Project_DV

Краткосрочный прогноз землетрясений для России.

В статье впервые открыто и четко указываются требования к краткосрочному и оперативному прогнозу землетрясений. Это важно для того, чтобы метод прогноза не был оторван от жизни, а непосредственно мог быть использован в МЧС для предотвращения гибели людей и тяжелых последствий катастрофы. Это также важно для постановки безопасности и оперативности работ в эпицентральной части произошедшего землетрясения. Автор получил благодарности от жителей зон землетрясения и от спасателей, которые работали на Гаити, в Непале.

Введение.

На примере сильных землетрясений с большими жертвами в Индонезии, Японии и других районах можно видеть насколько важно иметь точный метод краткосрочного прогноза землетрясений и последующих цунами.

Мгновенно остановить поезд нереально и с началом толчков начнется разрушение элементов инфраструктуры транспорта (мостов, туннелей, виадуков, метро, трещин гидроизоляции и т.д.).

Для остановки движущихся пассажирских составов, составов с горючими веществами, особенно на мосту, поездов метро и т.д. необходим промежуток времени между подачей сигнала и началом землетрясения более чем 10 – 30 минут, чтоб состав остановился до начала разрушения путей.

Впервые внимание автора к этой проблеме привлекла именно геолог страховой кампании в зоне Калифорнии, где очень велика опасность гигантских пожаров при разлитии нефти из цистерн из-за разрушения пути прежде, чем поезд сможет остановиться.

Для обеспечения эвакуации без паники людей из домов, детей из общественных зданий необходимо не менее 1 – 2 часов. При этом надо учитывать, что силам ЧС надо иметь время на принятие решения, на остановку предприятий, на прекращение подачи электричества и газа, мобилизацию и подачу необходимого транспорта к условленным местам.

Это говорит о крайней необходимости незамедлительного внедрения методов, способных дать точный прогноз места, времени, силы будущего землетрясения за часы, десятки часов до начала толчков (это минимальные требования к прогнозу).

Это предъявляет очень высокие требования к точности определения прогнозируемых параметров.

При таком опережении необходимо иметь величину ошибки прогноза по времени не больше тридцати минут - часа, так-как на это время будет остановлена вся деятельность города, региона, небольшого государства, а это миллиардные потери, недопустимые в случае ложного прогноза.

В зоне работы спасателей необходимо знание последующих толчков, даже с магнитудой 3, так-как даже небольшие толчки способны спровоцировать подвижки разрушенных зданий и быть опасными, как тем, кого спасают, так и самим спасателям. Фактически им нужен график будущих толчков с опережением в несколько часов, – это накладывает дополнительные требования к методу для особых условий.

Огромные материальные и моральные потери возможны в случае ложного прогноза. Если землетрясение не произошло или его магнитуда незначительна по сравнению с прогнозируемой, то эти потери ложатся на государство и полностью дискредитируют саму идею прогнозирования. Это, в свою очередь, несет последующие огромные жертвы и потери в последующих землетрясениях.

Из вышесказанного вытекают требования к краткосрочному и оперативному прогнозу землетрясений.

1. Достоверность прогноза должна быть 100%.

2. Опережение прогноза должно быть не менее 2 – 5 суток. Возможно с постепенным уточнением данных. В редких случаях может быть достаточным опережение от 1 до 5 часов. Если нет опасных производств, Атомных станций, опасности цунами, то достаточным может быть опережение около 3 часов.

3. Необходимая точность определения времени начала толчка: от 30 минут до 1 часа, так-как это определяет необходимое время начала эвакуации и остановки транспорта, производств.

Кроме этого, важно знать – будут ли последующие толчки, сколько их будет, какой магнитуды. Это накладывает дополнительные требования к разделению аномалий по времени между несколькими землетрясениями в одной зоне.

4. От точности прогнозирования магнитуды зависит возможность раздельных действий по опасности силы землетрясения и его воздействию на объекты.

Все эти требования накладывают условия применимости методов краткосрочного и оперативного прогноза.

Бессмысленно применять методы, которые не имеют четкой физической связи с будущим землетрясением. Если они связаны только с "сейсмической активностью», то они сами говорят только о вероятностном будущем событии, и в них уже заложен «ложный прогноз».

Бессмысленно в краткосрочном прогнозе применять методы, которые говорят только «о деформации блоков земной коры», так-как они не могут дать точное время, а значит и использовать такой прогноз не представляется возможным.

Нужны методы, которые физически связаны с будущим конкретным землетрясением, как «поезд связан расписанием». Нужна достаточная разрешающая способность метода по возможности разделения будущих толчков, следующих один за другим не больше получаса – часа, чтоб не задерживать надолго остановленными транспорт, производства, которые без аварий перенесли первый толчок землетрясения и получили разрешение на продолжение работы.

При наличии основного работающего метода возможно применение дополнительных методов для того, чтобы расширить срок предварительного прогноза. Например, метод наблюдения за резонансами (микросейсмический фон, ионосферные предвестники, метео-аномалии и облачные аномалии, и аналогичные, пригодные дать сигнал «внимание, опасность»).

