Предсказание землетрясения по методу

Можно ли предсказать землетрясение? Описание, фото и видео

Сегодня наука двигается вперед широкими шагами, и люди могут заранее спрогнозировать и предсказать многие природные явления, включая стихийные бедствия. Землетрясение – это одно из наиболее грозных проявлений природы нашей планеты, оно способно нанести огромный урон. Возможно ли сегодня предсказывать такие геологические возмущения? Как это делают ученые? Ответы на эти вопросы интересуют множество людей, в первую очередь, тех, кто живет в сейсмически опасных районах.

Наука предоставила человечеству определенные возможности в предсказании геологических катастроф, хотя прогнозы не всегда оказываются стопроцентно точными. Стоит рассказать о том, как они делаются.

Из-за чего происходят землетрясения?

Землетрясения – это следствие геологических процессов, протекающих в мантии и земной коре. Литосферные плиты движутся, и в обычной ситуации это движение едва заметно. Однако на разломах коры накапливается напряжение вследствие неравномерности подвижек, что и вызывает в итоге землетрясения. Эти явления наблюдаются не повсеместно, они характерны для геологически неспокойных мест на стыках земной коры. Самое нестабильное место – это так называемое «огненное кольцо», протянувшееся по окраинам Тихого океана. Оно обрамляет самую крупную литосферную плиту планеты, на которой этот океан и расположился.

Любое, даже малейшее движение такой массы земной коры не может протекать безболезненно, поэтому землетрясения по ее периферии происходят постоянно. Там же присутствует массовая вулканическая активность.

Предсказания землетрясений в прошлом

Предугадывать стихийные бедствия люди стремились издавна. Первые удачные шаги в этом направлении были сделаны тысячи лет назад в геологически неспокойных регионах. В Китае древние ученые смогли создать необычную вазу, найденную современными археологами при раскопках. На вазе по краю сидят керамические драконы, каждый из которых держит во рту шарик. При малейших колебаниях земли, предвестниках надвигающегося землетрясения, шарики выпадали изо рта драконов – в первую очередь, со стороны очага будущего землетрясения. Так люди могли вовремя узнать о близкой беде, и даже о том, с какой стороны будет находиться очаг катаклизма.

Свои наработки имелись и в Японии – эта страна всегда была неспокойным местом. Здесь люди основывались больше на наблюдениях природы. Перед землетрясением придонные рыбы поднимаются в верхние слои воды, сомы проявляют особое беспокойство. Это было замечено рыбаками, которые каждый раз в таких случаях спешили домой, чтобы предупредить близких о надвигающейся беде.

Отмечалось также, что огонь, горящий на свече или лучине, перед землетрясениями резко уходит вниз, свеча при этом сгорает очень быстро. Это связано с геомагнитными изменениями, которые возникают перед катаклизмом. Также повсеместно люди отмечали беспокойство домашних животных, их желание покинуть дом перед катастрофой. Ориентируясь по этим и другим приметам, люди прошлого нередко успевали спасти себя, своих близких или имущество, вовремя покинув дома и города.

Современные способы предсказания землетрясений

Сегодня для предупреждения землетрясений используют сейсмографы. Эти приборы являются особо чувствительными датчиками, которые фиксируют любые вибрации на поверхности земли. Так как перед любым землетрясением сначала наблюдаются микротолчки, прибор дает довольно точные предсказания. Он фиксирует эти предвестники и передает сведения ученым, которые предупреждают людей через СМИ. Сегодня собственный небольшой сейсмограф может быть в распоряжении каждого отдельного человека – в продаже есть индивидуальные сейсмические мониторы, которые фиксируют изменения и передают их в рамках сети, что позволяет получать предупреждения и посылать их.

Кроме того, существуют устройства, принимающие электромагнитные сигналы от поверхности земли, которые возникают перед землетрясениями. Это тоже эффективный метод предсказания стихийных бедствий, а наиболее точный результат можно получить при комбинировании первых и вторых сигналов. Именно так и поступают на современных сейсмических станциях.

Вода тоже меняет свое поведение перед бедствием, особенно это касается грунтовых вод. Ученые делают скважины, наблюдение за которыми дает довольно точный результат. В силу движения земных масс вода в скважинах может помутнеть, внезапно нагреться, ее уровень обычно меняется.

