Современное стан проблеми прогнозу землетрусів

Современное стан проблеми прогнозу землетрусів.

Реферат виконала студентка 507 групи Паукова Є.В.

Московский Державний Університет їм. Ломоносова.

Геологический факультет Кафедра інженерної й екологічної геологии Москва 2003.

Землетрясения у провінції Шенси Одна із найбільших природних катастроф відбулася у Середньовіччі. 23 січня 1556 року біля Китаю сталося землетрус, що погубила 830 000 людина. По сучасним оцінкам сейсмологів його магнитуда дорівнювала 8.OR. Найбільші лиха випали частку густонаселеної провінції Шенси, де житла місцевих селян виглядали печери, вириті в схилах лесових холмов. Главный поштовх стався вночі, і виявилися заживо похованими у своїх домівках під сдвинувшимися товщами лесу. Вплив землетрусу проявилося під час 212 районах Китая.

Землетрясение в Лиссабоне.

1 листопада 1755 року грандіозне землетрус зруйнувала більшу частину Лісабона. У той час це був місто з населенням близько 275 000 людина, що у центрі Португальській імперії. Головний поштовх стрясав землю кілька хвилин, потім пішла коротка пауза, і після неї відбулося два поштовху. Але й на цьому вихід величезної енергії землі закінчився. Протягом місяця відбулося 500 афтершоков незначною сили. На думку сейсмологів, це були найсильніше історичне землетрус, досягла 9.0 балів і який забрав до 60 тисяч жизней.

Землетрясение в Калабрии В протягом лютого березня 1783 року півострів Калабрія Італії лихоманило кілька разів від сильних землетрусів. Загалом рахунку було зареєстровано шість основних поштовхів, через які, відповідно до сучасних дослідженням, руйнації зазнали близько 200 міст і селищ. Загинуло близько 50 000 людина. Пізніше уряд створило спеціальну комісію з вивчення наслідків цих землетрусів і з’ясовуванню причин загибелі стількох людей. Якомога докладніший звіт цієї комісії з’явився важливим документом сейсмологічних досліджень.

Землетрясение 1934 года.

15 січня 1934 року відбувся одне з смертельних землетрусів історія Індії. За офіційними даними 10 653 людини знищені були результаті землетрусу, яке торкнулося більшість частин східної Індії. Штовхання і ушкодження було навіть в Непале.

Индийский місто Кангра…

Кангра, Індія, 4 квітня 1905 року. О 6-й на сплячий місто Кангру обрушилося найжорстокіше землетрус силою 8,7 бали за шкалою Ріхтера. Місто було майже повністю перетворений на руїни. 19 000 його мешканців загинули, більшість зустріли смерть в ліжках. Коли розпочався землетрус, у старовинному святому храмі Бхоавн перебувало 2000 возносящих молитви пілігримів. Усі вони, включаючи гуру, загинули, коли стіни храму спасували і обвалилися. Так храм Бхоавн став для пілігримів братньої могилою. У сільській місцевості розміри заподіяної стихією шкоди були теж величезні. Дуже постраждали сусідні міста: Дармсала, Наггар, Сукет, Сультенпур і Манди. Зсуви, запрудившие річки, викликали численні повені, затопившие ферми. Плантації чаю, — такі пишні та яскраві напередодні, стали купами битої шиферу, солом’яних жмутів і перемішаного із багном чая.

Землетрясение в Сан-Франциско.

Сан-Франциско, штат Каліфорнія, США, 18 квітня 1906 року, зареєстровано 8.3 бала. Майже 7000 людей загинули, більшість Сан-Франциско перетворилася на руїни у час найбільшого землетруси та викликаного їм пожара.

Италия уболіває про погибших…

Мессина, Італія, 28 грудня 1908 року. За різними джерелами, під час катастрофічного землетрусу, перетворив на руїни місто Мессіну і 25 населених пунктів по сусідству, загинули від 160 000 до 250 000 человек.

Землетрясение у Новій Зеландії в 1931 году Утро 3 жовтня 1931 року був спекотним, літо було сухе і довше. Перші поштовхи були зафіксовано разів у 10:47. Другого удару стихії був слідом, і вона принесла найбільші руйнації. Кілька хвилин після землетрусу безліч пожеж охопили місто. Згорів майже все місто. Вціліли кілька висотних будівель які перебували у центрі. Численні людські жертвы.

31 травня 1935 року відбувся одне з сильних землетрусів біля Пакистану. Землетрус вдарило рано-вранці містом Кветты. Місто служив військової базою і сотні солдатів, розміщені ми там були вбиті. 35 000 людей поховано після цього жахливого землетрясения.

