Техника - молодёжи 1989-04, страница 14
и vii vw к t xi *u i « ш к t bt 1967г P и с. 1 Соотношение скоростей продольных (V/>) и поперечных (Vt) сейсмических волн в очаге будущего землетрясения. Штриховкой отмечены области естественного разброса данных измерений. СЕЙСМИЧЕСКИЕ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Слабые беспорядочные толчки в земной коре образуют постоянный, неощутимый для нас сейсмический фон. Одним из долговременных предвестников служит «сейсмическое затишье», когда фон «смолкает». Это значит, что зацепление и сдвиг блоков привели уже к значительной деформации и жесткость всего массива возросла. По размерам области затишья оценивается не только место, но и энергия возможного толчка. Этот предвестник проявляется в срок от нескольких месяцев до нескольких лет. К среднесрочным сейсмическим предвестникам относится появление так называемых роев землетрясений (серий относительно слабых толчков) Известны случаи медленных миграций сейсмичности к эпицентру будущего сильного землетрясения (как правило, вдоль границ блоков земной коры.) За рубежом их исследовали японские, итальянские и другие сейсмологи. У нас в ИФЗ А. А. Никонов проследил перемещение эпицентров землетрясений в Средней Азии. Изучив исторические свидетельства, он оценил длительность сейсмического цикла в этом регионе в 200- 300 лет, а скорость перемещения — 3—4 км в год и в 1975 году дал прогноз о возможности в ближайшие годы сильного землетрясения в Алайс-кой долине (Киргизия). В ноябре 1978 года там было зарегистрировано землетрясение силой 8— 9 баллов. В зонах сочленения литосферных плит отмечается периодичность сильных зем летрясений и их привязка к определенным «вакантным местам», где толчков давно не было Такова Курило-Камчат- ская островная дуга, где сильные землетрясения в одном районе случаются примерно через 140±60лет. Анализ сей-смоактивности между этими моментами для многих участков дуги дает долгосрочные прогнозы, которые оправдыва ются на 80%. Эти работы возглавляет член-корреспондент АН СССР С А. Федоров. Их широко используют американские и японские специалисты для своего долгосрочного прогнозирования. Неожиданную помощь в прогнозе сильных землетрясений оказало открытие зависимости их частоты от., фазы лунного прилива с периодом 18,6 года, который определяется вращением плоскости орбиты Луны. В соответствии с этим новый сейсмически опасный период для Камчатки начался в июне 1983 года и продлится до июня 1990 года. В такие периоды вероятность сильных землетря сении (с магнитудой больше 7) повышается до 83%, а в спокойные годы она падает до 9%. Иногда сейсмологам удается -подметить закономерности просто удивительные, как, например, для последовательности сильных землетрясений в Калифорнии Мы уже знаем общую закономерность: время подготовки землетрясения пропорционально кубическому корню из величины энергии будущего толчка. А в серии калифорнийских землетрясений оказалось, что время до каждого следующего землетрясения прямо пропорционально величине сейсмического момента предыдущего землетрясения (сила удара здесь остается неизвестной). Закономерность предвещает следующий подземный толчок в этом районе в 1994— 2000 годах. Еще один сейсмический предвестник, открытый советскими учеными,— отношение скоростей продольных и поперечных сейсмических волн. Их можно измерять постоянно, используя сейсмический фон. За много месяцев до землетрясения (срок указывает на энергию будущего события) растрескивание пород уменьшает скорость продольных волн, так что соотношение двух скоростей падает на 5—10%. Затем-по мере того как трещины заполняются грунтовыми водами из окружающих слоев, скорость возвращается к норме. Дальнейший ход событий вскоре приводит к землетрясению (см. рис. I). Явление подтвердили американские, китайские и японские ученые, и в районах с достаточно густой сетью сейсмографов получены удачные прогнозы с точностью до нескольких месяцев Разрабатываются и совершенствуются алгоритмы долгосрочного прогноза по комплексу из нескольких предвестников (до 10 и более) Эти работы ученых ИФЗ под руководством В. И. Кейлис-Борока позволяют повысить точность прогноза в несколько раз. Чувствительны и информативны геодинамические предвестники — деформации земной поверхности в зоне будущего очага и за его пределами. Величины сдвигов — обычно сантиметры, иног да — десятки сантиметров; бывает, что дело доходит до появления трещин на поверхности. Но нужен постоянный контроль даже самых малых деформаций. Он возможен только с помощью высокоточных геодезических приборов. Все шире здесь применяются лазерные дальномеры, спутниковые геодезические системы. Очень перспективны появившиеся недавно волоконно-оптические датчики сверхмалых смещений. Они резко облегчают измерения, очень дешевы и улавливают сдвиги порядка 10"'° от контролируемой длины. Площадь поверхности, охваченной деформациями, обычно также указывает на величину энергии будущего под земного удара. Геодинамические предвестники стали основой удачных долго срочных прогнозов, хотя и здесь не обходится без ошибок. * Г _у. Рис. 2. Изменения потока паров ртути из земной коры перед землетрясением в Душанбе. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Перед землетрясением могут резко меняться потоки почвенных газов и хи мическнй состав подземных вод. Причина— опять-таки появление трещин в земной коре, отчего резко увеличивается проницаемость горных пород в радиусе до нескольких сот километров от будущего эпицентра Самые информатив ные геохимические предвестники — это появление в составе подземных вод и газов компонент глубинного происхождения инертные газы (прежде всего гелий и радон), водород, азот, а также пары ртути. Их вариации дают матери ал для различных стадий средне- и краткосрочного прогноза (дни, меся цы). Интересные результаты получили уче ные Института геохимии и аналитической химии АН СССР, изучая содержа ние гелия в подземных водах и паров ртути в почвенных газах в окрестностях Душанбе. Правда, потоки гелия меня ются слишком нерегулярно, чтобы служить непосредственными предвестника ми. Самой удобной исходной величиной 12 |
