Представлены результаты исследования динамики атмосферного электрического поля и интенсивности медленных нейтронов на высокогорной станции Северного Тянь-Шаня во время активизации сейсмических процессов. Идентифицированы предвестники землетрясений в измеряемых геофизических параметрах. Исследованы их особенности и вероятность появления перед землетрясением.

Выявленные путем сравнительного анализа долговременных изменений количества землетрясений черты системного геодинамического функционирования современных сейсмоактивных поясов и сопоставление вариаций сейсмических событий, а также выявление их корреляционных взаимосвязей позволяет обнаружить системное единство геодинамических процессов, имеющих общее происхождение и управляемых процессами регионального масштаба, протекающими на границах конвергентных плит. Анализ временных вариаций показал, что верхнекоровые, нижнекоровые и мантийные землетрясения в различных геодинамических обстановках ведут себя обособленно, но, в то же время, в большинстве случаев согласуются по латерали. Близкое совпадение временных вариаций для определенных уровней позволяет говорить о согласованном автономном поведении отдельных оболочек литосферы, которое может быть объяснено различиями вещественного состава и физико-механических свойств отдельных геосфер, а также особенностями их реакции на внешние природные и техногенные воздействия.

Западная часть акватории Тихого океана отличается высокой сейсмической, вулканической и циклонической активностью. Экстремально опасным по количеству всех видов природных катастроф является район Филлипинской литосферной плиты и прилегающих к ней островных дуг и зон субдукции. Для этого района сделана выборка сейсмических событий с М от 6 из мирового каталога землетрясений Геологической службы США, выборка данных по вулканическим извержениям из базы данных Смитсоновского института США, а также выборка данных из реестра тропических циклонов Росгидромета за 1983–2017 гг.  На основе выборок построены временные ряды годового количества землетрясений, вулканических извержений и циклонов со скользящим осреднением по пяти годам и сдвигом в один год.  Сопоставление плавных изменений различных видов эндогенной активности литосферы и динамических явлений в атмосфере показало их высокую взаимную корреляцию. Выяснилось, что временные ряды, отражающие вариации количества землетрясений и циклонов находятся в противофазе, а в вариациях циклонов и извержений вулканов, наоборот, прослеживается синфазная корреляция.  В итоге при реализации природных катастроф в районе Филлипинской плиты намечены признаки системного единства отдельных геосфер, которые проявляются совместной активизацией вулканической и циклонической активности на фоне общего снижения активности сильных землетрясений.

Анализ периодов активизации слабой сейсмичности Северном Тянь-Шане за период инструментальных наблюдений показал, что накануне сильных землетрясений форшоки (К = 10–12), как правило, не проявляются, но во многих случаях отмечается возрастание количества слабых землетрясений с K ≤ 10. Применение расчетного параметра нормированной активизации позволяет более надежно локализовать эпицентральные зоны сильных землетрясений.

Исследование связей гравитационного лунно-солнечного прилива и слабой сейсмичности показало наличие закономерных изменений нормированной активизации накануне сильных землетрясений. В качестве параметров прилива использовались теоретические значения компонент приливного ускорения, рассчитанные по программам TIDES и TARDY, показавшими их хорошую сходимость, из сейсмических параметров испытывались количество и энергия, условная деформация Беньофа слабых землетрясений.

Воздействие приливных волн (возрастание-убывание) с периодами около года на слабую сейсмичность исследовалось по методике LURR. Результаты ретроспективного анализа показали, что перед большинством из более, чем 20 землетрясениями с K ≥ 13 проявлялись аномалии, которые могут быть идентифицированы как среднесрочные предвестники. При этом для разных землетрясений аномалии выделены не на всех компоненты прилива. Причиной этого, вероятно, являются особенности тектонического строения очаговых зон. Пространственное расположение аномальных зон часто не совпадает в плане с эпицентром будущего землетрясения. 

Приливные воздействия на слабую сейсмичность на периодах около месяца интервал возрастания прилива (около 13.5 суток) вызывают аномалии в условной деформации длительностью не более 2 месяцев, что делает возможность применения метода LURR для краткосрочного прогноза землетрясений. Отмечается зависимость между числом циклов прилива, принятым для расчетов и магнитудой будущего землетрясения.

Исследования по выявлению механизма возникновения землетрясений ведутся уже достаточно давно. В основном, эти исследования основываются на теории сплошных сред и механики разрушений, что в общем позволяет оценить механизм разрушения пород в момент возникновения землетрясений. Однако, в качестве физических явлений, обуславливающих подготовку землетрясений, рассматривают только тектонические и эндогенные процессы. Роль экзогенных процессов исследована очень слабо. В докладе представлены предварительные результаты влияния экзогенных процессов (изменения атмосферной циркуляции) на инициирование механизма очага землетрясений.

Анализ изменения атмосферной циркуляции позволяет определить зарождение «первичной» дизъюнкции для того или иного типа механизма в эпицентре очага землетрясений. Данный процесс происходит в результате чередования во времени (1–2 суток) и смены (2 суток) на пространстве положения циклонов и антициклонов с последующей их заменой. Это приводит к тому, что барические нагрузки на земную кору достаточно быстро меняются на противоположные. Положительные нагрузки меняются на отрицательные и наоборот.Поскольку области сжатия земной коры соответствуют областям высокого атмосферного давления, а области растяжения коры областям низкого атмосферного давления, то смена в течение 2–3 суток пространственного расположения циклонов и антициклонов позволяет уверенно выявить механизм очага – сброс или взброс. Также исследования показали, что в зависимости от расположения им траектории движений антициклонов и циклонов относительно разломов наблюдаются правосторонние или левосторонние сдвиги.

Результаты мониторинга геофизических предвестников часто не содержит прогностической составляющей, что практически исключает краткосрочный прогноз землетрясений.Однако мониторинг деформации земной поверхности, вызываемой сопряженными антициклонами, достаточно надежен в интервале 1–4 суток и содержит прогностическую составляющую, что позволит (в зависимости от качества прогностических метеорологических полей) составлять прогноз землетрясений за 2–3 суток.