Самое сильне з зареєстрованих землетрясений Штат Ассам, Індія, 15 серпня 1950 року. Тут відбулося найсильніше із будь-коли зареєстрованих землетрусів. Воно віднесло 1000 життів. Навіть сейсмографи виявилися може його виміряти, оскільки стрілки зашкалювали. Пізніше підземному поштовху стали приписувати силу 9 балів за шкалою Ріхтера. Потужність землетрусу був такий колосальної, що викликала плутанину в обчисленнях сейсмологів. Американські сейсмологи вирішили, що його відбулося Японії, а японські - що у Америці. У зоні Ассама ситуація щонайменше заплутаною. Катастрофічні поштовхи протягом 5 днів стрясали землю, разверзая провали і знову стуляючи їх, посилаючи до неба фонтани гарячого пара і перегрітої рідини, ковтаючи цілі села. Було пошкоджено греблі, затоплені міста і селища. Місцеві жителі дуже рятувалися стихії на деревах. За повідомленнями газет, одне з жінок примудрилася безпосередньо в дереві народити ребенка.

Землетрясение в Лос-Анджелесе

Лос-Анджелес, штат Каліфорнія, США, лютий 1971 рік. Вранці, на початку сьомого, підземний поштовх силою 6,6 бала потряс місто та його околиці. Здавалося, що у більшості будинків міста — це викликало лише незначні незручності і перервало сон жителів. Але 59 загиблих, кілька сотень поранених свідчать, що ні існує самого поняття, як «легка катастрофа » .

Землетрясение до Чилі в 1960 году.

Чили, 21−30 травня 1960 року. Серія землетрусів забрала життя 5700 чоловік і залишила без притулку ще 100 000, зруйнувавши у своїй 20 відсотків промислового комплексу країни. Величина завданої шкоди оцінювався 400 мільйонів. За 7 днів жахливого випробування майже вся сільська місцевість країни перетворилася на руины.

Землетрясение в Перу

Землетрясение 1970 року у Перу було б найбільш сильним для Західного півкулі. Його епіцентр був у Перуанско-Чилийском глибоководному жолобі в 25 км на схід від Чимботе, портового міста з лиця населенням 120 000 людина. 31 травня стався поштовх силою 7.7R, завдяки якому постраждали Чимботе та інші прибережні і віддалені від моря міста, включаючи Касму, Хуармей і Хуарас. Площа території, ураженої землетрусом, становить близько 100 000 кв. км. Загальна кількість жертв землетруси та його наслідки досягло 66 000 людина. Більше 50 000 були поранені і майже мільйона втратили крова.

Гватемалу знову трясет.

Гватемала, 4 лютого 1976 року. Під час що обрушилося на Гватемалу найсильнішого землетрусу загинуло 22 000 людина, 70 000 чоловік одержали поранення і більше мільйона жителів країни ніхто не звернув притулку.

Сильное землерясение в Румынии.

Бухарест, Румунія, 4 березня 1977 року, зареєстровано 7,2 бала. Через війну самого страшного історія Румунії землетрусу, епіцентр якого були Бухарест, загинуло 15 000 людина, 10 500 чоловік одержали поранення і десятки тисяч ніхто не звернув даху над головою.

Чудовищное землетрус в Мехико.

Мехико, Мексика, 18 — 19 вересня 1985 року. 18 — 19 вересня місто Мехіко піддався двом який їхав одне одним землетрусам. Сила першого визначалася в 8,1 бали за шкалою Ріхтера, другого — в 7,5 бала. Заодно загинуло 5526 людина, 40 000 чоловік одержали поранення і 31 000 людина ніхто не звернув притулку.

Разразилось жахливий землетрус.

Аль-Аснам, Алжир, 10 жовтня 1980 року. О дванадцятій годині 30 хвилин, у алжирському місті Аль-Аснам вибухнуло жахливий землетрус силою 7,5 бала. Після першим поштовхом прийшов другий силою 6,5 бала. Повідомлялося про 17 000 — 25 000 загиблих. Але з остаточним даним, загинуло 6000 чоловік і 250 000 ніхто не звернув притулку.

В Вірменії плакали навіть камни.

7 грудня 1988 року важке стихійне лихо свого роду південно-західній частині колишнього СРСР. Цього дня відбулася лише одна з найсильніших землетрусів у цій країні. Вплив підземних поштовхів проявилося біля республіки Вірменія, що є за українсько-словацьким кордоном двох тектонічних плит — Анатолийской, смещающейся на південь, і Євразійської, смещающейся на север. Магнитуда землетрусу було зафіксовано на 6.9R, що у мірками сейсмологів перестав бути показником сильного землетрусу. Проте з своїм наслідків, всі ці події, безумовно, стало важкої людської трагедією, оскільки віднесло 50 000 життів, залишило десятки тисяч поранених, зашкодило великий матеріальним збиткам. Другий великий місто Вірменії з населенням близько 250 000 жителів, Ленинакан, втратив три чверті всіх своїх будинків, а місто Спітак (населення 16 000) буквально зрівнявся землею. Руйнування погіршилися по тому, за головним поштовхом пішла серія афтершоков, сильніший у тому числі дорівнював 5.8R.Около 2 мільйонів жителів Вірменії ніхто не звернув житла і страждали від зимових морозов.

Землетрясение торкнулося віддалені райони страны.

6 серпня 1988 року землетрус прокотилося щодо кордону Індії, та Бангладеш. Землетрус зачепило віддалені райони й області за українсько-словацьким кордоном. Зарегестрировано 7.2 бала. Загинуло 3 людини, та дванадцяти було покалічено.

Глава 1. Прогноз землетрусів: перші проби та системні помилки.

