Облаците са предвестници на земетресения

Атмосферните облаци от метеорологичен характер нямат ясни линейни граници, така че не е изненадващо, че линейно разширени облачни банки, открити в сателитни изображения космическа ера, предизвика интерес към този феномен в научната общност. След като изображенията бяха сравнени с картите на разломите земната кора, стана ясно, че облачните аномалии са свързани с геоложката структура, а именно с прекъсвания в земната кора. Въпреки че естеството на необичайното явление все още не е ясно, натрупаната информация позволява то да се използва на практика - за идентифициране на сеизмично активни региони

През първата половина на миналия век, по време на теренни изследвания, френският геолог А. Шлумберже (той работи в Алпите) и известните руски геолози И. В. и Д. И. Мушкетови (в Централна Азия) установи, че над разломи в земната корапоявяват се облачни гребени, които не се издухват от въздушните течения.

Физическите принципи на това явление не могат да бъдат еднозначно обяснени, което обаче не му попречи да се използва широко в космическата геология през 70-те години на миналия век. На снимки на Земята от космоса контурите на облаците се оказаха достатъчно изразени, за да се използват снимки за картографиране на разломи в зоните на континенталния шелф. Снимки с облачни хребети са използвани и от известния геолог П. В. Флоренски за търсене на нефтени и газоносни райони в Средна Волга и полуостров Мангишлак в Каспийско море.

Благодарение на сателитните изображения се оказа, че дължината на линейните облаци може да достигне няколкостотин и дори хиляди километра. Скоро беше открит още един природен феномен, сравнима с първата по важност, но противоположна по природа: ерозия на облаците над разлома (Морозова, 1980). Облачната ерозия може да се прояви по два начина: или под формата на тясна пролука (каньон), появяваща се в непрекъсната облачна покривка, или чрез образуване на рязка, неподвижна линейна граница на облачна маса, напредваща към разлом. И трите вида необичайна облачност получиха общо име - линейни облачни аномалии(LOA).

От една страна, очевидно е, че това явление не може да бъде причинено само от атмосферни процеси, тъй като LOA са обвързани с геологията на района - те повтарят конфигурацията на разломите в земната кора. От друга страна, има много грешки, но по някаква причина само няколко от тях се показват на облаците: периодично се появяват и изчезват, те „живеят“ няколко минути или часове, а понякога и повече от един ден. Според академик Ф. А. Летников (2002) от Института по земната кора СО РАН, причината се крие във факта, че разломът засяга атмосферата само в моменти на тектонична или енергийна активност.

С други думи, линейните облачни аномалии имат литосферен характер и появата им служи като сигнал за началото на активирането на геодинамичните процеси. Такива процеси често завършват със земетресение, което означава, че наблюдението на LOA е друг възможен начин за идентифициране на предстоящо бедствие предварително.

Преди земетресението

От времето, когато достъпът до метеорологични сателитни изображения беше отворен за по-широката научна общност (например на уебсайта на Руската федерална космическа агенция), до наши дни е възможно да се натрупа достатъчно информация, за да се установи връзка между предстояща земетресение и определено облачно състояние. Така беше установено, че рояк от LOA се появява няколко часа (понякога 1-2 дни) преди земетресение (Morozova, 2008).

В някои случаи едно и също изображение съдържа както хребети, така и каньони над различни разломи или различни участъци от един и същи разлом. Очевидно геодинамичната активност може да доведе както до генериране, така и до разграждане на облаци, в зависимост от състоянието на атмосферата.

Динамиката на процеса на разрушаване на облака от радиация от разлома е ясно илюстрирана от снимки на циклон, който се движи от континента към сеизмично активния регион на мегаземетресението, което се случи през март 2011 г. край бреговете на Япония. Докато циклонът беше извън тази зона, неговото вихрово облачно поле имаше характерна кръгла форма с размит контур. Когато циклонът се премести в зоната на сеизмичност, когато започна да се влияе от радиация от линеен разлом в земната кора, се образува вертикална стена в облачното поле на циклона над разлома, която се появи на изображението като рязка линейна облачна граница.

В допълнение към линейните облачни аномалии, причинени от въздействието на разкъсвания в литосферата, облачни маси от неатмосферен характер, които възникват в района на източника в навечерието на шока, също могат да служат като предвестник на земетресения. Предполага се, че те са причинени от изпускане на течности от подземната повърхност. Тези „земетръсни облаци“ се появяват както в навечерието на удара, така и след него и поддържат позицията си в пространството от няколко часа до много дни. Например, по време на катастрофалното земетресение в Китай на 12 май 2008 г., къса група от такива облаци, която се появи ден преди първия шок над активен разлом близо до епицентъра, се наблюдава повече от месец, което показва продължаване на на сеизмичната активност.

Аномалните облачни явления възникват и в резултат на причинени от човека земетресения: предизвиканата сеизмичност инициира активирането на разломите и те стават източници на мощна радиация. Например, непосредствено след подземна ядрена експлозия, около тестовата площадка бяха наблюдавани LOA, които изчезнаха и се появиха отново през следващите две седмици. По време на тестване ядрени оръжия V Северна Кореяте се появяват главно над разломите морско дънов района, засегнат от експлозии. Важно е да се отбележи, че по отношение на мащаба на въздействие върху земната кора изстрелването на балистични ракети се оказа равносилно на малък ядрен взрив.