Атмосферные триггерные эффекты реализуются через различные наборы странных аттракторов, которые представляются атмосферно-циркуляционными предвестниками (АЦП). Ежедневный мониторинг прогностических метеорологических полейпозволяет выявить возникающие АЦП для территории Земли и, в соответствии с пространственно-временными изменениями странных аттракторов, определить точку бифуркации, т.е. координаты, а также время землетрясений. Точность возникновения, соответствующего АЦП, зависит от качества прогноза метеорологических полей.

Существенно повысить достоверность краткосрочного прогноза землетрясений возможно при совместном синхронном анализе метеорологической и геофизической информации. В качестве геофизических предвестников возможно использовать измерения литосферных газов (радона), геоакустических шумов, измерения GPS, уровня подземных вод и других.

Необходимым условием успешного применения данных мониторинга геофизических предвестников является наличие пространственной оптимальной сети наблюдений. Приводятся результаты совместного анализа АЦП и данных мониторинга геофизических измерений в регионе Камчатки.

С развитием сейсмических сетей стали активно проводиться оценки состояния геосреды по параметрам регистрируемого микросейсмического шума; в том числе и с точки зрения поиска предвестников сильных землетрясений. В работе представлено исследование микросейсмического фона на Камчатке с 2008 по 2018 года. Для анализа были привлечены данные сейсмической станции PET международной сейсмической сети IRIS (http://ds.iris.edu/ds/nodes/dmc/forms/breqfast-request/). Выборка землетрясений и их основных параметров проводилась по данным сейсмического каталога USGS Earthquake catalog (https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/). Для количественной характеристики микросейсмического фона и оценки характерной частоты собственных колебаний был использован алгоритм центра масс. В ходе анализа была проведена оценка спектрального центроида в разных диапазонах частот, который указывает где, главным образом, сосредоточена энергия колебаний. Помимо долгосрочного анализа микросейсмического фона, проводилось исследование результатов регистрации микросейсм до и после сильных землетрясений. В ходе исследования параметров сейсмического фона выделены землетрясения, перед которыми наблюдается понижение спектральной частоты.

Проведено сравнение полученных данных для Камчатки с результатами обработки микросейсмического фона Чилийской зоны субдукции, для которой характерно равномерное распределение областей асперити вдоль всей контактной поверхности. Анализ особенностей низкочастотного микросейсмического шума проводился по сейсмическим данным за 2008–2018 года. В ходе исследования параметров сейсмического фона выделены мега-землетрясения, перед которыми наблюдается понижение спектральной частоты. Перед всеми землетрясениями наблюдается эффект снижения частоты на 0.12–0.26 Гц. В целом, минимальное значение спектрального центроида перед землетрясениями согласуется с теоретическими значениями частот собственных колебаний.

Работа выполнена в рамках государственного задания (проект № 0146-2017-0006) и при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-05-00923).

В качестве возможных ионосферных предвестников землетрясений Камчатского региона рассмотрены следующие ионосферные возмущения, зарегистрированные в ходе вертикального радиозондирования ионосферы: превышение текущих значений критической частоты foF2 ионосферного слоя F2 над медианными значениями в периоды возмущённого состояния магнитосферы, образование K-слоя и спорадических слоёв Es-spread и Es типа r, F-spread, а также расслоение F2 по частоте и высоте. Проведена оценка эффективности прогноза землетрясений с энергетическим классом Ks ≥ 11.5 для рассматриваемых ионосферных возмущений за период 2013–2018 гг. по методикам А.А. Гусева и Г.М. Молчана. Показано, что наилучшую прогностическую эффективность имеют K-слой, Es типа r, foF2 в весенне-осенние периоды и расслоение F2 по частоте для сейсмических событий с энергетическим классом Ks ≥ 13.5.

Представляются первые результаты сопоставления данных комплексных скважинных измерений, проводимых ИВиС ДВО РАН на Петропавловск-Камчатском геодинамическом полигоне, с данными мониторинга ионосферы средствами вертикального радиозондирования, проводимых ИКИР ДВО РАН. Полученные к настоящему времени результаты показывают, что оперативный анализ данных мониторинга ионосферных процессов совместно с данными комплексных скважинных геофизических измерений может позволить значительно повысить эффективность краткосрочного прогноза сильных камчатских землетрясений.

Представлены результаты сейсмических исследований прохождения катастрофического Аршанского водокаменного селя 27-29 июня 2014 г. на реке Кынгарга (Республика Бурятия), а также селя на северном борту Южного Байкала в 2017 году по данным региональных сейсмических станций. Спектрально-поляризационный анализ записей селевых потоков показал, что период селевой активности сопровождался значительным изменением свойств микросейсмических колебаний относительно фонового.

Исследуется сейсмичность в различных зонах континентальной части полуострова Камчатка, где в 99% случаев происходят землетрясения с энергетическим классом Ks менее 8.0. Для выделения временных групп (кластеров) используются события с нижним порогом Ks от 4.5 до 6.5. Выяснилось, что в большинстве случаев выделенные кластеры начинаются ранее сильных мировых событий или их групп, что указывает на то, что выявленный эффект можно рассматривать как «удаленный предвестник» сильных мировых землетрясений. Аналогичный результат был получен авторами ранее для событий с марта 2008 по октябрь 2009 гг. при выявлении временных групп слабых коровых землетрясений в период подготовки и в ходе извержения Корякского вулкана, начавшегося 26 декабря 2008 г.

Алгоритм КОЗ для среднесрочного прогноза землетрясений использует принцип пространственно-временного сканирования каталога землетрясений в пределах исследуемого сейсмоактивного региона. Используя Байесовский подход и комплекс прогнозных признаков, рассчитываются карты распределения условной вероятности P(D1|K) возникновения сильного землетрясения в каждой пространственно-временной ячейке. Эти карты получили название Карт Ожидаемых Землетрясений (КОЗ). В течение последних 30 лет алгоритм КОЗ был протестирован в ряде сейсмоактивных регионов мира, включая и Камчатку. Настоящий доклад является продолжением этой серии работ.