Проблема прогнозу землетрусів цікавила людство з часів появи. У протягом століть землетруси та їх пророцтво оточили багатьма легендами. Наприклад, у часи землетрусу сприймалися людиною як якась кара за провини, Аристотель розмірковував землетруси, як «про результаті діяльності повітря і парів в печерах, о 19-й столітті французький вчений Пере і «німецький — Рудольф Фальтом шукали і знаходили зв’язок між землетрусами і становищем небесних світил. Вперше наукову і геть обгрунтовану точку зору про причини землетрусу висловив в 1757 року М. В. Ломоносов. У своїй промови «народження металів від трясения Землі» він розділив землетрусу на виборах 4 типу, причому, вперше встановлено хвилеподібні коливання, що ширяться в корі, і нечутливі трясения, непомітні для відчуття. Едуард Зюсс висловив вчення зв’язок землетрусу з тектонічними процесами. Там чином, проблеми прогнозу землетрусів цікавила людство багато века.

После низки руйнівних землетрусів у багатьох країн світу — у Японії, США, КНР і у роки ще колишньому СРСР першу чергу почалися організаційні роботи з прогнозу землетрусів. У це був друга спроба: ще 50-х роках уже минулого століття під керівництвом академіка Г. А. Гамбурцева розгорнули програма досліджень з прогнозу землетрусів. Були отримані нові, надзвичайно цікаві інформацію про будову земної кори, проведено регіональні сейсмологические спостереження, поставлені роботи з пошуку різних геофізичних провісників землетрусів. Результатів було багато, очікуваних ознак прийдешніх підземних ударів виявити зірвалася: вони втонули у шумі побічних процесів в Землі, залишилися не поміченими і недослідженими. Перший підхід до прогнозу закінчився повної невдачею [3].

Следующую спробу зробили в КНР. Китайські сейсмологи, навчалися в 50-ті роки у СРСР, постаралися врахувати наш досвід. Прогнозні роботи у КНР було розгорнуто з надзвичайної широтою. Тут було створено Центральне сейсмологическое бюро і провінційні центри, куди мали регулярно надходити інформацію про будь-якого роду аномаліях у природі. Робота почалася, досвід збирався, кілька разів досить вдало сейсмологи вказували місця та зразкову час землетрусів. І перша грандіозна удача яку китайські сейсмологи докладно розповіли в 1976 року на Міжурядовій нараді ЮНЕСКО — це передбачене протягом кількох годин землетрус 1975 у місті Хайчен. Загальне радість було, проте, передчасним. Не всі землетрусу йшли Хайченскому зразком. Трагедії не забарилася. 26 липня 1976 року відбувся не передбачуваний землетрусу з магнитудой 7 і епіцентром в 150 км зі сходу Пекина.

После цього випадку оптимізм світової спільноти щодо прогнозу землетрусів сильно зменшився. А справи в сейсмологів з змінним успіхом. Було 2−3 більш і менше вдалих пророцтв часу й місця землетрусу у Мексиці. У Китаї також кілька раз прогноз виправдовувався відносною точністю. Але основне відсоток становили землетрусу, які були передбачити [3]…

Глава 2. Види прогнозу.

Различают довгостроковий, середньостроковий і короткостроковий прогнозы.

Наименее дискусійним, мабуть, є довгостроковий прогноз, плавно смыкающийся з завданнями районування [5]. Цей прогноз полягає в спостереженнях за зміною режиму землетрусів, тобто. за появою зон сейсмічного застою, за змінами напруженого стану речовини літосфери, зміною її сейсмічної прозорості, спостереженні те, як окремі невеликі блоки в поведінці поступово зрікаються самостійності об'єднують у процесі підготовки Одного Великого удару. Спостереження над цими процесами можуть надати дані про підготовку землетрусу за термін від кількох основних місяців до кілька років [3].

Среднесрочный прогноз, що дозволяє отримати попередження про сейсмічному подію за недели-месяцы має практичної конкретністю. Цей прогностичний рівень передбачає сценарій розвитку процесу руйнації за даними поточних спостережень за геофізичними полями, за змінами нахилів земної поверхні, режимні спостереження над дебітом і хімічний склад водяних джерел і глибоких водяних, нафтових та газових свердловин. Використовуються формализированные критерії оцінки статистичну значимість кожного із передвісників та його комплексу. За підсумками встановлених переважно эмперических перетинів поміж параметрами провісників і землетрусами перебуває оцінка місця та магнитуды очікуваного землетрусу [3,5].

Успехи з досліджень по середньострокових провісників скромні. Так само як й у довгостроковому прогнозі фахівці вправі пишається конкретними результатами, але це виняток у загальному потоці событий.

Краткосрочный прогноз — прогноз з завчасністю на кілька годин чи днів. Тут зберігають силу майже всі методи, згадані вище, але особливу увагу приділяють активізації процесу зміни напружено-деформованого стану [3,5].