По този начин сателитното наблюдение на LOA позволява да се извършва глобален контрол върху тестването на мощни енергийни оръжия дори при облачно време на полигона. Такъв контрол е оптимален, защото е визуален, екологичен и рентабилен.

Вълнение в небесата

Планинските вериги и масиви създават големи смущения в разпределението на въздушните течения и облачността. Когато поради неравности на терена се образуват успоредни хребети от облаци от подветрената страна на планински вериги, в метеорологията това явление се нарича орографскиоблачност. Въздушният поток се пресича планинска верига, а от подветрената му страна се образуват вълни. При възходящите студени течения на тези вълни се образуват хребети от облаци, а при топлите низходящи течения се формират безоблачни интервали. Същите вълни в атмосферата се появяват и зад островите в океана – ясно се виждат на сателитни снимки.

Ако орографските облаци се разпространяват по въздушния поток в една посока, тогава хребетите на сеизмогенните облаци се пресичат един друг, образувайки решетка. По време на скорошното катастрофално земетресение в Япония такава конфигурация на облачни полета беше наблюдавана близо до Курилските острови и това явление не можеше да бъде причинено от орографско влияние или температурни нееднородности над водната повърхност. Той се задържа не повече от два часа, след което на мястото на тази „решетка“ (по протежение на географския паралел - от запад на изток) останаха само облачни ивици с географска ширина. Такова бързо преструктуриране на атмосферата очевидно се дължи на високата енергийна мощност на литосферните процеси.

На 23 август тази година силно земетресение стана в щата Вирджиния (САЩ), на 140 км от столицата на щата. Два вида облачни предвестници, появили се ден преди първите трусове, можеха да предвещават предстоящото събитие. Над района на земетресението се образуват по-широки безоблачни каньони на фона на „решетка“ от облачни ивици. Освен това, по същото време, разширени LOAs бяха наблюдавани на значително разстояние - стотици километри от този регион, над Атлантическия океан - и епицентърът беше разположен върху продължението на земната проекция на една от тези аномалии.

Появата на два вида облачни аномалии може да се счита за възможен краткотраен предвестник на земетресение в региона. Анализът на статистическите данни показа: вероятността сеизмичното събитие наистина да се случи скоро след откриването на такъв знак е 77%.

Орбитални стражи

Територията (или акваторията), която е под въздействието на сеизмичния процес, може да бъде много обширна. Това означава, че надеждна прогноза за разрушително земетресение може да бъде направена само в тези райони, където има постоянна система за мониторинг на предвестници, способна едновременно да покрие зона с радиус най-малко 500 км. За съжаление съществуващите геофизични контролни мрежи са в състояние да покрият десет пъти по-малки площи. В същото време зоната на радиовидимост на сателитен център може да се простира на много хиляди километри, така че сателитното наблюдение на линейни облачни аномалии изглежда най-подходящата система за проследяване на глобалната сеизмична активност. Дистанционно наблюдениеЗемя от орбита изкуствени спътницидоста точно определя основните параметри на атмосферата, по-специално вертикалните и хоризонталните размери на облачните маси. Това е достатъчно, за да се получи правилно разбиране на глобалните и регионални промени в системата атмосфера-литосфера в различни времеви и пространствени мащаби.

На сателитни изображения с координатна референтна дислокация на LOA позволява да се определи географско местоположениеактивирани повреди. По начина, по който се променя във времето, може да се съди за посоката и скоростта на разпространение на напрежението в земната кора в регионален и глобален мащаб. Малкомащабни изображения, направени от сателити на висока орбита, улавят област, обхващаща множество тектонични плочи, което им позволява да наблюдават взаимодействията им.

За щастие, сеизмичният мониторинг е във възможностите на съществуващата глобална мрежа от сателити, които предоставят данни за прогнозиране на времето. Правилата за орбитални наблюдения на облачността на Земята са доста удобни за бързо регистриране на LOA. Данните от сателитите пристигат в режим на директно предаване, скоростта на обработка на информацията е доста висока, така че резултатът може да бъде получен за няколко минути.

Изследването на сателитни изображения на Земята дава възможност да се получи информация за процесите, протичащи в нейните черупки в широк времеви и пространствен диапазон. По този начин изображенията в малък мащаб от сателити, летящи около планетата в далечни кръгови орбити, се отличават с видимост. Такива изображения позволяват да се анализира динамиката на атмосферата и свързаните с нея литосферни процеси в обширни райони. Няколко дузини геостационарни спътници от орбита на височина около 36 хиляди км могат да предават изображения на почти всяко място на земната повърхност на интервали от час или половин час. Мащабни сателитни снимки ТераИ АкваВ момента те вече се използват за получаване на карти на малки, локални LOA и за изследване на видовете облаци, които ги съставят.