В работе использованы данные регионального каталога землетрясений Камчатки за период 1962–2018 гг., полученные Камчатским филиалом ФИЦ ЕГС РАН. Он насчитывает более 217 тыс. сейсмических событий с энергетическими классами K ≥ 3.0. Предварительным исследованием было установлено, что каталог заведомо представителен для землетрясений с энергетическими классами K ≥ 9.5 (M ≥ 4.0–4.5) для всего периода наблюдений и большей части территории Камчатского сейсмоактивного региона. Около 52.5 тыс. таких событий присутствует в каталоге.

Проанализирована прогностическая эффективность карты ОЗ Камчатки с прогнозным периодом 2013–2018 гг., рассчитанной в 2014 г. За это время произошло 16 землетрясений с энергетическим классом K ≥ 13.5 и их групп с глубинами гипоцентров до 100 км. Анализ карты ОЗ показал, что из 16 сильных землетрясений 12 (75%) событий произошли в зонах с условной вероятностью P(D1|K) ≥ 50%. Причем 9 из них оказались в зонах с P(D1|K) ≥ 70%.

В 2018 г. были выполнены расчеты новых карт ОЗ для Камчатки. Последняя в серии прогнозная карта ОЗ с K ≥ 13.5 (M ≥ 5.5) на период 2019–2024 гг. Она может служить в качестве базовой карты среднесрочного прогноза и использоваться в работе Камчатского филиала Российского экспертного совета по прогнозу землетрясений при анализе текущей сейсмической обстановки.

Работа выполнена в рамках программы государственного задания Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН.

Наблюдениями над вариациями параметра рН на месторождениях подземных термальных вод установлена периодичность в его ходе, равная примерно 14 суткам, на сейсмогеохимической станции Шаамбары, где установлена самая глубокая из функционирующих скважина глубиной около 1400 м. Обнаружено, что за несколько суток до моментов ряда местных землетрясений происходит сбой в ходе этой периодичности. Сбой периодичности интерпретируется как результат нарушения регулярных колебаний ближайших к станции геоблоков под действием лунных приливов из-за временных зацепов между ними.

В статье приведены этапы развития круглогодичных СФГД исследований в Азербайджане, которые были разработаны и внедрены в РЦСС при НАНА за период 1979-2019 гг.:

1979–1986: а) выбор информативных объектов; б) создание информативной сети СФГД мониторинга; в) унифицированные методы экспресс-анализов макро- и микроэлементов в подземных водах различного химсостава и генезиса;

1987–1999: а) новые методы визуальной интерпретации данных СФГД мониторинга; б) автоматизация расчёта данных химанализа; в) “Банк данных СФГД мониторинга” за 1986–1999;

2000–2008: а) экспресс-методы (формулы) ежедневного выявления аномалий и расчёта интервалов координат, магнитуды, времени реализации землетрясения; б) “Шкала градации землетрясений”; в) “Атласы эталонных СФГД “портретов” очагов сильных-слабых землетрясений в Каспии и Азербайджане, а также сильных – в разных регионах мира;

2009–2013: а) “Комплексная, автоматизированная технология №1 для оперативной оценки сейсмической обстановки и оперативного сейсмопрогноза только на основе СФГД мониторинга в Азербайджане”; б) новое направление: “Cканирование микросейсмозон в сейсмогенных зонах Азербайджана по аномалиям в СФГД полях”;

2014: “Автоматизированная технология №2 для оперативной оценки сейсмической обстановки и оперативного, дистанционного сейсмопрогноза только на основе СФГД в Азербайджане”;

2017: а) оперативный, дистанционный сейсмопрогноз в Дагестане и Каспии только на основе СФГД мониторинга в Азербайджане”; б) получение награды (ПОЧЁТНАЯ ГРАМОТА) из ГУ МЧС (Россия–Дагестан);

10.01.2019: получение 2-х Патентов – “Авторских свидетельств на программное обеспечение” для оперативного прогноза землетрясений на основе СФГД мониторинга.

СФГД исследования продолжаются до настоящего времени (2019).

Мониторинг вариаций фоновой сейсмичности позволяет обнаружить аномалии сейсмического режима в районах, приуроченных к местам подготовки сильных землетрясений. В настоящее время такой мониторинг организован в лаборатории сейсмического мониторинга КФ ФИЦ ЕГС РАН и используется при комплексном анализе сейсмичности Камчатки. Одной из используемых методик является методика среднесрочного прогнозирования «Z-функция», ориентированная на выделение сейсмического затишья. Работа направлена на анализ обнаруженных аномалий с целью выявления особенностей проявления аномально низкой сейсмичности перед сильными землетрясениями Камчатки.

Отслеживаются аномалии сейсмического затишья со значимым (Z > 3) изменением интенсивности потока землетрясений выбранного энергетического диапазона ML ≥ 3.5. Аномалия характеризуется максимальным значением Z, определяющим статистическую значимость различий в скоростях сейсмического потока на двух временных участках, и параметром, определяющим величину этих различийSRD(t) = 1-R₂/R₁, где R₁ и R₂ – средние величины скорости потока землетрясений в сравниваемых временных интервалах.Длительность аномалии определяется длительностью превышения величины SRD порогового значения. Предвестниковыми считаются аномалии с уменьшением сейсмического потока в 8 и более раз (SRD ≥ 0.875) в течение не менее года. Время тревоги согласно методике для признания прогноза успешным не должно превышать 36 месяцев. Время ожидания (интервал времени между завершением аномалии и сейсмическим событием) является упреждением при интервале, не превышающем время тревоги. Ожидается, что сильное землетрясение произойдет на краю или в пределах аномальной области. Используется очищенный от группированных событий камчатский региональный каталог землетрясений. Район исследования ограничен координатами по широте 50–57°Nи долготе 156–168°E, объем выборки – представительным энергетическим классом K = 8.5.