К надійності короткострокового прогнозу через її великого соціального значення мають пред’являтися найсуворіші вимоги. Особливо висока відповідальність вчених і посадових осіб при оголошенні «сейсмічної тривоги». Щоб було зрозуміло, наскільки не проста тут, нагадаємо, про знаменитому прогнозі китайських сейсмологів. У 1975 року вони неодноразово оголошували на сполох ще районі щодо невеликого міста Хайчена, навіть проводили евакуацію населення. Кілька тривог виявилися хибними, але за умов аграрного району це зумовлювало значним економічних втрат. Зате одне з эвакуаций була проведена за 2 години до 9-бального землетруси та дозволила зберегти тисячі життів. Проте вже наступного року, виявивши провісники наближення землетрусу, ученыу не зважилися оголосити на сполох ще р. Таншане6 з населенням 1.3 млн. чоловік і розвиненою гірничодобувної промисловістю. Наступне землетрус призвело до загибелі сотень тисяч чоловік [9].

Глава 3. Провісники землетрусів.

Следя за зміною різних властивостей Землі, сейсмологи сподіваються встановити кореляцію між тими змінами і виникненням землетрусів. Ті характеристики Землі, значення яких регулярно змінюються перед землетрусами, називають провісниками, не бажаючи відхилення від нормальних значень — аномаліями [2].

Ниже будуть описані основні (вважають, що й більш 200) провісники землетрусів, студійовані на цей время.

Сейсмичность. Становище і кількість землетрусів різної магнитуды може бути важливим індикатором яке сильного землетрусу. Наприклад, сильне землетрус часто розпочинається риємо слабких поштовхів. Виявлення й підрахунок землетрусів потребує великої числа сейсмографів і лобіювання відповідних пристроїв в обробці даних [2].

Движения земної кори. Геофізичні мережі з допомогою триангуляционной мережі лежить на поверхні Землі та спостереження зі супутників з космосу можуть виявити великомасштабні деформації (зміна форми) Землі. На Землі проводиться виключно точна зйомка з допомогою лазерних джерел кольору. Повторні зйомки вимагають великих витрат часу та коштів, тому іноді з-поміж них проходить кілька років та на земної поверхні ні вчасно помічені і датовані. Проте ці зміни є важливим індикатором деформацій в земної корі [2].

Опускание і підняття ділянок земної кори. Вертикальні руху Землі можна виміряти з допомогою точних нивелировок суші чи мареографов у морі. Оскільки мареографы встановлюються на грунті, а записують становище рівня моря, вони виявляють тривалі зміни середній рівень води, які можна інтерпретувати як підняття і опускання самого суходолу [2].

Наклоны земної поверхні. Для виміру кута нахилу земної поверхні був сконструйовано прилад, званий наклономером. Наклономеры зазвичай встановлюються близько розламів на глибині 1−2 м нижче землі та його виміру свідчить про виразні зміни нахилів незадовго до виникнення слабких землетрусів [2].

Деформации. Для виміру деформацій гірських порід бурятів свердловини і встановлюють у яких деформографы, якими величину відносного усунення двох точок. Після цього деформація визначається шляхом розподілу відносного усунення точок на відстань з-поміж них. Ці прилади настільки чутливі, що міряють деформації в земної поверхні внаслідок земних припливів, викликаних гравітаційним притяганням відвідин Місяця й Сонця. Земні припливи, які становлять рух мас земної кори, наче морські припливи, викликають зміни висоти суші з амплітудою до 20 див. Крипометры подібні деформографам і йдуть на виміру крипа, чи повільного відносного руху крил розламу. [2].

Скорости сейсмічних хвиль. Швидкість сейсмічних хвиль залежить від напруженого стану гірських порід, якими хвилі поширюються. Зміна швидкості поздовжніх хвиль — спочатку її зниження (до 10%), та був, перед землетрусом, — повернення до нормальному значенням, пояснюється зміною властивостей гірських порід при накопиченні напруг [2].

Геомагнитизм. Земне магнітне полі може відчувати локальні зміни через деформації гірських порід і рух земної кори. З метою виміру малих варіацій магнітного поля розробили спеціальні магнітометри. Такі зміни спостерігалися перед землетрусами переважно районів, де було встановлено магнітометри [2] .

Земное електрику. Зміни електроопору гірських порід може бути пов’язані з землетрусом. Виміри проводяться з допомогою електродів, поміщених у грунт з відривом кількох кілометрів друг від друга. У цьому вимірюється електричне опір товщі землі з-поміж них. Досліди, проведені сейсмологами Геологічної служби США виявили деяку кореляцію цього параметра зі слабкими землетрусами [2].

Содержание радону в підземних водах. Радон — це радиоктивный газ, присутній у грунтових водах й у воді свердловин. Він постійно виділяється з Землі у повітря. Зміни змісту радону перед землетрусом вперше помітити у у Радянському Союзі, де десятилітнє зростання кількості радону, розчиненої у питній воді глибоких свердловин, змінилося різким його падінням перед Ташкентським землетрусом 1966 року (магнитуда 5.3) [2].

