Сейсмо-электромагнетизм

Сейсмоэлектромагнетизм — это различные электромагнитные явления, которые, как полагают, порождаются тектоническими силами, действующими на земную кору, и, возможно, связаны с сейсмической активностью, такой как землетрясения и вулканы. Их изучение было вызвано перспективой того, что они могут быть вызваны повышенным напряжением, приводящим к землетрясению, и, таким образом, могут стать основой для краткосрочного прогнозирования землетрясений . Однако, несмотря на многочисленные исследования, ни одна форма сейсмо-электромагнетизма не доказала свою эффективность для прогнозирования землетрясений. Ключевая проблема заключается в том, что землетрясения сами по себе вызывают относительно слабые электромагнитные явления, а последствия любых предшествующих явлений, вероятно, будут слишком слабыми для измерения. Тщательный мониторинг землетрясения в Паркфилде не выявил значительных досейсмических электромагнитных эффектов. Однако некоторые исследователи сохраняют оптимизм, и поиски сейсмо-электромагнитных предвестников землетрясений продолжаются.

ОТ метода

Метод VAN - назван в честь П. Вароцоса , К. Алексопулоса и К. Номикоса, авторов описывающих его статей 1981 года. – измеряет низкочастотные электрические сигналы, называемые «сейсмическими электрическими сигналами» (SES), с помощью которых Вароцос и несколько его коллег утверждали, что им удалось успешно предсказать землетрясения в Греции. Как сам метод, так и способ утверждения успешных предсказаний подверглись резкой критике. и обсуждался ВАН, но критики не отказались от своей точки зрения.

С 2001 года группа ВАН ввела концепцию, которую они называют «естественным временем», применительно к анализу своих предшественников. Первоначально он применяется на СЭС, чтобы отличить их от шума и связать с возможным надвигающимся землетрясением. В случае проверки (классификация как «активность СЭС») дополнительно применяется естественный временной анализ общей последующей сейсмичности района, связанного с активностью СЭС, с целью улучшения временного параметра прогноза. Метод рассматривает начало землетрясения как критическое явление .

После 2006 года ВАН сообщает, что все сигналы тревоги, связанные с деятельностью СЭС, были обнародованы путем размещения сообщений на arxiv.org . Один из таких отчетов был опубликован 1 февраля 2008 года, за две недели до крупнейшего землетрясения в Греции в период 1983–2011 годов. Это землетрясение произошло 14 февраля 2008 г., магнитуда ( М _ш ) 6.9. Доклад ВАН также был описан в статье газеты «Этнос» от 10 февраля 2008 года. Однако Герассимос Пападополус пожаловался, что отчеты VAN запутаны и двусмысленны и что «ни одно из утверждений об успешных прогнозах VAN не оправдано». но на эту жалобу был дан ответ по тому же вопросу.

QuakeFinder и «Другая физика»

В своих исследованиях физики кристаллов Фридеманн Фройнд обнаружил, что молекулы воды, внедренные в горную породу, могут диссоциировать на ионы, если горная порода находится под сильным напряжением. Полученные в результате носители заряда при определенных условиях могут генерировать аккумуляторные токи. Фрейнд предположил, что, возможно, эти токи могут быть ответственны за предвестники землетрясений, такие как электромагнитное излучение, свет землетрясений и возмущения плазмы в ионосфере. Исследование таких токов и взаимодействий известно как «физика Фрейнда».

Большинство сейсмологов отвергают предположение Фрейнда о том, что сигналы, генерируемые стрессом, можно обнаружить и использовать в качестве предшественников, по ряду причин. Во-первых, считается, что напряжение не накапливается быстро перед сильным землетрясением, и поэтому нет оснований ожидать быстрого возникновения сильных течений. Во-вторых, сейсмологи активно искали статистически надежные электрические предвестники, используя сложную аппаратуру, но не выявили ни одного такого предвестника. И в-третьих, вода в земной коре приведет к поглощению любых генерируемых токов, прежде чем они достигнут поверхности.

