ПРОГНОЗ: О ВОЗМОЖНОСТИ КРАТКОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Проблема прогноза землетрясений считается актуальной. Однако, человечество давно уже может предсказывать землетрясения, но не догадывается об этом. Современная сейсмологическая наука сталкивается со многими проблемами и нельзя исключать возможность, что полностью модель землетрясения не будет построена в течение ближайших десятилетий. Но можно не ждать эти несколько десятилетий, а частично решить проблему краткосрочного прогноза в наше время.
Технически решить проблему прогноза землетрясений и снижения до нуля их катастрофических последствий можно уже при нынешнем уровне развития цивилизации. Для этого не требуется реализация каких-либо космических проектов, которые пока неосуществимы. Пока проблема заключается в том, что не удаётся найти гарантированные краткосрочные предвестники землетрясений. Это распространённое мнение и в обществе, и среди специалистов по сейсмологии. Но прогноз землетрясений уже не будет зависеть от успехов или неудач фундаментальной науки. Надёжные краткосрочные предвестники, которые позволяют предупредить о землетрясении за время от нескольких секунд до нескольких минут всё-таки существуют, и современное общество может построить промышленную систему прогнозирования на их основе.
Допустим следующие предположения:
1. Краткосрочный предвестник может существовать не в той точке земной поверхности, для которой требуется предсказать землетрясение, а на расстоянии сотен километров от неё.
2. В качестве основного надёжного предвестника землетрясения можно использовать сами сейсмические волны.
Основная идея метода состоит в том, что сигнал из эпицентра землетрясения может служить предвестником этого землетрясения для всех остальных точек земной поверхности. Ведь известна скорость сейсмических волн от 3 до 6 километров в секунду. Таким образом, землетрясение происходит не во всех точках поверхности одновременно, а в разное время в разных точках. Эта разница во времени и может позволить предупреждать за несколько десятков секунд, что и является в некотором смысле решением задачи прогноза.
До сих пор под словом «землетрясение» принято объединять несколько различных понятий. Но введём разные определения:
1. Землетрясение КАК ПРОЦЕСС это распространение сейсмических волн от очага землетрясения. Так вот, начало этого процесса наука предсказывать пока не может.
2. Землетрясение В ДАННОЙ ТОЧКЕ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ это процесс прохождения сейсмической волны через данную точку.
Если нас интересует возможность предупредить о землетрясении данный населённый пункт и он оказывается не в эпицентре землетрясения, то сейсмическая волна проходит там ЧЕРЕЗ НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ после того, как началось землетрясение в эпицентре. Разница во времени зависит от глубины очага землетрясения и расстояния от города до эпицентра. Допустим, что сейсмические волны распространяются в однородной среде («идеальная» физическая модель). Обозначая глубину очага, или гипоцентра h, расстояние от города до эпицентра S, скорость сейсмических волн v, нетрудно вычислить время, за которое теоретически можно предсказать землетрясение в этой точке:
T=(sqrt(S^2+h^2)-h)/v
Теоретическое время прогноза равно нулю только в самом эпицентре, в любой другой точке оно составляет от нескольких секунд до нескольких минут. Это можно считать математическим доказательством возможности краткосрочного прогноза вопроса, который до сих пор оставался открытым.
Итак, например, если очаг землетрясения на глубине 40 км, а город на расстоянии всего 30 км от эпицентра, то при скорости сейсмических волн 5 км/сек время прогноза составит всего 2 секунды, но если автоматизированная система прогноза будет подключена к аварийным службам оповещения населения и аварийным системам отключения газоснабжения и электросетей в целях предотвращения массовых пожаров и иных опасных последствий при обрушении зданий то и две секунды прогноза могут снизить риск от землетрясения. Если же например глубина очага 50 км, а расстояние до города 250 км (параметры сравнимые с землетрясением в Сибири осени 2003 года), то за 41 секунду можно оповестить население (с помощью сирен воздушной тревоги, экстренного сообщения во всем каналам телевидения и радио) и даже провести эвакуацию. (Говорят о прогнозе, но ведь ни в одном городе на разработана даже коммунальная система оповещения и минимизации последствий, хотя бы те меры, которые здесь предлагаются!)
