Селитренное городище

ПРОГНОЗ: ВОЗМОЖНА ЛИ КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА РАСЧЁТА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

ЗАДАЧА И ПРОГРАММА РАСЧЁТА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Приходовский Михаил Анатольевич
(кандидат физико-математических наук, Томск)

Возможен ли расчёт землетрясений на долгий период времени? За какой период в принципе можно научиться их предсказывать?
Представим себе некоторую конструкцию – мост или здание с трещинами, настолько старое, что действует усталость металла. Мы можем буквально просветить насквозь конструкцию и фиксировать все параметры, с помощью ультразвука, рентгеновских лучей. Но тем не менее определить, предсказать момент начала разрушения – практически невозможно. В какой именно момент времени трещины начнут разрастаться? Если бы это было возможно, многие обрушения зданий были бы предсказаны с точностью до минуты за много лет вперёд. Но и здесь число влияющих факторов огромно. А теперь представьте, что аналогичная задача стоит перед сейсмологией, но неизвестно ни строение, ни внутренние напряжения. Известно только в общем, где в земной коре есть разломы, а полная информация о структуре коры – всех её неоднородностях и т.д. - неизвестна. Понятно, что задача прогноза землетрясений в таком контексте ещё более сложна и неудивительно, что их до сих пор не научились предсказывать за большой период времени с гарантированной точностью.
Точный прогноз возможен лишь как прогноз события появления сейсмической волны в данном городе, когда волна уже стала распространяться и достигла эпицентра. То есть сейсмические волны – это и есть краткосрочные предвестники. Время такого «квази-прогноза» составляет всего несколько минут и то для достаточно удалённых от эпицентра точек. Этому посвящён и ряд моих статей на сайте http://prihod1.inauka.ru . Время прогноза равно отношению разности между расстоянием до очага и глубиной очага к скорости сейсмической волны. Вот тот промежуток времени, который отделяет возможность гарантированного прогноза от вероятностного.
Но с другой стороны, землетрясение – пусть очень важный, но всего лишь ЭЛЕМЕНТ сейсмического процесса. Зная развитие всего процесса, не составит труда предсказать его элемент. Таким образом, нельзя сказать, что сейсмический прогноз задолго до появления волны – невозможен. Это не совсем так.
Допустим, что в будущем землетрясения будут рассчитываться заранее с помощью компьютерных программ, которые будут в реальном режиме времени обрабатывать информацию, поступающую с различных датчиков и приборов наблюдения, а также будет происходить автоматическое оповещение о вычисленном времени начала землетрясения. Как должна быть построена эта программа? Возможна ли программа для расчёта землетрясений вообще? Вот некоторые требования, предъявляемые к данной программе, если мы хотим чтобы она реально работала:
1. Программа должна работать быстрее, чем происходят сейсмические процессы, то есть по исходным данным должна быстрее выдать сообщение о предстоящем землетрясении, чем оно произойдёт в действительности. Учитывая небольшое быстродействие компьютеров, пока они вряд ли смогут достаточно хорошо справляться с данной задачей, даже если теория позволить создать такую программу.
2. Программа должна рассчитывать сейсмические процессы по наблюдаемым солнечным вспышкам, магнитным бурям, а также известной информации о напряжениях в различных участках земных недр. Но вот здесь-то как раз тоже проблема: отсутствует полная информация о строении недр, о неоднородностях в конкретных местностях и так далее.
Глобальная задача прогноза землетрясений может быть поставлена как задача расчёта землетрясений по наблюдаемой солнечной активности, приливным воздействиям со стороны Солнца и Луны, и в принципе, при знании всех факторов, она может оказаться не столь неразрешимой, как принято считать. Конечно, чтобы указать точный момент землетрясения заранее, за несколько лет или месяцев, необходимо было бы знать характер солнечной активности на такой период вперёд, то есть какие вспышки на солнце произойдут. Это даже в том случае, если бы существовала точная, известная во всех деталях зависимость землетрясений от вспышек на солнце. Но ведь процессы в недрах солнца предсказать ещё более проблематично, чем землетрясения. Получается, что можно использовать только имеющуюся на данный момент информацию о процессах на солнце, о напряжённости магнитных полей, магнитных бурях и так далее. И только на основе этой информации (постоянный мониторинг которой необходимо осуществлять) можно рассчитывать сейсмическую активность на ближайший период времени.
По последним данным, магнитные бури влияют на землетрясения, например, «…предполагается триггерный характер воздействия магнитных бурь на сейсмическую активность. Пока не имеется достаточных экспериментальных или теоретических данных для суждения о природе обсуждаемого эффекта». (Соболев Г.А., Пономарёв А.В. «Физика землетрясений и предвестники», 2003г. с.252) «Вопрос о механизме триггерного воздействия магнитных бурь с внезапным началом на сейсмичность остаётся на сегодняшний день открытым». (там же, с.253) «Не установлены достаточно универсальные признаки наступления катастроф, которые могли бы использоваться на уровне закона» (там же, с.257).
По зарегистрированным произошедшим процессам на Солнце и как следствие того в магнитосфере Земли нужно научиться ВЫЧИСЛЯТЬ сейсмоактивность в разных точках земного шара на ближайшие часы. Такие методы пока отсутствуют.
Создание системы мониторинга околоземных магнитных полей, позволило бы создать трёхмерную карту распределения магнитного поля в реальном режиме времени, вычислять возникновение токов в земной коре.
Идеальным решением задачи краткосрочного прогноза было бы создание трёхмерной карты подземных тектонических напряжений в реальном режиме времени. Здесь проблема состоит в том, что нет возможности «просветить» земную кору некоторым излучением, которое позволило бы эту карту создать. Можно использовать магнитные явления для исследования подземных напряжений. Использовать магнитные явления для прогноза предлагали многие сейсмологи. Но удовлетворительного решения до сих пор не найдено.
Единственной детерминированной физической величиной, влияющей на сейсмичность, является инверация. Её можно рассчитать на большой период времени для каждой точки земной поверхности с точностью до минуты. Но это лишь одна из величин, влияющих на землетрясения. Тем не менее, это позволит определить наиболее вероятные моменты зарождения сейсмических волн. О влиянии инверации можно прочесть статью http://www.inauka.ru/blogs/article41246 от 21 апреля, но это только «анонс» темы. Предполагаю в будущем разъяснить подробнее суть инверационной сейсмологии и влияние инверации на различные физические процессы, от землетрясений до техногенных катастроф. Приложения инверационной механики вряд ли ограничиваются только сейсмологией.