QuakeFinder — компания, занимающаяся разработкой системы прогнозирования землетрясений . Компания имеет давнее сотрудничество с Freund. Они развернули сеть сенсорных станций, которые обнаруживают электромагнитные импульсы, которые, по мнению команды, предшествуют сильным землетрясениям. Считается, что каждый датчик имеет радиус действия примерно 10 миль (16 км) от прибора до источника импульсов. По данным компании, по состоянию на 2016 год у них 125 станций в Калифорнии. и их партнер Хорхе Херо говорит, что у него 10 сайтов в Перу. Используя эти датчики, Эро говорит, что ему удалось триангулировать импульсы, наблюдаемые с разных мест, чтобы определить источник импульсов. Он сказал, что импульсы наблюдаются за 11–18 дней до надвигающегося землетрясения и используются для определения места и времени будущих сейсмических событий.

Однако, поскольку поддающееся проверке предсказание потребует публичного объявления о месте, времени и размере надвигающегося события до его возникновения, ни Quakefinder, ни Heraud еще не предсказали землетрясение поддающимся проверке, не говоря уже о том, чтобы сделать множественные предсказания того типа, который может быть объективно проверен на статистическую значимость.

Текущие исследования показывают, что растворенные газы выходят из раствора при сбросе давления, а затем ионизируются, генерируя электрические сигналы.

Аномалия Корралитос

За месяц до землетрясения в Лома-Приета в 1989 году измерения магнитного поля Земли на сверхнизких частотах магнитометром в Корралитосе , штат Калифорния , всего в 7 км от эпицентра надвигающегося землетрясения, начали показывать аномальное увеличение амплитуды. Всего за три часа до землетрясения измерения возросли примерно в тридцать раз больше, чем обычно, а после землетрясения амплитуды снизились. Таких амплитуд не наблюдалось ни за два года работы, ни у аналогичного прибора, расположенного на расстоянии 54 км. Для многих людей такая кажущаяся локальность во времени и пространстве наводила на мысль о связи с землетрясением.

Дополнительные магнитометры впоследствии были установлены по всей северной и южной Калифорнии, но после десяти лет и нескольких сильных землетрясений подобных сигналов не наблюдалось. Более поздние исследования поставили под сомнение эту связь, приписывая сигналы Корралитоса либо несвязанным магнитным возмущениям, либо несвязанным с ними магнитным возмущениям. или, проще говоря, к неисправности сенсорной системы.

Исследование тщательно отслеживаемого землетрясения в Паркфилде в 2004 году не выявило никаких признаков предшествующих электромагнитных сигналов любого типа.

Предвестники УНЧ магнитного поля

В двух недавних исследованиях Константиноса Эфтаксиаса и его коллег изучались магнитные поля УНЧ, предшествующие сильным землетрясениям. Во время землетрясения в Тохоку в 2011 году УНЧ-излучение продемонстрировало критическое поведение: тогда как при Сычуаньском землетрясении 2008 года исследователи обнаружили депрессию горизонтального УНЧ-магнитного поля, что также можно интерпретировать как проявление критичности.

Варианты ТЭК

Профессор Косуке Хеки из Университета Хоккайдо в Японии рассказал, что он случайно обнаружил, что сигналы GPS изменились примерно за 40 минут до землетрясения Тохоку-Оки 2011 года. Просматривая исторические данные о других землетрясениях, он обнаружил, что такая же корреляция имела место и во время других инцидентов. Он предположил, что сигналы GPS обнаруживали изменения в уровнях TEC (общего содержания электронов) ионосферы за час, предшествовавший землетрясению.

Спутниковые наблюдения

Спутник «Обнаружение электромагнитных излучений, передаваемых из сейсмических регионов», построенный CNES , провел наблюдения, которые показывают сильную корреляцию между определенными типами низкочастотной электромагнитной активности и наиболее сейсмически активными зонами на Земле, и показал резкий сигнал. в ионосферы электронной плотности и температуре вблизи юга Японии за семь дней до того, как там произошло землетрясение магнитудой 7,1 (29 августа и 5 сентября 2004 г. соответственно).

Quakesat — наноспутник для наблюдения за Землей, основанный на трех спутниках CubeSat . Он был разработан для проверки концепции сбора чрезвычайно низкочастотных сигналов-предвестников землетрясений из космоса. Основным прибором является магнитометр, размещенный на телескопической стреле длиной 2 фута (0,6 м). Наука, лежащая в основе этой концепции, является спорной.

