Электромагнитный мониторинг землетрясений

Магаданская область находится в сейсмически активной зоне Тихоокеанского пояса, и поэтому исследования по обнаружению возможных предвестников землетрясений имеют особую актуальность.

Характерной особенностью региона является разбросанность населенных пунктов, удаленность от центральных районов страны, что затруднит оперативные спасательные мероприятия в случае ЧП. В связи с этим актуальность научно-исследовательских работ по прогнозу землетрясений очень важна для стабильного развития территории. Из всех методов краткосрочного (сутки, часы) прогноза землетрясений, с точки зрения авторов, наиболее эффективным как по оперативности, так и по стоимости является изучение возможности выявления электромагнитных предвестников землетрясений.

Научные исследования в этом направлении ведутся во многих странах Северо-Востока Азии: Китае, Монголии, Японии, а также США. В России подобными темами занимаются в научных организациях Якутии, Камчатки, Сахалина и Магадана. Однако, несмотря на то что некоторые из этих исследований ведутся уже несколько десятков лет, решающего успеха в этом направлении, т. е. достоверного краткосрочного прогноза землетрясения по электромагнитным данным, к сожалению, нет. Точно так же, как нет абсолютно достоверного результата по другим методам: гидрогеологическим, акустическим и тому подобным - не только на Северо-Востоке Азии, но и во всем мире.

В первую очередь это связано с тем, что ученые не знают, когда и где в ближайшее время произойдет крупное сейсмическое событие. То есть имеется уравнение с двумя неизвестными, которое, как известно, в принципе не имеет однозначного решения. Другое дело, если в уравнении оно одно. Например, в вулканологии месторасположения всех активных и потенциально активных вулканов - известный факт, поэтому при малейших признаках их пробуждения они окружаются целой сетью измерительных станций, которые фиксируют практически все геофизические, геотермические, акустические параметры подготовки и самого извержения вулкана, что позволяет накапливать информацию по прогнозу извержения. Однако в сейсмологии известны только районы территорий, причем весьма обширные по площади, где наиболее возможны землетрясения в ближайшие 50 - 100 лет. Это так называемые сейсмогенные зоны и пояса. В связи с этим единственным способом разработки методов электромагнитного прогноза землетрясений является круглосуточный сейсмоэлектромагнитный мониторинг территории в целях выявления аномальных электромагнитных эффектов, предшествующих за несколько часов или суток крупным землетрясениям, и доказательство сейсмогенной природы этих эффектов.

В СВКНИИ ДВО РАН в 2003 году были созданы аппаратурные и антенные комплексы, развернута и запущена в рабочий режим региональная сеть станций сейсмоэлектромагнитного мониторинга в западном регионе Магаданской области в поселках Стекольный, Омчак и Сеймчан. Работы велись с 2001 года. За этот период были проведены лабораторные эксперименты, созданы аппаратурные комплексы, разработано специализированное программное обеспечение, выполнены полевые опытно-методические работы. В мае 2003 года начато развертывание станций сейсмоэлектромагнитного мониторинга, выполнены их настройки, тестирование, и в течение 2004 - 2010 годах региональная сеть регистрации электромагнитного излучения сейсмогенного характера работает круглосуточно. С учетом повышения уровня сейсмичности в Примагаданье в 2010 году при финансовой поддержке администрации Магаданской области были проведены работы по созданию аппаратурных комплексов и развертыванию четвертой региональной станции сейсмоэлектромагнитного мониторинга землетрясений непосредственно в Магадане. Развертывание и запуск с ноября 2010 году в штатный режим регистрации такой станции на 100 км в южном направлении увеличило зону захвата всей региональной сети станций сейсмоэлектромагнитного мониторинга и полностью прикрыло Магадан как основной транспортный узел области, где можно вести надежный электромагнитный мониторинг землетрясений на территориях, прилегающих к областному центру.

На основе проведенной при финансовой поддержке администрации Магаданской области модернизации в 2007 - 2010 годах аппаратурных комплексов региональных станций сейсмоэлектромагнитного мониторинга осуществлено повышение чувствительности аппаратуры и автономности станций. Таким образом, в настоящее время лабораторией геофизики СВКНИИ разработаны, созданы и успешно функционируют четыре уникальные цифровые региональные станции сейсмоэлектромагнитного мониторинга. Каждая включает в себя два антенных комплекса: ОНЧ-диапазона и GPS-синхронизации, блоки фильтрующей и регистрирующей аппаратуры, систему бесперебойного автономного питания нового поколения 2009 - 2010 годов. Все аппаратурные комплексы изготовлены на современной элементной базе с использованием компьютерных технологий обработки информации, прошли лабораторные и натурные испытания, более 7 лет работают в штатном режиме круглосуточного сейсмоэлектромагнитного мониторинга. Также на базе спутниковой связи в 2008 году была создана телекоммуникационная система удаленного доступа: СЭМ-станция «Сеймчан» - ЦП «Магадан», благодаря которой решены задачи возможности вывода оперативной сейсмоэлектромагнитной информации на спутниковый канал и в определенной степени интерактивного управления данной станцией из Магадана. В настоящее время аналогичные системы созданы для региональных СЭМ-станций «Стекольный» и «Магадан». Таким образом, к началу 2011 года три из четырех региональных станций электромагнитного мониторинга землетрясений могут работать в оперативном режиме удаленного доступа из Магадана.

В нашей лаборатории разработана новая методика взаимокорреляционного анализа реализаций с разнесенных СЭМ-станций сети, которая основана на том, что сейсмогенные эффекты электромагнитного поля предположительно проявляются в изменении характеристик распространения ионосферных атмосфериков над зоной подготовки землетрясения. На основе этой методики в 2010 году был выполнен анализ данных, общая обработка и интерпретация результатов работ по наблюдениям за 2006 - 2010 годы. Мы проанализировали материалы по шести землетрясениям, происшедшим на территории области 19 октября 2006-го, 22 июня 2008-го, 5 ноября 2008-го, 27 июля 2009-го, 27 декабря 2009-го и 3 августа 2010 года. В результате комплексной интерпретации сейсмоэлектромагнитных данных 2006 - 2010 годов и непрерывной получасовой регистрации, выполненной в 2009 - 2010 годах, выявлены три аномальных электромагнитных эффекта, присутствующих в период подготовки землетрясений и отсутствующих в сейсмоспокойные периоды в такие же сезоны. Временной интервал проявления аномальных эффектов составляет от двух недель до нескольких часов перед сейсмическим событием.

Наличие региональной сети регистрации сейсмоэлектромагнитных излучений, работающей в штатном режиме круглосуточного мониторинга, и полученные первичные результаты комплексной интерпретации могут оказаться основополагающим шагом в плане решения задачи краткосрочного электромагнитного прогноза крупных землетрясений на нашей территории.

Виктор КАБАНОВ,
научный сотрудник лаборатории геофизики СВКНИИ ДВО РАН,
Владимир ШАРАФУТДИНОВ,
заведующий лабораторией геофизики СВКНИИ ДВО РАН, кандидат геолого-минералогических наук