Техника - молодёжи 1978-07, страница 44

прочность материала падает, и происходит разрыв — землетрясение. Эта теория удовлетворительно объясняет часть предвестниковых явлений, особенно связанных с поднятием поверхности Земли. В совместно опубликованной работе ученые СССР и США (исследования ведутся в рамках советско-американского проекта по прогнозу землетрясений) предложили ряд наблюдательных тестов, которые помогут подтвердить или опровергнуть спра ведливость выдвинутых теорий.

Внимательный читатель заметит, что различие между этими теориями менее важно, чем их сходство. А именно — предвестники землетрясений в обоих случаях появляются из-за трещинообразования, а не только из-за изменения напряжений. Изменяются упругость и соответственно скорости распространения и затухания упругих волн, электрическая проводимость, возможно, магнитные свойства, проницаемость пород для воды и газов. По-видимому, из такой зоны происходит усиленное выделение различных химических элементов, выносимых подземными водами. Методы обнаружения такой зоны похомси на методы разведки полез ных ископаемых, когда имеется «включение», обладающее свойствами, отличными от окружающей среды.

Но обнаружить такую зону довольно сложно, а свойства возникающего «включения» могут несильно отличаться от свойств окружающей среды и при этом маскироваться изменениями фона, не связанными с процессом подготовки землетрясения. Кроме того, нужно не только обнаружить «включение», но и зарегистрировать, как оно изменяется во времени, чтобы судить об энергии готовящегося землетрясения.

Однако у «включения» есть еще одно свойство, которое помогает его обнаружить на расстояниях, значительно больших, чем его размер:

среда здесь становится более податливой, мягкой. Значит, поле на-прялсеннй, в котором находится это мягкое включение, изменяется не только внутри его, но и вокруг. Расчет подсказывает, что при изменении упругости пород всего на 10% деформации земной поверхности могут оказаться ощутимыми на расстояниях в 5 —10 раз больших, чем диаметр «мягкой» зоны (р и с. 4).

Геофизики и геологи обладают набором методов, которые в принципе позволяют обнаружить появление мягкого «включения», развернуть детальные наблюдения по регистрации его размера и всех фаз превращения рыхлого «включения» в разрыв — землетрясение, и на этой основе разработать способы прогноза места, времени н силы землетрясения.

На рисунке 5 представлен один из возможных вариантов комплекса наблюдений разными методами на прогностическом полигоне.

Этот беглый набросок о физике подземных катастроф, конечно, не может дать всестороннего представления о сложности и интересности задач, стоящих перед геофизиками в прогнозе и предотвращении землетрясений. Хочется выразить надежду, что с помощью новых отрядов молодых ученых тайны подземных бурь будут раскрыты в неда леком будущем.

Рис. 4. Разрез зоны подготовни землетрясения на стадии II. Внутри зоны — сильное изменение свойств пород и характеристик слабых землетрясений. Вне зоны — перераспределение напряжений, вызывающее добавочную деформацию поверхности Земли, изменения электросопротивлений и земных токов, уровня подземных вод и другие предвест-никовые явления.

Рис. 5. Полигон по комплексному исследованию предвестников землетрясений. Основу полигона составляют сейсмические станции, регистрирующие с помощью сейсмографов слабые и сильные землетрясения. В центре обработки определяются точные координаты и характеристики толчков: энергия, время, механизм очага, спектральный состав колебаний и т. д. Эти наблюдения дают не только прогностические признаки по особенностям слабых толчков, но и возможность сопоставления данных всех других методов: деформирования земной поверхности (лазерные измерения расстояния, геодезическое нивелирование, наклономерные измерения в скважинах и на поверхности), сейсмическое просвечивание с помощью взрывов для определения скоростей упругих волн, электрическое зондирование глубоких слоев с помощью МГД-генератора и других источников тока, измерения магнитного поля Земли н земных токов, определение уровня воды, содержание химических элементов, измере* ния силы тяжести (гравиметр) и "температуры подземных слоев.

Автоматизированная система наблюдений собирает данные с каждого пункта наблюдений и передает в электронно-вычислительный центр

сбора, хранения и обработки.

Представленный на схеме полигон на площади 50x20 км является частью более общей региональной системы нескольких полигонов.

5.

ГЛУБОКАЯ СК&ДЖИНЛ

TWMKT

ВПЛПТРУБНЫИ «АКЛСНОМЕР

ь ГРОАЕЛНЧГСКдЕ

нм В Б"ИР П-ЛНМР

Линис

гравиклстрИ

МДТРИГЯ^ЕТР

'СТАчцмр

f*/БОКА Я

ЦЕНТР АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ 1 СБОРА У ОБРАЬи : - к

итрлждтелу*

и'д- гене вь тор ТЕЛЕФОННОЙ Го

РАЗЛОМ

^СЕЙСМОГРАФЫ 4 НАКЛОНОМЕТР

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИИ '

НАКЛОНОМЕР ' СЕИСМОГРАСРАЧ

А Н А Л И 3 ШуИ М ИЧ1Е С КОГО Тс О СТАВА . Ж СКРЛЖИНА | к ⁴ /РОВЕНЬ £П0ЛЗ£МЧЫХ вал Ц_ ^^ПЕРАТУРА \J~5H? "■W