Открытие, сделанное учеными Института физики Земли РАН и кафедры чрезвычайных ситуаций Кабардино-Балкарского университета, заставит сейсмологов в будущем пересмотреть свои взгляды на процессы, предшествующие землетрясению. Такое заявление сделал главный научный сотрудник ИФЗ РАН доктор технических наук Леонид Собисевич на Всероссийской конференции “Природные процессы, геодинамика, сейсмотектоника”, которая прошла в Кабардино-Балкарском университете. Организаторами форума выступили КБГУ, секция “Катастрофические процессы” Научного совета по экологии и катастрофическим процессам при Президиуме РАН, Научный совет РАН по проблемам прикладной геофизики, Главное управление МЧС РФ по КБР и НКО Ассоциация “Содействие вузам”.
Конференция оказалась весьма неординарным мероприятием: началась весной нынешнего года, завершилась осенью. В ее рамках ведущие ученые Российской академии наук: член-корреспондент РАН Татьяна Моисеенко, доктор геолого-минералогических наук Евгений Шарков, доктор физико-математических наук Алексей Собисевич прочитали лекции студентам и аспирантам КБГУ. Наконец, руководитель лаборатории №703 Института физики Земли РАН Алексей Собисевич и главный научный сотрудник института Леонид Собисевич с молодыми учеными — участниками конференции, а также со своими аспирантами кафедры чрезвычайных ситуаций КБГУ Спартаком Доловым, Залимом Дударовым и Азаматом Машуковым провели экспедицию.
Лавины в Приэльбрусье зимой — явление обычное. Но та, что сошла несколько лет назад рядом с Баксанской нейтринной обсерваторией Института ядерных исследований РАН (БНО), дала толчок новым работам ученых ИФЗ РАН и КБГУ, чья совместная геофизическая лаборатория расположилась в одной из штолен БНО. Хотя в тот раз лавина не была вызвана землетрясением, а скорее наоборот, приборы лаборатории, зафиксировав ее сход, почти на уровне обычных природных шумов отметили странное изменение магнитного поля. Ученые решили заглянуть в архивы. Они начали изучать цунамогенные землетрясения, которые фиксировались ранее, на предмет выявления изменений магнитного поля. Потом стали целенаправленно обращать внимание на этот фактор.
Вообще-то Земля постоянно излучает слабые электромагнитные сигналы, но здесь было что-то иное. И это заинтересовало геофизиков. Взялись за анализ более ранних крупных сейсмических событий, причем не только на суше, но и в океане. И во всех (!) случаях обнаружили всплеск электромагнитного излучения, предшествующего подземной буре. За семь лет наблюдений исследователи научились не только выделять более сильные сигналы, но и фильтровать их, получая четкие графики процесса — от нескольких суток до одного часа перед событием.
Летом прошлого года ученые ИФЗ РАН и КБГУ вели наблюдения в другой точке приэльбрусского вулканического района на Верхнекубанском сейсмическом полигоне в Карачаево-Черкесии. “Сели обедать, — вспоминает Леонид Собисевич. — Но тут начальник полигона предложил зафиксировать в протоколе наблюдений прогноз: через четыре часа в районе Индонезии произойдет сильное землетрясение с магнитудой выше 7. Мы ошиблись на час! Через пять часов и 15 минут предсказанный район потряс подземный удар, а наши приборы его, естественно, зафиксировали”. Самые свежие данные, представленные Леонидом Собисевичем на конференции, — расшифровка графиков наблюдений процессов, предшествовавших землетрясению, произошедшему весной нынешнего года в районе северной Суматры, а также самого катаклизма.
Сопоставляя результаты наблюдений сейсмических событий в разных уголках земного шара, ученые отметили и еще одну важную деталь — для каждого района характер магнитного излучения свой. Что-то вроде визитной карточки.
