Наука и Жизнь
Архив занимательных статей
Землетрясений не становится меньше. Прогнозирование землетрясений с помощью гелия
Июнь 7th
Продолжаем цикл статей, показывающий различные методы прогноза землетрясений.
Систематические наблюдения показали, что гелиевый поток накануне толчка резко усиливается и достигает максимума в зависимости от величины напряжений за 2, 3, 4 дня до удара. Потом начинается спад, и тут происходит толчок. (Как видим, та же закономерность, что наблюдается на Курилах с подъемом воды.) По этому признаку удается предсказать время толчка с точностью до одного дня, а по величине газового потока — силу предстоящего землетрясения.
— Прогнозы по гелию оправдываются на 80 процентов,— продолжает В. Л. Барсуков.— Это прилично, но недостаточно. Ложные тревоги ведь тоже приводят к немалым убыткам. Дальнейший путь повышения точности — поиск новых, более эффективных прогностических компонентов н комплексное их наблюдение.
И надо сказать, что ученые находят новые возможности предвидеть сейсмические события. Так, и в Дагестане, и на Курилах, и в Гарме на Памире наблюдали, что концентрация аргона в подземных водах, уровень газа в скважинах, горизонтальная деформация поверхности, электропроводность горных пород за несколько часов до толчка испытывают резкие колебания. Частота колебаний возрастает в несколько сотен раз, так что создается впечатление внезапно возникшего шума. Этот эффект так и назвали «зоной шума». По мнению специалистов, он может стать надежным предвестником.
Множатся подходы к решению проблемы, в стране растет число прогностических полигонов, геофизических станций, пунктов наблюдения за предвестниками — создается система прогностических наблюдений, которая охватит все сейсмоопасные зоны нашей страны.
Но пока оправдываются не более 80—85 процентов прогнозов, и то не везде. Надо одолеть оставшиеся 15—20 процентов. Это трудная задача, и пока еще не ясно, можно ли решить ее до конца, ибо стихия — это стихия. Так что наберемся терпения.
В одной из газет как-то была публикация под заголовком «Как составить календарь землетрясений». Сегодня эти слова вызывают улыбку, а ведь когда-нибудь такой календарь будет составлен.
Завершающая статья цикла Землетрясений не становится меньше
Землетрясений не становится меньше. Геохимические методы прогноза землетрясений
Июнь 7th
Геохимические методы прогноза основаны на изучении изменений химического состава подземных вод и газов. Уже лет десять эти исследования идут довольно широко в нашей стране, а также в США, Италии, Японии. Сотрудники института имени Вернадского проводят систематические наблюдения в Киргизии, Таджикистане, Армении. Организованы подобные наблюдения и в других республиках Средней Азии, а также в Грузии, Молдавии, Азербайджане.
Вот что рассказывает директор Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского, член-корреспондент АН СССР Валерий Леонидович Барсуков.
— У геохимиков свои трудности и свои неожиданности. Многие, видимо, помнят, что после Ташкентского землетрясения 1966 года часто писали о радоне — тогда были обнаружены изменения его концентрации накануне землетрясения. С тех пор во всем мире стали изучать поведение радона как предвестника. Углубленные исследования помогли выявить некоторые специфические черты в его поведении.
Радон накапливается в верхней части земной коры в результате распада радиоактивных элементов, с этим связана его не очень четкая работа как предвестника. Выяснилось, что если в том месте, где радон накапливается, долго не было толчков, то перед первым после перерыва толчком аномалия в содержании радона в подземных водах проявляется и позволяет предвидеть землетрясение за 2—4 дня. Но если за первым толчком следуют другие, которые, кстати, могут быть столь же сильными, то радон как предвестник уже не срабатывает, ибо он еще не успел накопиться. Поэтому в районах постоянной сейсмоактивности радон нельзя считать надежным предвестником землетрясения. Вот почему мы занялись главным образом другими предвестниками.
Тут надо напомнить, что известны два типа землетрясений — так называемые коровые землетрясения, очаги которых лежат в толще земной коры, в нескольких километрах от поверхности, и глубинные, с очагами на глубине в десятки и сотни километров. Они по-разному проявляются, и предвестники у них с точки зрения геохимии тоже разные. У коровых землетрясений, как правило, очень маленький район подготовки (где можно эту подготовку заметить), а проявления очень сильные — они, здесь уже говорилось об этом, вызывают наибольшие разрушения на поверхности Земли. «Уловить» и предсказать такое землетрясение очень сложно. Для их предсказания нужна довольно густая сеть наблюдательных пунктов.
Предыдущая статья из этого цикла находится здесь.
