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:

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Быстрое восстановление ценных металлов из старых аккумуляторов 10.10.2023 Ученые из Университета Райса представили инновационный способ утилизации устаревших литий-ионных аккумуляторов, который значительно сокращает объем побочных продуктов и время, необходимое для переработки. Полученные металлы могут быть повторно использованы в производстве новых батарей. В основе этой методики лежит технология мгновенного джоулевого нагрева, примененная для обработки измельченной катодно-анодной массы. Материалы подвергаются нагреву до температуры 2100 К за считанные секунды, устраняя инертные слои с их поверхности. Затем слабый раствор соляной кислоты используется для выщелачивания металлов. По сравнению с традиционными методами, новая технология способна растворять те же количества вещества за менее чем 20 минут, вместо обычных 24 часов. Примечательно, что в роли растворителя выступают слабые кислоты, что снижает энергопотребление, потребность в воде и кислоте, и, следовательно, себестоимость переработки. С увеличением числа электромобилей и выходом из строя аккумуляторов, процесс их переработки станет всё более актуальным. Учитывая, что для производства аккумуляторов используются дорогостоящие металлы, эта новая методика поможет оптимизировать цикл переработки, сокращая извлечение природных ресурсов, снижая стоимость батарей и стимулируя массовое производство электромобилей.

Другие интересные новости:

▪ Дешевый способ производства наночастиц

▪ Обнаружен механизм, превращающий запахи в воспоминания

▪ Крыло от слизняка

▪ Окно как сабвуфер

▪ Новая модель расширения Вселенной

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Испокон веков. Крылатое выражение

▪ Что представляли собой образование и культура в раннее Средневековье? Подробный ответ

▪ статья Врач отделения (кабинета) функциональной диагностики. Должностная инструкция

▪ статья Электронный кварцованный металлоискатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Миллиметровые волны в системах связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026