Концепция сейсмотектогенеза — ключ к решению многих задач геофизики

Автор: Леонид Дода.

Концепцию СТГ по праву можно считать базисом новой науки – Метеотектоники. Физическая сущность концепции заключается в следующем. Первую скрипку в ней играет ВОДОРОД и его производные. Изначально, на ранних стадиях эволюции Земли, резервуаром Н2 было гидридное ядро (Fe H4) по В.И. Вернадскому и развитию  его идей в работах В.Н. Ларина. Полагая данный эволюционный аспект основным в концепции сейсмотектогенеза, приведем её закономерности (рис. 1), допускающие формализацию в виде геофизических и математических  моделей.

Концепция сейсмотектогенеза

Рис. 1. Закономерности концепции сейсмотектогенеза>

1.1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КОНЦЕПЦИИ СЕЙСМОТЕКТОГЕНЕЗА

1. Миграция водорода в геооболочках с границы “ядро-мантия’’ на поверхность Земли, его взаимодействие с геосредой изменяют её свойства; увеличение интенсивности протонной диффузии в тектоногенах приводит к накоплению напряжений и деформаций, отражая суть протонного сейсмотектогенеза по В.Н. Ларину и Д.А. Кузнецову.

2. Движение протонов и электронов в глобальном электро-ротационном контуре «Солнце – межпланетное магнитное поле – геомагнитное поле – геооболочки» обеспечивает поддержание их баланса на каждом из участков и всего контура, а также играет определяющую роль в механизме подготовки и запуска землетрясений.

3. Перемещение и взаимодействие масс в геооболочках и теле Земли, обусловленные внешними космическими факторами (влиянием планет, солнечной активности, вариациями движения Земли по эклиптике и др.) и внутриземными причинами, отражаются в вариациях параметров вращения Земли, волнах деформаций, частотах градиентов гравиполя (вторых производных гравипотенциала). Последние можно измерить с помощью гравиметров и градиентометров.

4. Наличие признаков подготовки ЗМТ обусловлено причинно-следственной связью аномалий гравиполя, нестабильностей обращения и вращения Земли, протонной диффузии в геооболочках – с одной стороны, и сейсмотектонического процесса – с другой. Факт совпадения отмеченных аномалий на определенном временном интервале может указывать на приближение мощных ЗМТ с М 6,0+, а по месту – на зону подготовки ЗМТ.

5. Аномальные отклики в полевых структурах локальных зон геооболочек при подготовке и запуске ЗМТ являются локальными проявлениями глобальных геофизических аномалий. Облачные сейсмотектонические индикаторы, как один из признаков проявления таких аномалий, позволяют локализовать зону подготовки ЗМТ и определить его потенциальную магнитуду по формуле М=ln(D/Dо), где D – протяженность ОСТИ в км, Do = 1 км. ОСТИ – связующее звено в структуре метео – тектогенеза.

6. Запуск сейсмотектонического процесса имеет геомагнитно-меридиональную направленность и определяется цепочками ЗМТ вдоль проекции на геоид возмущенных геомагнитных трубок – сейсмомагнитных меридианов (СММ), активированных деформацией магнитосферы и высыпанием высокоэнергичных частиц (электронов и протонов) как «сверху» из радиационных поясов, так и «снизу»- из зон протонного насыщения тектоногенов; их расчет проводится по специально разработанной методике.

7. Геоэффективные явления на Солнце, инициирующие геомагнитные возмущения определенного класса, позволяют вычислять дату возможного ЗМТ и запускают триггерный механизм ЗМТ на 7, 14 или 22 сутки в зонах (эффект D-триггера), накопивших достаточный для сброса упругой энергии потенциал механических напряжений и деформаций. Поистине, землетрясения рождаются на Солнце, а при запуске — откликаются геосейсмическим эхом солнечных бурь.

8. Модельный подход к объяснению эффекта D – триггера основан на использовании цилиндрической вертушки Бобрякова – Ревуженко — Шемякина, в которой земные недра проворачиваются внутри эллипсоида приливной волны при сложном нагружении в виде постоянного поворота поверхностной нагрузки. Решение уравнения для траектории любой лагранжевой точки (ЛТ) в приведенной схеме при плоской деформации получено в виде гипоциклоиды, по которой каждая ЛТ литосферы через полный период действия приливных сил ~ 13.7 суток возвращается в исходное положение. Отсюда следует, что угловая скорость смещения ЛТ в восточном направлении (по вращению Земли) составляет ~ 26 град/сут. Полученный результат имеет прогнозный аспект, позволяющий по скорости смещения ЛТ определить её положение на заданный момент времени и, соответственно, дату запуска ЗМТ при наличии других прогнозных признаков (гравианомалий, ОСТИ, деформаций, протонов).