Уличная система оповещения

Хорошо работает и космическая геодезия – спутники отслеживают положение дел на отмеченных сейсмически опасных участках, передавая информацию о малейших изменениях. Наиболее эффективным образом такая система реализована в современной Японии, на данный момент ее стремятся внедрить по всему миру. Частично она присутствует и в России, на Камчатке.

Таким образом, землетрясения предсказуемы, хотя точность прогнозов не всегда бывает идеальной. Иногда явление так и не происходит – несмотря на то, что микроскопические толчки, которые обычно предупреждают об этом, наблюдались несколько дней. Иногда транслируются ложные предупреждения. Но в любом случае, предупредить местное население современным ученым удается.

Можно ли предсказать землетрясение – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Прогноз землетрясений

Вы будете перенаправлены на Автор24

Прогнозирование землетрясений

Прогнозировать землетрясение достаточно сложно, но, тем не менее, ученые эти прогнозы делают. Для повышения их точности важно представлять механизмы накопления в земной коре напряжений, крипа, деформаций в районах разломов.

Важно знать, в какой зависимости находятся между собой тепловые потоки, идущие из земных недр и географией землетрясений, закономерности их повторяемости в зависимости от магнитуды.

В тех районах планеты, где вероятность сильных землетрясений большая, проводятся геодинамические наблюдения. Их цель заключается в том, чтобы обнаружить предвестников надвигающейся катастрофы.

Особое внимание уделяется изменению сейсмической активности, деформации земной коры, изменению свойств горных пород, геохимическим аномалиям, атмосферным явлениям, биологическим предвестникам.

Помощь со студенческой работой на тему
Прогноз землетрясений

Для исследований подобного рода используются специальные геодинамические полигоны, например:

Паркфилдский полигон в Канаде, Гармский полигон в Таджикистане и др.

Сейсмические станции, работающие с 1960 г, имеют самое современное и высокочувствительное оборудование, мощные компьютеры, позволяющие быстро обрабатывать данные и определять положение очагов землетрясения.

К сожалению, ни один предвестник не может быть надежным, поэтому задача прогноза землетрясений далека от решения.

Специалисты выделяют долгосрочный, среднесрочный и краткосрочный прогнозы:

По поводу долгосрочного прогноза споров меньше всего, их составляют сроком от нескольких месяцев до нескольких лет и за это время изучаются изменения напряжения в литосфере, её сейсмическая прозрачность. В основе среднесрочного прогноза лежат наблюдения за геофизическими полями, и землетрясение предсказывается за несколько месяцев до его начала. Правда, они не совсем успешны, но достаточно ценны. Что касается краткосрочных прогнозов, то к ним предъявляют большие требования, потому что от их точности зависит жизнь тысяч людей.

В 50-е годы советские ученые начали программу по прогнозу землетрясений, и в ходе исследований было получено много новой и интересной информации.

Предсказать реальную угрозу не удалось, и первая попытка ученых оказалась неудачной. Вторую попытку предпринял Китай и достиг определенных результатов.

Например, землетрясение в 1975 г было очень точно предсказано, и за два часа до его начала прошла эвакуация людей в безопасное место.

Второе землетрясение тоже в Китае в следующем году – ученые побоялись ложной тревоги и в результате погибли сотни тысяч человек.

Методы прогнозирования не исключают ошибок, но зато дают ученым возможность понять природу и характер землетрясений, а также изучить возможности сокращения масштабов разрушений.

Ряд специалистов считают, что разрушительных последствий можно избежать, если создавать небольшие искусственные толчки взрывчатыми материалами.

Небольшие землетрясения в некоторых районах удалось предотвратить затоплением разломов.

Над решением проблем, связанных с землетрясениями работают сейсмологи всего мира и удачные попытки предсказания нескольких землетрясений были, но, основное количество не поддавалось их прогнозу.

Предвестники землетрясений

Наблюдения за состоянием подземных пород, в общем, дает возможность предсказать землетрясение.

Механические напряжения, появляющиеся в недрах планеты, приводят к изменению свойств пород, которые становятся аномальными. Аномалии могут быть упругие, электрические, магнитные и др.

При сильных механических нагрузках, например, в веществе может возникнуть электрическое поле. Значит, электризацию пород можно рассматривать как один из предвестников землетрясения.

