"Шёпот земли" подскажет учёным о приближении землетрясения

Исследователи из Московского физико-технического института и Института динамики геосфер РАН разработали новый метод прогнозирования землетрясений. Он основан на анализе слабых колебаний, возникающих в зоне тектонического разлома.

Авторы работы поясняют, что землетрясения возникают при внезапном сдвиге одной части земной коры относительно другой вдоль существующих разломов. Сдвиги возникают в тех случаях, когда действующие на блоки земной коры силы начинают превышать прочность разлома.

Приближение момента подобного сдвига можно зафиксировать по ряду косвенных признаков. В частности, для прогнозирования подземных толчков специалисты неоднократно пытались следить за такими явлениями как выход из-под земли газа радона, изменения сейсмической активности, скорости распространения сейсмических волн и даже уровня воды в скважинах. Однако этих наблюдений недостаточно, чтобы составить чёткую картину того, что происходит непосредственно в области будущего очага землетрясения.

«Все перечисленные феномены характеризуют не зону разлома как таковую, а скорее большую область вокруг разлома, в которой происходит накопление упругой энергии деформации. Из-за этого все попытки найти надёжные способы краткосрочного прогнозирования землетрясения не дали результата, хотя ретроспективно можно связать некоторые изменения с уже произошедшими толчками», — поясняет соавтор работы Геворг Кочарян, профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем МФТИ, заместитель директора ИДГ РАН по научной работе.

Для понимания процессов в зоне разлома учёные предложили использовать запись сейсмического шума. Она содержит информацию о настолько слабых колебаниях, что речь идёт не о землетрясениях как таковых (пусть даже небольших), а скорее о шумах, создаваемых медленно деформируемыми блоками земной коры.

В своей работе исследователи показали, что на участке разлома — в области зарождения будущего землетрясения — характеристики этого шума меняются при увеличении тектонических напряжений до критической величины и переходе разлома в метастабильное состояние, когда любое небольшое воздействие извне способно запустить катастрофический сдвиг. В потенциально опасной зоне разлома существенно меняется спектр сейсмического шума, отмечают специалисты.

Проведённые в лабораторных условиях измерения с использованием гранитных блоков показали, что в низкочастотной области возникают характерные пики, частота которых существенно снижается перед сдвигом.

«Обнаруженные нами закономерности указывают на то, что переход разлома в состояние готовности к сейсмическому толчку можно обнаружить, анализируя спектр фонового шума. Выявление колебаний, возникающих вблизи разлома, и слежение за их изменением могут стать новым полезным методом наблюдения за разломами в режиме реального времени», — заключил Алексей Остапчук, сотрудник кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем МФТИ и Института динамики геосфер РАН.

Более подробное описание новой методики представлено в научной статье, опубликованной в журнале Scientific Report. 

Напомним, что прогнозированием землетрясений сегодня, помимо экспертов, занимается также искусственный интеллект. А предупредить человека о приближающейся «дрожи земли» может мобильный сейсмометр MyShake, уже доказавший свою «профпригодность».

Также авторы проекта «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, могут ли животные предсказывать землетрясения.