Interfax-Russia.ru – Иркутские ученые разработали новую методику предсказания землетрясений, основанную на анализе низкочастотных шумов и деформационном мониторинге.
Ученые Института земной коры (ИЗК) Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) разработали новый способ обнаружения предвестников землетрясений.
"Он базируется на совокупном анализе вариаций микросейсмических шумов в низком диапазоне частот (от 0,01 до 0,1 Гц) и деформаций горных пород", - приводит издание СО РАН "Наука в Сибири" слова ученого секретаря ИЗК СО РАН Анны Добрыниной.
Как уточнила специалист, приближение сильного землетрясения можно увидеть в данных деформационного мониторинга – на графике начинает расти кривая деформаций.
"В поле микросейсмических колебаний они проявляются также в виде увеличения амплитуд в области низких частот по горизонтальным компонентам и в резкой смене ориентации колебаний с направлением на источник возмущений", - добавила эксперт.
Таким образом, по ее словам, имея несколько станций, расположенных в разных азимутах от эпицентра будущего землетрясения, ученые могут с точностью до нескольких километров рассчитать местонахождение его очага.
С помощью этого подхода сотрудники ИЗК СО РАН уже проводили ретроспективный анализ деформаций и микросейсмических шумов, которые происходили перед Кударинским землетрясением на озере Байкал в 2020 году. Тогда в дельте реки Селенги с разницей в несколько часов произошло четыре подземных толчка, в том числе магнитудой 5,5 и 4,9, которые в Иркутске ощущались на уровне 5 и 4 баллов.
В дальнейшем методика помогла ученым "засечь" предвестник землетрясения магнитудой 5,2, которое произошло в акватории озера Байкал 14 октября 2022 года.
По словам Добрыниной, за несколько дней до и после этого сейсмособытия наблюдалось очень сильное повышение уровня микросейсмического фона (в 19,5-21 раз). Также исследователи обратили внимание на смену ориентации колебаний сейсмических частиц в волне (в норме сейсмические частицы двигаются хаотично, однако перед землетрясением они изменили ориентацию на северо-западную). Кроме того, по словам ученого секретаря, резко выросла амплитуда волн в низких частотах.
В свою очередь директор Института земной коры СО РАН Дмитрий Гладкочуб сообщил журналистам, что ученые уже подали заявку на получение патента на разработку.
Комплекс оборудования для мониторинга опасных геологических процессов, в том числе землетрясений, Институт земной коры СО РАН установил на научных полигонах на побережье озера Байкал осенью 2020 года.
"На пунктах деформационного мониторинга перед землетрясениями возможно появление каких-то аномалий, возможно появление аномалий в микросейсмических полях, в эманациях радона. То есть это все фиксируется, анализируется и вырабатываются фундаментальные основы для прогноза землетрясений", - поясняла Добрынина.
Помимо землетрясений оборудование помогает отслеживать и другие опасные геологические процессы, например, сели, обвалы и оползни.
Также данные, полученные во время мониторинга, лягут в основу научной базы для развития фундаментальных основ прогнозирования опасных геологических процессов.
В свою очередь в Иркутском государственном университете (ИГУ) считают, что предвестниками землетрясений также могут выступать сигналы в электрическом поле Земли. При этом, как отмечают ученые вуза, на Байкале выделить их проще, чем в других местах, где на фоне магнитотеллурического поля Земли они выглядят довольно слабыми.
В 2013 году сотрудники университета установили на юге Байкала глубоководную геофизическую станцию, способную вести мониторинг электрического поля Земли. Она представляет собой гигантскую электрическую антенну размером более километра. С ее помощью можно предсказывать землетрясения за двое суток.
В 2015 году установка смогла зафиксировать, а специалисты расшифровать электромагнитный сигнал, предшествовавший сильному землетрясению с эпицентром в Туве почти в 1 тыс. км от станции.
Вместе с тем, антенна несколько раз фиксировала изменения электромагнитного поля Земли непосредственно перед сейсмическими событиями на Байкале, которые были сравнительно небольшими по магнитуде и интенсивности.
"Сейчас установка далеко в море (Байкал иногда называют морем – ИФ), и все данные пишутся на внутреннюю память. В этом году мы планируем провести испытания по передаче этих данных по акустическому каналу. Данные в режиме онлайн будут сначала поступать на подводный узел связи глубоководного комплекса нейтринного телескопа Baikal-GVD, затем по оптическому кабелю в береговой центр Байкальской нейтринной обсерватории и по сети интернет будут доступны в режиме онлайн", - сообщил "Интерфаксу" научный руководитель НИИ прикладной физики Иркутского госуниверситета Николай Буднев.
Таким образом ученые рассчитывают ускорить обработку данных, поступающих с установки.
Кроме ученых ИГУ в исследованиях на Байкале участвуют специалисты центра геоэлектромагнитных исследований Института физики Земли имени О. Ю. Шмидта РАН (ЦГЭМИ ИФЗ РАН) и Института ядерных исследований (ИЯИ РАН).
В свою очередь ученые Института нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения РАН (ИНГГ) выявили закономерности подготовки сильных землетрясений в Байкальском регионе.
"Полученные результаты базируются на анализе изменений параметров сейсмического режима (сейсмические затишья и активизации, эффекты стабилизации выделения сейсмической энергии и др.), а также на анализе результатов тектономагнитных наблюдений в Байкальском регионе", - приводятся в сообщении на сайте ИНГГ слова заведующего лабораторией естественных геофизических полей ИНГГ Петра Дядькова.
В частности, продолжительность региональных затиший перед крупными землетрясениями составляет от 2-3 до 5-7 лет.
"Исключением являлось только Южно-Байкальское землетрясение 1999 года, когда затишье занимало наибольшую площадь в 1996-1998 годов, непосредственно перед главным событием. Активизации сейсмического процесса имели место за 1-3 года до самого землетрясения", - отмечается в сообщении.
По данным геофизиков, "эффект стабилизации выделения сейсмической энергии" может начаться за десятки лет до крупного события, чаще всего пространственно он связан с эпицентром будущего землетрясения, но, по-видимому, его площадь может увеличиваться со временем.
"Это свойство может использоваться для выделения областей подготовки будущих сильных землетрясений", - говорится в сообщении.
ИНГГ имеет сеть пунктов тектономагнитных наблюдений, расположенных от южной оконечности озера Байкал до Баргузинской впадины и включающей три пункта стационарных наблюдений модуля вектора индукции геомагнитного поля и около 150 рядовых пунктов ежегодных наблюдений. Центральным пунктом сети является стационар "Энхалук".
Байкальская рифтовая зона, где, по предположению ученых, идет расхождение Евразийской и Амурской тектонических плит, имеет протяженность около 2 тыс. км. В ее центральной части находится озеро Байкал, на юге - озеро Хубсугул (Монголия), на севере - горный район, по которому проходит Байкало-Амурская магистраль. Усиление активности здесь фиксируется с осени 2020 года, когда 22 сентября на юге Байкала произошло Быстринское землетрясение магнитудой 5,5.
Последнее же землетрясение зафиксировали в акватории озера Байкал (в 18 км от поселка Большое Голоустное) утром 16 февраля. Сила подземного толчка в эпицентре составила 5,9 балла, в Иркутске - 3 балла. До этого землетрясения на берегу Байкала фиксировались 13 и 19 января.
Подземные толчки в районе Хубсугула регистрируются с 11 января 2021 года, когда произошло Хубсугульское землетрясение магнитудой 6,8 - четвертое по силе за всю историю наблюдений в Байкальской рифтовой зоне.