Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методические приемы выделения предвестников землетрясений в электромагнитном поле Земли (на примере Южного Прибайкалья)

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Методические приемы выделения предвестников землетрясений в электромагнитном поле Земли (на примере Южного Прибайкалья)"

РГ8 Ой

о з г ,/.;, -гл

российская мидааи наук

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ЗЕМНОЙ НОРЫ

На правах рукописи

ХРАМЦОВ Апатолий Александрович

уда 560.343.3.

ЙЕТОдаЧЕСКЛЕ ПРИЕМ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРЕДВЕСТНИКОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ Ь . ЭЛЕКТРСМАГЕШНОМ ПОЛЕ ВЕШИ (НА ПРИМЕРЕ ШГОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ) (социальность 01.СО.22. - геофизика)

. Авторефзрат

даосрргшщи яз соисканкэ учйноа-отедаш ' . ' ййидидата геолого-тяиюралопгаеаих наук

Иркутск - 1994

Работа выполнена в Институте зедноа коры Ciaiipcitcro отделения . Росияскоя Акадаьам Наук

Официальные оппонента: . доктор фшжео-иатематкч« -¡кик наук,

профессор Н.НЛСекюн (ИрГТУ ГКпоЗО РФ)

канлвдат гводаго.чЕшврадогичэокик наук В.Ю.БУДДО-(ИЗК'СО РАН)

Ведущая организация : Институт солнечно-вамкоа филяая СО -РАН

Защита состоится " " 1094 г. п № часов

на засэдзнш Специализированного сагата Д.ОШ.07.01 nos; Кнстпуга земной коры СО РАН по адресу: G84033, Иркутск, ул.Лэрконгова, I&5.

С даосартацйэк можно ознакомиться в С;йлготск» Иркутского научного цэптра СО РАН (в здании 1Ш СО РАН). ■

Автореферат разослан _"_________ IS91 г.

Ученш секретарь Сшцсовэта, ^

К.Г.-М.Н. ^ Ю.И.КОНЫМПШ

.ОйЩая^ара^риптжа^ЕэботЫ;.

Имеющиеся к настоящему Бремени результаты наблюдения эа поведением электромагнитного поля (ЭМП) в сойсуизктивяь,х областях показывают, что ссйсмическия процесс находит сьоо отра.тение в ЭМП Зэшш. Из всей совокупности иззэстннх пр&дпвстпиков повышенное вниманию ученых ойрацоно к элекгрокагнитныч по причкно кх дальнодействия, относительной простотой организации наблюдения за ними к сравнительно малыми материальными затратами.

В представленной работа была предпринята попытка определить горсгоктившэ пути выявления предвестников землетрясения на прюяэре южного Прибайкалья. Но ставя своей целью установление количественных закономерностей, автор попытался наметит- основные тенденции связи между аномальными возмущениями в ЭМП и происходящими землетрясениями.

Решение проблемы оперативного прогноза зешотрлеэния -насуищгп задача современной геофизики. Осуществлонке прогноза предоставляет возможюсть заблаговременного предупреждения населения о хрядуидех катастрофах, принятия мер по сокращению размеров бедствия, планирования восстаноЕитаяышх мероприятий, и т.д.. Всё это' в совокупности выводит проблему прогноза землетрясения в разряд не только практически взнмых, но и накЗолоэ гуманных научных проблем. Усилия ученых направлены на поиски таких надежных предвестников сейсмической опасности, с помощь» которых можно решить основные задачи прогнозирования -прэдеказанкз моста, силч и времени будущего землетрясения. Повышенный инторэсс в послэднив года к самой проблема и рост числа работ в отечественной и мировой .печати, ее обсуждаююих, -допо.шитольноэ свидетельство актуальности фундаментальных исследований в данной области и гас практической значимости.

Целью исследования является поиск предвестников землетрясения в ЭМП для районов южного Прибайкалья. Для достижения поставлэнноя цели решались следующие задачи:

- исследовалось поведение ЭМП горед землетрясениями б широком диапазона частот и выде.лить пэрспективные частоты, обладаю!диэ стабильными предозстниковыш признаками землетрясений для районов южного Прибайкалья;

- й -

- исследован: ка перспективной частоте характер проявления возмущенна в ЗИП сепоничоокого яроиохоадашя и наацэиы привнаа* их отличия от других возмущений;

- разработаны ¡катоды интерпретации дэняых натурных наблюдения за аномальными сффоктами и ЭШ сейсмического про ирхождоекл.

Все рассмотренные задачи и провэданныо зкспоржэЕталый® исследования были посташюш по инициатива автора. Автором была сформулированы задачи и получены их решения, проводэна модернизация сэрианоа аппаратуры для цолэа исследований. Автор принимал кепоередствоинсэ участка в прэводоции натурных наблюдении и предложил мзтодачэскго цркзкы инторпрэтада! результатов зксдаршавнталышх наблвдоша.