Уровень води в криницях і свердловинах. Рівень грунтових вод перед землетрусами часто підвищується чи знижується, як це було в Хайчэне (Китай), очевидно через змін напруженого стану гірських порід. Землетруси можуть бути прямо проводити рівень води; вода в скважинных може коливатися під час проходження сейсмічних хвиль, навіть якщо свердловина перебуває далеке від епіцентру. Рівень води в свердловинах, що є поблизу епіцентру, часто відчуває стабільні зміни: тільки в свердловинах він працює вище, за іншими — нижче [2].

Изменение температурного режиму приповерхностных земних верств. Інфрачервона зйомка з космічної орбіти дозволяє «розглянути» своєрідне теплове покривало нашої планети — невидимий оку тонкий шар в сантиметри завтовшки, створюваний поблизу земної поверхні її тепловим випромінюванням. Зараз чимало чинників, хто каже про зміні температурного режиму приповерхностных земних верств у періоди сейсмічної активізації [8].

Изменение хімічного складу вод і газів. Усі геодинамически активні зони Землі відрізняються істотною тектонічної роздробленістю земної кори, високим тепловим потоком, вертикальної розвантаженням вод і газів самого строкатого і нестабільного у часу хімічного і ізотопного складу. Це створює умови до вступу в підземні.

Поведение тварин. Протягом століть багаторазово повідомлялося про надзвичайному поведінці тварин перед землетрусом, до того повідомлення звідси завжди з’являлися після землетрусу, а чи не перед ним. Не скажеш, чи справді описане поведінка було з землетрусом, чи це просто звичне явище, яку кожен день може бути десь у околицях; при цьому в повідомленнях згадуються як події, які на кшталт б сталися протягом кількох хвилин до землетрусу, і ті, які відбулися за за кілька днів [2].

Глава 4. Міграція провісників землетрусів.

Значительную складність щодо місця вогнища майбутнього землетрусу за спостереженнями за провісниками є великий ареал поширення останніх: відстані, у яких спостерігаються провісники, вдесятеро перевищують розміри розриву в осередку. У цьому короткострокові провісники спостерігаються на великих відстанях, ніж довгострокові, що підтверджує більш слабку їх зв’язку з осередком (рис. 1) [9].

Глава 5. Теорія дилатансии.

Теория, здатна пояснити тільки деякі із передвісників, полягає в лабораторних дослідах із зразками гірських порід за дуже високих тисках. Відома під назвою «теорія дилатансии», вона уперше було висунуто 1960;х роках У. Брейсом з Массачусетського технологічного інституту та розвинена у 1972 року А. М. Нуром з Станфордского університету. У цьому теорії дилатансия позначає збільшення обсягу гірської породи при деформації. Коли відбуваються руху земної кори, в породах ростуть напруження і утворюються мікроскопічні тріщини. Ці тріщини змінюють фізичні властивості порід, наприклад, зменшуються швидкості сейсмічних хвиль, збільшується обсяг породи, змінюється электросопротивление (зростає у сухих породах і зменшується у вологих). Далі, тоді, як і тріщини проникає вода, вони не можуть схлопываться; отже, породи збільшуються обсягом, і поверхні Землі може піднятись ще. Через війну вода поширюється у всій розширення зане, підвищуючи поровое тиск у тріщинах і знижуючи міцність порід. Ці зміни можуть призвести до землетрусу. Землетрус вивільняє накопичені напруги, вода видушується з пір, і з колишніх властивостей порід відновлюються [2].

Глава 6. Методи прогнозу землетрусів.

6.1. Моделі підготовки землетрусів.

Современные моделі підготовки землетрусів побудовано виходячи з зіставлення досвіду лабораторного моделювання і результатів польових спостережень сейсмічності. Теоретичну основу становлять уявлення механіки і фізики руйнації матеріалів і безпеку гірничих порід. Акт землетрусу сприймається як підсумок довгострокової еволюції трещинообразования у землі. У різних моделях приділяється різне увагу масштабу аналізованих геологічних розривів — тріщин, їх розташуванню у просторі, додатковим физико-механическим чинникам, впливає на перебіг процесу трещинообразования [10]. Тут описуються лише найбільш розроблені моделі, які претендують пояснення природи предвестников.

Модель лавинно-неустойчивого трещинообразования (ЛНТ).

Модель створена фахівцями інституту «Фізика Землі». Суть моделі у тому, що різні стадії освіти тріщин (різних масштабів), супроводжувані змінами швидкості деформування в осередкової області й за її межами, неминуче ведуть до змін фізичних властивостей середовища. Позначається це у варіаціях сейсмічного режиму, тобто. змінах числа слабких землетрусів, його розміри і просторового розташування [9].

Одна з цих ситуацій недавно перевірялася Г. А. Соболевым до лабораторій простий моделі землетрусу, що розвивається за умов довгострокового сейсмічного затишшя. На безлічі зразків розміром від десятків сантиметрів за кілька метрів були простежені все етапи освіти тріщин й установлено тепер головні стадії підготовки микроземлетрясения [9].

На першої стадії поступово накопичувалися тріщини, розмір яких кілька порядків менший від головного розриву. Потім дрібні розриви об'єднувалися на більш великі. М, а заключній стадії дефект лавиноподібно наростало, причому всі вони локалізувалися у сфері майбутнього головного розриву. Характерно, що у такий спрощеної моделі вдалося виділити періоди підвищення сейсмічної активності і затишшя, аналогічні які спостерігалися перед реальними землетрусами [9].

