Электромагнитные триггерные эффекты в системе “ионосфера—атмосфера—литосфера” и их возможное использование для краткосрочного прогноза землетрясений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Выполненные ранее численные исследования влияния солнечных вспышек класса Х на сейсмическую активность показали, что поглощение рентгеновского излучения солнечной вспышки в ионосфере может вызвать пульсации геомагнитного поля до 100 нТ и соответствующую генерацию теллурических токов в разломах земной коры с плотностью до 10–6 А/м2, которая сопоставима с плотностью тока, создаваемого в земной коре искусственными импульсными источниками и приводящего к инициированию слабых землетрясений на Памире и Северном Тянь-Шане. Для проверки данных численных результатов проведен анализ возможного воздействия 50 сильнейших вспышек класса X (1997–2023 гг.) как на глобальную сейсмическую активность, так и на зоны подготовки землетрясений, расположенные только на освещенной части земного шара. Методом наложения эпох установлено повышение количества землетрясений с М ≥ 4.5 в течение 10 суток после солнечной вспышки, особенно в области с радиусом 5000 км вокруг подсолнечной точки (до 68% при классе вспышки >X5), по сравнению с аналогичным периодом до нее. Анализ афтершоковой активности сильного Суматра-Андаманского землетрясения (M = 9.1, 26.12.2004 г.) показал, что количество афтершоков с магнитудой M ≥ 2.5 возросло более чем в 17 раз после солнечной вспышки класса X10.1 (20.01.2005 г.) с задержкой 7–8 суток. Кроме того показано, что солнечные вспышки класса Х2.3 и M3.64, произошедшие после Дарфилдского землетрясения (M = 7.1, 03.09.2010 г., Новая Зеландия), в области подсолнечных точек которых находилась афтершоковая зона, вероятно, вызвали три сильных афтершока (M6.3, М5.2 и M5.9) с одной и той же задержкой 6 суток на разломе Port Hills, который является наиболее чувствительным к внешнему электромагнитному воздействию с точки зрения его электропроводности и ориентации. С учетом концепции прогноза землетрясений на основе триггерных воздействий, предложенной Г.А. Соболевым, обсуждается возможность использования полученных результатов для краткосрочного прогноза в качестве дополнительной информации наряду с известными предвестниками.

Об авторах

В. А. Новиков

Объединенный институт высоких температур РАН; Институт динамики геосфер РАН им. академика М.А. Садовского

Автор, ответственный за переписку.
Email: novikov@ihed.ras.ru
Россия, г. Москва; г. Москва