Фактический материал продсТанлкот собоз дашюэ натурных наблюдений, выполненных в сейсмоактивных районах Прибайкалья, при использовании разных катодов наблюдения за 3!;.П. Парная часть исследований заключалась в изучении поведения спектра ЗМТ в широком диапазоне частот. Основные закономерности яроя&яоник предаостюшов землетрясении подучэш ка ооною на&вдэаиа в узком диапазона'на фиксированной частота.

На зациту выносятся следующие иакЗолэа ваяшда результаты:

1. Рекомендованы методические приемы шпека предвзстыикор зошшрясениа в зш Зэмли и установлен наибодоэ дарегокшвныа частотный диапазон для выявлэтая -элокгромагиттаис продаостшков зомлэтряевни/..

2. Установлено, .что в выделенном частотном диапазоне наиболее перспективным является изучение поводэния флукгуациоыной составляющая ЭМП, которая позволяет уотаровихъ образ сигнала-предавставка.

3. На примерах ряда зомлотрясанип ¡ах .то Прибайкалья показана зависимость параметров аномальных возмущэниа в ЭМП от энр^гии вызвавших их землетрясений и удаленности эпицэнтров от пункта наблюдения,. что может'быть рекомендовано дни ' постановки целенаправленных исследований.

2аучная_новизн_а^

Выделены предвестники землетрясений в структуре

' флуктуационной составляющей ЖП. На оснош анализа результатов наблюдения за возмущениями в ЭМП сойсмическсго происхождения выделан образ сигнала-предвестника, который служит дпзтовериым и оперативным пржшэком его связл с готовяадмся землетрясением. Впервые установлены сезонные различия ь проявлении аномальных эффектов, связанных с сейсмичностью. Получены новые количественные параметры аномальных возмущении сейсмического происхождения (энергия сигнала-предвестника И ' мощность аномального проявления), с помощью которых можно оценить с некоторой достоверностью энергии готовящегося землетрясения, предварительно определив его шстодалошнш.

ПЕ2?Ш!39скэд_у9щостьл

Разработанная мотодасэ видюлонкя про^аостикоз землетрясения в ЭМП имеет практическую ценность для создания сети станция в районах юукпого ПриЗалкалья по предсказанию готовящихся сильных землетрясений. Создание сети станция позволит усовершенствовать католик-.' работы с предвестниками, накопить статистику для получения количественны! зависашетоя мэвду параметрами аномальных проявления в ЭЩ и параметрами землетрясений, и ня осново этого разработать приема прогноза землетрясений.

Методика поиска предвестников в ЭМП, представлввиая в дайной работе, исшэт наати прамененив в других сейсмоактивных районах.

Материала диссертации докладывались : на XI конференции молодах научных сотрудагчоэ (Иркутск,1084), на геофизических конференциях (Якутск. 1987, Новосибирск, 1088), на II Всесоюзной конференции по тот "Приём и анализ свврхнизкочастотных колебания естественного пройсховдэния" в г.Воронеже (1937г.). По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Обьем_работьи

Работа состоит из введения, А глав, заключения к списка литературы из 81 наименования, содержит 127 страниц текста, 24 рисунка и 2 таблицы.

Исследования были выполнены в Институте земной коры СО РАН и были бы невозможны без обсуждения рассматриваемых вопросов на научных семинарах.

Азтор глубоко благодарен научному руководителю Кочетксву

В.М., обратившему внимание на важность проводимых работ и столь необходимую помощь в ¡.л проведении, Штеяману Е.А. за помощь, оказанную в подготовке диссертации.

Автор выражает глубокую признательность коллзгам, оказавшим помощь в проведении работ: Найдичу В.И., Масальскому O.K., Проскурину А.П., Панину С.ф., Трускову В.А., Б' ^уеву А.Б., Иззнову В.П..

Автор особо благодарен Попову A.M., с которым его связывает многолетнее плодотворное творческое содружество,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ _§_®2Б90_-_главе дал краткий исторический обзор развития представлений о саЛсмаэлэщшвсюа связях и анализ современного состояния исследований электромагнитных предвестников.

Мысль о связи электрических явлений ;с землетрясениями появилась давно. К наиболее часто наблюдаемый следует относить световые явления в атмосфере тред сильными землетрясениями. Другое явление, не получившее до настоящего времени однозначного объяснения - необычное поведение животных накануне землетрясения.

С развитием средств телефонной связи стали появляться сведения о возникновении достаточно высоких разностей потенциалов в длинных телеграфных линиях до и после землетрясения.