После доклада не только у меня, но и у коллег-ученых возник закономерный вопрос: не может ли стать открытое геофизиками явление надежным инструментом прогноза сильных землетрясений? Но Леонид Собисевич в своих выводах очень осторожен. “Мировых аналогов подобных измерений не существует, — говорит профессор. — Во всяком случае, пока. Это факт. Тридцать зафиксированных нами цунамогенных землетрясений предварялись магнитными возмущениями. Это тоже документально оформленный факт. Изучили и ряд крупных сухопутных землетрясений. Провели их сравнительный анализ с морскими. Характер магнитного излучения у них несколько иной, но диапазон сигналов также достаточно высок.
Можно ли на основе полученных результатов выйти на систему прогноза сильных землетрясений? В перспективе элетромагнитные возмущения могут стать одним из достаточно надежных предвестников, позволяющих использовать его в системе прогноза землетрясений. Но пока делать это рано, много неясных факторов.
Нам, к примеру, не удается доказать, что является первичным — события в ионосфере или в литосфере. Ионосферщики могут сказать: то, что вы зафиксировали, — следствие ионосферных возмущений. Пришлось изучить различные электромагнитные пульсации, происходящие в ионосфере. Если сигнал появляется в результате токовых процессов в литосфере, он мгновенно воздействует на ионосферу, в свою очередь возбуждая там возмущения. Более того, наши измерения, проведенные на севере, показали: ионосфера играет определенную роль в характере электромагнитных колебаний. Даже может их усиливать. Но вот найти приемлемую методику, позволяющую успешно разделять лито- и ионосферные процессы, мы пока не можем. Они завязаны намертво”.
Поиск продолжается, идет накопление статистического материала различных сейсмических событий. Данные, полученные учеными ИФЗ РАН и КБГУ, уже активно обсуждаются в научной среде.
Открытие упомянутого явления — результат исследований, которыми ученые ИФЗ РАН и КБГУ занялись, по большому счету, случайно. Свое рода “побочный продукт” основных наблюдений геофизиков в Приэльбрусье. А они связаны с проявлением вулканизма.
Эльбрус — самый высокий вулкан в Европе. Причем активный. На протяжении последних 10 тысяч лет он проявлял ее как минимум восемь раз. Последнее извержение, документально подтвержденное, произошло около 1800 лет назад. Ученые убеждены: вероятность проявления вулканизма в этом районе весьма высока. Но Приэльбрусье — зона активного отдыха, которая будет интенсивно развиваться. Здесь проживает немало людей. Это факторы, обязывающие наладить планомерный и всесторонний геофизический и сейсмический мониторинг, охватив сначала территорию, прилегающую к вулкану Эльбрус, а затем и весь Северный Кавказ.
В нынешних условиях одним махом “раскинуть” такую сеть невозможно. Ученые института и вуза пошли другим путем, создавая отдельные пункты наблюдений. К сегодняшнему дню их уже пять: две — в штольне Баксанской нейтринной обсерватории Института ядерных исследований РАН и одна — в КБГУ, еще одна лаборатория открыта в районе поселка Эльбрусский (Карачаево-Черкесия), а другая действует в районе большого Сочи.
Особое значение имеет лаборатория, расположенная на территории КБГУ. Созданная практически с нуля сотрудниками кафедры чрезвычайных ситуаций вуза, она несет не только научную, но и учебную функцию. В термоизолированном подвальном помещении сооружены три постамента, покоящихся на коренных породах, что очень важно для точности и чистоты наблюдений. В 2006 году один из постаментов передан Геофизической службе РАН. Здесь установлена сейсмостанция “Нальчик”, получившая международный код в сети. Кроме того, лаборатория в КБГУ является центром, куда стекаются данные со всех других пунктов наблюдений. Здесь они хранятся, ведется их первичная обработка. Затем данные отправляются в ИЗМИРАН, с которым ученые КБГУ и ИФЗ РАН сегодня работают в тесном контакте.
