очікували допомоги, подібні до тих, що після землетрусу в Нортріджі. Один співробітник FEMA сказав мені: «Це працює так само, як і раніше. У нас просто є ще один бос». З іншого боку, федеральна відповідь на урагани «Катріна» та «Сенді» критикувалася як нескоординована та політизована, а координація між федеральним урядом та штатами Луїзіана, Нью-Йорк та Нью-Джерсі не була зразком ефективності.

5. Геологічна служба США

USGS отримує майже половину фінансування NEHRP. Фонди використовуються для досягнення чотирьох цілей: (1) розуміння того, що відбувається у джерелі землетрусу, (2) визначення потенціалу майбутніх землетрусів, (3) прогнозування наслідків землетрусів та (4) розробка додатків для результатів досліджень землетрусів. Дослідження варіюються від фундаментальних землетрусних процесів до очікуваних рухів землі до будівельних норм.

Більше двох третин фінансування NEHRP витрачається внутрішньо на підтримку вчених USGS в регіональних програмах, лабораторних та польових дослідженнях, національних програмах оцінки небезпеки та експлуатації сейсмічних мереж, включаючи Тихоокеанську північно-західну сейсмографну мережу, що експлуатується з Університетом Вашингтона, Північна Каліфорнія мережа працювала з Каліфорнійським університетом в Берклі, а мережа Великого басейну працювала з Університетом Невада-Рено. Решта витрачається на гранти університетам, консалтинговим фірмам та державним установам, а також часткову підтримку Центру землетрусів Південної Каліфорнії. Програма зовнішніх грантів базується на цілях, встановлених в USGS з порадами ззовні. Пропозиції щодо грантів повинні стосуватися однієї або декількох з цих цілей, які можуть змінюватися з року в рік. Програма зовнішніх грантів включає в себе кращі уми в країні, а не тільки урядових вчених, щоб зосередитися на пом'якшення небезпеки землетрусу.

Значна частина географічної спрямованості була на Каліфорнії. Але починаючи з середини 1980-х років, USGS розпочав серію цілеспрямованих досліджень в міських районах, що піддаються сейсмічному ризику, починаючи з міського коридору Солт-Лейк-Сіті. Після визнання того, що Тихоокеанський північний захід зіткнувся з великою сейсмічною загрозою, заснованою значною мірою на дослідженнях вчених USGS, столичний регіон Пьюджет-Саунд-Портленд був обраний для цілеспрямованої програми, яка все ще триває. Результати цієї програми були підсумовані в 1990-х роках у двотомному професійному документі USGS 1560, Оцінка небезпеки землетрусу та зменшення ризику на північному заході Тихого океану. Однак район затоки Сан-Франциско та столична Лос-Анджелес продовжують отримувати великий дослідницький акцент.

Тихоокеанська північно-західна програма управляється з офісу USGS в Сіетлі при Вашингтонському університеті під керівництвом Крейга Вівера; інші вчені USGS, що працюють над проблемами Тихоокеанського північно-західного регіону, розміщені у Ванкувері, Вашингтоні (обсерваторія вулкана Каскад), Менло-Парк, Каліфорнія, Денвер, Колорадо та Рестон, Вірджинія.

Хоча ця програма працювала надзвичайно добре протягом останніх двох десятиліть, вона майже пішла з колії в 1995—96 роках внаслідок контракту з Америкою від нової республіканської більшості в Конгресі. Однією з цілей Контракту було ліквідація декількох державних установ, і USGS потрапила в список хітів. Оскільки USGS боролася за своє існування і намагалася зберегти робочі місця постійних співробітників, програма зовнішніх грантів NEHRP раптово виявилася ліквідованою комітетом у Палаті представників. Пізніше програма була відновлена, завдяки допомозі сенаторів Марка Хетфілда (Р., Орегон), Слейда Гортона (Р., Вашингтон) і Барбари Боксер (Д., Каліфорнія). Але перш ніж гранти можуть бути присуджені, уряд був тимчасово закритий на початку 1996 року, і Департамент внутрішніх справ, який включає USGS, був змушений діяти продовжуючи резолюції Конгресу протягом більшої частини FY 1996 при значно нижчих, ніж зазвичай асигнувань. Рік дослідження землетрусу був втрачений.

Подібна проблема виникла восени 2013 року, коли розбіжності між Конгресом і президентом Обамою змусили уряд закритися на шістнадцять днів. Знову ж таки, робота зупинилася, і довгострокові наслідки цього відключення все ще незрозумілі.

USGS допомагала в організації робочої групи землетрусу регіону Каскадія (CREW), організації, обговорюваної в наступному розділі. USGS також експлуатує Національний центр інформації про землетруси в Голден, штат Колорадо, щоб якомога швидше знайти руйнівні землетруси по всьому світу та збирати та поширювати сейсмічну інформацію для досліджень землетрусів.

Конгрес дав USGS роботу з розробки системи оповіщення в режимі реального часу, і, крім того, USGS розробляє Розширену національну сейсмічну систему (ANSS) з новими найсучаснішими інструментами для кращого розташування та характеристики землетрусів, включаючи вплив землетрусів на будівлі та споруди. Пов'язаною програмою є EarthScope, в якій смуга сейсмометрів була розпочата на Західному узбережжі і згодом розширена на схід по всій країні. Цією програмою керують окремі університети, починаючи з Університету штату Орегон на його початку. Також під керівництвом USGS є проект під назвою Did You Feel It? в якому люди відчувають землетрус увійти на веб-сайт і записувати свої спостереження. На основі цих спостережень опублікована карта інтенсивності сейсміки. Ви відчували це? карта для Nisqually землетрусу 2001 року показана на малюнку 3-16.