Важной вехой в поиске возможной связи электрических явлений с землетрясениями послужили наблюдения за вариациями. . элэктротелдуричеоаиго поля и инструментальные . наблюдения ЖА; возмущениями в атмосферном электрическом потенциале. , *

Однако долгое время оставался неясным механизм этих связей. 1'олчком к изучению электрических явлений, возбуадаекых при сегсмотвкгошггасюга процэссах, послужили лабораторные исследования явлении з.яэктризации при .©формировании и разрушении материалов. Результаты лабораторных исследования позволили предположить возможный механизм меха^злактрических проосразовааий в земной коре при подготовке сейсмических событие, которые могли бы служить источником сойсмоаньмальных явлений, регистрируемых на поверхности земли. В основу этих представлений бы 1 положены исследованные в табораторных условиях эффекты тркбо- и кристаллолшинисцэяции, пьезоэлектрический эффект, эффект Степанова, элвктрокинетичеокда явления.

Первые натурные наблюдения за электромагнитным излучением (ЭМИ) перед землетрясениями в структуре естественного импульсного электромагнитного поля (ИЭМЛ) Земли были начаты в 1972г. под

руководством проф. Воробьёва A.A.. Результаты кзтурпых наблюден»^ показали, что перед близкими и сильными :эмлетряоепиями за ев сколько чясое или суток возникали апомзльныо повышения интенсивности КЭМП, которые исследователи интерпретировали как яредаестникоБью. Открытие электромагнитных прэдвасткиков привлекло внимание исследователи к изучен™ сегсчоэлрктромагнитных явления, в работу включились многие научнш коллективы в различных сейсмических регионах бывшего СССР, з позднее па рубежом. Ведущая роль в проведении цэлэнэправленных исследования сеясмоэлектромагнитных явления принадлэжет коллэктаву Института физики Земли РАК.

Современный этап исследований характеризуется треходом от доказательной части к изучении физических механизмов свясмоэлэЯтрических яатаний.

Во втором раздала горвой главы даётся краткий обзор литературы по результатам натурных наблюдения за •ллоктромагнитпыми предав станками в структуре ИЭШ. Рассмотрены особенности проявления предвестников ш результатам регистрации их под землёй, на eä поверхности и из космоса, в различных частотных диапазонах ИЭМП. Показана юс связь с изменениями геофизических характеристик среда и процессами подготовки-землетрясения. Из ана.ииза натурных наблюдения за электромагнитным излучением (ЭМИ) перед землетрясениями сделаны следующие вывода:

1) аномалии выделены ш шред всеми землетрясениями, произшедшими в зоне регистрации электромагнитных предвестников;

2) аномалии в ИЭМП проявляются в виде максимумов или минимумов интенсивности;

3) аномалии сопровождаются нарушениями регулярного среднесуточного хода естественного ИЭМП;

4) аномалии проявляются з широком временном интервала: от десятков минут до нескольких суток (редко месяцев) шред землетрясениями;

5) аномалии регистрируются в широком частотном диапазоне ИЗМП - от . сверхнизкочастотного до высокочастотного, но проявляются неравномерно внутри него (на одних частотах они регистрируются, на других - отсуствуют);.

6) отмечаются тенденции к зависимости длительности пропаганд аномальных эффектов в ИЭМП от энергии землетрясении или их .удаленности от пунктов наблюдения;

1) подготовка землетрясения сопровождается изменениями геофизических характеристик среды (магнитного поля, удельного

- 6 - 4 ' .

сопротивления, наклонов еоиесй поверхности, уровня подземных вод и содержания ь них радона) в области их подготовки.

В третьем раздела первой главы иэлояины совреманные представления о механизме генерации сейсмоэяомальных эффектов. В основу этих представления положены да© концепции.

Авторы первой концепции объясняют появление сейсмсаномальных эффектов за счет мехаиомэктряческих преобразований в приповерхностных слоях горных пород в области подготовки вемлатрясаний. В качества доказательства этих предаолоииюш служат натурные наб. дэния по регистрации иовышнного ЭМИ в подаемных горных выработках, на дно водоемов и нзд активными тектоническими разломами. Однако наземные катурныо наблюдения ке дают доказательных подтверждения существования источников литосферного происхоздэния. Более того, сущэотвует кношство патурных наблюдения, которые показывают ослабление интенсивности Естественного ИЭМП перед землетрясениями (в периода максимального проявления мотаноэлектрических преобразований).

Авторы второй концепции сЗьясяшг появление сэйсмоаныиальных явлений ионизацией призе много слоя атмосфера за очэт выхода радиоактивных эманация из недр Земли через рэзьуплотзоьную среду области подготовки землотрясшгия. По этой ш причине изменяются условия распространения элвктромагшшзщ волн над ней из зон повышенной грозовой г;::тивности. Вместо с ток с позиций зтоя концепции невозможно объяснить ЗИМ под земной поверхностью. .

В настоящее время считаете«; правильным рассаатривать появление сэйсмоаномальных явлений с . псаицаа совокупного воздействия в области подготовгеи зешшрясонкя. моханизмов активных излучателэЕ вблизи земной поверхности и ионизации приземного слоя атмосферы за с ;ат выноса из недр Земли радиоактивных эманация.

