Академия

Ультранизкочастотные электромагнитные поля – источник информации о предстоящем землетрясении

Ультранизкочастотные электромагнитные поля – источник информации о предстоящем землетрясении

Землетрясения продолжают приносить материальный ущерб и вызывать гибель людей. Усилия ученых, изучающих эти явления, направлены на поиск возможностей их предсказания на основе различных признаков, которые могут возникать в период перед стихийным бедствием. Известны многие такие признаки, однако нет таких, которые бы точно сигнализировали о неизбежности землетрясения. Каждый сигнал, который хоть в какой-то мере возникает и регистрируется перед землетрясениями, может оказаться важным для продвижения в решении сложной и важной проблемы их прогнозирования.

Коллектив ученых Санкт-Петербургского филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова Российской академии наук (СПбФ ИЗМИРАН) разработал геофизический измерительный комплекс «Очаг-1», предназначенный для решения различных задач фундаментального и прикладного характера, связанных с информацией об ультранизкочастотных (УНЧ) электромагнитных полях.

Рис.1. Геофизическая станция GI-MTS-1. 1 – Регистратор. 2 – Магнитометр. 3 – GPS-антенна. 4 – Кабель связи. 5 – Кабель питания. 6 – Карта памяти. 7 – Электроды.
Комплекс состоит из двух (или более) групп станций GI-MTS-1 (рис.1), расположенных согласно схеме (рис.2) на расстоянии 50-150 км друг от друга. Расстояние между соседними станциями одной группы ~5 км. Станции осуществляют регистрацию электромагнитных полей УНЧ диапазона (0,001-10 Гц) с высокоточной привязкой ко времени (1 мс) и высокой чувствительностью (~1 пТл). Таким образом обеспечивается пассивный метод УНЧ электромагнитной локации источников естественного и искусственного происхождения, что позволяет решать целый комплекс задач, среди которых

– краткосрочный (за 1 - 60 суток) прогноз сильных (магнитуда М ≥ 4 по шкале Рихтера) землетрясений с локализацией эпицентра (см. примеры на рис.3), контролируемая площадь 10 – 40 тыс. кв. км

– мониторинг цунами в акватории Мирового океана и процессов в естественном электромагнитном поле Земли и ионосфере;

– исследование связи сейсмических и ионосферных явлений; экологических аспектов техногенных электромагнитных полей;

– измерение вариаций магнитного поля и теллурических токов в УНЧ диапазоне;

– определение местоположения и разделения источников магнитных возмущений; магнитного поля Земли и гравитационных аномалий в разломах земной коры;

– разведка природных ресурсов (углеводородов, цветных металлов, термальных вод, подземных источников пресной воды и пр.).

Рис.2. Схема установки геофизического комплекса «Очаг-1».

Результаты, полученные в последние десятилетия учеными СПбФ ИЗМИРАН, позволили модернизировать специальную высокочувствительную геофизическую аппаратуру и методы локации удаленных локальных источников УНЧ электромагнитных излучений (в том числе и под дном моря), возникающих в сейсмоактивной зоне задолго до первого сейсмического толчка. Таким образом, созданы предпосылки для определения района эпицентра будущего землетрясения на расстоянии до 100 км от пункта наблюдения. Результаты этих исследований опубликованы в зарубежных и отечественных научных изданиях.

Рис. 3. а) Поведение величин градиентов (Gg, Gz) и направлений фазовых скоростей (Vg, Vz) УНЧ геомагнитных вариаций в полосе частот F = 0.1 – 0.3 Гц до и во время сейсмоактивного периода. Япония, 2000 г.; б) Градиенты и фазовые скорости геомагнитных возмущений (частота F = 0,1…0,4 Гц) до и после землетрясения с магнитудой М = 5,8 на полуострове Босо (Япония) 2003 г. Vg , Vz , Gg , Gz – фазовые скорости и градиенты в полной горизонтальной и вертикальной компонентах магнитного поля магнитуды сейсмических толчков (М > 2) в окрестности до 50 км от магнитных станций представлены на верхней панели рисунка.

Апробацию комплекса «Очаг-1» и разработанных методов сотрудники СПбФ ИЗМИРАН проводили в сейсмоактивных зонах Российской Федерации (п-ов Камчатка, о. Сахалин), а также в Грузии, Армении, Тайване и Японии.

В настоящее время в рамках сотрудничества с Институтом Сейсмологии Республики Узбекистан идет развертывание и установка комплекса «Очаг-1» в окрестностях г.Ташкент. Налажен сбор данных о характере электромагнитных шумов, свойственных для района установки аппаратуры.

Продолжающиеся измерения и исследования с использованием системы «Очаг-1» позволят продвинуться в решении вышеперечисленных задач, имеющих фундаментальный и прикладной характер, осуществить дальнейшую модернизацию отечественной измерительной  аппаратуры и алгоритмов УНЧ электромагнитной локации с целью использования этой системы для получения информации о готовящихся землетрясениях.

Источник: ИЗМИРАН.



Новости Российской академии наук в Telegram →