Радионаблюдения с ИC3 за предвестниками землетрясений. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Нет, пожалуй, ни одного месяца в году, чтобы информационные агентства мира не сообщали страшные вести о землетрясениях. Они внезапно обрушиваются на населенные пункты, целые регионы, приносят катастрофические разрушения, связанные с огромными материальными потерями и невосполнимыми человеческими жертвами. По данным ООН, потери материальных ценностей от землетрясений оцениваются до 10 млрд. долл. США в год. Конечно, предотвратить сейсмические природные катаклизмы невозможно, но быть готовым к ним - значит, существенно уменьшить их последствия. Возможен ли достоверный долгосрочный или хотя бы краткосрочный прогноз землетрясений? Наука все ближе подходит к положительному ответу на этот вопрос. Об этом свидетельствует, в частности, многолетний опыт радионаблюдений с борта ИC3 за предвестниками землетрясений, накопленный Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Российской академии наук (ИЗМИРАН).

К настоящему времени ученые пришли к твердому убеждению, что землетрясение - не внезапное событие, а процесс, которому предшествуют разнообразные геофизические явления. В сейсмоактивных районах в момент землетрясения и непосредственно перед ним неоднократно наблюдались свечение атмосферы, почвы, склонов гор, возмущения атмосферного электрического потенциала, вариации интенсивности электромагнитного излучения на расстояниях до тысячи километров от эпицентра, а также изменения критических частот и плотности Е и F слоев ионосферы.

В восьмидесятые годы с ИC3 были обнаружены всплески электромагнитных низкочастотных шумовых излучений над эпицентрами крупных землетрясений за несколько часов до события, зарегистрирован резкий всплеск импульсного электромагнитного излучения в достаточно широкой полосе частот.

Сейчас изучение сейсмоионосферных эффектов идет по двум направлениям: анализ индивидуальных событий и получение статистических закономерностей.

Остановимся на радиоизлучениях в звуковом диапазоне частот, как предвестниках землетрясений. Сделать такой вывод стало возможным потому, что удалось сравнить состояние предвестников в процессе нарастания и непосредственного проявления сейсмических событий с радиоизлучениями при спокойном состоянии. Исследования фоновых радиоизлучений в звуковом диапазоне частот (0,1...20 кГц) проводились в нашей стране с ИC3 многие годы. Они продолжаются и теперь. Обычно для их регистрации применялись широкополосный приемник и приборы, позволяющие выполнять на борту ИC3 спектральный анализ нескольких частотных линий. Регистрация с помощью широкополосных приемников пригодна для исследования дискретных сигналов и детального изучения спектра шумовых и квазишумовых излучений. Использование же бортовых спектроанализаторов дает информацию об абсолютной интенсивности и пространственном распределении интенсивности излучений.

Прием широкополосной информации, передаваемой на Землю, ведется в обсерваториях России, Германии, Чехии, Венгрии при пролете над ними спутников.

Длительное время существования спутников и большой объем полученных данных позволили накопить значительное количество однородной информации, пригодной для статистической обработки и сопоставления вариаций интенсивности электромагнитных низкочастотных шумовых излучений при различных условиях геомагнитной и солнечной активности. Были получены суточные, широтные и высотные вариации интенсивности низкочастотных излучений в абсолютных единицах и прослежена их динамика в разных условиях геомагнитной возмущенности. Все эти сведения о "фоновом" излучении и явились надежной основой для последующего изучения автором этих строк, которому впервые удалось обнаружить эффект возбуждения низкочастотных шумов над предполагаемым эпицентром ожидаемого землетрясения.

Анализ информации, полученной во время серии последовательных пролетов спутника, позволяет получить пространственно-временное распределение зарегистрированных параметров. Были зарегистрированы вариации магнитной (m) и электрической (е) компонент поля шумовых низкочастотных излучений с выхода каналов спектроанализатора на частотах 4650, 800, 450 и 140 Гц; изменения концентрации тепловой плазмы Ne и плотности потока энергетических электронов с энергиями Ее более 40 кэВ и Ее более 100 кэВ. Все это показывает многообразие проявления сейсмической активности на спутниковых высотах в околоземном космическом пространстве.

Как же проявляют себя и сигнализируют о землетрясениях зафиксированные низкочастотные электромагнитные излучения, предшествующие событию, во время главного удара и после него?