6. Національний науковий фонд (NSF)

Національний науковий фонд (NSF) отримує близько 30 відсотків фінансування NEHRP, розділеного на дві сфери, якими керують два дирекції в рамках NSF. Найбільша сума йде на інженерію землетрусів, включаючи прямі гранти окремим слідчим. Частина бюджету йде на три науково-дослідні центри землетрусу в Нью-Йорку (заснований в 1986 році), Іллінойсі та Каліфорнії (обидва створені в 1997 році). Тихоокеанський науково-дослідний центр землетрусів (PEER) в Річмонді, штат Каліфорнія, управляється Каліфорнійським університетом в Берклі, однією з провідних установ у світі для інженерних досліджень землетрусів.

Джордж Браун, молодший, Мережа землетрусів інженерного моделювання (NEES), зі штаб-квартирою в Університеті Пердью в Західному Лафайєтті, штат Індіана, є новою програмою NSF для перевірки реакції будівель на землетруси. В ідеалі можна було б піддати будівлю фактичним струшуванням, і зазвичай це робиться, поклавши його на фундамент, який трясе, але розмір будівлі обмежений. NEES робить це за допомогою комп'ютерного моделювання. Більш детальна інформація доступна на сайті http://www.nees.org

Частина бюджету інженерно-дослідних центрів надходить від НСФ, але однакова сума, як очікується, надійде з інших джерел. Центр Буффало, Нью-Йорк, отримав гроші від Федерального управління автомобільних доріг для дослідження сейсмічної вразливості національної системи автомобільних доріг. Інші дослідження включають інженерно-геотехнічні дослідження зрідження, цунамі та реакції ґрунту на землетруси, а також реакцію споруд на рух землі. Центр NEES на Тихоокеанському північному заході розташований в Університеті штату Орегон і включає в себе лабораторію хвиль цунамі О.Х. Хінсдейл, один з найбільших танків хвиль цунамі в світі, де проводяться експерименти щодо впливу хвиль цунамі на будівлі. Категорія під назвою інтеграція систем землетрусу включає дослідження в поведінкових та соціальних науках та в плануванні, включаючи дотримання коду та як вирішити, чи знести чи відремонтувати будівлю.

Дирекція NSF, яка включає в себе гранти фондів про Землю окремим вченим та трьом університетським консорціумам - Incorporated науково-дослідних установ сейсмології (IRIS), Південної Каліфорнії землетрусу центр (який також отримує підтримку від USGS), і Університет Navstar Консорціум ( UNAVCO), яка надає технічну допомогу та обладнання для геодезичних досліджень деформації земної кори з використанням GPS. IRIS будує глобальну мережу найсучасніших цифрових сейсмографів. IRIS надає NEHRP оцінки частоти землетрусів у всьому світі та їх очікуваного руху землі. Він розробляє програму розгортання сейсмографів у полі відразу після великого землетрусу або вулканічної події. Центр управління даними IRIS розташований у Сіетлі. IRIS також готує резюме (навчальні моменти) великих землетрусів у всьому світі, використовуючи сейсмограф в Університеті Портленда під управлінням Роберта Батлера та відео, підготовлені Джендою Джонсон та Робертом Батлером.

Прямі гранти від NSF окремим дослідникам включають дослідження з вивчення джерел землетрусу, активних розломів та палеосейсмології та сейсмічності дрібної земної кори. У 1990 фінансовому році основну частину фінансування отримали інструментальні дослідження в сейсмології та геодезії.

Незважаючи на те, що Управління океанських наук в NSF не має цілеспрямованої програми в дослідженнях землетрусів, проекти, пов'язані з океанографічними круїзами з іншими основними цілями, зробили важливі відкриття, включаючи набір несправностей морського дна, які перетинають зону субдукції Каскадії, виявлені в спонсорованій NSF круїз в рамках підготовки до дослідницької програми буріння від Каскадії в 1992 році. Набір профілів сейсмічного відображення, також підготовчих до проекту буріння, зображував безпосередньо пластинчастий розлом кордону (див. рис. 4-2, 4-4). Спільноти трубчастих черв'яків та молюсків поблизу зони субдукції Каскадія були виявлені в круїзі, щоб відпрацювати міграцію рідин у зонах субдукції; ці рідини були виявлені, що подорожують по активних розломах. Нова інтегрована програма буріння океану включає великі дослідження землетрусів зони субдукції, включаючи проект придбання ядер у самій зоні субдукції. Японське кернове судно Chikyu взяло пробу джерела вина землетрусу Тохоку-окі в березні 2011 року.

