Физика ЗемлиФизика Земли0002-3337The Russian Academy of Sciences1622810.31857/S0002-3337201963-12Research ArticleGeomagnetic variations during strong earthquakesSpivakA. A.spivak@idg.chph.ras.ruRiabovaS. A.spivak@idg.chph.ras.ruInstitute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences25092019631223092019Copyright © 2019, Russian academy of sciences2019<p style="text-align: justify;">We analyze the geomagnetic effect caused by the strong earthquakes using the data from the Geophysical Observatory Mikhnevo (MHV) of the Institute of Geosphere of the Russian Academy of Sciences (IDG RAS) and from a number of observatories of the international INTERMAGNET network. It is shown that seismic events are accompanied by characteristic variations in the Earths magnetic field. These induced geomagnetic variations contain a clearly pronounced short-period component with a period of 0.50.8 min which is recorded during shallow earthquakes and a long-period component (520 min) observed in the most cases. The maximum amplitudes of the induced geomagnetic variations are 1.55 and 220 nT for the short-period and long-period components, respectively. It is noted that the induced geomagnetic perturbations recorded by the observatories at significantly different distances from the source of the earthquake feature almost simultaneous and morphologically similar behavior.</p>earthquakegeomagnetic fieldvariationsземлетрясениегеомагнитное полевариации[Бондур В.Г., Смирнов В.М. Метод мониторинга сейсмоопасных территорий по ионосферным вариациям, регистрируемым спутниковыми навигационными системами // Докл. РАН. 2005. Т. 402. С. 675-679.][Гармаш С.В., Линьков Е.М., Петрова Л.Н., Швед Г.М. Возбуждение колебаний атмосферы сейсмогравитационными колебаниями Земли // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1989. Т. 25. № 12. С. 1290-1299.][Голиков Ю.В., Д’Коста А., Пилипенко В.А. Геомагнитные пульсации, возбуждаемые при сильных землетрясениях // Геомагнетизм и аэрономия.Т. XXY. 1985. С. 824-828.][Гохберг М.Б., Шалимов С.Л. Воздействие землетрясений и взрывов на ионосферу. М.: Наука. 2008. 295 с.][Гульельми А.В., Зотов О.Д. О магнитных возмущениях перед сильными землетрясениями // Физика Земли. 2012. № 2. С. 84-87.][Долгих Г.И., Купцов А.В., Ларионов И.А., Овчаренко В.В., Марапулец Ю.В., Швец В.А., Шевцов Б.М., Широков О.Н., Чупин В.А., Яковенко С.В. Деформационные и акустические предвестники землетрясений // Докл. РАН. 2007. Т. 413. № 1. С. 96-100.][Дубров М.Н., Смирнов В.М. Взаимосвязанные возмущения земной поверхности, атмосферы и ионосферы Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 2003. Т. 53. № 1. С. 53-63.][Зотов О.Д., Гульельми А.В., Собисевич А.Л. О магнитных предвестниках землетрясений // Физика Земли. 2013. № 6. С. 139-147.][Колесник С.А., Пикалов М.В. Механизм воздействия инфразвука на вариации магнитного поля Земли // Изв. высших учебных заведений. Физика. T. 53. № 9/3. Томск: ТГУ. 2010. С. 268-269.][Кролевец А.Н., Шереметьева О.В. Возможный механизм магнитных вариаций // Вулканология и сейсмология. 2004. № 4. С. 77-80.][Липеровский В.А., Похотелов О.А., Мейстер К.-В., Липеровская Е.В. Физические модели связей в системе литосфера-атмосфера-ионосфера перед землетрясениями // Геомагнетизм и аэрономия. 2008. Т. 48. № 6. С. 831-843.][Перевалова Н.П., Шестаков Н.В., Воейков С.В., Быков В.Г., Герасименко М.Д., Park P.H. Исследование распространения ионосферных возмущений, вызванных землетрясением Tohoku, в дальней от очага зоне // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 1. С. 186-196.][Романова Н.В., Пилипенко В.А., Степанова М.В. О магнитном предвестнике Чилийского землетрясения 27 февраля 2010 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2015. Т. 55. № 2. С. 231-234.][Руленко О.П. Оперативные предвестники землетрясений в электричестве приземной атмосферы // Вулканология и сейсмология. 2000. № 4. С. 57-68.][Собисевич Л.Е., Собисевич А.Л., Канониди К.Х. Результаты анализа инструментальных наблюдений аномальных геомагнитных возмущений, наведенных землетрясениями в геосферах. Триггерные эффекты в геосистемах. М.: ГЕОС. 2013. С. 329-341.][Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Канониди К.