Из анализа соврзмэлноуо состояния исслодоваош по поиску предвестников в электромагнитном поде (ЭШ) ¡Земли, автор выделил области исследований, котораэ, по . его мнению, недостаточно изучены:

1. малое количество совпадений выделяемых возмущения в ГОШ, н связи с землетрясениями и отсутствий достоверных критериев ш связи приводаг к необходимости поиска методических приэмов выделения электромагнитных предвестников;

2. однозначно не установлены связи твду параметрами аномальных проявления в ИЭМП и параметрами (энергия и координаты эпицентров) землетрясений;

3. но установлены тарспэетившэ для выдолонил продЕестнинов частоты в ЭЖ1, обладающие отабильшмк прогностическими

НрКШОКЗИИ:

•I. да установлены перспективные критерии, указывавшую на связь качавшегося аномального процесса в ИЭМП с подготовкой землетрясения.

ёй_§1С20Л_гд§Бе1_излзгготсп методика поиска предвестншюи землетрясений по результатам натурных наблюдения за спектром ЭМП. Автором была принята последовательная структура исследований. Сначала были проведены лабораторные исследования по регистрации О.МИ при разрушения образцов горных пород и минералов. Затеи, прстедеяы натурнш наблюдения за изменениями в спектре ЭМП перед ееттатрясениями, с цель» выделения перспективных частот дал поиска предвестников. Следукцим этапом исследования послувили катурнда наблюдения па выделенной перспективной частоте ЭМП, с т^элъи изучения зишлокерностеа проявления аномальных зозиущэний сейсмического происхождения.

Разультзты лабораторных наблюдения показали, что процесс разрушения природных материалов сопровождается ЭМИ, что, скорее всего, нкеот иэсто в'природе.

Лзтогл были начаты натурные наблюдения за спектром ЭМП

п пункта наблюдения с. Ольго.ч. Регистрация ЭМП осуществлялась сгряпич прибором СК4-56. Е-.-от прибор предназначен дяя изкарэяия поргглэтров спектра стационарных электрических сигналов и представляет собой автоматически порэотрзйвазмыа по частоте супэрготсродияша првэьшяй, работа которого основала на методе послэдоватального анализа сигнала. Датчиком сигнала служила актошга - вертикальный "штырь" с круговоя дкаграшой агпрззлзпвоотя. Исследовался частотный диапазон ЗШ от БО Гц до 50 кГц п полосе пропускания прибора 300Гц. Г^гистрацип сгоктрэ с-МП проводилась дискретно через три часа сеансами длительностью в 1,5 ккзуты. При обработке сгаятрохрамм из епэетра выбирались то частота, которые кспыть!вали наибольший вариации перед ^"•".лзтряеэгаяш, а затом рассматривался гас аг«шггудяыя ход зо пргжнк. Для согоставлэгоа выбирались землетрясения, удалённые от луяэта пзйлздзнкя в радиусе 'обнаружения электромагнитных предвестников.

Результаты нябладания показали, что анстгашше эффекты перед воахотрлсониями откочаотся не а широком- диапазона частот ЗИП, как 05ХИДЭЛ автор, з в узких чзстотаых датазевет я да-разтго»у. Ь

одних частотных диапазонах. наблюдались аномальные увеличения уровня, в других - аномальное пониженна уровня естественного ЭМП, а большинство частот ретстрируемого спектра вообще на реагировали на происходящие землетрясения. Наиболее выразительно изменения уровня ЭМП в связи с землетрясениями проявились на участках спектра со средними значениями частот 10, 15 и 27 кГц. Длительности проявления аномальных кзионениа на этих' частотах составили от нескольких часов до нескольких суток перед зеклэтрясекиями, проявив зависимость от их энергии или удаленности от пункта .эб.падения. _

На частоте 27 кГц землетрясениям предшествовали аномальные повышения урогчя ЭМП, которые в 2-3 раза превышали фоновые значена уровня ЭМП. Возмущэшш в ЭМП усиливались от синхронных ИДИ; близких по БреМвНИ с8йсю4?еСКИХ событий. Ярким примером . аависикоста длительности аномального проявления в ЭМП от энергии иди удаленности землетрясений явилась аномалия, Возникшая аа х2 суток перед достаточно сильным (К-12,5) землетрясением, эпицэнтр которого располагался в 40 км от пункта наблюдения.

При сравнении записей ЗИП за период жтних наблюдений 1885г. на частотах 10, 15 и 27 кГц отмечены интересные особенности -почти сйофонно аномальным повышендам уровня ЭМП на частоте 27 . кГц соответствовали понижения (на 20-30%) нормальных уровней ЭМП на частотах 10 и 15 кГц.

На следующем этапе исследований автор ставил перед собой задачу установить характер изменения в сшетре ЭМП перед : землетрясениями в других районах Байкальского региона. С этой далко были проведаны наблюдения в пункте наблюдения "Тырган" (в 100 км юго-западнее о.Ольхон) и продолжены на юге оз.Байкал - в пункте найвдяония "Талая". .