ESPERIA — это экваториальная космическая миссия, в основном занимающаяся обнаружением любых сигналов, связанных с тектоническими и пресейсмическими явлениями. В более общем плане он был предложен для определения околоземной электромагнитной, плазменной и корпускулярной среды, а также для изучения возмущений и нестабильностей в переходной области ионосфера- магнитосфера . Для изучения процессов подготовки землетрясений и антропогенного воздействия на поверхность Земли по заказу Итальянского космического агентства реализовано исследование А. фазы

Радиолокационный спутник «Деформация, структура экосистемы и динамика льда» (DESDynI), который был отменен в бюджетном предложении Белого дома на 2012 год, будет способен определять упругие деформации в тектонических плитах, сочетая в себе радар с синтезированной апертурой L-диапазона интерферометрический и многоцелевой радар. лучевой инфракрасный лидар для обнаружения деформаций на поверхности Земли, которые могут привести к серьезным землетрясениям.

Россия и Великобритания договорились о совместном развертывании в 2015 году двух спутников, которые будут измерять электромагнитные сигналы, излучаемые земной корой перед землетрясениями. Говорят, что проект сможет «помочь предсказать землетрясения и потенциально спасти тысячи жизней».

Еще одним местом текущих исследований является Китай, где на 2014 год планировался запуск спутника для получения данных об ионосферных явлениях для сравнения с сейсмо-электромагнитными явлениями на земле. Такая связь частично подтверждается в современной литературе: уже показано, что ионосферные явления предшествуют сейсмическим явлениям на несколько часов или дней. Сеть потенциально может показать, являются ли такие ионосферные явления результатом наземных электрических явлений.

См. также

• Электрорезистивная томография
• Вызванная поляризация
• Магнитометр
• Сейсмоэлектрический метод
• Теллурический ток
• ОТ метода

