Число землетрясений на нашей планете с каждым годом растет: в 2011 году их было 5483, а в 2012-м — уже 11 049. Прогнозирование таких природных катастроф — одна из самых актуальных, но и сложных проблем, которые пытается решить современная наука. Чтобы разрушений и жертв было как можно меньше, нужна эффективная система предупреждения, основанная на принципиально новых методах изучения и раннего выявления предвестников крупных сейсмических катастроф. Разработкой таких систем занимаются специалисты Научно-исследовательского института аэрокосмического мониторинга “АЭРОКОСМОС”. Первый вопрос его директору академику РАН Валерию Бондуру (на снимке):
— Валерий Григорьевич, трудно ли вообще предсказывать землетрясения?
— Да, их прогноз — проблема, до сих пор не вполне решенная. Существующие методы и системы мониторинга сейсмоопасных территорий способны предоставлять достоверную информацию о землетрясениях лишь непосредственно перед самими толчками (за несколько десятков секунд). Современная сейсмология позволяет давать и надежные долгосрочные прогнозы (за несколько лет до землетрясений). При этом достаточно точно указываются места, где могут произойти сейсмические события. Однако когда конкретно — на это ответа нет. Среднесрочные прогнозы менее достоверны, а краткосрочное прогнозирование землетрясений, наиболее важное для предупреждения населения, в настоящее время практически не развито.
— Что, на ваш взгляд, нужно для эффективных исследований в этом направлении?
— Достоверность и точность прогноза землетрясений во многом определяются объемом и качеством информации об аномалиях различных параметров, возникающих вблизи потенциальных очагов в период подготовки и протекания сейсмических событий. Эти аномалии проявляются, например, в изменении уровня подземных вод, эманации различных газов и аэрозолей, вариациях теплового, магнитного и гравитационного полей, интенсивности электромагнитного излучения. Эти и многие другие параметры, доступные для регистрации с применением специальных методов и аппаратуры, используются в качестве различных предвестников (геофизических, гидрологических, геохимических, геологических, метеорологических, биологических) для прогноза землетрясений. При проведении научных исследований, направленных на повышение точности и надежности прогноза землетрясений, прежде всего сильных, с магнитудами больше пяти (М > 5), основное внимание должно уделяться выявлению краткосрочных предвестников, проявляющихся за один — семь дней до сейсмических событий. Важную роль в регистрации таких предвестников при мониторинге сейсмоопасных территорий играют современные космические методы и технологии.
— Тут вам, как говорится, и карты в руки. С какой стороны подошли к решению проблемы ученые НИИ “АЭРОКОСМОС”?
— Проведенные в нашем институте исследования позволили выявить десятки параметров, регистрируемых из космоса, которые можно использовать для дистанционного мониторинга сейсмоопасных территорий. На их основе удалось разработать ряд новых методов и технологий дистанционной регистрации из космоса различных параметров, характеризующих состояние среды в сейсмоопасных зонах, причем с использованием существующих приборов (многоспектральных оптических, тепловых, спектрометрических, радиолокационных, аппаратуры магнитной и гравитационной съемок и др.), а также средств современных спутниковых навигационных систем. Уже в настоящее время с их помощью можно регистрировать как минимум пять различных типов краткосрочных предвестников значительных (с М > 5) сейсмических событий. Это позволяет перейти к этапу практического использования полученных результатов для мониторинга сейсмоопасных территорий аппаратурой искусственных спутников Земли.
— Аппаратуру ведь еще надо научить, что и как мониторить.
— Естественно. Ученые института разработали специальные методы и технологии дистанционного зондирования и оперативной обработки больших объемов данных, получаемых различной космической аппаратурой, регистрирующей аномальные вариации различных физических полей в сейсмоопасных регионах, которые служат краткосрочными предвестниками сильных землетрясений. Главная особенность нашего подхода — комплексный анализ поступивших геофизических параметров, свидетельствующих о приближении сейсмической активности. Это, например, геодинамические особенности в районах предполагаемого землетрясения, изменения характеристик ионосферы Земли над такими зонами, аномальные вариации температуры земной поверхности и приземного слоя воздуха, интенсивность уходящего электромагнитного излучения в инфракрасном диапазоне спектра и другие.