Аномальные изменения в спектре ЭМП в пункте "Тырган" перед землетрясениями выразшмсь только на частоте 27 кГц. Интересной особенностью этих наблюдения было то, что проивпюлшкз за период регистрации землетрясения были преимущественно локализованы в той же области, что и некоторые землетрясения в триод регистрации 1535г. на о.Сйьхсн, Таким образом, представилась возможность сравнить зарегистрированные эффекты -в ЗШ на различных удалениях от землетрясений, произшэдоих в одной области. В пункте Тырган" аномальные эффекты выразились очень слабо (из-за большое удаленности от эпицентров землетрясений) и преимущественно в периода наложения полей в ЭМП от синхронных или близких по времени сейсмических событии.

В пункте ".Талая" за период летних паблыденм . зарегистрировано 2 сильных аномальных возмущения, которые выразились в аномальном повышении уровня ЭКП, первое - в диапазоне частот 27-30 кГц, а второе - в диапазопе частот 27-40 кГц. Одновременно с аномальными повышениями в указанных частотных диапазонах в сгокгре ЭМП за этот период выде.гоны аномальные понижения уровня в диапазоне частот 45-47 кГц.

Результаты зимних наблюдения показали, что аномальные аффекты в Э.ЧП перед землетрясениями в зимяиа период регистрируются хуже, чем лотом, что скорее всего связано с ослаблением грозовой деятельности. На примере зимней аномалии в ЭМП, зарегистрированной пвред землетрясением с К-10 (пункт завладения располагался в его зшцентральнса зоне ) показан образ аномалии-предвестника землетрясения в ЭМП.

Лэтом 1002г. были проведены непродолжительные наблюдения о? сдакгроя ЭМП в пункте "Аршан". Аномальные изменения в спектре ЭМП, в связи с сейсмичностью, зарегистрированы в диапазоне частот 27-33 кГц.

Подводя итоги наблюдений за изменениями в спектре ЭМП перед землетрясениями сделаны следующие выводы:

1. Характер аномальных изменений в ЭМП в связи . с сейсмичностью гораздо сложнее, чем показывают многиэ исследователи: по результатам наблюдения в КЭМП. Процесс подготовки землетрясения наводит довольно разнообразное отражение в узких (селективных) диапазонах частот ЭМП*

2. Результаты наблюдений, подученные в разное время ив различных районах, удаленных на значительные расстояния друг от друга, показали общие особенности поведения ЭМП перед землетрясениями в одних частотных диапазонах (27-30кГц) ЭМП, что

. указывает на единую природу возмущений.

3. Выявлено, что частотные диапазон 27-30 кГц (именно в нем стабильно проявляются эффекты перед землетрясениями) является перспективным для поиска предвестников землетрясений.

_1Е®1ья_глзва посвящзна методическка призмам выделения предвестников землетрясений в ЭМП на фиксированной частоте. Основной задачей наблюдений был поиск критериев отличия возмущения в ЭМП сейсмического происхождения от возмущений несейсмической природа. Для этого автор изучал характер поведения флуктуационноя составляющей ЭМП.

Непрерывные наблюдения за ЭМП на фиксированной частоте

начались в пункте "Гелая" с 1887г.

Первоначально регистрация ЭМП проводилась в ¡гирокра <5кГц) палосо пропускания прибора, что явилось методической ошибкой и служило причиной неудовлетворительных результатов па выделении предвестников землотрясения. Наряду с прздюстнидовоа частотой в полосе регистрации прибора фиксировались частоты ЭШ, которые не проявляли никакой реакции на происходящие землетрясения, но превосходили по амплитуда уровень полезного сигнала, чрезвычайно усложняя воз.макность ого выделения. С у четой этого регистрация предвестников в дальнейшем велась в узком частотно» диапазоне на перспективной частоте, что носомнэяно улучшило результаты наблюдений.

Регистрация ЭШ велась с помощью гоиймника-компзратерэ 47-9, настроенного на частоту 27,2кГц (частота передающей радиостанции) с полосой пропускания 50Гц. датчиками служили: дггнрозая антенна с ■ круговой диаграммой направлоЕосга и направленная антенна (входит в комплект аппаратуры), которая подключалась для определения направления на источник излучения.

При обработка записей ЭЖ определялся среднечасовой уровэнь флуктуэцданноя составляющей и строился ажгштгудно-врекешши ход, о затем на него наносилась информация о произведши землетрясениях и периодах возмуиэвния тесеясмичоского происхождения. При поиска критериев отличия .возлиянии рэзноа природа в ЗШ1 рассматривались такяэ непосредственные записи (рвгистрограамы) ЭШ за периода вромоки их проявлений.