Эксперименты підтвердили справедливість засад моделі ЛНТ. Зокрема, було доведено, що поля пружних деформацій і сейсмічного режиму можна розглядати, як довгострокові провісники. Однак у рамках даної моделі поки зірвалася знайти надійні короткострокові провісники [9].

На пояснення природи довгострокових провісників претендує і гіпотеза підготовки землетрусу завдяки ущільненню речовини, запропонована И. П. Добровольским. Остання стадія процесу підготовки пояснюється ній усі тим самим лавинно-неустойчивым трещинообразованием [9].

Дилатантно-диффузионная (ДВ) модель.

Модель ДВ розроблена американськими вченими. У ньому прояв провісників пояснюється надходженням води в очаговую зону майбутнього землетрусу, після того як через різкого зростання тектонічних напруг там починається масове освіту мікротріщин. Останнім часом ця модель доповнена кількісними оцінками. Розглядаючи варіант з так званого м’якого включення, Дж. Райс показав, що позитивний стан динамічної (сейсмічної) нестійкості у реальному масиві порід має наступати з запізненням, оскільки змінюється внутрипоровое тиск і розпочинається фільтрація рідини. Якщо з гаданої швидкості збільшення механічних напруг у сейсмоопасном районі, рівної 1 кг/ кв див на рік, то розрахункове час «запізнювання» землетрусу проти початком фільтрації води в очаговую зону має складати кілька місяців, тобто. цей ефект докладемо лише у довгостроковим і середньостроковим предвестникам. Питання природі короткострокових провісників в рамках даної моделі залишаються відчиненими [9].

Модель «крип» — поступово прискорене рух бортів вже не існуючого розламу.

В різних країнах широко розвивається гіпотеза появи землетрусу з допомогою крипа — поступово прискорене рух бортів вже не існуючого розламу. Класичні лабораторні експерименти в рамка цієї гіпотези виконав США Дж.Дитрих. Перед зрушенням, аналізованої як аналог землетрусу, на лабораторної моделі землетрусу послідовно спостерігалися два явища. Спочатку реєструвався повільний (кілька сантиметрів в секунду) крип. Потім вздовж розламу або його частини він експоненціально прискорювався (до десятків і сотень метрів в секунду), завершуючи динамічної зрушенням і випромінюванням сейсмічних хвиль. Попри привабливість моделі, при поясненні природи короткострокових провісників землетрусів вона також наштовхується на цілий ряд труднощів. По-перше, залишаються незрозумілими великий ареал поширення таких провісників, і навіть широту сфери їхньої генерації. По-друге, навіть у районі розламу Сан-Андрес у Каліфорнії, де дана модель працює найкращим чином, перед більшістю землетрусів зареєструвати короткострокові провісники зірвалася. Можливо, це пояснюється малої областю розвитку крипа, попереднього хитливому поширенню розриву. У разі знайти попередню міграцію крипа як короткостроковий провісник принципово можливо, але важко реально [9].

Можно навести ще багато моделей підготовки землетрусів, як-от: модель консолідації, модель нестійкого ковзання, модель фазових перетворень і ін., але за їх детальному розгляді виявляється, що гідності моделі перекриваються її вадами.

Все розглянуті вище моделі засновані на спробі відтворити изучаемый процес, яке у природі, на моделі. Але у моделюванні землетрусів в лабораторних умовах слід, слід сказати, дотриматися умови подоби процесів в натурі та моделі. Гірські породи ж у лабораторному експерименті не можуть моделювати себе у природних умовах. З іншого боку, марно моделювати все властивості природного процесу у одному досвіді [10].

В лабораторії ми вибираємо модель лінійного розвитку процесу, але у природі не існує суто лінійних процесів. До того ж, для моделювання в лабораторії треба знати початкові параметри досліджуваного процесу, які визначення із необхідною точністю неможливо, і навіть дослідження цього дає поведінка системи лише у певних умов. Отже, моделювання не дозволяє прогнозувати досліджуваний процес. Нині моделювання який завжди призводить до бажаних результатів, але можна, зі часом, прийде нове поняття поведінки цією системою, і науковці доможуться бажаного результата.

6.2. Алгоритм КН — ретроспективний аналіз.

Алгоритм КН запропонований для середньострокового прогнозу землетрусів, тобто. прогнозу, в якому тривога оголошується кілька років. Алгоритм КН розробили близько 20 років як розв’язано шляхом ретроспективного аналізу каталогів землетрусів Каліфорнії і Невады., тому й за його назву. Він належить сімейства алгоритмів, заснованих на виключно аналізі характерних рис, що виникають у загальному потоці землетрусів перед сильним землетрусом [6].

Дадим якісне опис алгоритму КН. Сильне землетрус визначається умовою М>Мо, де М-магнитуда, а Мо вибирається те щоб середній інтервал часу між сильним землетрусом в досліджуваному регіоні було досить великою, практично 7−10 років. Тривога оголошується, якщо групування землетрусів велике, сейсмічна активність висока, і продовжує зростати, і зростання сейсмічної активності предварялся затишшям [6,7].