Например, в случае землетрясения в Японии 2011 года резонансные явления могли дать три недели повышения готовности, так-как первый сигнал о возможной катастрофе в зоне Тихого океана был дан Председателю Комиссии подготовки Израиля к землетрясению 23 февраля 2011 года по телефону автором статьи. (К сожалению, он был проигнорирован.)

Созданный и испытанный метод краткосрочного прогноза землетрясений.

К краткосрочным предвестникам относятся аномальное поведение животных и аномальные боли у людей, имеющих проблемы со здоровьем, особые формы облаков, говорящие о наличии низкочастотных колебаний, излучаемых земной корой с образованием стоячей волны, которая проецируется на «экран в облаках», созданный малыми частицами конденсации водяного пара. Указанные предвестники обнаруживались до начала землетрясений за часы и за десятки часов вдали от места будущего землетрясения. Это и являлось основной предпосылкой, которая говорила о перспективности работы Хайфской лаборатории.

В процессе исследований автор обнаружил:

- аномальную реакцию животных, коррелирующую с силой, местом и временем последующих землетрясений;

- наличие постоянной величины отношения дистанции от животного до места эпицентра последующего землетрясения к времени между реакцией животного и началом толчков соответствующего землетрясения;

- наличие математической связи между силой реакции и магнитудой последующего землетрясения.

Автор рассмотрел поверхность земной коры, как линию равнодействия:

- сил, направленных вниз: гравитационное давления атмосферы, земной коры и астеносферы;

- сил, направленных вверх: центробежная сила вращения Земли, силы Архимеда, гравитационные притяжения Солнца, Луны и планет, потоки температурной конвекции в астеносфере, потоки гравитационных волн в массе астеносферы.

Автор предположил, что при постоянных условиях вращения планеты, сверх-низкочастотных гравитационно-сейсмических волн в астеносфере (работы института Фока), и деформации материков, сверх-низкочастотных волн тепловых потоков, выделяются низкочастотные акустические колебания (1 – 100 Гц), которые, как диффузором, выделяют низкочастотные колебания в атмосферу, создавая аномалии, которые и ощущают особые животные и особые люди, обладающие «синдромом Шарлотты».

На основании этого автор использовал обычный сейсмоприемник с механическим фильтром, который давал резонанс в «нужной области частот», понижал чувствительность к импульсам самих землетрясений и создавал порог чувствительности, который позволил отсеять толчки малых магнитуд в зоне измерений и создать зависимость количества регистрируемых пиков от фактора магнитуда-расстояние.

Так землетрясения магнитудой 4 имели аномалию только при расстоянии до их эпицентра до 700 км.

Землетрясения магнитудой 5 – до 1500 км.

Землетрясения магнитудой 6 – до 5000 км.

Землетрясения магнитудой 7 и более - имеют аномалию на всех дальностях на планете.

При этом автором отмечено видимое снижение чувствительности с ростом глубины до гипоцентра будущего землетрясения.

Созданный датчик измерял низкочастотные гравитационно-сейсмические колебания.

Автором было обнаружено:

- наличие математической связи между амплитудой аномалии на датчике и магнитудой последующего землетрясения;

- наличие постоянной величины отношения дистанции от датчика до места эпицентра последующего землетрясения к промежутку времени между регистрацией аномалии на датчике и началом толчков соответствующего землетрясения;

- физический смысл этого отношения – скорость фронта гравитационно-сейсмической волны, которая движется от периферии к месту будущего землетрясения.

При этом автор также обнаружил облачный предвестник («Герольды»), демонстрирующий возникновение стоячей волны в направлении эпицентра будущего землетрясения, также подтверждающий наличие инфразвуковых колебаний.

В результате исследований получена методика и аппаратура для точного прогнозирования основных параметров будущего землетрясения (сила, место, время начала и конца толчков) за достаточное время (от 1 часа до восьми суток) до начала толчков.

Волне дано название «KaY-волна» по фамилиям великого астронома Н.А. Козырева, открывшего наличие связи тектоники Луны и Земли, и автора открытия волны – А. Ягодина (волна Козырева-Ягодина).

Из этих опытов видно, что чем ближе животное или датчик будет находиться к месту будущего эпицентра землетрясения, тем меньше остается времени между появлением аномальной реакции и началом землетрясения. Это можно было объяснить только наличием волны, которая движется от периферии к месту будущего эпицентра.

Скорость фронта волны составляла около 100 км/час.

По работам института Фока в этом диапазоне частот было отмечено:

«Наличие инертной массы у сейсмометров оказывает влияние на их измерительные свойства в длиннопериодной области. К величине инерциального ускорения, которое испытывает основание прибора под действием сейсмической волны, добавляется гравитационное ускорение, испытываемое подвижной массой вследствие действия закона тяготения. И сейсмограф начинает работать в режиме сейсмогравиметра. Разделить вклады инерционного и гравитационного ускорения невозможно, но учитывать их совместное влияние при построении и использовании амплитудной частотной характеристики прибора необходимо.»

Поэтому автор также использует выражение «гравитационно-сейсмическая волна».