7. Національний інститут стандартів і технологій (NIST)

Національний інститут стандартів і технологій (NIST), старе Національне бюро стандартів і частина Міністерства торгівлі, отримав найменшу суму фінансування чотирьох установ, що входять до складу NEHRP. Його головна роль полягала в прикладних інженерних дослідженнях та розробці коду. Його початковий бюджет на дослідження землетрусу становив менше 500 000 доларів на рік і становив 1,9 мільйона доларів. У 1994 фінансовому році він отримав додаткові асигнування для реагування на землетрус в Нортріджі, що призвело до бюджету 3.6 мільйона доларів. Реавторизація 1990 року спрямована NIST на проведення «досліджень та розробок для вдосконалення будівельних норм та стандартів та практики для споруд та рятувальних ліній».

У 2004 році NEHRP була реорганізована; NIST був зроблений провідним агентством і було направлено на створення Консультативного комітету з питань зменшення небезпеки землетрусів (ACEHR), який проводить дослідження в галузі землетрусу інженерії, а також координує діяльність інших трьох установ. Більшість членів цього комітету не є федеральними службовцями.

8. Національне управління океанічних і атмосферних (NOAA)

Розглянуті в цьому розділі агентства не входять до складу NEHRP. І все ж двоє з них значно сприяють дослідженню землетрусів через їх технологічну спрямованість на море (Національне управління океанічних і атмосферних, NOAA) і космос (Національне управління з аеронавтики та космічного простору, NASA). Існує, звичайно, багато неформальних робочих відносин між цими агентствами та NEHRP, але відсутність формальної структури може призвести до відсутності фокусу. Тим не менш, як NOAA, так і NASA зуміли зробити критичний внесок у розуміння землетрусів та пом'якшення небезпеки землетрусу.

NOAA є частиною Міністерства торгівлі, який до початку 1970-х років був єдиним урядовим департаментом, через американське узбережжя та геодезичне обстеження та Національне бюро погоди, з федеральним мандатом на вивчення землетрусів. Після битви з USGS за першість у фінансуванні землетрусу, Міністерство торгівлі вийшло з поля на початку 1970-х років, і USGS взяв на себе, як обговорювалося раніше в цьому розділі. Це могло бути причиною того, що NOAA був виключений з NEHRP в 1977 році.

NOAA є головним федеральним агентством, відповідальним за небезпеку цунамі (див. Розділ 9). Дані про землетруси та цунамі поширюються через Національний центр геофізичних даних у Колорадо. NOAA також надає попередження про цунамі в режимі реального часу для США та їх територій через центри попередження про цунамі на Алясці та Гаваях (описано в главі 9). Після того, як цунамі, породжене землетрусом у мисі Мендочіно 1992 року, було виявлено на північному узбережжі Каліфорнії, Конгрес надав NOAA додаткові кошти та обов'язки та створив Національну програму пом'якшення небезпеки цунамі, покликану зменшити ризики від цунамі. NOAA є провідним федеральним агентством у цій ініціативі за участю FEMA, USGS та NSF (глава 9).

ВМС США розсекретили масиви гідрофонів (звані SOSUS) на морському дні, які використовувалися під час холодної війни для моніторингу руху військових суден в океанах і дозволили використовувати ці гідрофони NOAA. Ці гідрофони, крім запису шуму суднових двигунів та викликів китів, контролюють хвилі землетрусу, що передаються безпосередньо через воду, звані Т-фазовими хвилями. Ці хвилі локалізують землетруси на морському дні з набагато більшою точністю та набагато нижчим порогом магнітуди, ніж це можливо з наземних сейсмографів. Крім того, NOAA розмістив у багато разів більшу кількість землетрусів на глибокому дні океану, ніж наземна сейсмографна мережа.

Так само, як USGS відповідає за топографічну зйомку на суші, NOAA відповідає за картографування топографії (або батиметрії) морського дна за допомогою корабельного картографічного пристрою під назвою SeaBeam. Раніше методи картографування спиралися на індивідуальні зондування глибини води, а потім профілі морського дна глибинними самописцями, встановленими в корпусах проїжджаючих кораблів. SeaBeam і аналогічні технології, розроблені британцями, французами та японцями, відображають смугу морського дна на основі відлуння звуків, що передаються з декількох місць, встановлених в корпусі судна. Батиметрія валка NOAA призводить до отримання топографічних карт морського дна, порівнянних за точністю з топографічними картами суходолу, побудованими USGS.

Колись вважався безплідним, безликим пейзажем, морське дно тепер, як відомо, позначене каньйонами, великими розломами, вулканами, зсувами та активними складками (рисунки 2-4, 4-4 та 8-14). Тектонічні особливості глибокого океанського дна не змінюються ерозією в тій мірі, в якій знаходяться наземні структури. Батиметрія записується в цифровому вигляді, щоб вона могла відображатися як комп'ютерна модель, в якій вода була відчищена, як показано на малюнках 4-4 та офшорній частині малюнка 8-14. (Аналогічно, USGS оцифрував свої топографічні карти землі, що дозволяють нову та розкривну перспективу на тектонічні сили, які виробляють рельєф над рівнем моря, як показано на малюнках 4-5, 6-11, 6-24, 6-25 та берегову частину малюнка 8-14.) Батиметрія SeaBeam направляє підводні пристрої зі спостерігачами та дистанційно керованими роботизованими транспортними засобами для спостереження та відображення несправностей на морському дні. Активна дослідницька програма за участю підводних речовин, що фінансується Національною програмою підводних досліджень NOAA (NURP), призвела до нової детальної інформації про зону субдукції Каскадії та активні розломи та складки на континентальному шельфі та схилі.