Распространение волн в упругих напряженных породах идет иначе, влияет напряжение и на циркуляцию подземных вод, на заполнение водами трещин и скважин.

С нарастанием механических напряжений при формировании очага землетрясения в подземных водах увеличивается концентрация гелия, неона, аргона, криптона, увеличивается их концентрация и в газовых потоках, что определяется с помощью химического метода прогнозирования, а это значит, что химический анализ газа или воды в специальных скважинах, может выявить его назревание.

Одним из предвестников землетрясения является необычное поведение птиц и животных. Китайское землетрясение 1975 г в значительной степени основывалось на народных приметах и необычном поведении домашних животных.

Прогнозировать землетрясение интенсивностью от 4 и выше баллов могут 70 видов животных, но, ученые не нашли научного обоснования их чувствительности. Возможно, что животные перед землетрясением реагируют на возникающие звуки, включая инфразвуки и ультразвуки, реагируют на изменение магнитного и электрического полей, на выделяющиеся из почвы газы и др. Вопросы, связанные с аномальным поведением животных перед землетрясением, находятся в поле зрения сейсмологов мира.

Рисунок 1. Предвестники землетрясений. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Кроме этого, сейсмологи пользуются ещё одним методом предсказания землетрясений – изучение небесных изменений. В научных кругах эта теория носит название «литосферно-атмосферно-ионосферный соединительный механизм» и говорит о том, что перед землетрясением из разлома выделяется много радона, который попав в верхние слои атмосферы, забирает у молекул воздуха электроны и разделяет их на положительно и отрицательно заряженные частицы. Эти частицы вступают в реакцию с конденсированной водой, вследствие чего происходит выделение тепла. С помощью инфракрасного излучения это тепло и фиксируется учеными.

Используются для прогнозирования землетрясения и спутниковые данные. При изучении атмосферных процессов было обнаружено, что в ионосфере перед землетрясением увеличивается концентрация электронов, что было выявлено за несколько дней до землетрясения в Японии.

Все примеры прогнозирования землетрясений не гарантируют его начало, но, тем не менее, ученые работают над всеми вопросами и делают попытку найти истину.

Прогноз возможен, но…

Все последние катастрофы вулканического и сейсмического характера говорят о том, что человечество сегодня ещё не «доросло» до понимания важности их предотвращения.

Примером этого является катастрофа 2004 г, произошедшая в Юго-Восточной Азии, когда от огромной волны цунами погибли 300 тыс. человек. В режиме реального времени весь мир наблюдал распространение цунами в Индийском океане на экранах своих компьютеров. Но, предупредить эту катастрофу и предпринять какие-либо конкретные действия хотя бы по уменьшению её последствий, ни одно пострадавшее государство так и не смогло.

Вторым примером катастрофы, меньшей по масштабу, но, большей по числу жертв, является Китай. Во время землетрясения 1560 г в Шенси погибло 830 тыс. человек, можно попытаться понять причины этого – люди жили в пещерах, которые обвалились во время землетрясения, похоронив большую их часть. При Тянь-шаньском землетрясении 1976 г, почти таком же по масштабу, погибли сотни тысяч человек, только произошло оно на 400 лет позже.

Население Китая всегда было многочисленным, может быть, поэтому жизнь человека ничего не стоила. С другой стороны, Китай всегда был впереди по уровню научно-технической мысли – изобретение бумаги, пороха, компаса, шелка, фарфора, механических часов, технологии горячей обработки металлов, добыча нефти и газа – всё это впервые появилось именно в этой стране.

Сегодня очевидность достижений в области ядерной энергетики, освоении космоса, договоре о запрещении ядерных испытаний и контролю над его выполнением, говорит о том, что в научно-техническом плане человечество «созрело» для решения проблемы прогноза землетрясений. Однако политические и другие мотивы не дают передовым странам мира объединиться для решения этой глобальной проблемы.

Источник

Предсказание землетрясения по методу

Вся земля сотряслась, туч метнулась гряда.

Сотрясенье земли унесло города…

Все оковы небес разомкнуться смогли.

