Землетрясения. Что происходит и почему? Пулинец С. А., доктор ф.-м. наук, ведущий сотрудник ИКИ РАН

Нарастание количества и амплитуды сейсмособытий по всей планете заставляет учёных разрабатывать новые методы для прогноза землетрясений. Изучая процессы, происходящие внутри Земли, специалисты приходят к выводу, что это всего лишь очередное звено из цепочки глобальных климатических изменений.

Поделиться своим опытом наблюдения за землетрясениями с журналистами АЛЛАТРА ТВ решил доктор физико-математических наук, ведущий сотрудник ИКИ РАН Пулинец Сергей Александрович. Он занимается изучением широкого спектра вопросов, связанных с предвестниками землетрясений, а также с прогнозом землетрясений на основе состояния ионосферы.

Почему происходят землетрясения

Сергей Александрович рассказал, что наша Земля состоит из тектонических плит, которые очень медленно движутся. Конечно, мы это знаем из геологии, что сначала был один общий континент, который потом разделился на пять. Эти континенты находятся в постоянном движении. И это нельзя оспорить, потому что сейчас существует система очень точных измерений, в первую очередь, это навигационные системы GPS и ГЛОНАСС. Датчики, расположенные по всей планете, отслеживаются с помощью спутниковой системы. Эти измерения показывают движение тектонических плит. 

Сегодня можно наблюдать, что в различных областях нашей планеты происходят сдвиги на 2—3 сантиметра в год. Естественно, что когда взаимодействие плит достигает критического уровня, прочность её не выдерживает таких напряжений, происходит разрыв. Земная кора в одном месте может на несколько метров подняться вверх или опуститься вниз. Это приводит к серьёзным разрушениям: извержение вулканов, деформации зданий и сооружений, разрыв газопроводов, замыкание электричества, пожары, наводнения и другие. Это особенно опасно в густонаселенных регионах нашей планеты.

Предвестники землетрясений

Для изучения физических предвестников землетрясений существуют полигоны, на которых измерялись различные аномалии, такие как выход газов, уровень подземных вод, изменение гравитационного поля, изменение магнитного поля, изменение проводимости земной коры. Сергей Александрович отметил, что в земной коре распространяются волны различных типов: поперечные, продольные. И вот отношение скорости поперечных к скорости продольных волн тоже меняется перед сильным землетрясением.

Эти наблюдения и измерения занимают определённое время. Такие вещи как выделения радона, изменения уровня подземных вод, занимают достаточно длительный промежуток времени, где-то несколько недель, даже месяцев.

Но потом, в 1997 году был проведён всеобщий анализ, были привлечены сейсмологи всего мира, и они, с точки зрения такой строгой статистики, проанализировали все эти физические предвестники и сказали, что надёжность этого прогноза равна нулю. 

Тогда сейсмологи постановили, что прогноз землетрясений невозможен. Слово «прогноз» вообще исчезло из научной литературы, статьи не публиковались. И это очень отрицательно сказалось на развитии сейсмологии, вообще геофизики. 

Но такой период «сейсмического экстремизма» прошёл. Где-то в 2005 году в Соединённых Штатах и в России уже были восстановлены советы по прогнозу землетрясений, которые опять стали рассматривать эту проблему. Основу составили статистические методы. 

В чём они заключаются? Исследуется поток сейсмических событий в данной области, его распределение во времени, в пространстве, по магнитуде и так далее. И потом на этой основе делаются некие выводы о том, что будет в будущем.

Нельзя сказать, что эти методы плохие или ненадёжные, или не оправдываются, но большинство из них работает в масштабе длительных промежутков времени. 

Также из истории известен случай успешного прогноза землетрясения в Китае. Тогда были использованы не только физические предвестники землетрясения, но и биологические, то есть аномальное поведение животных. В тот раз были приняты меры — за сутки или двое до землетрясения было эвакуировано население. Землетрясение произошло, и было спасено большое количество людей. Но, к сожалению, через несколько лет в том же регионе было примерно такое же землетрясение и там погибло более 100 000 человек. Оно не было предсказано.