Оскільки NOAA не є частиною NEHRP, такі програми, як дослідження небезпек землетрусу NURP та батиметричне картографування SeaBeam, піддаються ризику від бюджетних різаків, оскільки, крім цунамі, дослідження небезпеки землетрусу не є основною місією NOAA.

9. Національне управління з аеронавтики та космічного простору (NASA)

Коли кілька десятиліть тому камери LANDSAT повернули зображення Землі з космосу, це назавжди змінило нашу перспективу. Такі розломи, як Сан-Андреас, розглядалися в небувалій ясності, а також були виявлені інші, раніше невідомі сейсмоутворюючі структури. Програма геодинаміки в NASA була розроблена, щоб скористатися перевагами нових космічних платформ як засобу для вивчення Землі, включаючи тектоніку плит, мінеральні ресурси та розуміння землетрусів. Зараз ці заходи координуються в програмі під назвою Earth Systems Enterprise, якою керує Лабораторія реактивного руху в Пасадені.

У грудні 1999 року NASA запустило супутник під назвою Terra, систему спостереження за Землею, для картографування Землі в режимі реального часу, відстежуючи зміни на поверхні Землі, що спостерігаються з космосу. У лютому 2000 року космічний човник «Індевор» провів одинадцятиденну радіолокаційну картографічну зйомку Землі, в результаті чого були набагато більш точні топографічні карти, ніж були доступні раніше.

Найбільший вплив НАСА зробило на дослідження землетрусу було у вимірюванні деформації земної кори з космосу (описано в главі 3). Сюди входить вимірювання відносного руху радіотелескопів на основі вимірювальних сигналів від квазарів у космічному просторі, вимірювання деформації через Глобальну систему позиціонування на основі сигналів супутників NAVSTAR та пряме вимірювання зміщення під час землетрусу на основі радіолокатора інтерферометрія. Значна частина цієї роботи координується через Лабораторію реактивного руху НАСА. Радарна інтерферометрія виявила область висхідної кори на захід від вулкана Південна сестра в Орегоні, припущення, що магма рухається вгору під поверхнею Землі. Три супутники надають радіолокаційні дані, два з Європи та один з Канади.

10. Інші федеральні агентства

Дослідження землетрусу іншими агентствами, що не належать до NEHRP, головним чином, передбачає безпеку землетрусу тих критичних об'єктів, які є їх відповідальністю. Комісія з ядерного регулювання N (NRC), наступник Комісії з атомної енергії 1960-х років, спонсорувала дослідження небезпек землетрусів, пов'язаних з безпекою атомних електростанцій. З атомною електростанцією в Сент-Хеленсі, штат Орегон (з моменту закриття) і невдалими зусиллями по будівництву заводів у Сацопі, Вашингтон, на схід від Абердіна та в долині Скагіт у Вашингтоні, NRC був першим федеральним агентством, яке безпосередньо зацікавилося оцінкою небезпеки землетрусу на північному заході Тихого океану, в 1970-х роках. Міністерство енергетики (DOE) також брав участь у безпеці землетрусів атомних електростанцій, а також на ділянці гори Юкка, запропонованому для утилізації ядерних відходів, та ядерної резервації Хенфорд у Вашингтоні, де тривають операції з очищення.

Греблі також є критичними об'єктами, і це призвело до досліджень армійського корпусу інженерів та Бюро рекультивації Департаменту внутрішніх справ. Ці установи разом з Адміністрацією ветеранів відповідали за встановлення приладів для вимірювання сильного руху землі. Міністерство оборони фінансувало розслідування через Управління морських досліджень та Управління наукових досліджень ВПС, яке надає певну підтримку IRIS та інших сейсмічних моніторингу для дотримання заборони ядерних випробувань.

Адміністрація малого бізнесу (SBA) надає кредити на допомогу при стихійних лих для кваліфікованих малих підприємств. Після землетрусу в Нортріджі середній кредит SBA на ремонт майнових збитків становив $66,100, а середній кредит на відновлення економіки склав $34,400.

11. Тихоокеанський північно-західний сейсмограф мережі

Хоча цією мережею керує Вашингтонський університет, вона обговорюється в цьому розділі, оскільки більша частина її фінансування надходить від федерального уряду. Сейсмограф з копченим папером був встановлений в Науковому залі на кампусі університету Вашингтона в 1906 році, перший сейсмограф у Вашингтоні або Орегоні. Різні викладачі кафедри геології передавали інформацію про землетруси федеральному уряду (метеорологічній службі). Сейсмограф був перенесений разом з рештою відділу геології в Johnson Hall в 1930 році.

У 1948 році фінський сейсмолог Ейхо Весанен був найнятий для модернізації сейсмографа; він все ще будував новий сейсмограф, коли в 1949 році стався землетрус Puget Sound. Весанен вирішив повернутися до Фінляндії, і його замінив Френк Нейман, нещодавно відставний начальник відділення сейсмології узбережжя і геодезичної зйомки. Нейман визнав, що сайт Johnson Hall на льодовикових відкладеннях був поганою заміною сайту на корені, і в 1958 році, використовуючи університетські фонди, він створив фундаментні місця в Лонгмайрі, в національному парку Маунт-Реньє, і Тумуотер, поблизу Олімпії.