Дополнительно синхронно велись дискретные (чорез 3 часа) наблюдения за спектром ЭМП приборок СК4-56 в диапазоне частот БОГц-БОтсГц. Контроль за сгоятрон проводился с далью быдзлэния изменении на других частотах парод зеамэтряевгшями, кроме того синхронная регистрация разными приборами позволила болрэ уверенно вьвдааягь образы возмущённа в ЗШ сеаскитаского и ¿©сеятаетеского происхождения. _ Опорным« служили материал;.!, получении из фиксированной частоте, а катор:.алы, шзлучеиньга анализатором спектра использовались для сравнения. . •

Основным материалом для поиска закономерностей поведения ЭМП гослункл длинчыя ряд наблюдения за 1980-92гт., вшолезееш по одной кетодока.

Для того, чтобы выделить возиущэаия в ЭйП ■ сэгсмяческого происхоадения было детально изучано поведения фонового ЭМП и характер возмущения несеясмкческого происходденяп (второй и третни разделы третьей глава). :

- и -

К фоновым значения» ЭВД мы отпосш регулярные естественнее вариация в отриода отсутствия сейсмических их-: других возмущений. Основным источником остествзюгого ЭШ является мировая грозовая деятельность. В среднесуточном хода ЭМП отмечаются два максимума проявления интенсивности - з утренние и вечерние часы, которые обусловлены улучшением распространения электромагнитных волн. Лотом появляется дополнительный максимум в послеполуденные часы, который обуслсвлзи проявлением ближней грозовой деятельности.

Анализ вариация фоновых значений по результатам наблюдения в точэшгэ годэ позволил установить на выбранной частоте регистрации сродаеглэсячпкэ суточные хода и сэзоиныо вариации уровня. Устойчивый характер уровень ЗМЛ имеет в зимние месяцы, а периоды ослабления грозовой деятельности. В летние месяцы фоновые значения ' приобретают ш.чев устойчивый характер. Наибольшие значения уровня фонового ЗМЛ наблюдаются в иялэ к августе, его омшвтгуда в полтора раза выше, чек зимой.

Вэквкм моментом в работа явилась оцэнкэ влияния нэ ЭКП нерегулярных помех, которые споим воздействием могут вызывать аномалии пасоясжггоского происхождения. Были детально изучены ваписи ЭМЛ в периода проявления ближних гроз, геотяагнитных возмупуэняа, солнечных вспышек, изменений котооролопяосглга параметров среды {доздь, снегопад, туман, давлзняз, температура и т.д.) и промьгшюшых помэх. В качестве кригордав оцэнки их воздействия на ЗМП анализировались следующие характеристики: характер воомуданий, -их продолжительность и признаки отличия от образов сэесжтчоскг-о происхождения, Результаты анализа показали, что эти критерии позволяют отличить их от возмущений сейсмического происхождения.

В четвёртом раздело третьей главы автор рассмотрел характер возяуценна сейсмического происхождения и выделил образ сигнала-продвэстника в ЭШ.

Внимательно просматривая записи возмущений в ЭМЛ, перед веилэтрясопияни, звтор обратил внимание на особый характер кзкокентя в ЭМП, которые отличэот ого от любого другого сигнала. Если фоновое ЗШ и возмущения несейсмическсго происхождения Еарохзотсн на записи плавными изменениями уровня, то сигналы сейсмического происхождзиия отличаются на записи ЭШ резкими, ступенеобразными иногда "П-обрззными" всплесками уровня. По агяшнтуда "П-оС'разныэ" всшязски в несколько раз превышают уровень фоновых .значений.-. Такая форма сигнала наблюдалась только б периоды времени, приуроченные к землетрясениям, что позволяю

принять её аа образ сигнэла-предшстника.

Для близкие сейсмических события мИ-образныв" всплески уроага ЭМП имели слоиную яоегаметричную форму» осложненную высокочастотными выбросами больше?, интенсивности и амплитуда. Дяя удалённых зомлетрясений "II-образныв" всплески имели четкую -форму с резким фронтом нарастания и спадания уровня, высокочастотные "насадки" были либо сглажены, либо вообще отсутствовали. Отличался по форме сигнал-предвестник и внутри аномального процесса, в ра. лые периода егс проявления.

В заключении тре~№й главы даются основной вывода:

1. Установлено, что наиболее пзрегектазным является изучение поведения флукт.уационноя составляющей ЭМП, т.к. характер gó ПСВ9ДГ "ия позволяет установить признаки отличия сигнала сейсмического происхождения от любого другого.

2. Качество выделения предвестников землетрясений в ЭМП зависит от частотного диапазона (широкополосного, узкошлосноп) регистрации прибора на фиксированной частоте.

3. Установлен характер поведения фонового ЭМП и а-тянин на ного возмущении несейсмичаского происхождения.

•i. По рэзультатам анализа записей возмущений ЭМП . сейсмического происхождения ьыдздзя образ сигнала-предвестаика, который можно использовать в перспективе как заблаговременный и достоверный признак, '-называющий на связь начавшегося аномального проявления в ЭМП с готовящимся землетрясением.