С помощью отмеченных закономерностей определяют необходимые (пункты 1 — 5) и часто достаточные (пункты 6 — 8) условия механизма запуска ЗМТ. Решение на основе закономерностей (1-8) обратной задачи позволяет определить триаду прогнозных параметров – дату, место, магнитуду, а также использовать полученные модельные решения для осуществления контроля и управления состоянием геофизической среды.

На основе концепции СТГ разработаны алгоритмы анализа признаков ЗМТ, их откликов в полевых структурах геооболочек и прогноза ЗМТ. Для решения задач прогноза ЗМТ используются геофизические данные, принимаемые и обрабатываемые программно-аппаратными средствами сформированной наземно-космической системы сейсмопрогнозного мониторинга (НКС СПМ). Применение ГИС-технологий позволило создать тематический ряд из семи информационных продуктов СПМ (ТП СПМ) с возможностью его расширения и комбинирования продуктов.

Особое место в данном подходе занимает анализ облачных сейсмотектонических индикаторов на космических изображениях облачного покрова в инфракрасном и видимом диапазонах, позволяющих обнаружить активизацию дегазационных и сейсмотектонических процессов в любой сейсмоопасной зоне планеты. С помощью разработанных методик выявляют ОСТИ, позволяющие определять магнитуды сейсмособытий и локализовать возможные зоны ЗМТ. Примеры тематически обработанных продуктов на основе ОСТИ в различных сейсмоактивных регионах планеты приведены на сайте Научного центра оперативного мониторинга Земли Роскосмоса (НЦ ОМЗ) www.ntsomz.ru в разделе Проекты и в сформированном Каталоге ОСТИ, подготовленном к изданию. Для прогнозирования ЗМТ и решения других задач геофизики облачные сейсмоиндикаторы применяют в комплексе с другими классами признаков ЗМТ.

Наиболее наглядная иллюстрация получения геофизических данных с помощью космических средств (рис. 2), комплексирования сейсмопризнаков ЗМТ в Невельске (Сахалин), создания тематических продуктов сейсмопрогнозного мониторинга, показана на примере Сахалинского эксперимента в июле-августе 2007 и представлена на рис. 3,4.

orbita

Рис. 2. Орбитальные средства получения геофизических данных в Сахалинском сейсмопрогнозном эксперименте

sakhalin

Рис. 3. Композит геофизических признаков ЗМТ на Сахалине 2.08.2007 М6.2

sakhalin1

Рис. 4. Комплексирование сейсмопризнаков на примере Сахалинского эксперимента. Тематический продукт сейсмопрогнозного мониторинга.

В эксперименте подтверждена возможность приема, сбора, обработки и анализа данных НКС СПМ, выделения на основе этих данных сейсмопрогнозных признаков потенциальных ЗМТ в Сахалинской сейсмоактивной зоне. Установлена пространственно-временная когерентность в проявлении всех зарегистрированных в течение 24-31 июля аномалий в лито-атмосфере-ионосфере (рис.3, 4), указывавших на подготовку мощного ЗМТ в Сахалинской зоне.

Возможная дата ЗМТ в интервале 25.07.2007 или 1.08.2007 ± 2 сут. определена по СММ от 17.07.2007 (рис. 3, бл.1.2) и значению долгот на экваторе (-25º/155º), а также максимуму проявления ионосферных и OLR-аномалий (рис. 4, бл.2-4) за 3-4 суток до возможного ЗМТ. Потенциальная магнитуда ЗМТ М6.0+ определена по протяженности ОСТИ (А,В) ~ 400 км. с использованием формулы М=ln 400 ~ 6.0 ± 0.2. (рис. 3, бл.1.1-1.3; рис. 4, бл.5) Реальная магнитуда оказалась М6.2 в пределах точности метода. Таким образом, с приемлемой точностью определены основные параметры прогнозируемого ЗМТ – дата, место, магнитуда.

Полученные в эксперименте опыт, результаты и наработки были распространены на другие сейсмоопасные регионы, прежде всего Курило-Камчатскую и Японскую зоны, где по долгосрочному прогнозу ожидались мощные ЗМТ. Прогнозные ожидания оправдались и наработки Сахалинского эксперименты были востребованы при сейсмопрогнозном мониторинге ЗМТ на Камчатке, в Охотском море: 5.07.2008-М7.7, 24.11.2008-М7.3, 14.08.2012-М7.7, 24.05.2013-М8.3    и катастрофическом мегаземлетрясении в Японии 11.03.2011-М9.0. По всем отмеченным событиям на основе данных НКС СПМ были разработаны сейсмопрогнозы, зарегистрированные в Сейсмосовете России (РЭС). Все прогнозы оправдались.

 

Автор:     Леонид Дода. 

Концепция сейсмотектогенеза — ключ к решению многих задач геофизики: 2 комментария

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

This blog is kept spam free by WP-SpamFree.