Коли національне рішення було прийнято про створення мережі сейсмографних станцій WWSSN для моніторингу ядерних випробувань Радянським Союзом, Нейман успішно отримав грант від узбережжя та геодезичної зйомки на створення станції WWSSN в Лонгмайрі. Нова станція почала функціонувати в 1962 році, при цьому персонал Паркової служби змінював записи і щотижня розсилає їх у відділ геології. Однак грант вимагав, щоб відповідальний сейсмолог мав ступінь доктора філософії, якої Нейман не мав. Норм Расмуссен, з MS в геології, був найнятий техніком до тих пір, поки не можна було знайти постійну заміну Неймана.

Боб Кроссон прибув в 1966, як університет успішно подавав заявку до Національного наукового фонду (NSF) для отримання гранту на розвиток науки. Сейсмологічна частина цього гранту пішла на новостворену програму геофізики. Фінансування стало доступним в кінці 1960-х років, і Кроссон почав будувати мережу, отримуючи для цього додаткові гранти від NSF. До кінця 1970 року існувало п'ять станцій, що передають дані в електронному вигляді до Вашингтонського університету; до кінця 1979 року в західному Вашингтоні було двадцять три станції. Перша наукова стаття, що описує сейсмічність західного Вашингтона на основі мережевих даних, була опублікована Кроссоном в 1972 році.

Грант NSF на розвиток науки не мав на меті бути постійним джерелом фінансування мережі. Після того, як USGS взяла на себе відповідальність за землетруси від Міністерства торгівлі, фінансування Вашингтонської мережі перейшло на USGS разом з іншими мережами на заході США. Окрема мережа USGS в Hanford Nuclear Reservation почала розміщення землетрусів в 1970; в 1975, ця мережа почала передавати дані безпосередньо в університет Вашингтона, як і єзуїтська станція в університеті Гонзага. Ще одна мережа була створена навколо гори. Сент-Хеленс після того, як він вибухнув у 1980 році; ця мережа також була складена в мережу Вашингтона в Сіетлі. Східні Вашингтонські та західні мережі Вашингтона були об'єднані в 1980-х роках.

В Орегоні в 1950 році в Корваллісі була побудована сейсмографна станція. Це було замінено станцією WWSSN в 1962 році, яка зараз є частиною мережі IRIS. Університет штату Орегон створив кілька станцій на початку 1990-х років. В даний час Орегон і Вашингтон охоплюються Тихоокеанською північно-західною сейсмографною мережею, хоча щільність станцій у східному Орегоні та східному Вашингтоні низька.

12. Роль уряду Канади

Уряд Канади через Геологічну службу Канади (GSC), яка є частиною Департаменту природних ресурсів Канади, відповідає практично за весь моніторинг землетрусів в Канаді, а також збір та архівування даних про землетруси, рутинний аналіз даних та надання землетрусу інформація для громадськості. GSC відповідає за дослідження землетрусу та виготовлення карт небезпеки землетрусу для використання в Національному будівельному кодексі.

Перший сейсмограф (один з перших у світі) був побудований в Вікторії в 1898 році, зафіксувавши свій перший землетрус через вісім днів. Цим сейсмографом керував Френсіс Денісон з Метеорологічної служби Канади, який зафіксував і описав землетрус М 7 6 грудня 1918 року на західному узбережжі острова Ванкувер. Denison побудував і встановив додаткові сейсмографи. У 1939 році відповідальність за сейсмографні станції була передана федеральному департаменту шахт і ресурсів. Землетрус М 7.3 червня 23, 1946 і найбільший історичний землетрус Канади М 8.1 біля островів королеви Шарлотти в 1949 році призвели до перенесення сейсмолога У.Г. Мілна з Оттави на західне узбережжя. Мілн створив сейсмографну мережу і почав публікувати каталоги землетрусів. Його робота призвела до першої в Канаді карти сейсмічного районування, включеної в Національний будівельний кодекс у 1970 році.

У 1975 році розпочався цифровий запис сейсмічних даних, сигнали телеметровані до геофізичної обсерваторії Вікторії. Дослідження деформації земної кори на острові Ванкувер почалися приблизно в той час, і кількість акселерографів з сильним рухом в Канаді зросла до сорока п'яти, з двадцяти шести в західній Канаді. У 1976 році був створений Тихоокеанський центр науки про Землю (PGC), який об'єднав земляних вчених з Геофізичною обсерваторією Вікторії та підрозділом морської геології західного узбережжя Геологічної служби Канади. PGC був перенесений до свого теперішнього місця в Сідні, на північ від Вікторії, в 1978 році.

Дослідження землетрусу в центрі Геологічної служби Канади (GSC), з офісами в Оттаві та в PGC в Сідні. До речі, Оттава також знаходиться в сейсмічно активному регіоні, хоча південний захід Британської Колумбії явно є найбільш сейсмічно небезпечною частиною Канади. GSC підтримує Канадську національну сейсмічну мережу з більш ніж сто двадцятьма станціями, включаючи тридцять трикомпонентних широкосмугових станцій. У 1990-х роках кількість акселерографів з сильним рухом була збільшена до більш ніж ста, причому понад 60 експлуатуються GSC і п'ятдесят вісім BC Hydro, що, звичайно, особливо стосується безпеки греблі. У 1985 році новий набір карт сейсмічної небезпеки був включений в Національний будівельний кодекс. Найновіший набір карт небезпеки був включений до Національного будівельного кодексу 2010 року.