С 2014 г. по июнь 2019 г. в зоне мониторинга произошло 17 землетрясений с магнитудой М ≥ 6.0. В окрестности каждого из них выявлены области временного снижения сейсмической активности, определяемые Z-методикой, как сейсмические затишья.

Отдельно выделены примеры пространственно-временной согласованности проявления прогностического параметра и глубокой сейсмичности. Это допускает использование методики для прогноза и глубоких землетрясений камчатской сейсмофокальной зоны.

Перекрывающиеся в пространстве и времени области сейсмических затиший и сопоставленные им землетрясения указывают возможные места проявления сильной сейсмичности в окрестности выделяемых аномалий: землетрясения M ≥ 6.0 происходят преимущественно вблизи границ аномальных областей, а также в местах пересечений разнесенных во времени аномалий.

По данным многолетних наблюдений КФ ФИЦ ЕГС РАН и Института сейсмологии АН РУз за изменениями концентраций растворенных минеральных макрокомпонентов и газов в химическом составе подземных вод источников и самоизливающихся скважин на Камчатке и в Узбекистане рассматриваются общие закономерности и особенности проявления гидрогеохимических предвестников перед сильными землетрясениями. Обсуждаются вопросы генезиса гидрогеохимических предвестников и их использования для сейсмического прогноза.

17 июля 2017 г. в районе Командорских островов (55.35°с.ш., 168.9°в.д.) на глубине 7 км произошло сильное землетрясение с Mw7.8 – Ближне-Алеутское землетрясение (БАЗ).

БАЗ предшествовала значительная форшоковая активизация. Землетрясения 05.09.2016 г. с Mw6.1 и 17.07.2017 г. (за 12 часов до основного события) с Mw6.3 произошли в непосредственной близости к эпицентру БАЗ. Эллипс рассеяния группированных сейсмических событий, вызванных сильнейшим форшоком 02.06.2017 г. с Mw6.7, пересекает очаговую область БАЗ в ее юго-восточном окончании. В северо-западной части очаговой области БАЗ 25.01.2018 г. произошел сильнейший афтершок (Mw6.2), сопровождаемый собственной афтершоковой последовательностью.

В окрестностях наиболее значимых сейсмических событий подготовки и развития БАЗ при ретроспективном анализе изменений фоновой сейсмичности перед сильным землетрясением были выделены сейсмические затишья двумя независимыми методами RTLи Z-функция. Z-и RTL-аномалии похожи по расположению и развитию во времени. Выделяются юго-восточная (2014 г.), северо-западная (2015 г.) и «центральная» (2016 г.) аномалии.

В интервале времени до 3 лет после окончания затиший на краю аномалий 2014 г. произошли наиболее сильные форшоки и БАЗ, на краю аномалий 2015 г. – сильнейший афтершок. В 2016 г. сейсмическое затишье проявилось между аномалиями 2014 и 2015 гг.  Затишье прервано форшоком 05.09.2016г., через 10 месяцев произошел форшок 17.07.2017 г. и БАЗ, еще через полгода афтершок 25.01.2018 г. Эпицентры этих событий также приурочены к краям затиший.

Эпицентры всех обсуждаемых землетрясений (помимо форшока 02.06.2017 г.) лежат на пересечении аномалий сейсмических затиший. Это обстоятельство интересно не только «многоступенчатостью» развития сейсмического процесса в области подготовки сильного землетрясения, но и возможностью лучшим образом локализовать местоположение возможного сильного события при использовании предвестниковых методик.

Пробуждение и динамика магматического аппарата под вулканом может отражаться в сейсмичности. В условиях отсутствия других видов наблюдений сейсмические данные являются единственным источником информации о потенциальной активизации вулкана, относящегося по существующей классификации к потухшим. Именно такая уникальная ситуация (сейсмическая активизация под потухшим вулканом Удина на Камчатке) наблюдается с октября 2017 г. (seismic unrest). Землетрясения относятся к длиннопериодным (LP, 0.5–5 Гц) сейсмическим событиям, которые, по существующим представлениям, связаны с резонансными явлениями при продвижении вязкой магмы в канале питающей системы вулкана (magmatic unrest). В докладе обсуждается динамика сейсмичности прилежащей к вулкану Удина территории по данным камчатского каталога землетрясений и уточняется положение сейсмогенерирующего объекта при привлечении дополнительных сейсмических станций. Пространственно-временной анализ сейсмичности и интерпретация сейсмологических данных в комплексе с имеющейся геологической информацией формируют основу для разработки возможных сценариев поведения вулкана Удина.

Из разных точек радон/тороновых наблюдений, на которых ранее проводились наблюдения, 2 точки оказались наиболее информативно интересными. Это опытная скважина на стационаре ИВиС, Паратунка и 4-х метровая сухая скважина на ПКН «Карымшина».

Паратунская скважина интересна тем, что в ее суточных колебаниях отбиваются приливные воздействия Луны, которые также коррелируют с местными метеоусловиями. На ПКН «Карымшина» одновременно ведутся радон/тороновые наблюдения в сухой 4 м скважине и в поверхностном почвенном слое. Результаты данных наблюдений помогли разобраться в поведении радона и торона и их реакции на внешние воздействия.

Работы показали взаимосвязанность между радон-тороном, атмосферным электричеством и геоакустикой. Ретроспективно отмечен краткосрочный предвестник в радон-тороновом поле перед японским сильным землетрясением в 2011 году на о.Хонсю. 

Данные, полученные при регистрации температуры и давления в глубокой напорной скважине ГК-37 позволяют представить Верхне-Паратунскую систему объемным деформографом, который реагирует на внешний тепловой поток и геодинамическое давление. Регистрация этих реакций происходит в форме флуктуаций колебаний температуры и давления. Временной спектр данных колебаний четко указывает только на солнечную составляющую. При этом наблюдаются регулярные суточные колебания, которые нарушаются по-разному. Данные длительные непрерывные наблюдения показывают реакцию гидротермальной системы на климатические сезонные изменения, в основном таяние снега, в виде понижения температуры на 0.7°С ежегодно (3 года). Выяснить механизм околосуточных колебаний, нарушение их регулярности еще предстоит, ибо известные модели воздействий и их реакций не подходят.