Действенность нашей методики получила подтверждение при мониторинге сейсмоопасных территорий в различных районах земного шара, где за последние 12 лет произошло большое число сильных и катастрофических землетрясений. Это значит, что появились реальные перспективы для эффективного прогноза таких явлений.
— Валерий Григорьевич, а на что все-таки в первую очередь следует обращать внимание исследователям?
— Одним из наиболее перспективных методов регистрации краткосрочных предвестников сильных землетрясений (М > 5) представляется анализ возмущений, происходящих в ионосфере Земли, ионизированной космическими лучами и коротковолновым излучением Солнца. В процессе многолетних исследований, выполненных в том числе и учеными нашего института, было установлено, что в период подготовки сильных землетрясений происходят специфические изменения электронного содержания ионосферы Земли. Такие аномалии обусловлены сложными и не до конца выясненными физическими механизмами сейсмо-ионосферных связей.
Для мониторинга подобного типа аномалий, возникающих над обширными сейсмоопасными территориями земного шара, необходимо использовать специальные методы, технологии и технические средства зондирования ионосферы. Наиболее перспективные среди них — космические. Оказалось, что для решения задачи могут использоваться спутниковые навигационные системы, такие как ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США). С их помощью можно уже сейчас реализовывать двухчастотный метод радиопросвечивания ионосферы Земли. Нами разработаны специальные методы получения и оперативной обработки сигналов, которые позволяют анализировать особенности распространения в ионосфере Земли радиоволн, излучаемых на двух частотах в последовательные моменты времени с различных спутников, входящих в состав систем GPS и ГЛОНАСС.
Таким образом, появилась возможность достаточно оперативно получить данные о вариациях концентрации и пространственно-временного распределения электронов в ионосфере Земли над зонами готовящихся землетрясений и реализовать на практике метод оперативного космического мониторинга сейсмоопасных территорий. Главная задача такого мониторинга — распознавание аномальных вариаций характеристик ионосферы, которые служат краткосрочными предвестниками готовящихся сейсмических событий. Мы достаточно широко используем этот подход в своей деятельности.
Кроме того, проводим и анализ так называемых линеаментных систем, состоящих из элементов земного рельефа, которые возникают под воздействием сейсмических процессов и дают информацию о готовящихся землетрясениях. Разработанные нами методы позволяют после специальной обработки космических изображений этих систем выявить проявления повышенной сейсмической активности, прогнозировать место и время будущих землетрясений.
Исследования многочисленных сейсмических событий с магнитудами больше 5, которые мы ведем свыше 10 лет, показали, что заметные проявления деформационных волн, выявляемые путем анализа линеаментных систем на космических изображениях, начинаются обычно за один — три месяца до начала землетрясений, и в эти же сроки происходит их затухание. А главными предвестниками разрушительных подземных толчков служат максимальные изменения в системах, которые проявляются за 7-30 дней до наступления сейсмической активности.
— Насколько реально сегодня обеспечить краткосрочное прогнозирование землетрясений и своевременно оповещать население о времени и месте катастрофических событий?
— Я уже говорил, что достоверное краткосрочное прогнозирование сильных землетрясений — проблема крайне сложная. Однако, если не сегодня, то в недалеком будущем, она может быть решена при условии развития и широкого применения достижений современной сейсмологии, методов и технологий космического мониторинга. Наиболее перспективен при этом предложенный нами и выдержавший испытание подход, предусматривающий комплексный анализ различных геофизических параметров, регистрируемых как космическими, так и наземными средствами. Сегодня главная задача — активизировать проведение фундаментальных, поисковых и прикладных научно-исследовательских работ для определения наиболее достоверных краткосрочных и среднесрочных предвестников сейсмических событий, выявления их природы и внедрять результаты этих работ в практику.
Записал Михаил БУРЛЕШИН
Фото http://www.aerocosmos.info; http://sosnovskij.ru; http://www.diary.ru
На нижнем снимке — последствия землетрясения в Японии (11-12 марта 2011 года)
Нет комментариев