В некоторых отдельных эпизодах автору удалось зарегистрировать предвестниковые аномалии будущих землетрясений, которые происходили в одном и том же месте. Это позволило проверить данные предвестника при одинаковых условиях последующих землетрясений.

Землетрясения в Эфиопии:

В Эфиопии произошло подряд три землетрясения в одном и том же месте. Это также продемонстрировало надежную связь предвестника и последующего землетрясения, связанного корреляционной формулой.

Разница времени между началом 2-го и первого землетрясений: 05:15 - 03:25 = 01:50 ,

а промежуток времени между второй и первой аномалиями: (с датчика) 01:56;

Разница времени между началом 3-го и первого землетрясений: 06:58 - 03:25 = 03:33 ,

а промежуток времени между третьей и первой аномалиями: (с датчика) 03:32;

т.е. ошибка предупреждения землетрясения на расстоянии 2500 км. (от Хайфы до Эфиопии ) составила бы не более 6 минут.

При этом опережение по времени между регистрацией аномалии в Хайфе и начала землетрясения в Эфиопии 24 часа.

Это демонстрирует высокую точность метода и разрешение по времени между соседними землетрясениями.

Полученные результаты говорят о возможности использования станций с указанными датчиками для определения направления движения фронта KaY-волны по разности времени прихода фронта волны к станциям и предсказания параметров будущего землетрясения.

Зная момент времени появления пиков волны на датчиках и их координаты определяется вектор направления движения фронта волны.

По пересечению векторов на плане определяется место эпицентра будущего землетрясения.

Зная скорость движения волны, несложно рассчитать время прихода волны в точку эпицентра будущего землетрясения и время землетрясения.

На реальных пиках аномалий для каждой станции и соответствующих последующих землетрясениях строится график связи амплитуды пика на датчике и магнитуды землетрясения, вычисляются поправочные коэффициенты.

Ниже демонстрируются записи с двух станций, на которых хорошо видна возможность определения направления движения фронта волны к месту эпицентра будущего землетрясения, используя регистрацию KaY-волны на соседних станциях.

Последовательное прохождение фронта KaY-волны через станции, при движении волны в сторону эпицентра будущего землетрясения.

На графике мы видим, как при движении волны к Греции, пики волны вначале регистрируются на станции в Нешере и затем в Хайфе.

При движении волны в обратную сторону (на Восток), пики волны вначале регистрируются в Хайфе и затем в Нешере.

В 2004 году данный метод с использованием животных получил положительную рецензию доктора Арие Гилата (инст. Геологии Израиля).

Метод был успешно представлен в 2005 г. на заседании Комиссии Кнессета по науке.

В 2006 году метод и открытие были одобрены экспертом ИФЗ РАН и было рекомендовано продолжить исследования в данном направлении.

Метод был многократно представлен автором самостоятельно и в содружестве с к.т.н. Э.Г. Мирмовичем ( Академия Гражданской защиты МЧС РФ ) на семинарах и конференциях по гуманитарным операциям в Москве, СПБ, Тель Авиве в 2009 – 2011 гг.

В 2012 году были проведены межгосударственные испытания метода и системы станций в Израиле и Аргентине на прогнозах реальных землетрясений магнитудой более 5,5. За время испытаний было прогнозировано 20 землетрясений в Средиземном море, Ближнем Востоке, России, Чили… При этом не было дано ни одного ложного прогноза.

В заключении экспертов (МЧС, ИФЗ РАН, РЭС) подтверждено открытие волны Козырева-Ягодина (KaY-волны), волн-предвестников «Герольдов» и дана высокая оценка прогнозов землетрясений, данных в реальном времени. Комплекс методов, предложенный автором, рекомендован для применения в системах точного краткосрочного и оперативного прогнозирования землетрясений.

В качестве иллюстрации можно продемонстрировать несколько последних землетрясений и запись аномалии на датчиках в Хайфе, где хорошо видно, что аномалия для землетрясений в Израиле была зарегистрирована за 2 – 4 часа до начала толчков землетрясений (в зависимости от расстояния между Хайфой и местом эпицентра землетрясения..

Согласно вышесказанному, для предотвращения гибели людей в землетрясениях и цунами автор предлагает ИФЗ РАН, МЧС, ГС России создание, совместно с Дальневосточным и Сибирским отделениями РАН и в зоне Кавказа-Крыма модулей станций, которые станут первой основой и Региональным центром прогноза землетрясений, который в перспективе рассматривается в глобальном варианте, и для сильных землетрясений может дать прогноз за 6 – 7 суток до начала толчков с постепенным повышением точности.

Литература:

1. Александр Петрович Ягодин «Kay-волна предупреждает землетрясение». Под редакцией чл.-корр. РАН профессора геофизики Алексея Всеволодовича Николаева. Хайфа: Akavish, 2015. – 78 с.

2. Alexandr Yagodin. (WO/2008/053463) SYSTEM OF THE PREDICTION OF THE EARTHQUAKE. Патент РСТ.

3. Е.И. Гордеев, А.А. Маловичко, В.Н. Чебров, Л.В. Гунбина, Ю.Н. Левин. РАЗВИТИЕ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ РОССИИ. РЕЗУЛЬТАТЫ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