За съжаление само сателитното наблюдение на облачните аномалии помага да се предскаже уверено само регионът и времето на началото на земетресението (с точност до един ден). За да се определи точно положението на епицентъра на земетресението, са необходими допълнителни методи. Въпреки че, според член-кореспондента на Руската академия на науките А. В. Николаев, председател на Експертния съвет по прогнозиране на земетресенията на Руската академия на науките, днес, „оставяйки засега настрана въпроса за възможното местоположение на земетресение, ние сме ‹ …› увеличаване на вероятността за точно прогнозиране на времето на настъпване на земетресение.“ Непосредствената цел е организиране на синхронна регистрация и съвместна обработка на LOA и сеизмични полета, което значително ще подобри методологията за прогнозиране на земетресения.

Значителна част от владенията на Русия са заети от труднодостъпни територии и акватории, така че по-нататъшното развитие на методите за сателитно наблюдение на природни явления и бедствия е спешна задача съвременна наука. По-нататъшното проучване на открития атмосферен геоиндикатор на сеизмичния процес ще донесе не само практическа полза, но и ще разшири съществуващото разбиране за природата на последния. Разработване на нов научно направлениеще помогне да се отвори следващата страница в изследването на сеизмичността, тектониката на разкъсванията и в прилагането на екологичен контрол на подземни ядрени експлозии.

Литература

Авенариус И.Г., Буш В.А., Трешов А.А. Използване на сателитни изображения за изследване на тектоничната структура на шелфовете // Геология и геоморфология на шелфовете и континенталните склонове. М.: Наука, 1985. С. 163-172.

Летников Ф. А. Синергетика на човешката среда. Атлас на времевите вариации на природни, антропогенни и социални процеси/ Ед. А. Г. Гамбурцева. Т. 3. М.: Янус-К, 2002. С. 69-78.

Морозова Л. И. Проявление на главния уралски разлом в облачното поле на сателитни изображения // Изследване на Земята от космоса, 1980. № 3. С. 101-103.

Морозова Л. И. Сателитен мониторинг: показване и идентифициране на геоекологични аномалии и бедствия в Далекоизточен регионРусия // Инженерна екология, 2008. № 4. С. 24-28.

Сидоренко А.В., Кондратиев К.Я., Григориев Ал. А. Космически изследвания заобикаляща средаИ природни ресурсиЗемята. М.: Знание, 1982. 78 с.

Флоренски П. В. Комплекс от геоложки, геофизични и дистанционни методи за изследване на нефтени и газови райони. М.: Недра, 1987. 205 с.

Морозова Л. И. Сателитни метеорологични изображения като носители на информация за сеизмичните процеси // Геол. на Pac. Океан. 2000. Vol. 15. С. 439-446.

Shou Z. Предшественик на най-голямото земетресение на Последниятчетиридесет години // Нови концепции в бюлетина на глобалната тектоника. 2006. бр. 41. С. 6-15.

Данни от сателитни изображения показват наближаващо земетресение в Япония - http://www.roscosmos.ru/main.php?id=2nid=15949

Свлачища. Признаци на възникване. Действия при заплаха от свлачища.

ЛАНДШАФТ - плъзгащо преместване (плъзгане) на почвени и скални маси по склоновете на планини и дерета, стръмни брегове на морета, езера и реки под въздействието на гравитацията. Причините за свлачище най-често са ерозията на склона, преовлажняването му от обилни валежи, земетресения или човешка дейност (взривни работи и др.).

Признаците за предстоящо свлачище включват задръстени врати и прозорци на сгради и просмукване на вода по склонове, застрашени от свлачища.

При постъпване на сигнали за заплаха от свлачище изключете електроуредите, газовите уреди и водопроводната мрежа и се подгответе за незабавна евакуация по предварително разработени планове.

При евакуация носете със себе си документи, ценности, а в зависимост от обстановката и указанията на администрацията - топли дрехи и храна. Спешно се евакуирайте на безопасно място и, ако е необходимо, помогнете на спасителите да изкопаят, да извадят жертвите от срутването и да им осигурят помощ.

След раздвижване на свлачището се проверява състоянието на стените и таваните в оцелелите сгради и постройки и се установяват повреди по електропроводите, газопроводите и водопроводите.

Земетресенията са трусове и вибрации земната повърхностпричинени главно от геофизични причини.

Те са на първо място по нанесени материални щети и на едно от първите места по брой на жертвите.

Най-честата причина за земетресения е появата на прекомерни вътрешни напреженияи разрушаване на скали.

Преобладаващата част от земетресенията са свързани с процесите на изграждане на планини.

Най-високите планиниили дълбоки океански ровове в геоложки мащаб са млади образувания в процес на формиране. Земната кора в такива райони е подвижна. Земетресения от този тип се наричат ​​тектонични. Наред с тектоничните процеси земетресенията могат да възникнат и по други причини. Една от тези причини е активността на вулканите. Лава и горещи газове, кипящи в дълбините на вулканите, притискат горните слоеве на Земята, като пара от вряща вода върху капака на чайник. Изригването на лава от кратера е съпроводено с освобождаване на енергия и поражда вулканични земетресения.

Земетресенията могат да бъдат причинени и от свлачища и големи свлачища.Това са локални свлачищни земетресения.

Скалата на Рихтер характеризира количеството енергия, което се отделя по време на земетресение. Най-силните земетресения на Земята са с магнитуд 9,0.

Предвестници на земетресения са:

Деформация на земната кора, установена от космоса или чрез изследване на земната повърхност

Промени в нивата на подземните води в кладенци; съдържание на радон във водата и др.