Перші нівелюючі дослідження деформації земної кори були проведені на острові Ванкувер в 1929 і 1930 роках Геодезичною зйомкою Канади. Ці лінії були відновлені після землетрусу 1946 року, показуючи докази осідання до вісімдесяти міліметрів, ймовірно, через землетрус. Інші дослідження деформації використовували дані припливно-вимірювальних приладів і високоточні вимірювання гравітації Землі. У 1991 році GPS-станція була створена як перша частина Західної Канади деформаційного масиву, тепер мережа з дев'яти станцій на південному заході Британської Колумбії. Ці геодезичні дослідження були основним фактором нашого розуміння зони субдукції Каскадії, а також призвели до виявлення повільних землетрусів у зоні субдукції Каскадії, як обговорювалося в главі 4.

Палеосейсмічні дослідження відставали, головним чином тому, що в Британській Колумбії ще не виявлено активного розлому, що розриває поверхню, значною мірою через густу рослинність та рясні опади. Однак канадці вивчили власні болотні поклади на острові Ванкувер, які вщухали під час землетрусів в зоні субдукції. Внесок, який канадці внесли в краще розуміння зони субдукції Каскадії та деформації земної кори, дуже великий, враховуючи, що це було зроблено відносно невеликою кількістю вчених-дослідників. Ключем до успіху канадської дослідницької програми є застосування мультидисциплінарних методів вченими різного походження, всі вони розташовані в PGC в Сідні та в штаб-квартирі GSC в Оттаві.

Канадський RADARSAT-2, запущений в 2007 році, є одним із супутників, що надають дані радіолокаційної інтерферометрії (Synthetic Aperture Radar), після RADARSAT-1, який був запущений в 1995 році. Він експлуатується для Канадського космічного агентства MDA, яке в 2014 році виготовило радарну карту Канади.

Готовність до землетрусів і реагування є відповідальністю провінцій; в Британській Колумбії, це провінційна програма надзвичайних ситуацій. Федеральний уряд надаватиме допомогу (коли його закликають) через Управління критичного захисту та готовності до надзвичайних ситуацій, канадський еквівалент FEMA. Канадським колегою NSF є Наукова рада Канади. Активні дослідження землетрусу проводяться в Університеті Британської Колумбії, Університеті Саймона Фрейзера та Університеті Карлтона; всі тісно співпрацюють з GSC.

13. Отримання слова для громадськості

Вчені та інженери програми NEHRP та в інших федеральних агентствах США та Канади досягли великих успіхів у розумінні землетрусів та того, як зміцнити наше суспільство проти майбутніх землетрусів. Але наскільки добре NEHRP та Геологічна служба Канади досягли успіху в отриманні результатів своїх досліджень суспільству в цілому? Виховання громадськості було однією з цілей оригінального закону про зменшення небезпек землетрусу 1977, і ця мета була заявлена багато разів з тих пір, особливо на підштовхування Конгресу. Проте через чверть століття громадськість все ще недостатньо добре поінформована про землетруси, щоб вимагати дій. Чому?

Багато урядових вчених та їх керівників вважають, що їхня робота виконується, коли результати їх досліджень публікуються в урядовому документі, такому як USGS Professional Paper. Але галузь видань УСГС недофінансована і неефективна. Оскільки папери представляють офіційну позицію федерального агентства, вони повинні бути схвалені не тільки іншими вченими, але і керівництвом USGS і GSC.

Але більшість людей не мають готового доступу до публікацій USGS та GSC, хоча інструкції щодо їх отримання наведені в кінці цієї книги. Багато карти USGS доступні тільки онлайн, що вимагає від користувача доступу до широкоформатного принтера. Щоб вирішити проблему готового доступу, USGS розмістив список всіх своїх 110 000 публікацій з 1880 року по теперішній час у Всесвітній павутині, доступний за адресою http://usgs-georef.cos.com. Цей список містить тези деяких публікацій, а деякі з останніх повних публікацій доступні в Інтернеті.

Навіть якщо вам вдасться знайти список та придбати публікацію, ви виявите, що вона написана для інших вчених та інженерів, а не для широкої громадськості. Документи сповнені технічного жаргону, і для повного розуміння результатів необхідна передумова в науці про землетрус. Багато вчених USGS, розчаровані бюрократичними зволіканнями у власній галузі публікацій, публікують свої результати в наукових журналах. Вчені, що не є USGS, в тому числі і я, роблять те ж саме. Це виконує професійний обов'язок вченого, але все ще не інформує громадськість, оскільки статті наукового журналу також наповнені технічними термінами.

USGS, FEMA, GSC та інші установи відповіли, публікуючи циркуляри та інформаційні листи, написані мовою, легкою для розуміння нетехнічною особою, і, де є, ці публікації перераховані в списках подальших пропозицій щодо читання в кінці кожного розділу. Крім того, посадові особи USGS та GSC дали свідчення на громадських слуханнях з питань політики, і вони стали доступними для громадських груп та занять для презентацій за своєю спеціальністю. У всіх офісах USGS є офіцер з громадської інформації, готовий відповісти на запитання та організувати переговори з громадськими групами. Я вітаю двох вчених USGS, які взяли на себе, щоб представити інформацію про землетрус у зручному для користувача форматі: Сью Хаф і Росс Стайн. Веб-сторінки USGS та інших федеральних агентств мають інформацію, яка є корисною та розважальною, орієнтованою на широку громадськість. NOAA має набори слайдів пошкодження землетрусом, які корисні в інструкції, і я використовував їх у своїх класах і в цій книзі.