Землетрясений не становится меньше. Каким образом избегают ошибки в прогнозировании
Июнь 7th
В продолжение цикла статей землетрясений не становится меньше.Вот вам яркий пример ложного прогноза, грубой ошибки сейсмологов. Но как ее избежать? Для этого надо уметь отличать подготовку крипа от подготовки землетрясения, критериев же пока никаких нет. Единственное, что удалось подметить в тот раз, это то, что предвестники начали «работать» гораздо раньше, чем перед обычными землетрясениями. Типична ли эта примета, неизвестно. Но факт остается фактом – ошибки прогнозирования существуют.
Между прочим, этот случай с крипом — весомый контраргумент, который можно поставить перед сторонниками палеосейсмологии. Они считают, что по следам древних дислокаций можно установить силу бывших и соответственно будущих землетрясений. Ну, а что, если землетрясений тут не было, и следы оставлены крипом? Тогда и представление о возможной силе будущих землетрясений может оказаться ложным. Пожалуй, все-таки надежнее всего научиться прогнозировать землетрясения на основе предвестников, даже если при этом каждый раз придется учитывать специфику отдельных регионов.
Серьезную работу в этом направлении ведут геохимики, методы которых основаны на изучении состава подземных газов и вод.
Землетрясений не становится меньше. Часть 9. Ошибки прогнозирования
Июнь 7th
Эти графики иллюстрируют однотипный характер проявления разных предвестников. Разница, как видим, лишь в том, что кривые идут вверх или вниз.
— Все это убедило,— продолжает Ф. И. Монахов,— что краткосрочные предвестники проявляются однотипно, что их возникновение не зависит ни от места землетрясения, ни от глубины очага, ни от силы удара. Следовательно, они вызваны не геологическими причинами, а изменением физических условий в приповерхностном слое накануне сейсмического события. Вывод этот важен прежде всего для организации сети пунктов наблюдений: ведь следить за приповерхностным слоем гораздо проще, чем за глубинными очагами…
В целом, отсюда и возникают ошибки прогнозирования. У каждого из этих предвестников есть слабые места. Например, гидрогеодинамический и деформационный могут оказаться связанными с осадками, прежде всего с дождем. Перепады атмосферного давления тоже могут изменить уровень воды в скважинах. И хотя оба эти предвестника отнесены к числу наиболее эффективных, правильнее строить прогноз, анализируя все предвестники в комплексе.
Но даже и при таком подходе случаются казусы, вроде того, что произошел в апреле 1979 года. Еще в феврале на севере и юге Сахалина, а также на Курильских островах (то есть на протяжении 1000 километров) уровень воды в скважинах начал опускаться. Причем если обычно уровень снижается сантиметров на 15, то к началу апреля он опустился чуть ли не на полметра. Деформация земной поверхности также достигла небывало большой величины, были отмечены аномальные изменения магнитного поля и наклона поверхности. Словом, все говорило о том, что готовится сильнейшее землетрясение. Объявили прогноз, но… ничего не произошло. Уровень воды сначала стабилизировался, а 8—9 апреля резко пошел вверх. «Успокоились» и другие предвестники.
Между тем было отмечено, что геодезические знаки на Сахалине переместились в направлении, противоположном обычному, и на величину в 2—3 раза большую, чем бывало при землетрясениях в предыдущие несколько лет. Это означало, что сильнейшая дислокация (смещение) горных пород все-таки произошла, но в виде не землетрясения, а пластической деформации — «тихой подземной бури», или крипа (сползания), как называют это специалисты.
О чем говорилось в предыдущей статье цикла “Землетрясений не становится меньше” вы можете прочитать в статье Гидрогеодинамический предвестник.
Землетрясений не становится меньше. Часть 8. Гидрогеодинамический предвестник
Июнь 7th
Графики, отражающие колебания уровня воды в скважинах накануне 16 землетрясений, которые произошли в Сахалино-Курильском районе в 1977 —1980 годах. Вертикальными черточками отмечены моменты стабилизации уровня, стрелками — моменты землетрясений. Как видим, графики во всех 16 слу. чаях почти совпадают, что указывает на однотипность проявления этого предвестника.
Еще не знаете о чем идет речь? Прочитайте Предвестники землетрясения.
Разумеется, гидрогеодинамический предвестник был использован для прогноза — и не одного, а нескольких десятков землетрясений, и большинство прогнозов оправдалось. Особенно показательны события марта 1978 года. Тогда в районе Курильских островов произошла серия сильных землетрясений (с эпицентрами в море), которые на островах ощущались с силой 5—6 баллов. Первый прогноз был дан 19 марта: толчок будет через 2—3 дня. И 22 и 23 марта произошли четыре сильных землетрясения. Но после этого уровень воды в скважинах вопреки ожиданию подниматься не стал. Это послужило основанием для прогноза нового землетрясения, которое не замедлило произойти 24 марта и было самым сильным в этой серии (8 баллов). Однако уровень воды и теперь не желал подниматься. Объявили новый прогноз на сильное землетрясение, но вместо него в ночь на 26-е случилось около 10 толчков с магниту-дой 5 и 6. Наконец, 30 марта уровень воды резко пошел вверх, и был дан прогноз на ослабление сейсмической активности недр, что и произошло в действительности.