Предвестник на земетресение може да бъде необичайно поведение на животните в навечерието на земетресение.

Мравките напускат домовете си. Дълбоководните риби излизат на повърхността. Котките напускат селата си и водят котенцата си на открити места. Птиците в клетки започват да летят 10-15 минути преди началото на земетресението и необичайни птичи крясъци се чуват преди удара

Предвестници на земетресения

Чрез наблюдение на промените в различни свойства на Земята сеизмолозите се надяват да установят връзка между тези промени и появата на земетресения. Тези характеристики на Земята, чиито стойности редовно се променят преди земетресения, се наричат ​​предвестници, а самите отклонения от нормалните стойности се наричат ​​аномалии.

По-долу ще опишем основните (смята се, че има повече от 200 от тях) предвестници на земетресения, които се изследват в момента.

Сеизмичност. Местоположението и броят на земетресенията с различен магнитуд могат да служат като важен индикатор за предстоящо голямо земетресение. Например, силно земетресение често се предшества от рояк слаби трусове. Идентифицирането и преброяването на земетресенията изисква голямо числосеизмографи и свързани устройства за обработка на данни.

Движения на земната кора. Геофизичните мрежи, използващи триангулационни мрежи на земната повърхност и сателитни наблюдения от космоса, могат да разкрият широкомащабни деформации (промени във формата) на земната повърхност. Извършват се изключително точни проучвания на земната повърхност с помощта на лазерни източници на светлина. Повтарящите се проучвания изискват много време и средства, така че понякога минават няколко години между тях и промените на земната повърхност няма да бъдат забелязани навреме и точно датирани. Въпреки това, такива промени са важен индикатор за деформации в земната кора.

Потъване и издигане на участъци от земната кора. Вертикалните движения на земната повърхност могат да бъдат измерени с помощта на точни нива на сушата или мареографи в морето. Тъй като мареографите са инсталирани на земята и записват позицията на морското равнище, те откриват дългосрочни промени в средното ниво на водата, което може да се тълкува като покачване и спадане на самата земя.

Наклони на земната повърхност. За измерване на ъгъла на наклона на земната повърхност е проектирано устройство, наречено наклономер. Наклономерите обикновено се инсталират близо до разломи на дълбочина 1-2 m под земната повърхност и техните измервания показват значителни промени в наклона малко преди появата на малки земетресения.

Деформации. За измерване на скалните деформации се пробиват кладенци и в тях се монтират тензометри, записващи относителното преместване на две точки. След това деформацията се определя чрез разделяне на относителното изместване на точките на разстоянието между тях. Тези инструменти са толкова чувствителни, че измерват деформации на земната повърхност, дължащи се на земни приливи и отливи, причинени от гравитационното привличане на луната и слънцето. Земните приливи и отливи, които са движения на земната кора, подобни на морските приливи и отливи, причиняват промени във височината на сушата с амплитуда до 20 см. Крипометрите са подобни на щамометрите и се използват за измерване на пълзенето или бавното относително движение на крилата на грешка.

Скорости на сеизмичните вълни. Скоростта на сеизмичните вълни зависи от напрегнатото състояние на скалите, през които вълните се разпространяват. Промяната в скоростта на надлъжните вълни - първо нейното намаляване (до 10%), а след това, преди земетресението, връщане към нормалната стойност - се обяснява с промяна в свойствата на скалите по време на натрупването на напрежения.

Геомагнетизъм. Магнитното поле на Земята може да претърпи локални промени поради деформация на скалите и движение на земната кора. Разработени са специални магнитометри за измерване на малки вариации в магнитното поле. Такива промени са наблюдавани преди земетресения в повечето райони, където са инсталирани магнитометри.

Земно електричество. Промените в електрическото съпротивление на скалите могат да бъдат свързани със земетресение. Измерванията се извършват с помощта на електроди, поставени в почвата на разстояние няколко километра един от друг. В този случай се измерва електрическото съпротивление на земята между тях. Експериментите, проведени от сеизмолози от Геоложкия институт на САЩ, установиха известна връзка на този параметър със слаби земетресения.

Съдържание на радон в подземните води. Радонът е радиоактивен газ, намиращ се в подпочвените води и кладенците. Постоянно се отделя от Земята в атмосферата. Промените в нивата на радон преди земетресение бяха забелязани за първи път в Съветския съюз, където десетгодишно увеличение на количеството радон, разтворен във вода от дълбоки кладенци, отстъпи място на рязък спад преди земетресението в Ташкент през 1966 г. (магнитуд 5,3).

Ниво на водата в кладенци и сондажи. Нивата на подпочвените води често се повишават или спадат преди земетресения, какъвто беше случаят в Хайченг, Китай, вероятно поради промени в напрегнатото състояние на скалите. Земетресенията също могат пряко да повлияят на водните нива; водата в кладенците може да се колебае, когато сеизмичните вълни преминават през тях, дори ако кладенецът е разположен далеч от епицентъра. Нивото на водата в кладенци, разположени в близост до епицентъра, често претърпява стабилни промени: в някои кладенци става по-високо, в други става по-ниско.