Источники

• Апостолидис, К. (10 февраля 2008 г.), «Problepsi gia seismo 6 rixter» , Ethnos (на греческом языке), Pegasus Publishing, заархивировано из оригинала 15 июля 2016 г. , получено 16 июля 2016 г.
• Кэмпбелл, WH (май 2009 г.), «Естественные магнитные поля возмущений, а не предвестники, предшествующие землетрясению в Лома Приета» , Journal of Geophysical Research , 114 (A5): A05307, Bibcode : 2009JGRA..114.5307C , doi : 10.1029/2008JA013932 .
• Чулиарас, Г. (2009 г.), «Аномалии сейсмичности перед землетрясением 8 июня 2008 г. в Западной Греции» (PDF) , Nat. Опасности Earth Syst. наук. , 9 : 327–335, doi : 10.5194/nhess-9-327-2009 , получено 31 июля 2016 г.
• Энрикес, Альберто (2015), «Технология прогнозирования землетрясений заслуживает серьезного отношения (МНЕНИЕ)» , OregonLive.com , получено 19 ноября 2016 г.
• Фрейзер-Смит, AC; Бернарди, А.; МакГилл, PR; Лэдд, Мэн; Хелливелл, РА; Виллард, О.Г. младший (август 1990 г.), «Измерения низкочастотного магнитного поля вблизи эпицентра землетрясения Лома-Приета магнитудой 7,1», Geophysical Research Letters , 17 (9): 1465–1468, Бибкод : 1990GeoRL..17.1465F , дои : 10.1029/GL017i009p01465 .
• Фройнд, Фридеманн (10 мая 2000 г.), «Исследование генерации и распространения заряда в магматических породах с временным разрешением» , Журнал геофизических исследований: Solid Earth , 105 (B5): 11001–11019, Бибкод : 2000JGR...10511001F , doi : 10.1029/1999JB900423 , ISSN   2156-2202 .
• Геллер, Роберт Дж. (декабрь 1997 г.), «Прогноз землетрясений: критический обзор», Geophysical Journal International , 131 (3): 425–450, Бибкод : 1997GeoJI.131..425G , doi : 10.1111/j.1365- 246X.1997.tb06588.x .
• Херо, Дж.А.; Сента, Вирджиния; Блейер, Т. (01 декабря 2015 г.), «Электромагнитные предвестники, ведущие к триангуляции будущих землетрясений и визуализации зоны субдукции», Тезисы осеннего собрания AGU , 32 , Бибкод : 2015AGUFMNH32B..03H .
• Хаф, Сьюзен (2010), Предсказание непредсказуемого: бурная наука прогнозирования землетрясений , Princeton University Press, ISBN  978-0-691-13816-9 .
• Хуан, Цинхуа (27 января 2015 г.). «Прогнозирование эпицентра будущего сильного землетрясения» . Труды Национальной академии наук . 112 (4): 944–945. Бибкод : 2015PNAS..112..944H . дои : 10.1073/pnas.1423684112 . ISSN   0027-8424 . ПМЦ   4313830 . ПМИД   25583499 .
• Международная комиссия по прогнозированию землетрясений в целях гражданской защиты (30 мая 2011 г.), «Оперативное прогнозирование землетрясений: состояние знаний и рекомендации по использованию» , Анналы геофизики , 54 (4): 315–391, doi : 10.4401/ag-5350 , hdl : 20.500.11820/6552f865-6e59-47f1-a5ec-b7446bfd1a82
• Джонстон, MJS; Сасаи, Ю.; Эгберт, Грузия; Мюллер, Р.Дж. (сентябрь 2006 г.), «Сейсмомагнитные эффекты долгожданного землетрясения Паркфилд 28 сентября 2004 г. с магнитудой 6,0» (PDF) , Бюллетень Сейсмологического общества Америки , 96 (4B): S206–S220, Bibcode : 2006BuSSA.. 96S.206J , номер документа : 10.1785/0120050810 .
• Капплер, КН; Моррисон, Х. Франк; Эгберт, Г.Д. (апрель 2010 г.), «Долгосрочный ((en))мониторинг электромагнитных полей УНЧ в Паркфилде, Калифорния» (PDF) , Journal of Geophysical Research , 115 (B4), Bibcode : 2010JGRB..115.4406K , doi : 10.1029/2009JB006421 .
• Лайтхилл, сэр Джеймс, изд. (1996), Критический обзор VAN – прогнозирование землетрясений на основе сейсмических электрических сигналов , Лондон, Великобритания: World Scientific Publishing Co Pte Ltd, ISBN  978-981-02-2670-1 , заархивировано из оригинала 19 мая 2012 г. , получено 9 марта 2017 г.
• Муларгия, Ф.; Гасперини, П. (июль 1992 г.), «Анализ статистической достоверности предвестников землетрясений. Приложение к методу «VAN»», Geophysical Journal International , 111 (1): 32–44, Бибкод : 1992GeoJI.111...32M , дои : 10.1111/j.1365-246x.1992.tb00552.x
• Пападопулос, Герассимос А. (4 мая 2010 г.), «Комментарий к «Прогнозу двух крупных землетрясений в Греции» » (PDF) , Eos , 91 (18): 162, Бибкод : 2010EOSTr..91..162P , doi : 10.1029/2010EO180003 .
• Парк, Стивен К.; Далримпл, Уильям; Ларсен, Джимми К. (2007), «Землетрясение в Паркфилде 2004 года: проверка гипотезы электромагнитного предвестника», Journal of Geophysical Research , 112 , Bibcode : 2007JGRB..112.5302P , doi : 10.1029/2005JB004196 .

• Рандл, Джон Б.; Холлидей, Джеймс Р.; Грейвс, Уильям Р.; Теркотт, Дональд Л.; Тиампо, Кристи Ф.; Кляйн, Уильям (2012), «Вероятности больших событий в управляемых пороговых системах» , Physical Review E , 86 (2): 021106, Bibcode : 2012PhRvE..86b1106R , doi : 10.1103/PhysRevE.86.021106 , PMID   23005722 .
• Томас, JN; С любовью, Джей-Джей; Джонстон, MJS (2009), «О сообщениях о магнитном предвестнике землетрясения в Лома-Приета 1989 года», Physics of the Earth and Planetary Interiors , 173 (3–4): 207–215, Bibcode : 2009PEPI..173..207T , дои : 10.1016/j.pepi.2008.11.014 .
• Уеда, Сейя (2010), «Ответ на комментарий к статье «Прогноз двух крупных землетрясений в Греции» » , Eos , 91 (18), John Wiley & Sons : 163, Bibcode : 2010EOSTr..91..163U , doi : 10.1029/2010EO180004 , получено 16 июля 2016 г.
• Уеда, Сейя; Камогава, Масаси (23 сентября 2008 г.). «Прогноз двух крупных землетрясений в Греции» . Эос, Труды Американского геофизического союза . 89 (39): 363–363. Бибкод : 2008EOSTr..89..363U . дои : 10.1029/2008EO390002 . ISSN   2324-9250 .
• Уеда, С.; Камогава, М.; Танака, Х. (февраль 2009 г.), «Анализ электрической активности и сейсмичности в естественной временной области для активности вулканически-сейсмического роя в 2000 году в районе острова Идзу, Япония» , Журнал геофизических исследований , 114 (B2): B02310 , Bibcode : 2009JGRB..11402310U , doi : 10.1029/2007JB005332 , заархивировано из оригинала 06 июня 2011 г. , получено 9 марта 2017 г.