Результаты випробувань алгоритму КН на незалежному матеріалі наступний: за розглянутий період в досліджених регіонах сталося 29 сильних землетрусів, діагностовано 23 їх; середня тривалість тривоги на сильне землетрус — 1,8 року [6,7] .

Глава 7. Спеціальне засідання Відділення геології, геофізики, геохімії і безпеку гірничих наук АН СРСР 1989 року.

Академик В.И.Кейлис-Борок.

Почему довгострокові прогнози доки точні? І чому вдаються короткострокові прогнози? Головна причина — хаотичний характер динаміки сейсмо-активных розламів у цьому масштабі часу, що саме цікавий для прогнозу, тобто. роки і місяці. У системі розламів діють багато механізмів, створюють сильну нестійкість. Наприклад, міграція флюїдів — які у земної корі насичених газами розчинів — здатна знизити міцність розламу аж п’ять порядків. Отже, вторгнення флюїдів може спричинити землетрус майже несподівано, відбившись у електропровідності чи слабкої сейсмічності. Нестійкість створюють і хімічне разупрочнение порід, і фазові переходи з втратою обсягу, і навіть суто механічні явища — розтріскування, смятие порід тощо. Діючи разом, всі ці механізми перетворюють літосферу в хаотичну нелінійну систему, а такої системи, як відомо, минуле не визначає майбутнє. Звідси труднощі прогнозу [11].

Поведение нелінійної системи можна передбачити ціною її згладжування — із утратою деталей. І чим більше згладжування, тим крупніша стають просторові і тимчасові масштаби, у яких прогноз, не скажу — може бути, але, по крайнього заходу, не неможливий. Отож завдання прогнозу стає як послідовне звуження просторово-тимчасового обсягу, де можна очікувати сильного землетрусу. Тому, гадаю, ми мусимо сприймати прогноз землетрусів як процес згладжування невизначеності, ніж як несподіване оголошення тривоги. Точні й малоточные прогнози дозволяють запобігати великої шкоди з допомогою економічних заходів «ранньої готовності» [11].

Что ж треба для успішного передбачення землетрусів [11]?

Прежде всього, нова теорія. Без її, ми намагалися давати прогнози: короткостроковий і сильних повторних поштовхів. І відразу гостро відчули, однією феноменології недостатньо. Адже прогноз сильних повторних поштовхів — це критична завдання, якщо не буквально про ці поштовхах, а взагалі землетруси неподалік [11].

Член-корреспондент АН СРСР В. Н. Страхов.

Что стосується прогнозу землетрусів, то не слід розглядати, як якийсь не розв’язний у майбутньому питання. Цьому допоможуть сейсмостатика, геологія, тектоніка, сейсморайонирование [11].

В нашій країні 20 інститутів Академії наук займаються проблемою прогнозу, а разом з іншими міністерствами й число таких організацій становить 50. Порівняйте скажу, що в усьому світі цією проблемою займаються теж 50 інститутів власності та університетів [11].

Если ми виділимо розумний масштаб часу для досліджень такого напрями, врахуємо прогрес, існуючий зараз у сейсмології, і не піде у термін «прогноз» адміністративний сенс, зможемо домогтися успіху. Але за однієї умови: потрібна служба уніфікованих спостережень, оснащена сучасної апаратурою, й добра інспекція, й потужне алгоритм обробки [11].

Глава 8. Нарада «Оцінка проектів із прогнозу землетрясений"1996 року у Лондоні.

На нараді «Оцінка проектів із прогнозу землетрусів», проведеному Лондоні 7−8 листопада 1996 року Королівським Астрономічним Товариством що з Об'єднаної Асоціацією геофізики розглядалися принципові питання ефективності проектів прогнозування у найбільш загальної, певною мірою, філософської постановці. На нараді панував глибокий песимізм як щодо стану проблеми сьогодні, а й щодо планів на доступне для огляду майбутнє. Фактично учасники наради вторили доводам J.B.Maceiwane і C. F/Richter, доказывавшим неможливість прогнозування землетрусів. За 50 років, на думку учасників конференції, цьому, практично, нічого протиставити [5].

Основные аргументи наради 1996 року полягали в следующему:

1. Прогноз нині неможливий внаслідок хаотичної, найвищою мірою не лінійної природи процесів підготовки в осередку (I.G.Main).

2. Земне кора перебуває у стані самоорганизованной критичності, де немає характерних ж розмірів та, отже, надійні оцінки місця, часу й сили землетрусу не можливі. (S.Crampin).

3. Здавалася очевидною парадигма, за якою сейсмическому події, реализующему величезної енергії повинні передувати идентифицируемые і спостережувані провісники, виявилася неправильна. Землетрусам властива непередбачуваність. (R.J.Geller).

4. ЕМ провісники реєструються до відстані у кількасот км. Чи можливі фізичні механізми пояснення цих ЕМ ефектів? (Дискуссия).

5. Навіть найбільш оптимістичні фізичні моделі можуть пояснити лише 1% амплітуди реєстрованих електричних сигналів. (P.Bernard).

6. Немає фізичної основи прогнозу індивідуального землетрусу. (I.G.Main).