Промени в температурния режим на приповърхностните земни слоеве. Инфрачервената фотография от космическа орбита ни позволява да „изследваме“ един вид топлинно одеяло на нашата планета - тънък слой, невидим за окото, с дебелина сантиметри, създаден близо до земната повърхност от топлинното й излъчване. Днес са натрупани много фактори, които показват промяна в температурния режим на близките повърхностни слоеве на земята по време на периоди на сеизмична активация.

Промени в химичния състав на водите и газовете. Всички геодинамично активни зони на Земята се отличават със значителна тектонска фрагментация на земната кора, висок топлинен поток, вертикално изхвърляне на вода и газове с най-разнообразен и временно нестабилен химичен и изотопен състав. Това създава условия за влизане в подземието

Поведение на животните. В продължение на векове необичайно поведение на животните преди земетресение се съобщава многократно, въпреки че доскоро докладите винаги се появяваха след земетресението, а не преди него. Невъзможно е да се каже дали описаното поведение е действително свързано със земетресението или е просто обичайно явление, което се случва всеки ден някъде в близост; Освен това в докладите се споменават както тези събития, които изглежда са се случили няколко минути преди земетресението, така и тези, които са се случили няколко дни по-късно.

Миграция на предвестници на земетресения

Значителна трудност при определяне на местоположението на източника на бъдещо земетресение от наблюдения на предвестници е голямата площ на разпространение на последните: разстоянията, на които се наблюдават предвестниците, са десетки пъти по-големи от размера на разкъсването в източник. В същото време краткотрайните предвестници се наблюдават на по-големи разстояния от дълготрайните, което потвърждава по-слабата им връзка с източника.

Теория на дилатанцията

Теория, която може да обясни някои от прекурсорите, се основава на лабораторни експерименти със скални проби при много високо налягане. Известна като „теория на дилатанцията“, тя е представена за първи път през 1960 г. от W. Brace от Масачузетския технологичен институт и е разработена през 1972 г. от A.M. Нуром от Станфордския университет. В тази теория дилатанцията се отнася до увеличаването на обема на скала по време на деформация. Когато земната кора се движи, напрежението в скалите се увеличава и се образуват микроскопични пукнатини. Тези пукнатини променят физическите свойства на скалите, например скоростта на сеизмичните вълни намалява, обемът на скалата се увеличава и електрическото съпротивление се променя (увеличава се в сухи скали и намалява във влажни). Освен това, тъй като водата прониква в пукнатините, те вече не могат да се срутят; Следователно скалите увеличават обема си и повърхността на Земята може да се издигне. В резултат на това водата се разпространява в цялата разширяваща се камера, увеличавайки налягането на порите в пукнатините и намалявайки здравината на скалите. Тези промени могат да доведат до земетресение. Земетресението освобождава натрупания стрес, водата се изстисква от порите и много от предишните свойства на скалите се възстановяват.

Съвременната наука предсказва урагани, наводнения, вулканични изригвания и други природни бедствия, като помага за избягване на жертви и намаляване на икономическите щети. И само земетресенията удрят напълно непредвидимо, убивайки хората там, където се чувстват най-защитени – в собствените си домове.

Вечерта на 11 ноември 1855 г. в столицата на Япония Едо (съвременен Токио) хоризонтът беше мъглив, странен бриз и мъгла, наречена в Япония „чики“, се издигаха от земята, но звездите горяха необичайно ярко . И старият пазач казал на принца, че времето било същото в Ечиго и Шиншу, когато по чудо оцелял при две силни земетресения. Те му се присмяха, но той сготви ориз, угаси огъня навсякъде и започна да чака.

През нощта земята се разклати, къщите паднаха, но благодарение на предвидливостта на пазача нямаше огън в двора му. Японският геофизик професор Цунеджи Рикитаке, автор на модела за произхода на земята магнитно поле, който посвети специално изследване на валидността на народните суеверия, предсказващи земетресения, смята тази история за легенда. И все пак старият пазач може да е бил прав по своему. Установено е, че по време на сеизмична активация от земята могат да се отделят особено големи количества радиоактивен газ радон. Излъчените от него заредени частици йонизират молекулите на въздуха, създавайки центрове на кондензация на влага и допринасяйки за образуването на мъгла.

Понякога зони с активни геоложки разломи могат да бъдат проследени от космоса или от самолет по протежение на линейни клъстери от облаци. Има дори опити за прогнозиране на земетресения с помощта на облачни карти, но без особен успех. Проявите на предвестници на земетресения са много мозаични, така че е естествено сеизмолозите да се стремят да използват характеристики, които осредняват тяхното проявление в голяма площ.

Такава характеристика могат да бъдат параметрите на йоносферата (особено нейните долни слоеве, които са по-податливи на влияние от земната повърхност). Многократно е регистрирано аномално поведение на йоносферата в райони на силни земетресения. Предложени са редица модели, които свързват развитието на аномалии в йоносферата с емисии на радон и промени в напрежението електрическо полев атмосферата, чрез възбуждане на йоносферата от нискочестотни еластични вибрации, които възникват при подготовката на земетресения.

Показано е, че средностатистическите характеристики на йоносферата се променят при подготовката и провеждането на земетресения. Тези промени обаче са малки и се откриват само статистически за голям брой земетресения, а за отделни събития са невидими на фоновия шум.