Свел разгул сотрясенья суставы земли,

Сжал он бедную землю в такие тиски,

Что огромные скалы разбил на куски…

«Да, то было землетрясение, начались те самые одиннадцать секунд, когда земля шесть секунд металась из стороны в сторону, как взбесившаяся львица в клетке, а пять секунд уминала все ногами, будто взбесившаяся слониха. А потом земля улеглась и снова стала матерью – землёй… Земля отбуйствовала, но то, что сотворила она за одиннадцать секунд, весь этот ужас, который родился в её судорогах, он не сгинул. Гибли, задыхаясь, в развалинах люди. Начались пожары. Многие души не выдержали, смешались перед неведомым и пошатнулись. Бежали в клубах пыли куда – то люди, крича, простирая руки, в смятённом сознании своем отыскивая нужные слова, чтобы понять, опомниться. И множество слов понадобилось выкрикнуть иным, прежде чем вспомнили они то главное, то единственное слово, которое всё объясняло – ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ!» [1]. Так описывается ашхабадское землетрясение, произошедшее в 1948 году в романе «Землетрясение» Лазарем Викторовичем Карелиным.

Определение землетрясения. Схема очага землетрясения

Это художественный образ, а ученые (сейсмологи) дают такое определение этому явлению: землетрясение – это сильное колебание поверхности земли, вызванное процессами, происходящими в литосфере. Большинство землетрясений происходит по близости от высоких гор, так как эти области до сих продолжают формироваться и земная кора здесь особенно подвижна [2].

Землетрясение – можно назвать одним из самых разрушительных природных явлений, с которым сталкивается человек. Сильные землетрясения приводят к извержениям вулканов, цунами, оползням, камнепадам и другим ужасным последствиям. Поэтому я решила в своей работе выяснить, как они происходят, существуют ли классификации землетрясений, а самое главное можно ли их предсказать.

Рис. 1. Схема очага землетрясения

Место, в котором непосредственно происходит землетрясение (столкновение плит) называется его очагом или гипоцентром (рис. 1). Область поверхности земли, на которой происходит землетрясение, называют эпицентром. Именно здесь происходят самые сильные разрушения. Нарушение целостности горных пород в результате движений земной коры, называется тектоническим разрывом. Плейстосейстовая область – это проявления максимальной силы землетрясения. Изосейсты – это линии на поверхности Земли, соединяющие точки с равной плотностью потока сейсмической энергии.

Состоит землетрясение из нескольких этапов. Основному, наиболее сильному толчку, предшествуют предупреждающие колебания (форшоки, с англ. foreshock), а после него начинаются афтершоки (с англ. aftershock), последующие сотрясения, причём магнитуда самого сильного афтершока на 1.2 меньше, чем у основного толчка. Период от начала форшоков до конца афтершоков вполне может длиться несколько лет, как это, например, случилось в конце XIX столетия на острове Лисса в Адриатическом море: длилось оно три года и за это время учёные зафиксировали 86 тысяч толчков.

Что касается длительности основного толчка, то она обычно непродолжительна и редко когда длится более минуты. Например, самый мощный толчок на Гаити, произошедший несколько лет назад, длился сорок секунд – и этого оказалось достаточно, чтобы превратить город Порт-о-Пренс в руины. А на Аляске была зафиксирована серия толчков, которые сотрясали землю около семи минут, при этом три из них привели к значительным разрушениям.

Рассчитать, какой именно толчок окажется основным и будет иметь наибольшую магнитуду, крайне сложно, проблематично и стопроцентных способов нет. Поэтому сильные землетрясения нередко застают население врасплох. Так случилось в 2015 году в Непале, в стране, где настолько часто фиксировались несильные сотрясения, что люди попросту не обращали на них особого внимания. Поэтому содрогание почвы магнитудой в 7.9 балла привело к большому числу жертв, а последующие за ним через полчаса и на следующий день более слабые афтершоки с магнитудой 6.6 не улучшили ситуации.

Нередко бывает, что сильнейшие содрогания, происходящие с одной стороны планеты, сотрясают противоположную сторону. Например, землетрясение с магнитудой в 9.3, произошедшее 2004 году в Индийском океане, несколько ослабило возрастающее напряжение в разломе Сан-Андреас, что находится на стыке литосферных плит вдоль побережья Калифорнии. Оно оказалось такой силы, что немного видоизменило вид нашей планеты, сгладив её выпуклость в средней части и сделав более округлой [7].