На рисунке в географических координатах показаны проекции витков орбит (4080...4087) спутника "Интеркосмос-19" в северном и южном полушариях при пролетах ИC3 вблизи эпицентра землетрясения. При этом наблюдались всплески интенсивности поля низкочастотных излучений. На схеме отмечено место эпицентра (хх). В верхней и нижних частях схемы, кроме мирового времени наблюдения, указано время до (знак минус) и после (знак плюс) землетрясения. На проекциях витков орбит зачерненными прямоугольниками показано увеличение интенсивности сигнала магнитной (справа от проекции траектории) и электрической (слева от проекции) компонент поля излучений на 20 дБ по отношению к уровню фоновых шумов, обычно наблюдаемых в данной области пространства. Изображение на схеме относится к частоте 4650 Гц, но подобные всплески отмечены во всей полосе регистрируемых частот. Амплитуда и особенно время наблюдения всплесков возрастают по мере приближения к эпицентру по долготе и по времени. До землетрясения наблюдались изменения по сравнению с обычно фиксируемыми в данном регионе вариациями магнитной и электрической составляющих поля излучений, после землетрясения преобладала электрическая компонента. В магнитосопряженной области также отмечены всплески шумов, но зона наблюдения была существенно уже.

Ранее нами получены с борта ИC3 "Интеркосмос-19" данные о глобальном пространственно-временном распределении интенсивности естественных (суточные, широтные и высотные вариации в абсолютных единицах) низкочастотных излучений на частотах 500 Гц и 2,5 кГц в разных условиях геомагнитной возмущенности. Это свидетельствует о надежности метода выделения сигналов для определения развития сейсмической активности.

Это же доказывают наблюдения электромагнитных излучений с двух спутников, проходивших над эпицентром одного и того же землетрясения. Спутник "Интеркосмос - Болгария - 1300" над эпицентром землетрясения 21 января 1982 г. пролетал на высоте 800 км за 12 мин до главного удара на расстоянии 2,8° по долготе. При этом были зарегистрированы квазигармоничные колебания магнитного поля с амплитудой 3,5 нТл. Размер зоны регистрации колебаний составил 40...100 км вдоль траектории. Спутник "Орел 3" пролетал на высоте 1970 км вблизи эпицентра этого же землетрясения за 4 ч 48 мин до главного удара. На его борту также отмечены всплески интенсивности поля низкочастотных излучений в диапазоне 10 Гц...20 кГц.

Наличие последовательных измерений с двух спутников над одной и той же областью перед землетрясением, несмотря на различия в применявшейся аппаратуре, позволяет заключить, что сейсмомагнитосферные шумы длительное время присутствуют в области над эпицентром перед главным ударом, что подтверждает возможность использования этих шумов для прогнозов.

По данным наблюдений со спутников, нами были проанализированы не только отдельные события, но и получены статистические характеристики. При этом мы ввели некоторые ограничения: отбирались достаточно сильные землетрясения с магнитудой М более 5,5 и глубиной менее 60 км. Учитывались только относительно низкоширотные землетрясения (геомагнитная широта менее 45°). В результате было установлено, что широтный размер зоны регистрации всплесков значительно у чем долготный, т. е. всплески излучения наблюдаются в виде "шумового пояса", вытянутого вдоль геомагнитной широты эпицентра. До землетрясения фиксировались и магнитная, и электрическая компоненты поля шумовых излучений. После землетрясения преобладала электрическая составляющая. Диапазон частот - от долей герц до 20 кГц, а может быть, и выше (20 кГц - верхний диапазон аппаратуры). Достоверность наблюдаемого эффекта, рассчитанная на основании результатов статистической обработки экспериментальных результатов, составляет 85 - 90 %.

Таким образом, был обнаружен и подтвержден эффект возбуждения электромагнитных излучений в плазмосфере над эпицентром ожидаемого землетрясения. Теоретически реальность зарегистрированного явления подтверждается.

Естественно, научный подход не может ограничиться наблюдением за одним явлением. Поэтому основное внимание уделялось комплексному анализу предвестников землетрясений, в том числе и низкочастотным излучениям, и вариациям потоков энергичных электронов над ожидаемым эпицентром.

Предположение о взаимосвязи этих явлений с сейсмической активностью, впервые высказанное специалистами ИЗМИРАН почти десять лет назад, нашло свое подтверждение при изучении результатов наблюдений в разные периоды времени. Например, непосредственно перед Спитакским землетрясением 7 декабря 1988 г. вертикальным телескопом космических лучей, установленным на шаре-зонде и запущенном примерно за 41 мин до главного удара, было зарегистрировано увеличение потока проникающих частиц под воздействием процесса предстоящего землетрясения.

По данным, полученным со спутника "Ореол 3", зарегистрированы одновременные всплески интенсивности низкочастотных излучений (0,01 - 20 кГц) и скорости счета потока энергичных частиц над эпицентром землетрясения за 4 ч 48 мин до главного удара. Было обнаружено, что из 20 случаев усиления высыпания частиц, сопровождаемых интенсивными всплесками низкочастотных излучений, в 18 случаях аномальные всплески совпали с наличием землетрясений.

На спутнике "Интеркосмос 19" также зарегистрированы одновременно наблюдаемые аномальные вариации интенсивности низкочастотных шумов и плотности потока энергичных частиц.