Таким образом, можно сделать вывод, что для реализации получения краткосрочного прогноза землетрясений, необходимо решать данную проблему комплексно, используя кроме общепринятых, синхронные наблюдения за радон/тороном в информативных тензочувствительных точках с геоакустикой и атмосферным электрическим полем.

Представлены результаты исследования поля отношения скоростей сейсмических P и S волн – параметра V_P/V_S-в южном сегменте СГВ по данным вулканических землетрясений, зарегистрированных сетью телеметрических сейсмических станций КФ ГС РАН. Значения параметра V_P/V^Sопределяются в обычных условиях механическими свойствами горных пород. Однако, в областях активного вулканизма на значение параметра оказывают влияние термодинамические параметры и физическое состояние вещества. Значения равные 1.73±0.05 («пуассоновы») считались нормальными, ≤ 1.68 – пониженными, значения V_P/V_S≥ 1.78 – повышенными. Рассматриваются вопросы отражения в поле параметра V_P/V_Sдинамики сейсмической и вулканической активности, в районе вулканов Плоский Толбачик, группы вулканов Зимина, Большая и Малая Удина, Толудской зоны шлаковых конусов. Исследовано распределение параметра V_P/V_Sво времени, по глубине и по площади в этой части Северной вулканической группы, в период развития БТТИ 1975-76 гг., ТТИ 2012-13гг, последующие годы. Параметр V_P/V_Sв периоды развития процесса вулканической активности не остается постоянным ни во времени, ни в пространстве. Значение параметра в этом случае определяется скорее составом, температурой и физическим состоянием вещества, чем геодинамическим полем напряжений. Магматическая питающая система, накопление, перемещение и, возможно, состояние магматического вещества, отражаются в поле отношения скоростей. Для различных периодов активности и структурных элементов вулканов характерны разные значения параметра V_P/V_S. Так, например, в период Трещинного извержения (ТТИ) вулкана Плоский Толбачик в промежуточном магматическом очаге на глубинах 3-5км., наблюдались низкие значения параметра. В период настоящей активизации группы вулканов Удина (с октября 2017 г. по настоящее время) на глубине 3-5 км наблюдается слой характеризующийся существенно пониженными значениями параметра V_P/V_Sпод вулканами этой группы и Плоским Толбачиком. На глубине 15-20 км под вулканом Большая Удина и Толудской зоной шлаковых конусов выделяются вулканические очаги с повышенными значениями V_P/V_S. Видны каналы подъема магматического вещества с «пуассоновыми» значениями V_P/V_S из очаговых областей к указанному слою и каналы, ведущие от этого слоя в постройки вулканов. Землетрясения в постройках вулканов имеют в основном повышенные значения V_P/V_S. Очевидна тесная связь областей питания названных вулканов. Вероятно, областью питания указанных вулканов, являются периферические очаги, расположенные на глубине 15-20 км под вулканами группы, включая и Толудскую зону шлаковых конусов. Они характеризуются относительно высокими значениями V_P/V_S. Активизация в этой области наблюдалась и в предыдущие периоды Трещинных извержений Плоского Толбачика. Однако, во время настоящей активизации вулкана Удина, поступление магматического вещества и разогрев магмы, видимо, недостаточен для нового извержения. К области питания вулканов этой группы по нашему мнению также относится выделенный нами ранее под вулканами СГВ «слой нейтральной плавучести». Заметим, что по распределению значений параметра V_P/V_Sи сейсмической активности нет основания для выделения в рассматриваемой области тектонических, блоковых структур и разломов, отмеченных разными авторами на геолого-тектонических схемах.

В августе 2018 г. в течение месяца выполнялось тестирование возможности оперативного мониторинга сейсмической активности в прогнозных целях с использованием уравнения динамики саморазвивающихся природных процессов (ДСПП).

Результаты показали техническую возможность ежедневного мониторинга и выявили основную проблему – обилие быстропротекающих процессов, затрудняющих выделение устойчивых тенденций к затуханию или активизации. Для решения этой проблемы предполагается использовать обширные статистические данные, полученные при оценке прогнозируемости потока сейсмической энергии при обработке трёх каталогов: Всемирного каталога землетрясений геологической службы США (USGS, 2 114 663 события на 31 декабря 2016 г.), Регионального каталога японского метеорологического агентства (JMA, 2 935 248 событий на 31 августа 2017 г.) и Камчатского регионального каталога (ЕИССД, 378 225 событий на 31 декабря 2018 г.). Эти данные были проанализированы в локальных гипоцентральных выборках с радиусами 1.5, 3, 7.5, 15, 30, 60 и 150 км. В общей статистике используется 16 млн прогнозных определений, в том числе 2 млн по активизации и 14 млн по затуханию. Выявлены области параметров уравнения ДСПП, дающие наибольший вклад в нелинейность и связанные с прогнозируемостью сильных землетрясений (М = 5–8). Область сильных землетрясений расположена в нижней части области нелинейности, т.е. соответствует более низким значениям коэффициента k. Сама область нелинейности характеризуется тонкими наклонными структурами, что соответствует цикличности сейсмического процесса разных временных масштабов от быстропротекающих до наиболее длительных. С более длительными связаны сильные землетрясения. Это позволяет отфильтровать быстропротекающие процессы, препятствовавшие прогнозному мониторингу на прошлом этапе тестирования.

Представлены результаты сейсмических и сейсмопрогностических геофизических исследований, проводимых на западе Украины в Карпатской опытно-методической геофизической партии в 1987–2019 гг., в том числе микросейсмических, сейсмоакустических, геоакустических, деформографических, геотермических и пр.

Рассматривается поведение наиболее информативных в качестве среднесрочных предвестников сильных землетрясений показатели гидрохимического опробования режимных водопроявлений станций (полигонов): Пиначево, Хлебозавод, Морозная и Верхняя Паратунка в связи с геологическим строением территории и региональным геолого-структурным их положением, геохимическими особенностями горных пород.