Существуют несколько классификаций землетрясений (рис. 2):

Рис. 2. Схема классификации землетрясений

1. Классификация землетрясений по происхождению:

Причины и природа происхождения

– возникают при смещении горных плит или в результате столкновений океанической и материковой платформ. При таких столкновениях образуются горы или впадины и происходят колебания поверхности.

– происходят, когда потоки раскалённой лавы и газов давят снизу на поверхность Земли. Вулканические землетрясения обычно не слишком сильные, но могут продолжаться до нескольких недель. Кроме того, вулканические землетрясения обычно являются предвестниками извержения вулкана, которое грозит более серьёзными последствиями.

– связаны с образованием под землёй пустот, возникающих под воздействием грунтовых вод или подземных рек. При этом верхний слой поверхности земли обрушивается вниз, вызывая небольшие сотрясения.

Наведенные (техногенные, антропогенные)

Причиной служат последствия непродуманной инженерной деятельности человека. Обычно это деятельность, связанная с заполнением водохранилищ, строительством крупных гидротехнических сооружений, эксплуатацией нефтяных или газовых месторождений, закачкой жидкости в скважины и подземные пустоты, а также с проведением взрывов большой мощности.

При ударе космических тел о Землю

Причиной служат удары и взрывы метеоритов, астероидов и комет. Взрыв космических тел кроме сейсмических волн формирует также воздушные ударные волны, распространяющиеся на большие расстояния.

Причиной служат подводные или прибрежные тектонические и вулканические землетрясения, сопровождающиеся сдвигом вверх и вниз протяженных участков морского дна. При моретрясениях возникают и распространяются на большие расстояния сейсмические и огромные гравитационные волны (цунами), производящие опустошительные разрушения на суше.

2. Классификация землетрясений по интенсивности:

Не ощущается. Отмечается только сейсмическими приборами.

II. Едва ощутимое

Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными. Отмечается сейсмическими приборами.

Ощущается в помещениях некоторыми людьми. Находящиеся в покое в помещении люди ощущают раскачивание или легкое дрожание.

IV. Широко наблюдаемое

Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей.

Большинство ощущает землетрясение внутри здания, снаружи ощущается только некоторыми. Многие спящие просыпаются. Некоторые выбегают на улицу. Строения испытывают легкое сотрясение по всей поверхности. Подвешенные предметы значительно качаются. Стеклянные и фарфоровые изделия стучат друг о друга. Вибрации сильные. Объекты с высоко расположенным центром тяжести падают. Двери и окна открываются и закрываются.

VI. Легкие повреждения

Подавляющее большинство людей ощущает землетрясение внутри здания. Люди напуганы и выбегают прочь из здания. Маленькие предметы падают. Лёгкие повреждения у большинства обычных зданий; например, тонкие трещины в штукатурке, небольшие куски откалываются.

Подавляющее большинство людей напуганы и выбегают из здания. Мебель сдвигается, большинство предметов падает с полок. Многие здания умеренно повреждены: небольшие трещины в стенах; часть дымовых труб обрушивается.

VIII. Тяжелые повреждения

Перевёрнутая мебель. Большинству зданий причинён значительный ущерб: дымовые трубы падают; большие трещины в стенах; некоторые здания могут частично разрушиться.

Памятники и колонны падают. Многие здания частично разрушены, некоторые – полностью.

Большинство зданий полностью разрушены.

Практически все здания полностью разрушены.

Практически все наземные и подземные структуры очень сильно повреждены или разрушены.

3. Классификация землетрясений по глубине эпицентра:

1. Нормальные – эпицентр до 70 км;

2. Промежуточные – эпицентр до 300 км;

3. Глубокофокусные – эпицентр на глубине, превышающей 300 км, типичны для Тихоокеанского кольца. Чем глубже эпицентр, тем дальше дойдут порождённые энергией сейсмические волны [7].

В отличие от многих природных явлений предсказать или спрогнозировать возникновение землетрясений довольно сложно. Прогноз землетрясений – это предположение о том, что землетрясение определённой магнитуды произойдёт в определённом месте в определённое время. Прогнозирование землетрясений бывает долгосрочным (дается на десятки лет вперед), среднесрочным (прогноз на несколько лет) и краткосрочным (недели – месяцы) [15].