Пока мы не привели следующий пример загляните еще в статьи, рассказывающие ошибки прогнозирования.
Затем на Курило-Сахалинском полигоне в круг наблюдений включили дебит не только воды, но и газа в скважинах. И установили, что эти параметры тоже изменяются накануне землетрясений и в том же порядке, что и уровень воды, но только «с обратным знаком», то есть перед толчком дебит газа не падает, а максимально возрастает, когда же начинается спад, происходит толчок. Изучили также свойства деформационного предвестника — он «работает» по тому же графику, что и гидрогеодинамический. Наконец, совсем недавно удалось установить, что подобным же образом и в те же сроки изменяется электросопротивление горных пород в приповерхностном слое. Предвестники землетрясения мы будем описывать еще не раз и вернемся к ним в следующих статьях.
Читайте все статьи на сайте архив Наука и Жизнь.
Землетрясений не становится меньше. Часть 7. Предвестники землетрясения
Июнь 7th
Десятки лет подряд сейсмологи задаются вопросом, как предсказать землетрясение? Мы стараемся рассмотреть эти вопросы в статьях цикла “Землетрясений не становится меньше“. Ну а в этой статье речь идет о такой теме, как Предвестники землетрясения. Так же не забывайте, что на сайте Архив занимательных статей, публикуются статьи различной тематики, но все их всегда интересно почитать.
Если дело происходит в непосредственной близости к центру землетрясения, да еще с неглубоким очагом, то все понятно. Но как объяснить колебания уровня воды на расстоянии в сотни километров от эпицентра, например, если очаг расположен на глубине в 200—300 километров? Дело в том, что скорость движения жидкостей в горных породах очень низка, и значит, согласно этой теории, уровень воды в скважинах по времени должен снижаться уже после землетрясения.
Но известно, что перед сильными толчками земная поверхность испытывает вертикальные движения — сначала вспучивается, а затем, непосредственно перед толчком, опускается. Это сопровождается раскрытием, а потом закрытием трещин. То есть упругие напряжения, возникшие в области очага, как бы переносят с собой зону разуплотнения пород от очага в приповерхностный слой земной коры. А поскольку скорость передачи напряжений в земной коре гораздо выше, чем скорость движения жидкостей, то оставалось предположить, что гидрогеодинамический предвестник возникает в приповерхностном слое. Дальнейшие исследования, и не только на Дальнем Востоке, но и в других районах, подтвердили этот вывод, и все недоумения разрешились.
Конечно, когда землетрясение происходит на Курилах, то в Охе (на севере Сахалина) гидрогеодинамический предвестник проявляется на порядок слабее, чем, скажем, в Южно-Сахалинске, не говоря уж о самих Курилах. Так было, например, перед землетрясением на острове Шикотан 7 декабря 1978 года. И наоборот, накануне сильного толчка с эпицентром в Охотском море 26 января 1979 года наибольшее падение уровня воды было отмечено в Охе, а на Курилах — едва заметное. Но все-таки оно проявилось! И кстати, эта разница в показателях помогает определять место или хотя бы район приближающегося землетрясения.
Все еще задаете себе вопрос, можно ли предсказать землетрясение? Однозначного ответа вряд ли получится дать, но все же некоторые предвестники землетрясений в какой-то степени помогают предсказать землетрясение. Кроме того, вы можете почитать, как животные предсказывают землетрясения, кликнув по ссылке.
Землетрясений не становится меньше. Часть 6. Предвестники землетрясения
Июнь 7th
В предыдущей статье мы рассмотрели какие животные предсказывают землетрясения. Многие полагают, что это все известные на данный момент предвестники землетрясений.
Иначе смотрят на это геофизики, и среди них доктор технических наук, заведующий лабораторией предвестников землетрясений Сахалинского комплексного научно-исследовательского института ДВНЦ АН СССР Федор Иванович Монахов.
— Что касается долгосрочной подготовки землетрясения, то тут все справедливо,— говорит Федор Иванович.— А в отношении краткосрочных предвестников, которые проявляются не ранее, чем за 10 дней до толчка, факты, как это нередко бывает, разошлись с теоретическими представлениями.
