Оперативные электромагнитные предвестники землетрясений

курсовая работа

Введение

Землетрясения относятся к тем явлениям природы, которые мы лишены возможности не только воспроизвести в натурном эксперименте, но также и наблюдать с желаемой подробностью за их подготовкой и протеканием непосредственно в недрах Земли.

Одним из важнейших достижений сейсмологии является понимание того, что землетрясение - не внезапное событие, а процесс, который готовится более или менее продолжительное время и обнаруживает себя в разнообразных физических проявлениях. Это обусловило открытие предвестников землетрясений. Они играют большую роль в понимании процесса подготовки и протекания землетрясений и создают реальную основу для прогноза землетрясений.

Землетрясение - это явления, которые мы наблюдаем как на поверхности Земли, так и на некоторой глубине в шахтах и скважинах в процессе подготовки землетрясения (предвестники) и во время землетрясения. Многие представления о глубинных процессах возникли непосредственно из анализа поведения предвестников.

Предвестники определяются как аномальное поведение каких-либо физических параметров или физических полей в период, предшествующий землетрясению. Возмущения этих полей локализуются вблизи очага будущего землетрясения в пространстве и времени. Факт локального возмущения свидетельствует о возникновении некоторой неоднородности физико-механических свойств на фоне исходного состояния среды, и с этой точки зрения процесс подготовки - это процесс возникновения, развития и распада неоднородности. Среди эмпирических формул, полученных из теории работ [1, 2], имеются следующие:

, (1)

, (2)

где , -- прочностные параметры породы в очаговой области готовящегося землетрясения, v -- скорость относительного движения блоков земной коры, в зоне контакта которых развивается очаг, -- предельная (разрушающая) деформация породы в этой зоне, -- модуль сдвига породы вокруг очага, L -- характерный линейный размер очаговой области, Е -- энергия землетрясения, -- полное время его "созревания", т.е. интервал времени между моментом начала накопления механических напряжений в очаговой области и моментом возникновения землетрясения, а -- часть интервала , примыкающая к концу этого интервала, на протяжении которого наблюдаются предвестниковые явления. Важно, что отношение к постоянная (не зависящая от мощности будущего землетрясения) величина, к моменту t = - в массиве горных пород в очаговой области и вокруг нее напряжения и деформации достигают величин, соответствующих началу возникновения там явлений микроразрушений, растрескивания, появления необратимых сдвиговых деформаций, приводящих к изменению объема трещинной пористости пород. Развитие этих процессов и их наблюдаемые в виде предвестниковых эффектов внешние проявления протекают в интервале времени . Из этого становится ясным, что если по результатам наблюдения предвестниковых эффектов мы смогли бы уловить момент, когда они начали проявляться, определить локализацию области, где они наблюдаются, и характерный размер этой области L, то по формулам (1) и (2) легко найти энергию землетрясения Е и время его возникновения, ибо -- это и есть интервал времени от начала проявления предвестниковых событий до момента возникновения землетрясения.

Понятно, что величина L по результатам регистрации предвестниковых явлений не может определяться очень точно -- этот параметр можно оценить правильно лишь по порядку величины. Для определения параметра Е этого достаточно.

Точно так же и начало интервала времени может регистрироваться с такой точностью, с какой можно фиксировать эти предвестниковые явления. Сама же величина определяемая по формуле (2) через L, конечно, будет содержать как ошибку определения L, так и влияние разброса параметра в этой формуле, обусловленного региональными и тектоническими факторами. Поэтому и точность предсказания момента возникновения землетрясения будет в этом отношении также невысокой - это будет грубое визирование, т.е. определение порядка величины . Точное визирование, т.е. определение момента возникновения землетрясения с точностью в недели и дни, следует осуществлять по теоретическим и эмпирическим критериям, связанным с характером изменения динамики, интенсивности и ритма предвестниковых событий [1, 2].

Делись добром ;)