1. Ученые выделяют несколько методов предсказания землетрясений:

изучение разломов и трещиноватости пород, что является одним из факторов, который определяет возможное место будущего землетрясения.

оценивается плотность, электропроводность, магнитная восприимчивость, скорости продольных и поперечных волн и т.д.

основан на измерении содержания химических элементов в грунтовых и скваженных водах. Определяется содержание радона, гелия, фтора, кремнистой кислоты и других элементов, как наиболее характерных предвестников предстоящих землетрясений.

изучение необычного поведения животных.

изучение деформации горных пород, движение блоков и мегаблоков в сейсмоактивных регионах.

вычисление частоты проявления микроземлетрясений, выделение зон временной активности и затишья.

изучение аномального проявления геоплазмы Земли.

Рассмотрим два метода, которые взаимосвязаны между собой.

2. Биологический метод предсказания землетрясений.

Ученым уже давно известно, что животные умеют предсказывать землетрясения. Особенно чувствительны к приближающимся колебаниям земной коры рептилии, амфибии и рыбы.

Ещё древнегреческий историк Диодор рассказывал о сверхъестественном чутье животных. В 373 году до н.э. сильнейшее землетрясение разрушило город Гелику, лежавший на берегу Коринфского залива. Море, нахлынувшее после катастрофы, поглотило разрушенный город – город, которому предвещало беду множество животных. За пять дней до удара стихии всполошились крысы, змеи, жуки и сбежали в направлении от моря вглубь Пелопоннеса. Они оказались в безопасности. Погибли лишь люди, не поверившие дурному знамению [9].

В более современное время, в 1975 году, в китайском городе Хэйчэне накануне крупного землетрясения произошло массовое бегство змей, несмотря на то, что на дворе стояла зима и змеи должны были находиться в спячке. В апреле 2009 года в окрестностях итальянского городка Л’Акуила (L`Aquila) незадолго до сильного землетрясения, местные жабы все до одной покинули. И это лишь несколько примеров. Именно после этих случаев ученые и пришли к выводу, что перед землетрясением изменяется состав подземных и почвенных вод. А те амфибии и рыбы, которые живут в воде, это прекрасно ощущают и бегут от опасности. Международная группа ученых, которая изучала поведение представителей животного мира накануне сильных землетрясений, объясняет происходящее следующим образом: любое землетрясение имеет некоторый период подготовки, во время которого слои земной породы могут испытывать деформацию, разрушаться ввиду возрастающего давления и высвобождать определенные химически активные вещества. Эти химически активные вещества, высвобождаясь на поверхность, реагируют с воздухом и служат причиной появления в нём положительно заряженных ионов, которые и влияют на состояние животных и рептилий. Порой они вызывают головную боль или тошноту или стимулируют выброс серотонина в кровоток живых организмов. Чувствуя изменение в химическом составе воды, амфибии бегут из водоемов. Тоже самое происходит и с ящерицами и змеями на суше. Таким образом, даже незначительные подвижки в земной коре накануне землетрясения и изменение химического состава воздуха, почвы и воды дают возможность животным предсказать катастрофу [10].

3. Гидрохимический метод предсказания землетрясений.

Почему же перед землетрясением меняется химический состав воды? Здесь на помощь ученым приходят гидрохимический анализ как способ предсказаний землетрясений. Гидрохимия – это наука о химическом составе природных вод и его изменениях в связи с протекающими химическими, физическими и биологическими процессами [12].

Особенности гидрохимического изучения показателей подземных вод заключаются том, что они могут различаться по времени и характеру проявления в зависимости от гидрогеологических условий, места и интенсивности землетрясений. Существуют два пути для научного обоснования гидрохимических предвестников землетрясений. Первый путь связан с теоретическими и экспериментальными исследованиями влияния процессов, предшествующих землетрясениям, на подземные воды. Второй путь предполагает натурное изучение гидрогеохимических эффектов в период подготовки землетрясения [16].