Анион хлора Сl^-. Наблюдается снижение концентрации во временных рядах за период до пяти месяцев (Хаткевич Ю.М., Рябинин Г.В., 2003). Хлор легко растворим в воде, его отличает высокая миграционная способность. Отрицательный заряд исключает поглощение коллоидами глинистых и гумусовых образований, поэтому для него не характерны геохимические барьеры (Перельман А.И., 1979). Кларк концентрации хлора для кислых пород почти в пять раз превышает таковой для основных. Снижение концентрации хлора в обводненной среде в процессе нарастания напряженно-деформационного состояния пород может объясняться высокой миграционной подвижностью и способностью преодолевать геохимические барьеры.

Приводятся причины уменьшения концентраций гидрокарбонат-иона HCO₃^-, увеличения концентраций катионов кальция Ca²⁺и натрия Na⁺, сульфат-иона SO₄^2-, углеводородных газовв воде режимных скважин.

При всех некоторых чертах сходства-различия: геологии, структурном положении, химическом и газовом составе воды для целей среднесрочного прогнозирования землетрясений, по нашему мнению решающее значение имеют геолого-структурные особенности полигонов (станций). Так на Пиначевской станции, кроме общего юго-восточного простирания структур зоны Авачинского глубинного разлома, отмечается связь с глубинной долгоживущей структурой северо-восточного простирания. Тогда как на Верхне-Паратунской определяющее значение имеют, кроме Вилючинского глубинного разлома (лениамента) юго-восточного простирания, субмеридиональные и субширотные раздвиговые зоны. Поэтому Пиначевская станция в большей степени способна отмечать напряженно-деформационные состояния не только к юго-востоку, но и в северо-западном направлении, что и подтверждается данными многолетних газо-гидрохимических наблюдений (по результатам опробования).

Результаты анализа обобщенной окрестности сильного землетрясения, благодаря накоплению большого объема данных, позволяют, кроме детального описания интенсивности потока фор- и афтершоков, выявить типовую аномалию, проявляющуюся для значительного числа различных параметров сейсмичности и нарастающую к моменту обобщенного сильного события как минус логарифм времени до момента этого землетрясения. Обсуждается возможность интерпретации характера аномалии в рамках различных подходов к описанию сейсмического режима.

Приводятся сведения, касающиеся организации нового пункта наблюдений высокочастотных сейсмических шумов (ВСШ) на базе сейсмостанции «Крутоберегово». Полученные результаты подтверждают возможность обнаружения приливной компоненты ВСШ в этой точке и, соответственно, обосновывают перспективы ее использования для исследования предвестников сильных землетрясений.

Приводятся результаты использования в реальном времени разработанной ранее методики выявления предвестника сильного землетрясения по вариациям приливной компоненты ВСШ на пункте «Карымшина» в 2017–2019 гг.

В 2006 г. авторами предложен новый методический подход для решения задачи долгосрочного прогноза сильных землетрясений, основанный на совместном изучении их отклика на лунный 18.6 г. и 22-летний солнечный Хейловский циклы. На основе предложенного метода фазовых траекторий (МФТ) проведен анализ совместного распределения по фазам указанных двух циклов землетрясений восьми регионов Тихоокеанского и четырех регионов Альпийско-Гималайского сейсмических поясов. Обнаруженные статистически значимые связи между группированием землетрясений и определенным соотношением их фаз позволили дать прогнозы ожидаемых сильных землетрясений и оценить их эффективность по ретроспективным данным. В 2015 г. появился новый каталог мировых землетрясений в шкале моментных магнитуд c 1900 г. (https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search). Мы полагаем, что этот каталог имеет более точные оценки магнитуд и может считаться однородным для разных регионов мира. В связи с этим в данной работе без изменения самой методики прогнозирования заново рассчитаны опасные временные интервалы возникновения сильных землетрясений в различных регионах мира. Проведено сравнение эффективности прогнозов для двух вариантов используемых каталогов.

Исследована динамика поля напряжений геолого-геофизической среды западного сегмента Алеутско-Командорского блока по кинематическому параметру Vp/Vs. Использованы наблюдения сейсмического режима в реальном времени стационарных сейсмических цифровых станций КФ ГС РАН.

Установлено, что по характеру размещения и группируемости аномальных значений параметра Vp/Vs по площади и глубине можно выделить характерные особенности поля напряжений для тектонических структур и разломов, оценить характер и тип смещений по ним. Поле напряжений по кинематике свидетельствует о сдвиговом характере дислокаций вдоль разлома «Беринг», одного из самых сейсмоактивных линеаментов западного сегмента Алеутско-Командорского блока. Для северо-восточной плоскости разлома, погружающейся под Командорскую котловину, характерны пониженные значения Vp/Vs, что может свидетельствовать о дилатансионном характере процесса, области растяжения в поле напряжений. Анализ сопоставления пространственного распределения параметра Vp/Vs и механизмов сильных землетрясений, имевших место в изучаемом регионе, в общих чертах подтверждает наши предположения.

Разрезы, построенные по полю значений Vp/Vs сопоставлены с акустическими разрезами, полученными при морских работах методом непрерывного сейсмического профилирования (НСП) в период Международного геофизического года. Наблюдается определенное согласие между профилями, построенными по методу НСП, и разрезами поля параметра Vp/Vs. Так в шельфовой зоне Тихоокеанского склона о-ва Беринг, выявлено образование, с характерными пониженными значениями поля Vp/Vs. В профиле НСП мы видим отвечающую ему структуру. Это образование может быть ассоциировано с сейсмотектонической структурой, для которой характерно разнонаправленность движений – воздымание в одном направлении, в сторону Командор, и опускание в другом, в сторону разлома Стеллера и желоба. Таким образом, наблюдается процесс растяжения и, видимо, он носит долговременный характер.