7. Лабораторне моделювання не розв’язує проблеми через не відповідності шкали часу, швидкостей деформацій, оточуючих умов. (дискуссия).

8. Статичний підхід краще дослідження фізичних процесів. Припущення про однорідності середовища не так спочатку. У такій середовищі вкрай не мабуть поява жодних провісників. (P.C.Leary).

9. Концентрація зусиль на статичних оцінках сейсмічного ризику доцільніше прогностичних досліджень. (F.Mulagria).

10. Небажані інциденти, внаслідок можливої паніки і матеріальних втрат в індустрії туризму, при нечисленності жертв від землетрусів у Греції роблять навіть правильний прогноз економічно не вигідним. (S.Stiros).

Трудно ні з яка прозвучала критикою підходів до організації досліджень, і тим паче результатів, основу своєї конструктивною й справедливою. Проте учасники наради не приховували жалю у цьому, що лише незначну число оптимістів було запрошено до брати участь у нараді, що ні сприяло конструктивного діалогу [5].

Несмотря на категоричний тон дискусії, нараді бо й неможливо було наведено доказів принципову неможливість прогнозу. Фактично все наведені докази полягали в констатації труднощі й слабкої вивченості питання. Але незнання неспроможна доказом неможливості [5].

Заключение.

Оптимизм 60−70 років про можливість прогнозу землетрусів змінився у 90-ті роках глибоким песимізмом. Розподіл провісників мозаїчно. Зв’язок із землетрусом будь-якого геофізичного параметра досі не встановлено і застосування математичних способів чи зменшить цю невизначеність. Проблема прогнозу не подолало рамки наукового пошуку, залишається невирішеною все основні її складові. Застосування алгоритму КН, розробленого близько 20 років тому для середньострокового прогнозу, привело, замість очікуваного передбачення 80% сильних землетрусів, до помилок типу «помилкова тривога» — 30%, «перепустку мети» — 32%. Академік В.И.Кейлис-Борок, зазначаючи, що руйнівну Рачинское землетрус 1991 року спрогнозувати зірвалася, але повторний сильний поштовх був передвіщений, пише: «Наш прогноз підтвердився. Але в мене особисто від послуг цього відчуття — це загалом безпорадність… Не дуже велика, методика поки суто емпірична…» [4]. Важка помилка (в 3 бала) «пропуску мети» на карті ОСР-78 — руйнівну Спитакское землетрус 1988 року [10]. У з 1977 року передбачене жодна землетрус [12]. «Згідно з новою моделі, землетрус випадкові», резюмують дослідники сейсмічності Каліфорнії. Нині США відмовилися від проведення масштабних прогностичних робіт [2]. У Японії за 30 років випадку прогнозування був. Нарада за прогнозом землетрусів у Лондоні 1996 року констатувало їх непередбачуваність за минулі 50 років, дуже песимістично оцінило перспектив щодо майбутнє [5].

Таким чином, попри достатку проведеним і проаналізованих спостережень, місце, час і магнитуда майбутніх руйнівних землетрусів навіть у добре вивчених регіонах як і виявляється несподіваним. Проте, необхідно збирати дедалі нові, додаткові дані, але які? Комплекс можливих параметрів у цьому чи іншому многопризнаковом чинник можна варіювати і розширювати безмежно, проте рамки реальні можливості завжди змушує якось обмежувати його. Перспективний взагалі такий путь?

А ми маємо відповіді це й багато питань, у людства є лише один спосіб убезпечити себе — розвивати й удосконалювати сейсмостійке будівництво територій, які зазнають впливу сильних землетрясений.

Список літератури.

1. Войтов Г.І., Попов Е. А. Геохімічний прогноз землетрусів. Природа. 1989. № 12.С60−64.

2. Гир ДД., Шах Х. Хитка твердь. М., Світ, 1988. 220 с.

3. Друмя А. Землетруси: де, коли, чому? Кишенев, Штиинца, 1985, з. 195.

4. Кейлис-Борок В.І. Повторний сильний поштовх землетрусів: прогноз може бути. Наука у Росії. 1992. № 1. С.60−63.

5. Моргунов В. А. Реальності прогнозу землетрусів. Фізика Землі. 1999. № 1. С.79−91.

6. Новикова О. В., Ротвайн І.М. Досвід заблоговременного прогнозу землетрусів з допомогою алгоритму КН. Докл. РАН. 1996. Т348. № 4. С.548−551.

7. Рейснер Г.І. Чому помилилася карта. Природа. 1989. № 12. З. 12−19.

8. Салман О. Г., Шилин Б. В. Сейсмічна активність: погляд з космосу. Природа. 1989. № 12. З. 55−58.

9. Соболєв Г. А. Проблема прогнозу землетрусів. Природа. 1989. № 12. С.47−55.

10. Соболєв Г. А. Основи прогнозу землетрусів. М., Наука, 1993. 313 с.

11. Соломатіна Э. К. Передбачати земну бурю. Наука у СРСР. 1990. № 3. З. 5−13.

12. Ashida M. Faultu premise. Sciences. 1996. Vol. 36, № 5. P. 15−19.