Вот пример. С 1976 года мы на Курило-Сахалинском прогностическом полигоне изучаем гидрогеодинамический предвестник, а проще говоря, колебания уровня воды в скважинах. Сейсмическая активность на Дальнем Востоке, особенно на Курилах, как известно, очень высока, что позволило собрать большой статистический материал. И нам удалось выявить такую закономерность: за несколько дней до землетрясения начинается падение уровня воды в скважинах, примерно за сутки до толчка уровень стабилизируется, а когда начинает снова подниматься, обычно происходит землетрясение.
Так происходит перед любым землетрясением, независимо от места, силы толчка, глубины очага и — что больше всего удивляет — на очень больших расстояниях между пунктом наблюдения и эпицентром. В ряде случаев эпицентры находились далее 800—900 километров от пунктов наблюдений, приборы иа этих пунктах все равно регистрировали колебания уровня воды в скважинах.
Вот тут и пришлось задуматься. Теоретические представления говорят о том, что накануне землетрясения горные породы в области очага разуплотняются, образуются микротрещины, которые заполняет вода, и это вызывает понижение уровня водоносных горизонтов. А перед самым толчком трещины закрываются, вода из них вытесняется, падение уровня воды сменяется его подъемом.
Так можно ли предсказать землетрясение? На сегодня это возможно, но не на все 100%. Землетрясение, как предсказать, мы еще не ответили на этот вопрос? Тогда читайте следующие статьи о землетрясениях.
Землетрясений не становится меньше. Часть 5. Исследование странного поведения животных перед землетрясением
Апр 26th
С каждым днем появляются все новые и новые методы прогноза землетрясений. Но мы расскажем о тех, которые существуют уже давно. В этой статье мы рассмотрим, какие животные предсказывают землетрясения.
Местные жители Алайской долины непосредственно перед толчком, в ночь с 1 на 2 ноября обнаружили нечто странное. Животные вели себя беспокойно, шумно: многие коровы мычали, некоторые собаки выли так, что хозяева думали о приближении волков, мыши пищали и выбегали на открытое пространство, птицы с криком перелетали с места на место и т. д.
Случаи необычного поведения животных замечены на расстояниях не далее 70 километров от эпицентра. В тех районах, где сила колебаний была меньше пяти баллов, животные вообще вели себя спокойно, как обычно. Создается впечатление, что их возбуждает какой-то сигнал, распространяющийся от эпицентра и затухающий за пределами пятибалльной зоны.
По первым результатам видно, что биологический предвестник, как и большинство остальных, нельзя считать абсолютно надежным. Но, вероятно, он найдет свое место в комплексе предвестников, позволяющих предсказывать подземные бури. В целом, как животные предсказывают землетрясения, мы уже раскрыли, а значит и тема статьи тоже остается раскрытой.
Случай с Алайским землетрясением — пример типично геологического подхода к проблеме прогноза, основанного на изучении длительпых процессов, происходящих в земной коре с непременным учетом геологического строения данного региона. Подход, единственно верный для долгосрочного прогноза. Впрочем, существует теория, считающая такой подход верным и для краткосрочного прогноза, поскольку, согласно этой теории, любые предвестники формируются в очаге землетрясения и зависят от конкретных его условий.
Читайте другие интересные статьи на нашем сайте.
Землетрясений не становится меньше. Часть 4. Примеры последовательной миграции очагов
Апр 26th
Отдельные примеры последовательной миграции очагов известны и в других районах, например, на разломе Сан-Андреас в Калифорнии, на Северо-Анатолийском разломе в Турции. Перемежающаяся миграция — в Курило-Камчатской зоне. Там тоже можно сделать прогностический расчет, правда, с меньшей точностью. Методика этих расчетов, как мы показали, достаточно проста, но для них не везде хватает точных сведений о прошлых землетрясениях. Так что эта гипотеза подходит не только для Средней Азии. Но, с другой стороны, и всю Среднюю Азию она не охватывает, ибо там два из десяти землетрясений происходят вне зоны разломов, а это большой процент — им нельзя пренебречь.
Алайское землетрясение интересно еще одной стороной: после него впервые в СССР были специально собраны и проанализированы сведения о поведении животных накануне толчка. Сам факт, что животные перед сейсмическим толчком проявляют заметное беспокойство, известен давно. И вот наука занялась изучением этого явления. Уже проведена по этой теме первая международная конференция (США, 1976 год). Задача в том, чтобы изучить явление — выяснить, например, связь аномального поведения животных с силой толчка, с зависимостью от расстояния до эпицентра и прочее.
Группа ученых под руководством А. А. Никонова опросила местных жителей в сорока пунктах и получила более двадцати сообщений. Было отмечено, что за месяц, за полтора до землетрясения появились змеи, лягушки, ящерицы, хотя обычно в ноябре они погружены в зимнюю спячку. Эти факты можно отнести к среднесрочным предвестникам.