• Варотсос, П. (2006), «Что произошло перед пятью последними сильными землетрясениями в Греции», Proc. Япония. акад. Сер. Б , 82 (2): 86–91, Бибкод : 2006PJAB...82...86V , doi : 10.2183/pjab.82.86 , PMC   4323052 , PMID   25792775
• Вароцос, П.; Алексопулос, К.; Номикос, К. (1981a), «Сейсмические электрические токи», Труды Афинской академии , 56 : 277–286.
• Вароцос, П.; Алексопулос, К.; Номикос, К. (1981b), «Семичасовые предвестники землетрясений, определенные по теллурическим потокам», Практика Афинской академии , 56 : 417–433.
• Вароцос, П.; Алексопулос, К. (1 декабря 1984 г.). «Физические свойства вариаций электрического поля Земли, предшествующие землетрясениям. II. Определение эпицентра и магнитуды». Тектонофизика . 110 (1): 99–125. Бибкод : 1984Tectp.110...99В . дои : 10.1016/0040-1951(84)90060-X .
• Вароцос, П.; Кухланек, П. (август 1993 г.), «Предисловие [к специальному выпуску: «Измерения и теоретические модели изменений электрического поля Земли, связанных с землетрясениями»]», Tectonophysicals , 224 (1–3): vii–viii, Bibcode : 1993Tectp .224Д...7. , doi : 10.1016/0040-1951(93)90054-н
• Вароцос, П.; Сарлис, Н.; Скордас, Э. (2002), «Дальние корреляции в электрических сигналах, которые предшествуют разрыву» (PDF) , Physical Review E , 66 : 011902, Bibcode : 2002PhRvE..66a1902V , doi : 10.1103/physreve.66.011902 , PMID   12241379

Дальнейшее чтение

• Сейсмоэлектродинамика: литосфера -атмосфера-ионосфера, Масаси Хаякава, Олег А. Молчанов, TerraPub, 2002, связь ISBN   978-4-88704-130-1
• О сообщенном магнитном предвестнике землетрясения в Лома Приета 1989 года , Джереми Н. Томас, Джеффри Дж. Лав, Малкольм Дж. С. Джонстон, Phys. Планета Земля. Int., 173, 207–215, doi:10.1016/j.pepi.2008.11.014, 2009.
• Ионосферные предвестники землетрясений , Сергей Пулинец, Кирилл Боярчук, Спрингер, 2004, ISBN   978-3-540-20839-6
• Электромагнитный феномен, связанный с землетрясениями и вулканами, Бирбал Сингх, паб Narosa. Хаус, 2008, 17 июня 2009 г., ISBN   978-81-7319-858-8
• Критический обзор VAN: прогноз землетрясений на основе сейсмических электрических сигналов , Джеймс Лайтхилл, World Scientific, 1996, ISBN   978-981-02-2542-1
• Мониторинг ULF (сверхнизкочастотных) геомагнитных изменений, связанных с землетрясениями , Масаси Хаякава, Кацуми Хаттори и Кенджи Охта, Sensors 2007, 7, 1108–1122
• Ионосферные аномалии перед землетрясением, зарегистрированные с помощью непрерывных измерений TEC GPS , Дж. Ю. Лю, Ю. Дж. Чуо, С. Дж. Шан, Ю. Б. Цай, Ю. И. Чен, С. А. Пулинец и С. Б. Ю, Annales Geophysicale (2004) 22: 1585–1593