Самый свежий эксперимент, о котором на конференции рассказал Алексей Собисевич, проведен в Северо-Кавказской геофизической обсерватории совместно с Институтом вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН. Во вспомогательной штольне БНО ученые развернули небольшую линейную сейсмическую антенну, которая позволяет определять физику сейсмического события и его координаты.
Начало развиваться еще одно направление — изучение жизни ледников. С помощью приборов лаборатории №1, где работают аспиранты кафедры КБГУ, уже зафиксированы сигналы, которые, по мнению ученых, могут быть связаны с “шевелением” ледника, расположенного на вершине горы Адырчи.
— Планируем дальнейшее расширение сети лабораторий, — говорит Алексей Собисевич. — В частности, организацию сейсмостанции на пике Терскол, на высоте около трех тысяч метров, на территории российско-украинской астрономической обсерватории. Это будет ближайшая наша точка к Эльбрусу. Совместно с ИЗМИРАН продолжим изучение магнитных вариаций. Ну, а сверхзадача — создать на Северном Кавказе полномасштабную геофизическую обсерваторию. Такого никто никогда здесь не делал. Она даст возможности для более масштабных фундаментальных геофизических исследований. Плюс практические вещи. Поиск, например, региональных альтернативных источников энергии, в частности геотермальных ресурсов.
Что это такое, пояснил заведующий кафедрой чрезвычайных ситуаций КБГУ, профессор Александр Шевченко: “В республике таких источников 38. Исследования всех их ведут аспиранты кафедры. Каждую неделю они проводят забор воды. Определяют газовый состав, температуру, другие составляющие. Результаты показывают: на глубинах есть высокотемпературные газы, а это нетрадиционные источники энергии. Используя метод академика Олега Богатикова из ИГЕМ РАН, мы определяем их объемы. На сегодняшний день в принципе уже разработана технология использования подобных геотермальных источников. Она проста: бурится скважина, в которую опускается генератор. Мини-электростанция готова. Кроме того, если вода по своим параметрам соответствует техническим нормам, она может стать источником отопления населенных пунктов. Одним словом, фундаментальные исследования сегодня вышли на вполне конкретные практические решения”.
“Работы, которые проводят на Северном Кавказе ученые Института физики Земли РАН совместно с коллегами из КБГУ, стыкуются с нашими темами, — считает директор Северо-Осетинского филиала Геофизической службы РАН Эдуард Погода. — Более тесная интеграция превратит Северный Кавказ в полигон масштабных инструментальных геофизических наблюдений”.
Эдуард Всеволодович знает, о чем говорит: сеть Геофизической службы в РСО-Алания самая мощная на Северном Кавказе — 12 современных цифровых сейсмостанций. На сегодняшний день в центральной части региона они фиксируют сейсмические события магнитудой порядка 1, на всей остальной территории — 2-2,5. В год регистрируется порядка 1000-1200 событий. За шесть лет наблюдений их набралось уже более 7 тысяч. По активности они как бы “сползают” с территории Кабардино-Балкарии к Южной Осетии и северу Грузии.
Кстати, в рамках совместной научной программы России и Южной Осетии в этой республике планируется развернуть несколько сейсмостанций, что серьезно расширит зону сейсмического мониторинга. Еще значительнее она станет после реализации подобных работ в Абхазии. Данные, представленные на конференции Эдуардом Погодой, заинтересовали и ученых ИФЗ РАН. По мнению Леонида Собисевича, установка сейсмостанции Геофизической службы РАН в штольне БНО ИЯФ РАН усилит сейсмонаблюдения на территории Северной Осетии, Кабардино-Балкарии, Ингушетии, Чечни и большей части Карачаево-Черкесии. Если же учесть наличие сети сейсмических наблюдений в Дагестане, а также действующие станции Геофизической службы на территории Ставропольского края, то становится очевидным: зона Северо-Кавказского федерального округа постепенно охватывается сетью качественного сейсмического и геофизического мониторинга, что имеет принципиальное значение для этого сейсмоопасного региона.
Станислав ФИОЛЕТОВ
Нет комментариев