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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Открыта третья форма магнетизма 23.01.2025 Магнетизм - одно из фундаментальных явлений природы, играющее ключевую роль в современных технологиях. До недавнего времени было известно о существовании двух основных видов магнетизма: ферромагнетизма и антиферромагнетизма. Однако, недавно британские ученые совершили открытие, которое может изменить наше представление о магнетизме и открыть путь к созданию революционных устройств. Они обнаружили новую, третью форму магнетизма, получившую название "альтермагнетизм". "Раньше мы имели два хорошо известных типа магнетизма", - рассказывает автор исследования, докторант Ноттингемского университета в Великобритании Оливер Амин. "Это ферромагнетизм, где магнитные стрелки указывают в одном направлении, и антиферромагнетизм, где соседние магнитные моменты указывают в противоположных направлениях, - можно представить это как шахматную доску чередования белых и черных плиток". В основе работы современных устройств магнитной памяти лежит способность электрического тока принимать два направления. Эти направления могут совпадать или быть противоположными магнитным моментам, что и позволяет хранить и передавать информацию. Альтермагнитные материалы, впервые созданные в 2022 году, занимают промежуточное положение между ферро- и антиферромагнетизмом. Как и в антиферромагнетиках, в альтермагнетиках каждый отдельный магнитный момент направлен в противоположную сторону по отношению к соседнему. Однако, в отличие от них, каждый магнитный момент в альтермагнетике немного закручен относительно своего соседа, что приводит к появлению некоторых ферромагнитных свойств. Таким образом, альтермагнетики сочетают в себе лучшие качества обоих видов магнетизма. Соавтор исследования из Ноттингемского университета, Альфред Дал Дин, отмечает, что "преимущество ферромагнетиков состоит в том, что мы имеем простой способ чтения и записи памяти с помощью этих верхних или нижних доменов. Но поскольку эти материалы обладают чистым магнетизмом, эту информацию также легко потерять, протирая магнитом". Антиферромагнитными материалами, в свою очередь, гораздо сложнее манипулировать для хранения информации, однако информация в них гораздо более защищена и передается гораздо быстрее. "Альтермагнетики обладают скоростью и стойкостью антиферромагнетиков, но они также обладают этим важным свойством ферромагнетиков, которое называется нарушением симметрии обратного времени", - добавляет Дал Дин. Способность создавать изображения и управлять новой формой магнетизма может привести к революции в создании устройств памяти следующего поколения, значительно увеличив скорость их работы, повысив устойчивость и упростив использование. Более того, открытие альтермагнетизма может стать ключом к разгадке тайны сверхпроводимости. "Альтермагнетизм также поможет в развитии сверхпроводимости. Долгое время в симметрии между этими двумя областями существовала дыра, и этот класс магнитного материала, который до сих пор оставался неуловимым, оказался этим недостающим звеном в головоломке", - заключает Дал Дин. Таким образом, открытие третьего вида магнетизма может стать отправной точкой для создания сверхпроводящих технологий будущего, которые изменят наш мир.

Другие интересные новости:

▪ Карты памяти Transcend CFexpress 820 Type B

▪ Получение энергии из углекислого газа

▪ Умная подушка Xiaomi Mijia Smart Pillow

▪ PHILIPS представила в России свои телевизоры-зеркала

▪ Буйволы в Германии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Переговорные устройства. Подборка статей

▪ статья Финли Питер Данн. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как называется столица Бразилии? Подробный ответ

▪ статья Рекорды погоды. Холод. Советы туристу

▪ статья Усилитель 112 ватт для сабвуфера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Часы никогда не врут. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026