Всъщност ние не знаем какво е земетресение. Още през 80-те години на миналия век известният съветски сеизмолог Николай Висарионович Шебалин настоя, че прогнозирането на земетресения е невъзможно, тъй като няма добър физически модел за тях. Това твърдение се нуждае от известно пояснение. Общоприето е, че земетресенията са причинени от високи тектонични напрежения, а самите те се тълкуват по аналогия с разрушаването на обикновена скала, само че много голяма. Не е трудно да вземете проба, да я поставите под преса и, постепенно увеличавайки силата, накрая да я унищожите. Също така е възможно (макар и косвено и много грубо) да се оцени величината на напрежението в литосферата.

И така, оказва се, че тези напрежения са много по-малки от необходимите за разрушаване на скалите. Как тогава се случват земетресенията? Все още не е ясно. Особено мистериозно е съществуването на така наречените дълбоки земетресения. При огромен натиск вътре в мантията на Земята (и огнищата на земетресенията се записват до дълбочина от 700 километра), дори за да се осъществи движение по готов разлом, са необходими гигантски напрежения. Но няма и следа от индикация за съществуването на такива високи напрежения.

Напротив, всички данни показват, че напреженията в мантията са много умерени. Може би, ако нямаше дълбоки земетресения, тогава учебниците доста убедително биха доказали, че те не могат да съществуват. Без задоволителен физически модел наборът от възможни предсказуеми характеристики е труден за тълкуване.

Остава по същество да се проследят вариациите в интензитета на сеизмичния процес и да се опитат да се идентифицират нестабилностите в неговия режим. Точно този подход съществува в момента в методите за прогнозиране.

1

Извършен е анализ на методите за изследване на предвестниците на земетресения: геоложки, геофизични, хидрогеохимични, биологични, механични, сеизмологични, биофизични. Анализирани са алгоритмите за средносрочна прогноза на сеизмични събития: алгоритъм M8, алгоритъм Mendocino Scenario, алгоритъм California-Nevada, метод за изчисляване на карти на очакваните земетресения. Направен е изводът, че основната пречка за изготвяне на надеждна прогноза е недостатъчното проучване на механизмите на проявление на предвестниците на земетресението и закономерностите на тяхната връзка с параметрите на очакваното земетресение. Установено е, че традиционният начин за решаване на прогнозни проблеми е търсене и анализ на корелации между аномални прояви във физически полета и пространствено разпределение. Дадена е класификация на предвестниците на земетресението. Предлага се сеизмичният цикъл по време на прогнозирането да се раздели на 4 основни етапа (според S.A. Fedotov). Дадена е класификация на земетресенията на тектонски, вулканични и свлачищни.

алгоритъм

сеизмични събития

земетресения

предвестници на земетресение

1. Грибанов Ю.Е. Предвестници на земетресения - реалност и измислица [ Електронен ресурс].–URL:http://planeta.moy.su/blog/predvestniki_zemletrjasenij_realnost_i_vymysel/2011-11-23-10295.

2. Имаев В.С., Имаева Л.П., Козмин Б.М. Сеизмотектоника на Якутия. ISBN:5-89118-1665 Издателство: ГЕОС, 2000г.

3. Паукова Е.В. Сегашно състояниепроблеми при прогнозиране на земетресения. Московски държавен университет на име Ломоносов.2003.

4. Приходовски М.А. Класификация на предвестниците на земетресения “News of Science”, 17.03.2004 г. [Електронен ресурс]. – URL: http://www.inauka.ru/blogs/article40386.html

5. Серебрякова Л.И. Методи, инструменти и кратки резултати от работата върху прогностични геодинамични обекти, извършена през 1960-1990 г. Централен изследователски институт по геодезия, въздушна фотография и картография, Москва.

6. Соболев Г.А. Основи на прогнозата на земетресенията. Москва. Наука 1993, стр. 3-7.

7. Трофименко С.В., Гриб Н.Н. Намаляване на риска и смекчаване на последствията от сеизмични аварии в Южна Якутия: Якутск: Издателство на Якутския държавен университет, 2003. - 27 с.

8. Федотов С.А. За сеизмичния цикъл, възможността за количествено сеизмично райониране и дългосрочна сеизмична прогноза. М. Наука, 1968 стр. 121-150.

Земята непрекъснато изпитва деформации поради развитието на вътрешни напрежения. В литосферата възникват както еластични, така и пластични деформации и разкъсвания. Когато има разкъсвания, напреженията се променят рязко и в резултат на това възникват еластични вълни, разпространяващи се в земното тяло. Такова смущение обикновено е земетресение.

По отношение на последствията за хората земетресенията са най-мощното и изключително опасно катастрофално природно явление. Катастрофалният характер на земетресенията е бил известен на човечеството през цялата му история. Първите споменавания на разрушителни събития датират от 2100 г. пр.н.е. д.

Южна Якутия принадлежи към Байкалско-Становия пояс, характеризиращ се с висока сеизмичност - тук са възможни земетресения от 10-11 бала. Зоните с възможни сеизмични бедствия, представляващи заплаха за живота на хората, живеещи тук, заемат почти половината от територията на Якутия и около една трета от всички сеизмични региони на Русия. Повече от 120 000 души живеят в земетръсната територия на Южна Якутия.

