Методы прогноза землетрясений

Методы прогноза землетрясений основаны на наблюдениях аномалий геофизических полей, измерении значений этих аномалий и обработке полученных данных. Различают несколько методов прогноза землетрясений.

1. Метод оценки сейсмической активности. Месторасположение толчков различной магнитуды может служить важным индикатором приближающегося сильного землетрясения. Часто сильное землетрясение сопровождается большим числом слабых толчков. Для выявления и подсчета числа землетрясений необходимы сейсмографы, а для обработки данных – компьютерные устройства.

2. Метод измерения движения земной коры. Географические съемки с помощью триангуляционной сети на поверхности Земли и наблюдения спутников из космоса могут выявить крупномасштабные деформации (изменения формы) поверхности Земли. На поверхности Земли проводится точная съемка с помощью лазерных источников света. Повторные съемки требуют больших затрат времени и средств, поэтому такие измерения производят один раз в несколько лет.

3. Метод выявления опускания и поднятия участков земной коры. Вертикальные движения поверхности Земли можно измерить с помощью точных нивелировок на суше или море, мареографов в море. Поднятие или опускание участков земной коры может свидетельствовать о возможности возникновения сильного землетрясения.

4. Метод измерения наклонов поверхности. Для измерения вариации угла наклона земной поверхности используют специальные приборы – наклономеры. Сеть наклономеров обычно устанавливают около разломов на глубине 1–2 м и ниже поверхности Земли, измерения на этой сети указывают на заметные изменения наклонов незадолго до возникновения землетрясений.

5. Метод измерения деформации горных пород. Для измерения деформаций горных пород бурят скважину и устанавливают в ней деформографы, фиксирующие величину относительного смещения двух точек.

6. Метод определения уровня воды в колодцах и скважинах. Уровень грунтовых вод перед землетрясением часто повышается или понижается, это происходит, по-видимому, из-за изменения напряженного состояния горных пород. Уровень воды в скважинах, находящихся вблизи эпицентра, часто испытывает стабильные изменения: в одних скважинах он становится выше, в других – ниже.

7. Метод оценки изменения скорости сейсмических волн. Скорость сейсмических волн зависит от напряженного состояния горных пород, через которые волны распространяются, а также от содержания в них воды, других физических характеристик.

При землетрясениях образуются различные типы сейсмических волн. Наибольший интерес представляют продольная (Р) и поперечная (S) волны. Установлен факт, что перед сильным землетрясением наблюдается резкое уменьшение отношения скоростей волн Р и S.

8. Метод регистрации изменения геомагнитного поля. Земное магнитное поле может испытывать локальные изменения из-за деформации горных пород и движений земной коры. С целью измерения малых вариаций магнитного поля используют специальные приборы – магнитометры.

9. Метод регистрации изменения земного электросопротивления. Одной из причин изменения электросопротивления горных пород может явиться изменение напряженности горных пород и содержания воды в земле, что, в свою очередь, может быть связано с возможностью возникновения землетрясения. Измерения электросопротивления проводятся с помощью электродов, помещаемых в почву на расстоянии несколько километров друг от друга. При этом измеряется электрическое сопротивление толщи земли между ними.

10. Метод определения содержания радона в подземных водах. Радон – это радиоактивный газ, присутствующий в грунтовых водах и в воде скважин. Период полураспада его – 38 суток, и он постоянно выделяется из земли в атмосферу. Перед землетрясением происходит резкое изменение количества радона, выделяющегося из воды глубоких скважин.

Кроме перечисленных, необходимо отметить и метод прогноза землетрясений, который основан на наблюдении за необычным поведением животных, птиц, рыб перед землетрясением. Теоретические основы этого метода еще не разработаны, необычное поведение многих представителей фауны объясняется тем, что они более чувствительны к звукам и вибрациям, чем человек.

Японские ученые уже давно обратили внимание на связь поведения некоторых животных с готовящимся землетрясением. Биолог Токийского университета Ясуо Суэхиро собрал немало сведений, которые убеждают: перед сильными землетрясениями некоторые обитатели морских глубин поднимаются на поверхность. Об этом есть записи и в исторических хрониках, и в воспоминаниях наших современников. Перед катастрофическим землетрясением 1923 г., разрушившим столицу Японии, один ихтиолог увидел у пляжа в Хаяма, близ Токио, раздувшуюся на мелководье усатую треску, которая водится только в очень глубоких местах. Через два дня после этого страшное землетрясение погубило 150 тыс. человек. В 1933 г. один рыбак поймал в районе Одавара угря, который обитает на очень больших глубинах. В тот же день сильный подземный толчок встряхнул тихоокеанское побережье Японии.

В Скопле (Югославия) за несколько часов до катастрофического землетрясения сильное беспокойство проявляли животные в зоологическом саду города. Вначале громко завыла гиена, затем к ней присоединились тигры, слоны, львы. В Японии для предсказания землетрясений используют один из видов маленьких рыбок. Обычно за несколько часов до первого подземного толчка они начинают метаться в аквариуме.

По всей видимости, животные воспринимают какие-то сигналы, возможно, идущие от очага будущего землетрясения. Какие же? Самое вероятное – инфразвук.

В настоящее время помимо инструментальных методов, накоплен большой фактический материал о случаях аномального поведения животных (70 видов животных). В процессе эволюции эти животные выработали безусловные рефлексы и обладают большей чувствительностью к инфразвуку и изменениям магнитного поля, чем человек.

По чувствительности они располагаются следующим образом (в порядке возрастания): 1) крысы, дикие птицы, рыбы; 2) куры; 3) черви; 4) собаки и лошади; 5) змеи; 6) крупный рогатый скот; 7) кошки. Рыбы ощущают изменения в среде на расстоянии до 20 км от эпицентра, черви – 20–50 км, змеи, собаки, лошади – до 100, кошки – до 150 км.

Проблема защиты от землетрясения стоит очень остро. В ней необходимо различать две группы антисейсмических мероприятий: 

а) предупредительные, профилактические мероприятия, осуществляемые до возможного землетрясения;

б) мероприятия, осуществляемые непосредственно перед, во время и после землетрясения.

К первой группе относятся вопросы изучения природы землетрясений, раскрытие его механизма, идентификация предвестников, разработка методов прогноза и т.д. На основе исследований природы землетрясений могут быть разработаны методы предотвращения и прогноза этого опасного явления. Очень важно выбирать места расположения населённых пунктов, с учётом сейсмостойкости районов.