В. М. Сорокин

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН им. Н.В. Пушкова

Email: sova@izmiran.ru
Россия, г. Москва

Список литературы

  1. Завьялов А.Д. Среднесрочный прогноз землетрясений: основы, методика, реализация. М.: Наука. 2006. 254 с.
  2. Закржевская Н.А., Соболев Г.А. О возможном влиянии магнитных бурь на сейсмичность // Физика Земли. 2002. № 4. С. 3–15.
  3. Зейгарник В.А., Богомолов Л.И., Новиков В.А. Электромагнитное инициирование землетрясений: полевые наблюдения, лабораторные эксперименты и физические механизмы (Обзор) // Физика Земли. 2022. № 1. С. 35–66. https://doi.org/10.31857/S0002333722010100
  4. Соболев Г.А., Закржевская Н.А., Харин Е.П. О связи сейсмичности с магнитными бурями // Физика Земли. 2001. № 11. С. 62–72.
  5. Соболев Г.А. Влияние больших магнитных бурь на возникновение больших землетрясений // Физика Земли. 2021. № 1. С. 24–40.
  6. Кочарян Г.Г., Виноградов Е.А., Горбунова Э.М., Марков В.К., Марков Д.В., Перник Л.М. Гидрогеологический отклик подземных коллекторов на сейсмические колебания // Физика Земли. № 12. 2011. С. 50–62.
  7. Новиков В.А., Сорокин В.М., Ященко А.К., Мушкарев Г.Ю. Физическая модель и численные оценки теллурических токов, генерируемых рентгеновским излучением солнечной вспышки // Динамические процессы в геосферах. 2023. Т. 15. № 1. С. 23–44. https://doi.org/10.26006/29490995_2023_15_1_23
  8. Akhoondzadeh M., De Santis A. Is the Apparent Correlation between Solar-Geomagnetic Activity and Occurrence of Powerful Earthquakes a Casual Artifact? // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 1131. https://doi.org/10.3390/atmos13071131
  9. Anagnostopoulos G., Spyroglou I., Rigas A., Preka-Papadema P., Mavromichalaki H., Kiosses I. The sun as a significant agent provoking earthquakes // The European Physical Journal Special Topics. 2021. V. 230. P. 287–333. https://doi.org/10.1140/epjst/e2020-000266-2
  10. Day and Night World Map. Интернет-ресурс: https://www.timeanddate.com/worldclock /sunearth.html) (доступ 18.04.2024).
  11. Dzeboev B.A., Gvishiani A.D., Agayan S.M., Belov I.O., Karapetyan J.K., Dzeranov B.V., Barykina Y.V. System-Analytical Method of Earthquake-Prone Areas Recognition // Applied Sciences. 2021. № 11. P. 7972. https://doi.org/10.3390/app11177972
  12. Brodsky E., Roeloffs E., Woodcock D., Gall I., Manga M. A mechanism for sustained ground water pressure changes induced by distant earthquakes // J. Geophys. Res. 2003. № 108. Р. 2390–2400.
  13. Brodsky E.E., Prejean S.G. New constraints on mechanisms of remotely triggered seismicity at Long Valley Caldera // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. B04302. 10.1029/2004JB003211' target='_blank'>https://doi: 10.1029/2004JB003211
  14. Ingham M., Brown C. A magnetotelluric study of the Alpine Fault, New Zealand // Geophysical Journal International. 1998. № 2. P. 542–552. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1998.00659.x
  15. INTERMAGNET Data Viewer. Интернет-ресурс: https://imag-data.bgs.ac.uk/GIN_V1 /GINForms2 (доступ 18.04.2024).
  16. Jones A.G., Kurtz R.D., Boerner D.E., Craven J.A., McNeice G.W., Gough D.I., DeLaurier J.M., Ellis R.G. Electromagnetic constraints on strike-slip fault geometry – The Fraser River fault system // Geology. 1992. № 20. P. 561–564. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1992)020<0561:ECOSSF> 2.3.CO2
  17. Lanzerotti L.J., Gregori G.P. Telluric currents: The natural environment and interaction with man-made systems. The Earth’s Electrical Environment. Washington D.C.: The National Academic Press. 1986. P. 232-257.
  18. Ledo J., Jones A.G.,Ferguson I.J. Electromagnetic images of a strike-slip fault: The Tintina fault-Northern Canadian // Geophysical Research Letters. 2002. № 29. P. 1225. https://doi.org/10.1029/2001GL013408
  19. Love J.J., Thomas J.N. Insignificant solar-terrestrial triggering of earthquakes // Geophysical Research Letters. 2013. № 40. P. 1165–1170. https://doi.org/10.1002/grl.50211