В Южна Якутия се наблюдава интензивно развитие на индустриалната инфраструктура, активно се развива промишленото и гражданското строителство. Всичко това налага детайлно проучване на проблема за сеизмичния хазарт в посочения район, чието решаване би било много трудно без изясняване на геоложките и геофизични връзки, които допринасят за възникването на високо нивосеизмичност. Най-мощните земетресения на територията на Южна Якутия включват Тас-Юряхское 1967 г. и Южно Якутское 1989 г. с магнитуд съответно M7 и Mb.6, както и земетресенията от 2005-2007 г. .

Може би нито един от научните проблеми на геофизиката не е предизвикал толкова разгорещени дискусии и полярни мнения като проблема с прогнозирането на земетресения. (Някои учени твърдят, че прогнозирането на земетресение вече е възможно, докато други са уверени, че решаването на този проблем все още ще изисква значително време)

Учени различни страниполагат големи усилия за изучаване на природата на земетресенията и тяхната прогноза. За съжаление, в момента все още не е възможно да се предскаже мястото и времето на земетресението, с изключение на няколко случая. Опитите за прогнозиране на мястото, времето и силата на бъдещо земетресение, извършени през различни страни, бяха до голяма степен неуспешни. Има и успешни случаи. Например земетресението Хайчен в Китай през 1975 г. Тогава беше възможно населението да бъде евакуирано 2 часа преди сеизмичния шок.

В момента се правят огромни финансови инвестиции в прогнозирането на земетресения. Въпреки това голям брой земетресения останаха непредвидени. Това доведе до загуба човешки животиповече от половин милион души през последните 15 години.

Характеристиките на Земята, чиито стойности редовно се променят преди земетресения, се наричат ​​прекурсори, а самите отклонения от нормалните стойности се наричат ​​аномалии.

За да се обясни и разбере природата на прекурсорите, са направени многобройни опити за изграждане на модели на подготовка за земетресение. Понастоящем не е създаден нито един модел, който да обясни напълно всички явления, които възникват на последния етап от подготовката за сеизмично събитие.

Сеизмологът S.A. Fedotov предлага да се раздели сеизмичният цикъл при прогнозиране на земетресения на 4 основни етапа:

1. Самото земетресение. Продължителността на етапа е няколко минути;
2. Вторичните трусове постепенно намаляват по честота и енергия. При силни земетресения етапът продължава няколко години и заема 10% от сеизмичния цикъл;
3. Постепенно възстановяване на напрежението. Продължителност до 80% от целия сеизмичен цикъл;
4. Активиране на сеизмичността. Продължителността е около 10% от сеизмичния цикъл. Повечето от предшествениците се появяват точно на етап 4.

Една от основните пречки за изготвянето на надеждна прогноза е недостатъчното проучване на механизмите на появата на предвестниците и моделите на тяхната връзка с параметрите на очакваното земетресение.

Чрез изучаване на промените в различни свойства на Земята, сеизмолозите се надяват да установят връзка между земетресенията и тези промени.

Към днешна дата няма пълна класификация на предвестниците на земетресенията. Приходовски М.А. предлага да се въведе класификация на прекурсорите въз основа на причинно-следствената връзка на явлението:

1. Процеси, които са пряка причина за земетресение („причинни“ предвестници). Този тип прекурсор включва местоположението на космическите тела, което може да бъде изчислено с голяма точност, както и промените в магнитните полета, дължащи се на слънчева активност, които могат да бъдат записани с инструменти.
2. Процеси, които са следствие от започващо земетресение (“генерирани” предвестници). Сеизмичните вълни на започващо земетресение са предвестници. Също така, очевидно, инфразвукът, който се появява в резултат на механични процеси, започнали в кората, може да се припише на този клас явления.
3. Процеси, които са следствие от същите причини, които водят до земетресения, но не са пряко свързани със земетресението („непреки“ или съпътстващи предвестници). Две различни последици от един и същи процес, като земетресение и предвестник, може да имат много слаба корелация, тъй като не са пряко причинно-следствено свързани. Например сиянието в атмосферата е следствие от натрупването на електрически заряди, но земетресението също е следствие от този процес. Тези последствия обаче не винаги се появяват синхронно.

Методите, въз основа на които много учени изследват предвестниците на земетресението, са разделени, както следва:

1. Геоложки
2. Геофизични
3. Хидрогеохимичен
4. Биологичен
5. Механични
6. Сеизмологични
7. Биофизични.