Распределение землетрясений, т.е. сейсмической активности в пределах Алеутско-Командорского блока так же требует некоторых пояснений. Во-первых, наблюдается ее четкая приуроченность к «транскомандорскому» линеаменту – разлому Беринг. В то же время землетрясения на границе погружающейся Тихоокеанской плиты, желоба и Командорского блока на протяжении более 100 лет отсутствуют. Можно предположить, что, судя по распределению кинематического параметра Vp/Vs вдоль разлома Беринг, Тихоокеанская плита и Командорский блок тесно соединены друг с другом (как бы «припаяны») и совместно испытывают дислокацию сжатия. В свою очередь, граница Командорского блока и Командорской котловины контролируется разломом Беринг. Мы видим погружение плоскости разлома Беринг под Командорскую котловину, с характерными пониженными значениями параметра, соответствующими дислокациям растяжения, что подтверждается сдвиговым характером механизмов землетрясений. Во-вторых, землетрясения группируются в виде отдельных кластеров, приуроченных к блокам, разделенным проливами. Однако, при возникновении сильного события в одном из блоков, сейсмическая активизация наблюдается и в соседних. Это можно видеть по распределению параметра Vp/Vs в период развития сейсмической активности после землетрясения 17.07.2017, с Mw = 7.8.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности оперативной оценки поля напряжений методом наблюдения за параметром Vp/Vs, по данным региональной сейсмической сети.

Анализ изменения многолетних наблюдений газового состава на примере молекулярного водорода в подземных водах в юго-западной части Каржантауского разлома, позволил получить картину распределения концентрации водорода по площади. Выявлена различная концентрации водорода в зоне разлома, связанная с неоднородностью геолого-структурного строения.

Уровень сейсмичности на Курило-Камчатской дуге является одним из самых высоких в мире и наивысшим в России. Здесь в вытянутой вдоль дуги на 2200 км сейсмофокальной зоне в среднем раз в 5 лет происходят землетрясения с М ≥ 7.7, сила которых может достигать 9 баллов в районе их очагов и прилегающих областях. Для мониторинга опасности сильных землетрясений в Курило-Камчатском регионе с 1965 г. применяется метод долгосрочного сейсмического прогноза С.А. Федотова (ДССП), основанный на проверенных представлениях о свойствах сейсмического процесса: сейсмических брешах и сейсмическом цикле.

Наиболее важной прогнозируемой величиной в методе ДССП в настоящее время является вероятность возникновения в течение следующих 5 лет сильнейших землетрясений в различных участках сейсмофокальной зоны. Эта вероятность может меняться в пределах двух порядков величин в зависимости от стадии развития сейсмического процесса.

В работе рассматриваются последние результаты исследований по методу ДССП по апробированной методике и дан прогноз для Курило-Камчатской дуги на IX 2019 – VIII 2024 гг.

Важной частью метода ДССП являются мониторинг регионального сейсмического процесса, необходимый для выявления основных факторов и уточнения тенденций его развития. В работе рассмотрено развитие сейсмического процесса в Курило-Камчатском регионе в 2018–2019 гг.

Полученные ранее результаты относительно влияния сильнейших глубоких охотоморских землетрясений и сильнейших землетрясений прилегающих регионов на сейсмичность Курило-Камчатской сейсмогенной зоны показывают взаимосвязь сейсмотектонических процессов в широком пространственном масштабе и ее отражение, прежде всего, в наиболее опасных участках – сейсмических брешах.

Предыдущие данные ДССП указывали на необходимость продолжения и увеличения работ по сейсмобезопасности и предотвращению огромных ущерба и потерь в районе г. Петропавловск-Камчатский. Эти данные с 1985 г. использовались, для обоснования государственных мер по сейсмозащите и сейсмоукреплению Камчатки как форпоста России на Тихом океане.

Рассмотрена динамика подпочвенных радона и молекулярного водорода в период 2018 г. - первая половина 2019 г. на сети пунктов Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона. В 2018 г., в отличие от предшествующих годов, наблюдалось уменьшение тензочувствительности пунктов радонового мониторинга, что проявилось в отсутствие отклика в поле подпочвенного радона на подготовку сильных землетрясений района Авачинского залива. Одновременно отмечается повышение концентрации молекулярного водорода в воздухе подпочв и появление аномалий перед сильными землетрясениями района полуострова Камчатка, что позволило сделать ряд успешных прогнозов. На взгляд авторов, этот факт свидетельствует о перестройке поля напряжений в районе полигона.

Представлены результаты работы Камчатского филиала Российского экспертного совета по оценке сейсмической опасности и риска (КФ РЭС) в 2017–2019 гг. Показаны методики, по которым были выявлены предвестники и/или давались прогнозы перед наиболее значительными сейсмическими событиями. Приводятся данные о реализованных прогнозах и предвестниках сильных (М ≥ 6.0) землетрясений Камчатки за период 2017–2019 гг.

На одном из самых активных и крупных вулканов мира – стратовулкане Ключевской – за историческое время часто наблюдались разнообразные по масштабу изменения морфологии поверхности его постройки. Эти разрушения в основном локализовались в долгоживущих геологических образованиях – вулкано-тектонических желобах. В ряде работ делались прогнозы обрушений, основанные на рельефе и морфологии вулкана, системе тектонических нарушений в его постройке, локализации побочных извержений, внедрением секущих постройку интрузий и даек, деятельности ледников на склонах и других факторах. Роль сейсмической активности в подготовке и образовании крупных обрушений и оползней на вулкане ранее отдельно не рассматривалась. В данной работе выполнен анализ сейсмичности Ключевского вулкана, связанной с периодами активизации извержений, как одной из ключевых причин развития деформаций и крупных обрушений/оползней разного генезиса на его склонах. Согласно пространственного распределения землетрясений и их сейсмической энергии, наиболее благоприятными для развития крупных обрушений являются северо-западный и юго-восточный секторы вулкана, что, по-видимому, связано с растяжением постройки относительно трассирующего ее субмеридионального разлома С-СВ простирания.