  20. Mackie R.L., Livelybrooks D.W., Madden T.R., Larsen J.C. A magnetotelluric investigation of the San Andreas Fault at Carrizo Plain, California // Geophysical Research Letters. 1997. № 24. P. 1847–1850. https://doi.org/10.1029/97GL01604
  21. Novikov V.A., Okunev V.I., Klyuchkin V.N., Liu J., Ruzhin Yu.Ya., Shen X. Electrical triggering of earthquakes: results of laboratory experiments at spring-block models // Earthquake Science. 2017. V. 30. № 4. P. 167–172. doi: 10.1007/s11589-017-0181-8
  22. Novikov V., Ruzhin Yu., Sorokin V., Yaschenko A. Space weather and earthquakes: possible triggering of seismic activity by strong solar flares // Annalls of Geophysics. 2020. № 63(5). P. A554. https://doi.org/10.4401/ag-7975
  23. Polyanskaya E.A., Solovieva M.S., Pilipenko V.A., Korkina G.M. Monitoring of the Solar Flare Impact on the Ionosphere with VLF Radio Sounding and Magnetometers / Kosterov A., Lyskova E., Mironova I., Apatenkov S., Baranov S. (eds.). Problems of Geocosmos-2022. ICS 2022. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 2023. P. 361–373. https://doi.org/10.1007/978-3-031-40728-4_27
  24. Real-time data and plots auroral activity. Интернет-ресурс: https://www.spaceweatherlive.com/en/solar-activity/top-50-solar-flares.html (доступ 11.03.2024).
  25. Rebetsky Yu.L., Sim L.A., Marinin A.V. Algorithm for calculating neotectonic stresses in platform areas by the structural-geomorphological method // Geodynamics & Tectonophysics. 2022. V. 13. № 1. P. 0577. doi: 10.5800/GT-2022-13-1-0577
  26. Scoville J., Heraud J., Freund F. Pre-earthquake magnetic pulses // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2015. № 15. P. 1873–1880. https://doi.org/10.5194/nhess-15-1873-2015
  27. Search Earthquake Catalog. Интернет-ресурс: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/ (доступ 18.04.2024).
  28. Sobolev G.A. Seismicity dynamics and earthquake predictability // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2011. № 11. P. 445–458. https://doi.org/10.5194/nhess-11-445-2011
  29. Sorokin V.M., Yashchenko A.K., Novikov V.A. A possible mechanism of stimulation of seismic activity by ionizing radiation of solar flares // Earthquake Sciences. 2019. V. 32. № 1. P. 26–34. https://doi.org/10.29382/eqs-2019-0026-3
  30. Sorokin V.M., Yashchenko A.K., Mushkarev G.Yu., Novikov V.A. Telluric Currents Generated by Solar Flare Radiation: Physical Model and Numerical Estimations // Atmosphere. 2023. V. 14. № 3. P. 458. https://doi.org/10.3390/atmos14030458
  31. Stanley W.D., Labson V.F., Nokleberg W.J., Csejtey B., Fisher M.A. The Denali fault system and Alaska Range of Alaska: Evidence for underplated Mesozoic flysch from magnetotelluric surveys // Bulletin of Geological Society of America. 1990. № 102. P. 160–173. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1990)102<0160:TDFSAA>2.3.CO2
  32. Tarasov N.T., Tarasova N.V. Spatial-temporal structure of seismicity of the Norh Tien Shan and its change under effect of high energy electromagnetic pulses // Annals of Geophysics. 2004. V. 47. № 1. P. 199–212. https://doi.org/10.4401/ag-3272
  33. Tarasov N.T., Tarasova N.V., Avagimov A.A., Zeigarnik V.A. The Effect of High Energy Electromagnetic Pulses on Seismicity in Central Asia and Kazakhstan // Volcanology and Seismology. 2000. V. 21. P. 627–639.
  34. Thomson A.W.P., McKay A.J., Viljanen A. A Review of Progress in Modelling of Induced Geoelectric and Geomagnetic Fields with Special Regard to Induced Currents // Acta Geophysics. 2009. V. 57. № 1. P. 209–219. https://doi.org/10.2478/s11600-008-0061-7
  35. Unsworth M.J., Malin P.E., Egbert G.D., Booker J.R. Internal Structure of the San Andreas Fault Zone at Parkfield, California // Geology. 1997. № 25. P. 359–362. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1997)025<0359:ISOTSA>2.3.CO2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024