В государственном реестре открытий СССР (реестр – это систематизированный свод документированной информации о научных открытиях, зарегистрированных в СССР с 1957 по 1991) под номером 129 от 21 февраля 1966 года зарегистрировано открытие явления изменения химического состава подземных вод при землетрясении. Данное явление было открыто советскими учеными: академиком АН Узбекской ССР Г.А. Мавляновым, кандидатом физико-математических наук В. И. Уломовым, доктором геолого-минералогических наук А.Н. Султанхаджаевым и другими. Они установили, что в период, предшествующий землетрясению, и в момент самой катастрофы в подземных водах изменяется концентрация содержащихся в них инертных газов гелия, радона и аргона и химических элементов урана и фтора, а также изменяется изотопный состав урана, углерода, аргона [13]. Процесс подготовки землетрясения сопровождается формированием в подземных водах газово-химической аномалии. Подземные воды обогащаются газами не только при увеличении числа трещин в породах. На их состав влияют и ультразвуковые колебания в неспокойных недрах.

Наиболее активно, по мнению ученых, реагируют на сейсмические толчки радон и гелий. Мировой опыт наблюдений за этими растворенными газами в подземных водах показывает, что при удачном подборе наблюдательных пунктов накануне сильных землетрясений можно зафиксировать конкретные изменения их содержания. Например, на Японских островах и в Киргизии тоже чаще всего фиксируются колебания концентраций этих газов.

Радон (Rn) – это радиоактивный газ, присутствующий в грунтовых водах и в воде скважин. Он постоянно выделяется из Земли в атмосферу. Изменения содержания радона перед землетрясением впервые были замечены в Советском Союзе. По данным Б.З. Мавашева, в Ташкентском артезианском бассейне перед 1-8-балльным землетрясением концентрация радона увеличилась в 1.8 – 2.5 раза, перед 5-балльным – на 20-25 %. Максимальное содержание радона наблюдается за 4-5 дней до землетрясения, а в день землетрясения оно резко падает [14]. Кац В.К. и Драчев С.С. в своей работе «Радон как индикатор сейсмической активности в подземных водах Республики Алтай в афтершоковой период Алтайского землетрясения» указывают, что состояние подземных вод в связи с Алтайским землетрясением, произошедшим осенью 2003 года, изменилось. Сопоставление концентрации радона на водозаборных скважинах города в период землетрясений показывает, что устанавливаются аномальные концентрации радона превышающие фоновые в 2 – 5 раз [18].

Гелий (He) – это химически инертный газ, без цвета и запаха. Изменение концентрации гелия в воде также свидетельствует о приближении землетрясения. Например, перед Ташкентским землетрясением концентрация гелия составляла 0.014 – 0.038 %, а непосредственно перед и в момент землетрясения возросла до 0.024 – 0.276 %, то есть увеличилась в 1.6 – 12.5 раза [14]. За содержанием гелия в водах Байкала и Ангары иркутские ученые наблюдали в течение четырех лет. За эти годы в пробах были отмечены незначительные колебания его содержания. С 20 августа по 24 августа 2008 года содержание гелия оставалось в норме, а 25 – 26 августа – резко упало и оставалось на минимальном уровне до 27 августа. Утром 27 августа, за два часа до землетрясения, содержание гелия начало резко возрастать и достигла максимума в момент самых сильных подземных толчков [17]. В 2009 году учеными Семеновым Р.М., Имаевым В.С., Семеновым А.Р. и другими была подана заявка на патент на изобретение «Способ краткосрочного прогноза землетрясений». Сущность изобретения: из глубинной воды Байкала отбираются пробы для изучения. Отбор проб осуществляют посредством специально спроектированного водозабора (рис. 3, А).

Рис. 3. А – Схема Байкальского водозабора, включающего в себя глубинный водоприемник (8), электронасос (9), расположенный в водозаборной станции на берегу Байкала, фильтры для грубой (10) и тонкой (11) очистки воды. Б – График изменения содержания гелия накануне Култукского землетрясения 27.08.2008

По результатам исследований содержание в воде растворенного гелия строятся графики изменения его концентрации (рис. 3, Б). Одновременно ведутся наблюдения за изменением сейсмичности [19].

Существуют данные о том, что может меняться содержание и других элементов, веществ, ионов в воде перед землетрясением. По мнению Л.С. Балашова и других ученых редкие щелочные металлы (рубидий, цезий, литий) в подземных водах хлоридного состава обнаруживаются в повышенных количествах в сейсмически активных зонах. По их мнению, перед сейсмическими подвижками происходит накопление в водах калия и лития по отношению к натрию, a цезия по отношению к калию и рубидию [14]. В районе Курильских островов установлены изменения концентрации ионов хлора, сульфат ионов. В Дагестане отмечены колебания содержания ионов хлора и фтора, а также углекислого газа [14].