Прогноз землетрясений

Если говорить о проблеме прогноза землетрясений, сначала подход был чисто механистический. «Если вы будете прикладывать напряжение к какому-нибудь веществу, — говорит Сергей Александрович, — то увидите, что сначала идут упругие деформации, потом начинаются растрескивания, потом разрыв. Считалось, что так можно всё просчитать. Во-первых, Земля очень неоднородна: с одной стороны, есть граниты, с другой стороны, есть песок — и там совершенно другая роль этих напряжений, он может прессоваться — и есть вода, которая несжимаема. И как показал эксперимент в Паркфилде, такой механистический подход не годится».

Доктор физико-математических наук считает, что основываясь только на одном предвестнике невозможно сделать прогноз.

Сергей Александрович рассказал про подход многопараметрического анализа, который позволяет исследовать и систематизировать закономерности. Очень важно, что многие параметры находятся в сети, их можно получить бесплатно. 

Для того чтобы прогнозировать, необходимо знать место сейсмособытия. Поэтому разрабатывается технология глобального обзора. Важно найти и идентифицировать эти аномалии. Потому что они появляются и над пожарами, и над ураганами, и над другими явлениями. После этого нужно вовремя провести этот многопараметрический анализ и посмотреть что изменилось. И вот это уже служба.

Анализ ионосферы

Ведущий сотрудник ИКИ РАН Пулинец Сергей Александрович рассказал о взаимодействии геосфер. Они создают модель, которая называется «литосферно-атмосферно-ионосферно-магнитосферные связи». То есть, рассматривается планета в целом, исходя из теории Вернадского. И то, что происходит землетрясение — это прямое доказательство того, что это взаимодействие существует. То есть литосфера создает и атмосферные аномалии, которые потом преобразуются в ионосферные, и даже потом по силовым линиям геомагнитного поля возникают аномалии в магнитосфере Земли, приводящие к высыпанию энергичных частиц из магнитосферы перед землетрясением. То есть взаимодействуют все геофизические оболочки.

Что удивительно, ионосферные аномалии видны как раз ночью. Это очень сильные положительные ионосферные аномалии, а днём они исчезают. Происходит это за сутки до землетрясения. Показательный пример — Греция, для которой делалась статистика.

После длительного периода исследований и изучения, как себя ведут все эти аномалии, можно уже целенаправленно формировать статистику и использовать для прогноза землетрясений. Нужно понимать надёжность данного метода. И когда все измерения фиксируются после того как землетрясение произошло, можно увидеть, что эти аномалии возникают в 100 % случаев.

Этими исследованиями занимается большой круг учёных из Японии, Тайваня, Китая, Италии, Соединённых Штатов. В монографии, опубликованной Американским геофизическим союзом в издательстве «Wiley», собраны статьи большинства исследователей, которые занимаются этой проблемой, процессами, происходящими перед землетрясением: геомагнитные, аномалии распространения радиоволн, метеорологические и другие. И описана сама концепция многопараметрического анализа. 

Как действовать в чрезвычайных ситуациях

Учёный считает, что в неблагоприятных регионах необходимо регулярно проводить тренировки, чтобы люди знали что необходимо делать в чрезвычайных ситуациях. Нужно ввести правильную пропаганду, обучать население тому, как себя вести в тех или иных ситуациях. Необходимо также воспитывать человечность для того, чтобы в критический момент не поддаваться панике и не создавать ещё большей угрозы для жизни людей.

Как сказал специалист, это уже сложная проблема состояния общества, которую нужно комплексно решать и не только из-за необходимости прогноза землетрясений. Должна быть открытость в обществе. Люди должны знать о том, как ведёт себя власть в тех или иных ситуациях. Необходимо иметь какой-то алгоритм поведения, от которого не стоит отступать. 

Начинается всё с воспитания, с морали и приоритета духовно-нравственных ценностей над материальными. Это достаточно сложный процесс и зависит от многих факторов. Но это позволяет объединяться и преодолевать переломные моменты в жизни.