Таким образом, при зарождении землетрясения возбуждается вся плазмосфера над эпицентром и в магнитосопряженной области.

Обобщение научных наблюдений отечественными и зарубежными специалистами дает возможность составить схему временного развития геофизических явлений, сопровождающих проявление сейсмической активности. Назовем их:

• за много дней, а возможно, и месяцев, появляются возмущения электротеллурического поля. С развитием событий в очаге увеличивается амплитуда и изменяется характер колебаний;
• затем начинают регистрироваться возмущения геомагнитного поля;
• далее появляются возмущения атмосферного электрического потенциала;
• за несколько дней до землетрясения начинают регистрироваться изменения параметров нижней ионосферы, происходят изменения частоты и концентрации, появляется деформация нижнего края ионосферы;
• за два-три дня отмечаются неоднородности в слое F2 ионосферы;
• за несколько дней или часов наблюдаются вариации - увеличение амплитуды естественного импульсного электромагнитного поля Земли по наземным данным;
• за десятки минут или часы появляются геомагнитные пульсации (0,02-0,1 Гц);
• за десятки минут или часы увеличивается интенсивность электромагнитного излучения на спутниковых высотах;
• появляются световые эффекты.

Все приведенные сведения подтверждают возможность прогноза землетрясений, для чего должны использоваться в комплексе как наземные, так и спутниковые данные.

Представляется оптимальным и возможным уже сейчас организация спутникового мониторинга предвестников землетрясений, создание сети автономных наземных станций, связанных по телеметрическому каналу со спутниками. Объединенная информация могла бы обрабатываться в центре анализа данных. Вряд ли чрезмерными окажутся затраты на создание такой сети по сравнению с потерями, которые несут с собой внезапные, а на самом деле предсказуемые природные катаклизмы.

Автор: В.Ларкина, доктор физ.-мат. наук, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Наножидкость для добычи нефти 21.09.2020 Исследователи из Хьюстонского университета продемонстрировали, что недорогие и нетоксичные наножидкости можно использовать для эффективной добычи даже тяжелой нефти с высокой вязкостью из пластов. Так называемая тяжелая нефть - результат молекулярной структуры нефти - составляет 70% мировых запасов нефти и она будет необходима для удовлетворения растущих потребностей в энергии, пока чистые источники энергии не будут разработаны и использоваться повсеместно. Современные технологии добычи нефти с использованием пара дороги и наносят ущерб окружающей среде. Однако ученые разработали наножидкость, которая помогает извлекать нефти из пласта, используя следующие механизмы. Химическая реакция, возникающая, когда наночастицы натрия вступают в контакт с водой в резервуаре, генерирует тепло, действуя так же, как закачка пара и другие методы, основанные на тепле, для выталкивания нефти из резервуара, без необходимости во внешних - и производящих парниковый газ - источник тепла. Наножидкость также вызывает реакцию с образованием гидроксида натрия, химического вещества, обычно используемого для щелочного заводнения на нефтяных месторождениях. Гидроксид натрия может вызвать движение в масле и вызвать реакцию, снижающую вязкость. Третья реакция производит газообразный водород, который можно использовать для заводнения, еще одного распространенного метода добычи нефти. Наноматериалы натрия рассеиваются после реакции, таки образом не нанося ущерба окружающей среде. Оптимальные концентрации будут варьироваться в зависимости от индивидуальных условий разработки. Натрий очень реактивен с водой. Это позволяет предположить, что он может быть полезен для увеличения нефтеотдачи. Однако это также усложняет его подготовку - слишком раннее воздействие воды на него приведет к неудаче. Исследователи решили эту проблему, приготовив наночастицы натрия в силиконовом масле, позволяя веществу диспергироваться по резервуару до того, как он вступит в контакт с водой в резервуаре, вызывая меньшие химические реакции на большей площади. Также возможно диспергировать наночастицы натрия в других растворителях, включая пентан и керосин, или даже смешать их с полимерами или поверхностно-активными веществами для достижения более высокой степени извлечения нефти. Хотя в документе основное внимание уделяется использованию наножидкости для увеличения извлечения тяжелой нефти, ученые отмечают, что ее также можно использовать в производстве легкой нефти и для более общих бытовых целей, таких как очистка труб, забитых жиром.

Другие интересные новости:

▪ Программируемый контроллер Allen-Bradley CompactLogix 1769

▪ Пластырь для измерения кровотока без инъекций

▪ Изменение климата может вызвать постоянную аллергию

▪ Наночастицы остановят старость

▪ Ускоренное изучение новых языков увеличивает мозг

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телефония. Подборка статей

▪ статья Вергилий. Крылатое выражение

▪ статья Как созвездия получили свои названия? Подробный ответ

▪ статья Монтажник технологического оборудования. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Модернизация трансивера UW3DI. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Трансиверная приставка к радиоприемнику Катран (Р-399). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026