Метод обнаружения предвестника надвигающегося землетрясения
14.01.2022 г.
Одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, следует считать поиск путей прогнозирования и предупреждения разномасштабных геофизических и связанных с ними техногенных катастроф, которые периодически потрясают отдельные регионы нашей планеты. Достаточно вспомнить последние, произошедшие на территории России и бывшего СССР: авария на Чернобыльской АЭС и Саяно-Шушенской ГЭС, Спитакское, Южно-Курильское и Нефтегорское землетрясения. Эти события напоминают нам, что проблема надежного прогнозирования становится все более актуальной, особенно если учесть, что около трети населения Российской Федерации проживает в сейсмоопасных районах, где созданы и эксплуатируются атомные электростанции и другие промышленные предприятия.
Горный район Крыма является зоной опасных геодинамических процессов (землетрясений, оползней, обвалов, интенсивных карстовых процессов и др.) и характеризуется большой сейсмической активностью (до 7-8 магнитуд). Эпицентры землетрясений сосредоточены в основном в Черном море у юго-восточного побережья – между Ялтой и Гурзуфом, а также на юго-западе от Севастополя. Эпицентры прошлых землетрясений с большой магнитудой размещены на участках максимальной крутизны склонов в местах наиболее контрастных смещений земной коры. Подобные участки континентального склона могут рассматриваться как зоны возможных центров землетрясений до 7 магнитуд.
Созданный в Крыму геодинамический полигон «Симеиз-Кацивели» составил основу исследования климатических и геофизических характеристик полуострова, особенно его Горной части. С помощью полигона были определены направление и скорость движения Крымского полуострова и Евразийской тектонической плиты.
Индикатором экстремальных событий могут служить локальные изменения не только параметров атмосферы, но и вариации локального геомагнитного поля. Предвестники землетрясений, связанные с изменениями статистики физических и биофизических полей, содержат информацию о процессе подготовки ожидаемого сейсмического события.
В кооперации ведущих институтов КрАО, ИЗМИРАН, ИФЗ, ИПГ, ННГАСУ с помощью модернизированного оборудования проведен непрерывный мониторинг магнитовариационных и наклономерных измерений в пункте Кацивели (Ялта, Республика Крым), который сопоставлен с выборкой около 20 произошедших за это время землетрясений в области радиусом 2500-2700 км от пункта Кацивели.
Разработана методика, позволяющая обнаруживать влияние процесса «итоговой подготовки» сейсмических событий. Применяемый подход связан с исследованием изменения энтропии измеряемых полей, которое возникает вследствие активизации процессов разломов литосферных плит непосредственно перед землетрясением. Феномен процессов с высокой степенью детерминированности соответствуют полученной статистике как для физических, так и для биофизических полей (в последнем случае в роли изучаемого поля был выбран шум пчел внутри улья) и справедливы вплоть до больших, до нескольких тысяч километров, расстояний от точки проведения соответствующих измерений.
Наиболее важным результатом данной работы является возможность оценки протекающих сейсмических процессов в режиме, близком к реальному времени.
Работа опубликована в ведущем мировом журнале по экспериментальным наблюдениям, математическому моделированию, теоретическому анализу и численному моделированию нелинейных явлений в науке и технике издательства Elsevier:
Changes in the properties of the statistics of physical and biophysical fields as earthquake precursor
A.E. Volvach, L.P. Kogan, K.H. Kanonidi, et al.
Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2022, Volume 108, 106200
DOI: 10.1016/j.cnsns.2021.106200