__В__четвертой__глэае_эвтор рассмотрел закономерности

проявления аномальных эффектов в ЭМП сейсмического происхождения и установил параметры в аномальных проявлениях, которые указывают на связь о землетрясения1 -ч.

Ссротав внимаю» на различия в характере проявления сигнала- предвестника для разных сейсмических .события, автор поставил перед собой задачу определить: несут ли эти отличия информацию о времени, энергии и удаленности землетрясений? Крема того ставилась задача найти приёмы и методы обработки полученного экспериментального материала, результаты которых могли бы в перспективе лсслуюггь для оперативной оценки предстоящего сейсмического события по параметрам начавшегося возмущения в ЭМП. Для зтеге из результатов наблюдений за ЭМП были выбраны несколько аномальных нозмущрниа сейсмического происхождения, для которых связь с кошфетньыи землетрясениями но вызывала сомнений и нэ основе их рассмотрения были установлены

количественные параметры, которыо указывали на закономерности и связь с землетрясениями, вызыващими эти аномальные эффекты в ЭШ1.

Сначала изучался характер проявления сигнала-предаостникэ землетрясения в аномальных проявлениях соясчического происхождения.

Одним из количественных параметров сигнала быт,а длительность "П-обрэзных" всплесков. При рассмотрении длительностей асшасяов внутри аномалии установлено, что для одиночных сейсмических события (в большинстве случаев) наблюдается примерно одинаковый преобладающий набор "П-сбразпых" всплесков, длительностью от 5 до 25 минут. Этот набор сохраняется на протяжении всея ?"омалии до момента землетрясения, после землетрясения (а стадии релаксации среда) длительности всплесков имеют тандаишто к уменьшению (от б до 10 минут). В случаях, когда аномалия в ЭМП создается от нескольких сейсмических события (в гориода сушрпозиции полей) •увеличиваются длительности периодов "П-образных" всплесков и их амплигупу. Используя эту законошриость, можно заранее предсказать - готовится одно иди несколько сеасмических события.

Анализ амплитуд и количественного распределения "ГТ-обряуяьг«" всплесков внутри аномального проявления показал, что к моменту землетрясения происходит их спад, используя эту закономерность можно предсказать время землетрясения. Однако больше флуктуации этих величин на протшении всего аномального процесса з ЗМЯ от одиночного сейсмического события часто затрудняют достоверное выделение прогностических признаков о времени землетрясения.

Анализ вариация "П-образных" всплесков уровня позволил выделить еп;о один количественный показатель, который укэзыз'ает на связь изменений параметров возмущения в Э№ с тем или иным сейсмическим событием - это произведение амплитуды "П-образного" сигнала на его период. Этот показатель косвенно характеризует энергии принимаемого сигнала в пункте наблюдения от источника излучения. Вэзультгты анализа показали, что энергия сигнала-предвестника з ЗМП зависит от анэргии и удаленности землетрясения, их вызывающих.

В. своей практике иногда приходится икать дело с аномальными явлениями сейсмического происхождения, в которых "П-обрзеные" всшазски уровня слаба вырашны или не наблюдаются. Поэтому нуяпш было найти универсальные количественные параметры, которые ионмо использовать для сопоставления любых аномальных проявления в ЭШТ с землетрясениями. Такими параметрами послужили:

1. Амплитуда аномального превышения возмущении над фоновыми значениями.

2. Длительность аномального возмущения.

3. Суммарная мощность регистрируемого аномального возмущения в пункте наблюдения. •

Анализ флуктуации амплитуд среднечасовых значений уровня ЭМЛ аномальных проявлений показал, что форма среднесуточного хода в период аномальных проявлении идентична форме регулярного фонового ЭМЛ для этого периода времени.

Другим методом анализа амплитуд слуьчил количественный показатель - отношение средней амплитуда аномального проявления к амплитуде фоновых значений (отноШЕИв полезного сигнала к шуму). Сопоставление этого показателя для аномалий, произведшие в разные сезоны года показало, что вшой этот показатель в аномальных проявлениях ним©, чем летом. Таким образом, было установлено, что аномальные прояаления в ЭМП сейсмического происхождения имают сезонную зависимость.

На примере сравнения аномальных эффектов в ЭМП от землетрясения, произведших на одинаковом удалении от пункта наблюдения установлена зависимость амплитуды аномальных проявлений в ЭМП от энергии землетрясений. Однако такая связь не устанавливается с удаленностью землетрясений от пункта наблюдения.

Для выделения зависимости длительности прояалония аномальных аффектов в ЭМП иг энергии зэмлотрясвниа были сошстэвлеш события, произшедишэ приблизительно на одинаковом расстоянии. Было установлено, что длительности аномальных проявлений зависят от энергии землетрясений. Затем сравнивались длительности аномальных э4<£ектов в ЭМП от удзлэнлостн землетрясений для событий приблизительно одинаковой энергии. Было установлено, что такая связь существует.