• Геоложките методи включват изследване на разломи и напукване на скали, което е един от факторите, които определят възможното местоположение на бъдещо земетресение.
• В резултат на геофизичните методи се оценяват плътността, електропроводимостта, магнитната чувствителност, скоростите на надлъжните и напречните вълни и др.
• Хидрогеохимичните методи се основават на измерване на съдържанието химически елементив подземни и кладенчни води. Като най-характерни предвестници на предстоящи земетресения се определя съдържанието на радон, хелий, флуор, силициева киселина и други елементи.
• Много наблюдения са свързани с необичайното поведение на домашните животни: котки, кучета, коне, магарета и др. Няколко часа преди основния шок животните проявяват необичайно поведение - цвилене, писъци, желание да избягат от затворена стая, което често спасява живота на хората и е естествен предвестник на предстоящо бедствие, се отнася до биологичните предвестници.
• Механичните прекурсори са свързани с деформацията на скалите, движението на блокове и мегаблокове в сеизмично активни региони.
• Сеизмологичните прекурсори включват съотношението на скоростите на надлъжните и напречните вълни, съотношението на амплитудите на различните видове вълни, промените във времената на пътуване, определяне на коефициентите на абсорбция и дисперсия, изчисления на честотата на възникване на микроземетресения, идентифициране на зони на временна активност и затишие.
• Според хипотезата, изложена от професор В. М. Инюшин, биофизичните предшественици отразяват аномално проявление на геоплазмата на Земята. Геоплазмата засяга цялата биосфера, която играе важна роля в развитието на биологичните видове. Пример е един от измерваните компоненти на геоплазмата – атмосферното електричество.

Прогнозата на земетресението включва три основни задачи: установяване на мястото, времето и силата на труса.

Прогнозирането на земетресенията включва както идентифициране на техните предшественици, така и сеизмично зониране, т.е. идентифициране на области, в които може да се очаква земетресение с определен магнитуд или интензитет. Прогнозата за земетресението се състои от дългосрочна прогноза, която се прави за следващите 10-15 години, средносрочна прогноза, извършвана за период от 1-5 години, и краткосрочна прогноза, която се извършва за следващите няколко седмици или дни.

Причините за земетресенията могат да бъдат разделени на тектонски, вулканични, свлачищни и причинени от човешка дейност.

Традиционният начин за решаване на прогнозни проблеми е да се търсят и анализират корелации между аномални прояви във физическите полета и пространственото разпределение, механизмите и динамиката на източниците на земетресения, като се използват геоморфологични, геоложки, тектонични и космически критерии за сеизмичност.

Да дадем Кратко описаниепредварително разработени алгоритми за средносрочна прогноза.

1. Алгоритъм M8

Този алгоритъм е свързан с проблема за прогнозиране на земетресения с магнитуд M>8.0. Алгоритъмът е разработен през Международен институттеория на прогнозирането на земетресенията и математическа геофизика (MSTP RAS, Москва). Този алгоритъм дава възможност да се диагностицират периоди на повишена вероятност (PPI) на силни земетресения въз основа на набор от определени функции на общия поток от основни сътресения. Невъзможно е да се каже недвусмислено за обективността на този метод, тъй като в някои райони на Земята този алгоритъм дава точна прогноза, а в други дори не прогнозира силни земетресения (например Голямото азиатско земетресение, M = 9,3, декември 2004 г.). Това сеизмично събитие още веднъж потвърждава факта, че тези методи за прогнозиране не осигуряват надеждна надеждност на прогнозите за земетресения.

2. Алгоритъм “Mendocino Script” (MSc)

Известно е, че алгоритъмът M8 служи за достатъчно оповестяване на PPV в района голям размер. С помощта на алгоритъма Mendocino Script тази област може да бъде стеснена. Идеята за използване на този алгоритъм се основава на процедурата за търсене на такава прогнозна зона с аномално спокойствие на фона на обичайната й среда с висока активност. В повечето случаи такова затишие предшества появата на силно земетресение.

3. Алгоритъм Калифорния-Невада

Тази прогноза е предназначена за прогнозиране на умерени земетресения. Методът Калифорния-Невада се основава на търсене на аномални вариации в потока от земетресения.

4. Метод за изчисляване на карти на очакваните земетресения (EQE)

При конструирането на карта на CPZ зоната на изследване е разделена на елементарни клетки, в които се изчисляват стойностите на всеки от прогностичните параметри. Вероятността да се очаква силно земетресение се изчислява по формулата на Байс.

В допълнение към алгоритмите за средносрочна прогноза е необходимо да се вземат предвид алгоритмите за краткосрочна прогноза. Алгоритмите за средносрочна прогноза включват:

• Б. Метод на Войт;
• метод Д. Варнес;
• метод на саморазвиващи се процеси;
• картографиране на сеизмичната активност чрез плътност на потока на събитията;
• метод за обратно проследяване на прекурсор.

По този начин в момента научната прогноза за местоположението, времето и силата на земетресението е една от основните задачи на сеизмологията. За извършване на надеждна местна прогноза е необходимо подробно проучване на механизмите на появата на предвестниците и моделите на тяхната връзка с очакваното земетресение.

Рецензенти:

Grib N.N., доктор на техническите науки, професор, заместник-директор по научните изследвания, TI (f) FSAOU VPO "NEFU", Neryungri;

Трофименко С.В., доктор по геология и минералогия, професор, професор в катедрата по математика и информатика, TI (f) Федерална държавна автономна образователна институция за висше професионално образование "NEFU", Нерюнгри.

Библиографска връзка

Туманова К.С. ПО ВЪПРОСА ЗА ТЪРСЕНЕТО НА ПРОГНОЗИРАЩИ ЗЕМЕТРЕСЕНИЯ // Съвременни въпросинаука и образование. – 2015. – № 1-1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=17146 (дата на достъп: 01.02.2020 г.). Предлагаме на вашето внимание списания, издадени от издателство "Академия за естествени науки"