За изменениями в составе грунтовых вод также наблюдают и ученые других стран. Так шведские сейсмологи из Стокгольмского университета Аласдер Скелтон и его коллеги собирали образцы и определяли химический состав грунтовых вод в течение 5 лет. За эти годы в районе изучаемых скважин было зафиксировано 2 подземных толчка. А за полгода каждого из них ученые наблюдали следующие изменения: менялось соотношение ионов натрия и количество изотопов водорода. По мнению ученых, это было следствием того, что в скважину из-за движения земной коры поступали воды из других источников. Так как за изменением состава воды ученые следили долго, то имеются основания утверждать, что все зафиксированные изменения связаны с землетрясениями и не являются случайными [21].

Характерно, что после землетрясения концентрация газов в водах и изотопный состав урана и других элементов резко снижаются и становятся такими, как до землетрясения. Следовательно, изучение химического состава подземных вод можно считать одним из действенных методов в предсказании такого сложного явления как землетрясение.

4. Землетрясения на Кольском полуострове

Первое упоминание в летописях о землетрясении на юге Кольского полуострова датируется 1542 годом, а наиболее сильное событие произошло в Кандалакшском заливе в 1927 году. Магнитуда этого землетрясения в настоящее время оценивается как 6.5, а интенсивность – в 8 баллов. За период инструментальных наблюдений, начавшихся в регионе в конце 1950-х годов, с вводом сейсмической станции Апатиты имели место землетрясения с интенсивностью 3-4 балла, на отдельных участках до 5 баллов. Чаще всего в летописных книгах упоминается поселок Кола. Его трясло в 1758, 1772, 1819 и 1873 годах. Магнитуда этих событий составляла 4.1-4.6 баллов, а интенсивность – 6.

Вблизи вершины Кольского залива, в месте слияния рек Колы и Туломы, известны и современные сейсмические события. Серия подземных толчков 24 октября 1968 года зарегистрирована несколькими сейсмическими станциями. Колебания почвы интенсивностью до 4 баллов отмечены в Мурманске, Североморске, Полярном, Ура-Губе, Западной Лице, на острове Кильдин и в ряде других населенных пунктов. Площадь распространения ощутимых сотрясений, по данным Кольского регионального сейсмологического центра РАН, составила не менее 40 тысяч квадратных километров. Эпицентр землетрясения располагался рядом с городом Кола, к западу от него. Магнитуда землетрясения оценивается от 3.6 до 4.3. В этом же районе 25 июля 1975 года зарегистрировано землетрясение с магнитудой 2.7 балла, 16 июня 1990 года вблизи Мурманска произошло землетрясение с магнитудой 4 балла, интенсивность колебаний в эпицентре составила 4-5 баллов. Несмотря на то, что землетрясение произошло днем, оно хорошо ощущалось практически по всему Мурманскому побережью и, особенно в Мурманске, который расположен на сопках и имеет большое количество многоэтажных сооружений. В окрестностях Мурманска сейсмостанции ежегодно регистрируют и слабые сейсмические толчки с магнитудой 1-3 балла. В настоящее время интенсивность землетрясений существенно уменьшилась. Вместе с тем известно, что на древних платформах, наряду с большим количеством слабых землетрясений, очень редко бывают и сильные землетрясения [6], в связи с этим, очень мало информации по теме используемых методов предсказания землетрясений на Кольском полуострове.

5. Тестирование учащихся школы № 13

Работая над данной темой, я узнала много интересного о землетрясениях. И у меня возник вопрос: «А что знают мои одноклассники и ученики других классов об этом удивительном явлении?». И поэтому я провела тестирование, в котором приняло участие 39 учащихся 5 – 9 классов школы. Им были предложены следующие вопросы:

1. Что такое землетрясение? Укажите правильный ответ.

а) подземные удары и колебания поверхности Земли;

б) область возникновения подземного удара;

в) проекция центра очага землетрясения на земную поверхность.

2. Чувствительный прибор, который улавливает и регистрирует подземные толчки, отмечая их силу, направление и продолжительность:

3. По причинам происхождения землетрясения бывают:

Источник