Для анализа связи параметров аномальных проявлений в ЭМП с землетрясениями использовался еще один параметр, который услоэно характеризует суммарную мощность принимаемого в д. лиге наблюдения излучения от источника расположенного (как мы предполагаем) над обл~тгью подготовки землетрясения. Этот показатель можно использовать для перспективной оценки параметров (энергии или удаленности), будущего землетрясения. Он получается при оперативной обработке записей ЭМП, путём, расчета площади аномального превышения над фоновыми значениями. При сопоставлении этой величины для аномальных эффектов от землетрясений примерно

одинаковой онерпи или проияшэд'шпс приблизиголыга одинаковом удалении от пушта ииЗлзсяаяия бита установлены закономерное ш: Волячша моадости регистрируемого анокального аффекта в ОНИ пропорциональна стертая геклотрязени» и обратно пропорциональна их удаленности от пункта наблюдения.

На оскоео подучошюго экспериментального материала автор объяснил причины появления в ЗИП "ложных аномалияи "пропусков", а тага» сопоставил частоту появления восмущэииа в ЮТ пород зомлэтрясэяияуи, которая составила-более 73%.

Из анализа взконокорностоа проявления аномальных зффзкгов в ЗМП сделаны слвдувщко выводя:

1. Проявления аномальны ¡с агентов в ЗМП в связи с сеясикчностью вдают еэвонныо различия (лотом они проявляется сильнее, сикоз - слабее). •

2. Вцдегзш количественные параметры аномальных пролагезиа а . 0!д11, еппзсяпшс о сейсмичностью, которые позволяет провода«.

срагпэпня вшжлшдс эффектов в ЗМП от различных созсяичэсшпс событий л п горапокгазо когут использоваться для отрэтимт оценки (по характеристикам пачавгюгооя аномального ироц-зосз в ЗМП) энергии готовящегося землетрясения.

3. На пргаэрпх ряда вогиотрясепиз показана оаятяэюотъ параметров аномалия« проявлений в Э!ЯТ. от анергии вызвавших их землетрясения и удалённости зпицшпроэ от пункта наблодлиир, что кошт быть рэясщидрвзно дяя постановки целенаправленны:: исследования.

Во втором разделе четвёртой главк автором изложены представления о природа злогсгромагнитных предвестников.

Эксшрконтальньгд! наблюдениями было установлено шетополошшгэ хгсточника элзктроизгнкгпого излучения в пространство, накаченная область излучения примерно совпалэ с областью подготовка веилотрясеши.

Лоточником излучения, по мпзнио звторл, является не очаговая область подготовки землетрясения в кедрах Земли, э изменение условия распространения искусственных к естественных олшрекаппггаа воли через возмущенную область над зоноа подготовки землетрясения. При этом вариации интенсивности электромагнитного атаосферного ■ фона можно объяснить но изменениями а процессе генерации ЗМИ, а вариациями коэффициентов отражения от ионосферы и прохождения через области аномальная проводимости в атмосфере.

изложены основные выводы работы (они отражены в разделе "научная новизна") и проведено сравненга результатов наблюдений за предвестниками землетрясений в структуре флуктуационной составляющая ЭМП с данными наблюдений за ИЭМП.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:.

1. Храмцов A.A. Электромагнитное излучение при разрушении горных пород и минералов.// Тезисы XI конференции колодах научных сотрудников по геологии и геофизика Восточной Сибири. Изд-во ИЗК СО АН СССР, Иркутск, 1984. с.67.

2. Храмцов A.A., Найдич В.И., Сапожников В.М., Воронин В.Л'., Зубрилин Н.М. Результаты наблюдений за электромагнитным полом в СДВ-диапазоне на о.Ольхой.// Тезиса докладов в сб. "Исследования по созданию научных основ прогноза землетрясения в Сибири". Изд-во ЮЕ СО АН СССР, Иркутск, 1387. с.78-80.

3. Храмцов A.A. Результаты наблюдений за спектром злетромапштяого поля Земли в Прибайкалье.// Тезисы дохл. 2-е Всесоюзной конференции по теме "Прием и анализ сверхнизкочастотных колебаний естественного происхождения". Воронеж, ВЛИ, 1987. с.13.

4. Храмцов A.A. Результаты наблюдений за спектром электромагнитного поля в Прибайкалье с целью поиска предвестников землетрясения. //В сб. "Исследования по созданию научных основ прогноза землетрясении в Сибири". Изд-во ИЭК СО АН СССР, Иркутск, 1090г. С.78-83.

5. Храмцов A.A. Определение местоположения предвестника землетрясения по материалам наблюдений за электромагнитным полем (ЭМП) Прибайкалья. Там же, С. 83-89.

6. Потов A.M., Найдич В.И., Храмцов A.A., Бывальцева Т.Ф. К вопросу о связи электромагнитных полей с сейсмическими процессами и о механизме формирования коровых очагов землетрясений (на примере Прибайкалья). //Вулканология и сейсмология, М.; Наука, N5-6, 1992г., С. 119-12?.