Для прогноза мировых землетрясений с моментной магнитудой М_w ≥ 9.0 и глубиной очагов менее 100 км с 1700 г. (N = 7, каталоги А.А. Гусева и NEIC GS USA) используются целочисленные резонансные ритмы (ЦРР), рассчитываемые как произведение отношения двух целых чисел, умноженного на лунный (ТЛ = 18.613 г.) и солнечный (ТС = 1.0 г.) ритмы. ЦРР зависят от возмущающих сил, связанных с движением Луны вокруг Земли и их центра масс вокруг Солнца. До 2012 г. ЦРР для прогноза землетрясений и извержений вулканов не использовались. Для прогноза землетрясений нами используются 8 ЦРР с уровнем значимости 0.025 и менее. Выбор ритмов определяется условием попадания семи исходных событий в активные фазовые коридоры шириной от 27% до 59%. Два ритма, выделенные жирным шрифтом, связаны с ТЛ = 18.613 г. и c полным циклом резонанса 781.746 г. равенством (6• (130.291 г.) = (7• (111.678 г.) = 781.746 г. = 42•(18.613 г.). Полный цикл резонанса равен произведению двух выделенных ритмов, поделенному на модуль их разности. Остальные 6 ЦРР рассчитаны при делении 781.746 г. на числа 12, 14, 15, 20, 60, 100. Алгоритм прогноза прост: землетрясения происходили и ожидаются только в интервалах, соответствующих активным фазам используемых резонансных ритмов.      

Прогнозируемые интервалы по данным восьми ЦРР рассчитывались с использованием программы Excel по рекуррентным формулам аналогично работе предыдущего совещания КФ ФИЦ ЕГС РАН (Широков, 2017). Используется также значимый резонансный ритм 0.2 г., связанный с ТС = 1.0 г. равенством (1/5) •(1.0 г.) = 0.2 г. = 73 суток. Активная фаза этого ритма составляет 25 суток, поэтому прогноз именуется долгосрочно-краткосрочным. Прогноз рассчитан до 2800 г., т.е. дается на полный цикл резонанса: 2019.0  г. + 781.746 г.= 2800.746 г. После 2019 г. выявлены 7 прогнозируемых интервалов общей длительностью 2.07 г., что составляет 0.265 % от времени прогноза. Существенно, что в течение ближайших пятисот лет, т.е. до 2519 года, землетрясения с М_w ≥ 9.0 не ожидаются. Эффективность прогноза по определению А.А. Гусева (1974 г.)  по ретроспективным данным равна 377. Сделан вывод о резонансной природе процессов разрушения геосреды при сильнейших землетрясениях, а Земля рассматривается как многоритмичный резонатор в гравитационно-устойчивой системе Солнце–Земля–Луна.

Выделены временные группы землетрясений между событиями трех соседних тектонических зон: 1 – Камчатский край (условно Камчатка); 2 – Курильские о-ва с близлежащей зоной северной части Хоккайдо (условно Курилы); 3 – о. Сахалин. Выделялись пары главных землетрясений с интервалом Δtмежду событиями выделенных трех тектонических зон до одного года по данным землетрясений с М ≥ 7.3 и глубиной гипоцентров 0–100 км на интервале 1737–2014 гг. в зонах 1 и 2. Для о. Сахалин уровень сейсмичности значительно слабее, поэтому магнитуды для зоны 3 соответствуют нижнему порогу 7.0. Для периода 1901–2014 гг. выделено 14 групп. Из них 10 групп соответствуют комбинации Курилы – Камчатка (N = 8) и Сахалин – Камчатка (N = 2), т.е. в 10 случаях из 14 камчатские землетрясения происходят позже. Такая статистика может использоваться для прогноза камчатских событий, т.к. можно рассчитать вероятность возникновения сильных камчатских событий после предваряющих событий в зонах 2 и 3.

В докладе рассматривается методика прогнозирования величины магнитуды, расположения эпицентра и времени ожидаемого землетрясения по данным непрерывных наблюдений с использованием магнитометра-вариометра на КГО «Карымшина», Камчатка. В основу сейсмопрогностического метод положены эмпирически установленные электромагнитные явления, возникающих в процессе подготовки землетрясений: 1 – образование УНЧ ионосферной депрессии и 2 – УНЧ-КНЧ излучение. С использованием данных Регионального каталога землетрясений Камчатки, составленного в КФ ФИЦ ЕГС РАН, приводятся статистические оценки связи между произошедшими землетрясениями и сделанными прогнозами в режиме реального времени и ретроспективно. Рассматриваются направления развития сейсмопрогностического метода для увеличения его надежности и точности при прогнозировании пространственно-временных и энергетических параметров землетрясений.

В докладе рассмотрен алгоритм оценки положения эпицентров предстоящих землетрясений. Он базируется на анализе их пространственной статистики и азимутального распределения УНЧ-КНЧ излучения, возникающего в период их подготовки. В основе метода лежит гипотеза, что эти излучения вызваны извергающимися газами из Курило-Камчатского и Алеутских желобов. При этом предполагается, что газ из очага распространяются по кратчайшему пути к жёлобу. Прогнозируемая область представляет собой трапециевидный четырехугольник с узкой стороной, равной размеру источника излучения, расположенной на жёлобе. Параллельно ей, расположенной в сторону полуострова, широкой стороной на расстоянии, обеспечивающем попадание в эту область событий с заданной вероятностью и двух боковых, соединяющих эти границы.

Сусамырское землетрясение с магнитудой 7.5 произошло 19.08.1992 г. (глубина 25 км) на территории Киргизстана. Землетрясение затронуло большую территорию Центральной Азии, в том числе, все сейсмогенные зоны Узбекистана. На многих сейсмопрогнозных станциях Узбекистана наблюдались аномальные проявления гидрогеосейсмологических (ГГС) и геофизических параметров. В подтверждении этого можно привести аномальные проявления в скважинах станций Чартак, Ходжабад, Чимион, Хаватаг и Ташкент. Во всех станциях величина М/LgR имела значение больше 2.5. В докладе приводятся материалы ГГС данных по данному землетрясению.