Для 21 века такое решение может оказаться вполне приемлемым, и если не будет совершён прорыв в сейсмологии как фундаментальной науке, то и основным реальным методом прогноза. Снижение катастрофических последствий и числа жертв до нуля позволит перевести проблему землетрясений из разряда острых социальных в разряд общенаучных проблем.
Теперь перейдём к описанию единой системы прогноза и оповещения (а только такая объединённая система имеет смысл), которую можно создать в ближайшие годы. Причём финансовые вложения сравнимы всего лишь с вложениями по созданию, например, сети сотовой связи.
Сейсмическим прогнозированием будет заниматься федеральное АГЕНТСТВО СЕЙСМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ, которое отвечает за работу СЕТИ СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ. Сеть сейсмического прогнозирования объединяет тысячи сейсмических датчиков, ежесекундно в реальном режиме времени передающих информацию о наличии сейсмических колебаний либо по проводным линиям связи, либо через спутник в диспетчерские центры, соединённые с областными отделениями МЧС. Сейсмические датчики покрывают значительные территории, на которых вероятно возникновение эпицентра землетрясения, так же как сеть сотовой связи. Примерно на 1 квадратный километр приходится сейсмический датчик. Где бы ни был очаг землетрясения, система мгновенно оповестит о его силе все населённые пункты в радиусе сотен километров, подавая сообщение о предполагаемом времени и силе землетрясения в каждом городе (эти параметры тут же будут вычислены компьютерной программой) по всем каналам телевидения, радио, возможно одномоментной рассылкой SMS-сообщений на все сотовые телефоны и пейджеры, а также через сигналы воздушной тревоги. На электронной карте диспетчерского центра огромном мониторе - можно видеть, как распространяется фронт сейсмической волны. На карте отображаются красным цветом точки, соответствующие сейсмографам, от которых система в данный момент получает сигнал о сейсмических колебаниях. Сохраняя эту информацию в памяти компьютеров, заодно получим много полезной научной информации о распространении сейсмических волн в породах в данной местности. Причём для прогноза землетрясений в Сибири нет необходимости покрывать сейсмографами всю территорию Сибири ведь известно, что эпицентр может находиться только в горах Алтая, а не на равнинной части. Поэтому достаточно установить всего несколько датчиков в горном Алтае и создать линию оповещения. В Японии же, где очаг землетрясения может быть где угодно, нужно будет создать плотную сеть покрытия островов и прилегающих территорий океанского дна.
Предлагается первый промышленный элемент будущей глобальной системы прогноза построить на примере Сибири, где область возможного возникновения эпицентра достаточно локализована в горном Алтае и не требуется большая площадь покрытия.
Таким образом, проблема краткосрочного прогноза проблема уже не развития фундаментальной науки, а скорее производственно-техническая задача на ближайшие годы, выполнение которой зависит от государства.
Тем не менее, исследование моделей очага землетрясения остаётся важной научной задачей если мы научимся предсказывать зарождение сейсмической волны в очаге, то время прогноза может увеличиться от секунд и десятков секунд до минут или даже часов.
Предлагаю сторонникам либо противникам данного метода краткосрочного прогноза обсудить этот вопрос или высказать критические замечания на Интернет-форуме на сервере «Известия науки»: http://www.inauka.ru/prognoz/article40617 или
http://www.inauka.ru/prognoz/article40617/forum
Приходовский Михаил Анатольевич Prihod1@mail2000.ru
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
МАТЕРИАЛОВ САЙТА ССЫЛКА НА САЙТ
ОБЯЗАТЕЛЬНА