Загалом, хоча, громадськість виховується не державними документами, незалежно від того, наскільки добре вони написані, а трансляції та друковані ЗМІ. Телевізійний репортер зацікавлений у новій історії, як землетрус, а не в державній освіті. Коли б'є великий землетрус, мій телефон дзвонить з гачка на день або тиждень, залежно від того, як розвивається історія. Вчені землетрусу, в тому числі і я, вважають за краще йти про своє життя, не турбуючись мікрофонами або телевізійними камерами. Однак під час землетрусу ми отримуємо п'ятнадцять хвилин (або двадцять чотири години) слави, і будь-яке повідомлення про громадську освіту має бути включене в нашу відповідь на новину. Це повідомлення часто потрапляє на підлогу обробної кімнати.

У 2014 році я отримав інтерв'ю Associated Press після публікації документа, який вказує на відсутність стійкості громад Орегону проти наступного землетрусу в зоні субдукції. На мій погляд, висновки цього звіту були різкими і лякаючими, особливо якщо ми не почнемо великих зусиль для зміцнення нашої держави, особливо узбережжя, проти неминучого землетрусу, з яким ми стикаємося. Молода жінка, яка взяла інтерв'ю у мене, не була добре поінформована про землетруси, і, незважаючи на мої зусилля, історія, яка призвела до кінця дня, була лише черговою історією землетрусу кінця дня, не маючи на увазі нову інформацію про нашу відсутність стійкості. Моя робота полягала в тому, щоб розповісти цю історію переконливо, і я її підірвав.

У деяких випадках засоби масової інформації мають порядок денний у переслідуванні історії, як це було після землетрусу 1906 року в Сан-Франциско, коли газетні статті принижували землетрус і підкреслювали вогонь, скручуючи заяви вчених при цьому. Землетрус у Нортріджі 1994 року розірвав сліпу несправність, яка раніше була невідома науковому співтовариству, і CNN розробив історію, яка мала свою тему утримання нафтовою промисловістю надрових нафтових свердловин та сейсмічних даних, які могли б виявити наявність розлому землетрусу. Деякі з нас використовують дані нафтової компанії в наших дослідженнях землетрусу, тому я був одним з тих, хто опитав CNN і запитав про те, наскільки важко мені було отримати інформацію від нафтових компаній. Я сказав інтерв'юеру в Атланті, що нафтові компанії надали мені всю інформацію, яку я просив, навіть наймаючи в якості літніх стажерів моїх студентів, які працюють над проектами землетрусу. Тим не менш, трансляція все ще мала на увазі, що нафтові компанії утримали дані, і мої коментарі, що стверджують протилежне, не використовувалися.

Зрештою, найкращий спосіб отримати слово - це заняття, починаючи з початкових шкіл, де діти зачаровані землетрусами та вулканами так само, як динозаври. Землетруси та вулкани, як правило, включаються в курси наук про Землю в середній школі, але ці курси не потрібні і часто навіть не рекомендуються в середній школі. У багатьох середніх школах не вистачає вчителя, кваліфікованого або зацікавленого у викладанні курсу науки про Землю, який би включав одиницю землетрусів. Я сподіваюся, що ця книга надає ресурси, щоб повернути цю проблему. Великий Каліфорнійський струс був прийнятий у всьому світі, включаючи Тихоокеанський північний захід, і це обіцяє, оскільки в ньому беруть участь так багато людей.

14. Короткий зміст і слово про майбутнє

NEHRP, підприємства наземних систем НАСА та Програма пом'якшення цунамі NOAA є місійно-орієнтованими, прикладними програмами, а не основними дослідницькими програмами. За словами сенатора Барбари Мікульскі (Д., Меріленд), це стратегічне, а не дослідження, кероване цікавістю. І все ж NEHRP несе відповідальність за фундаментальні відкриття не тільки про землетруси, але й про те, як земля деформується і поводиться через час. Не тільки це, але NEHRP призвела до світового лідерства в науці про землетруси для Сполучених Штатів з початку 1970-х років. Більшість з того, що було представлено в цій книзі, є результатом досліджень, що фінансуються федеральними урядами США та Канади. Програма землетрусу США є найкращою у світі, хоча вона ще не змогла вплести розуміння землетрусу науки та техніки в тканину суспільства.

Але керівництво США зараз оскаржується японцями. Вартість землетрусу в Кобе 1995 була в десять разів більше вартості землетрусу в Нортріджі попереднього року, а додаткові витрати були на впевненість японців у подоланні землетрусу небезпеки на всій більшій частині своєї країни. Відповідно, японський уряд збільшив свій бюджет на дослідження небезпек землетрусу на набагато вищий рівень, ніж американська програма або будь-яка інша країна, можливо, тому, що значна частина їхньої країни, включаючи столицю Токіо, знаходиться під великим ризиком землетрусів. США відповіли на землетрус Нортрідж з однорічним спеціальним асигнуванням без подальших подальших дій на дальній відстані, а замість спроби Республіканського конгресу в 1995 розпустити USGS, головне агентство, відповідальне за дослідження землетрусу. Якщо враховувати інфляцію, фінансування програми землетрусу в реальних доларах нижче, ніж було в 1977 році, коли почався NEHRP.

Можливо, це тому, що землетруси все ще сприймаються як каліфорнійська проблема, незважаючи на те, що землетруси завдали великої шкоди на Алясці, Гаваях, Айдахо, Массачусетсі, Міссурі, Монтані, Неваді, Орегоні, Південній Кароліні, Теннессі та Вашингтоні, включаючи 2 мільярди доларів. Більшість людей, якщо їх попросять перерахувати речі, які вони хотіли б зробити федеральний уряд, не будуть перераховувати землетруси в десятці, якщо вони не живуть в районі, який нещодавно постраждав від землетрусу, наприклад, Олімпія або Сіетл. Через таке пануюче суспільне ставлення лідерство в дослідженнях землетрусів може повернутися туди, де воно було на початку ХХ століття, до Японії.

---

Пропозиції щодо подальшого читання

Кессіді, Дж. Ф., Роджерс, Дж. Адамс, Д. Маккормік, і Т. Нові можливості для моніторингу канадських землетрусів інформації та досліджень. Геологічна служба Канади 2003-H3, доступна на сайті GSC.

Кессіді, Дж. Ф., Роджерс, і Р.Д. Хиндман. 2003. Тихоокеанський центр науки про Землю і сто років сейсмологічних досліджень на західному узбережжі Канади, в Дженнінгсі, P., H. Kanamori, і WH. K. Лі, ред., Міжнародний довідник землетрусів і інженерної сейсмології, в пресі, компакт-диск.

Кроссон, Р.С. 1972. Невеликі землетруси, структура та тектоніка регіону Пьюджет-Саунд. Бюлетень сейсмологічного товариства Америки, v. 62, с. 1133-71.

ФЕМА. 2001 РІК. HAZUS99, Орієнтовні щорічні втрати землетрусу для Сполучених Штатів. FEMA366, лютий 2001 року, доступний в Інтернеті від FEMA.

Регіон FEMA X. 2002. Довідник з пом'якшення небезпеки землетрусів для громадських об'єктів, 99 с.

Гешвінд, C.-H. 2001. Каліфорнійські землетруси: наука, ризик та політика пом'якшення небезпек, 1906—1977. Балтімор: Університетська преса Джона Хопкінса. Історія американської програми землетрусу від землетрусу в Сан-Франциско 1906 до створення NEHRP в 1977 році.

Хенкс, Т. Національна програма зменшення небезпек землетрусу - науковий статус. Вісник УСГС 1659 р., 40 с.

Людвін, Р.С., Вівер, і Р.С. Кроссон. 1991. Сейсмічність Вашингтона та Орегону: Геологічне товариство Америки Десятиліття північноамериканської геології, Карта десятиліття Том 1, глава 6, стор. 77-98.

Людвін, Р.С., Камар А.І., Мелоун С.Д., Джонінц-Тріслер, Р.С. Кроссон, Р.С. Бенсон, і С.К. Моран. 1994. Гіпоцентри землетрусу у Вашингтоні та північному Орегоні, 1987-1989, та експлуатація Вашингтонської регіональної сейсмографної мережі. Вашингтонський відділ геології та ресурсів Землі Інформаційний циркуляр 89, 40 с.

Мілн, В.Г., Роджерс, Р.П. Ріддіхоу, Г.А. Макмечен, і Р.Д. Сейсмічність західної Канади. Канадський журнал наук про Землю, v. 15, стор. 1170-93.

Національна програма зменшення небезпек землетрусу. 2003 рік. Розширення та використання знань для зменшення втрат від землетрусу: Стратегічний план на 2001-2005 рр. Документ FEMA 383, 66 стор., доступний в Інтернеті від FEMA.

Управління оцінки технологій, Конгрес Сполучених Штатів. 1995 рік. Зменшення втрат землетрусу. Вашингтон, округ Колумбія: Урядова друкарня, OTA-ETI-623, 162 с.

Пейдж, Р.А., Бур, Р.К. Бакнам, і В.Р. Тетчер. 1992. Цілі, можливості та пріоритети Програми зменшення небезпеки землетрусу USGS. Циркуляр USGS 1079, 60 с.

Плафкер, Г., і Дж. П. Геллоуей. 1989 рік. Уроки, отримані з Лома Прієта, Каліфорнія, землетрус жовтня 17, 1989. Циркуляр USGS 1045, 48 с.

Скотт, С., інтерв'юер. 1999 р. Роберт Уоллес: Зв'язки, серія усної історії EERI.

Науково-дослідний інститут землетрусу, ОШ-6

Стайн, С., Томаселло, і А. Ньюман. 2003 рік. Чи повинен Мемфіс побудувати для каліфорнійських землетрусів? Операції EOS Американського геофізичного союзу, v. 84, p. 177, 184-85. Відповіді А.Д. Френкеля та С.Е. Хафа в операціях EOS Американського геофізичного союзу, v. 84, p. 271-72.

СЕРПЕНЬ. 1996 Р. Відповідь USGS на міський землетрус: Нортрідж '94. Звіт USGS відкритого файлу 96-263, 78 с.