Х., Лиходеев Д.В. О гравимагнитных возмущениях, предваряющих сейсмические события // Докл. РАН. 2017. Т. 475. № 4. С. 444-447.][Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука. 1983. 312 с.][Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестников. М.: Наука. 2003. 270 с.][Сорокин В.М., Федорович Г.В. Физика медленных МГД-волн в ионосферной плазме. М.: Энергоиздат. 1982. 136 с.][Сурков В.В. Электромагнитные эффекты при землетрясениях и взрывах. М.: МИФИ. 2000. 448 с.][Филиппов Л.Д., Степанов А.Е., Смирнов В.Ф. Ионосферное проявление воздействия фронта АГВ от землетрясений в Восточно-Сибирском регионе. Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений: IV международная конференция 14-17 августа 2007 г., с. Паратунка, Камчатская область: Сборник докладов. Петропавловск-Камч.: ИКИР ДВО РАН. 2007. С. 459-463.][Черногор Л.Ф. Геомагнитные возмущения, сопровождавшие Великое Японское землетрясение 11 марта 2011 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59. № 1. С. 69-82.][Шалимов С.Л. Атмосферные волны в плазме ионосферы (с геофизическими примерами). М.: ИФЗ РАН. 2018. 390 с.][Chum J., Hruska F., Zednik J., Lastovicka J. Ionospheric disturbances (infrasonic waves) over the Czech republic exited by the 2011 Tohoku earthquake // Journal of Geophysical Research. 2012. V. 117. A08319. doi:10.1029/2012 JA017767][Iyemori T., Nose M., Han D., Gao J., Hashizume M., Choosakul N., Shinagawa H., Tanaka J., Utsugi M., Saito A., McCreadie H., Odagi J., Yang F. Geomagnetic pulsations caused by the Sumatra earthquake on December 26, 2004 // Geophysical Research Letters. 2005. V. 32. L20807. doi:10.1029/2005 GL024083][Fenoglio M.A., Johnston M.J.S., Byerlee J. Magnetic and electric fields associated with change in high pore pressure in fault zones - application to the Loma Prieta ULF emission // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 12951-12958.][Fitterman D.V. Theory of electrokinetic-magnetic anomalies in a faulted half-space // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. № 11. P. 6031-6040.][Fraser-Smith A.C. Ultralow-frequency magnetic fields preceding large earthquakes // EOS. 2008. V. 89. № 23. P. 211.][Hattori K. ULF Geomagnetic changes associated with large earthquakes // Terrestrial, Atmospheric and Ocean Sciences. 2004. Vol. 15. № 3. P. 329-360.][Hayakawa M. Atmospheric and ionospheric electromagnetic phenomena associated with earthquakes. Tokyo: TERRAPUB. 1999. 996 p.][Ishido T., Mizutani H. Experimental and theoretical basis of electrokinetic phenomena to rock-water systems and its applications to geophysics // J. Gephys. Res. 1981. V. 86. P. 1763-1775.][Liu J.Y., Chen C.H., Chen Y.I., Yen H.Y., Hattori K., Yumoto K. Seismomagnetic anomalies and M > 5.0 earthquakes observed in Taiwan during 1988-2001 // Physics and Chemistry of the Earth. 2006. V. 31. P. 215-222.][Merzer M., Klemperer S.L Modelling low-frequency magnetic-field precursor to the Loma Prieta earthquake with a precursory increase in fault-zone conductivity // Pure and Applied Geophysics. 1997. V. 150. P. 217-248.][Mizutani H., Ishida T., Yokokura T., Ohnishi S. Electrokinatic phenomena associated with earthquakes // Geophis. Res. Lett. 1976. V. 3. P. 365-368.][Sasai Y. Tectonomagnetic modeling on the basis of the linear piezomagnetic effect // Bull. Earthquake Res. Inst., University of Tokyo. 1991. V. 66. P. 585-722.][Takla E.M., Yumoto K., Liu J.Y., Kakinami Y., Uozumi T., Abe S., Ikeda A. Anomalous geomagnetic variations possibly linked with the Taiwan earthquake on 19 December 2009 // Int. J. Geophysics. 2011. Article ID 848467. http://dx.doi.org/10.1155/2011/848467][Tsugawa T., Saito A., Otsuka Y., Nishioka M., Maruyama T., Kato H., Nagatsuma T., Murata K.T. Ionospheric disturbances detected by GPS total electron content observation after the 2011 Tohoku earthquake // Earth, Planets and Space. 2011. V. 63. № 7. P. 875-879.][Utada H., Shimizu H., Ogawa T., Maeda T., Furumura T., Yamamoto T., Yamazaki N., Yoshitake Y., Nagamachi S. Geomagnetic field changes in response to the 2011 of the Pacific Coast of Tohoku Earthquake and Tsunami // Earth and Planetary Science Letters. 2011. V. 311. P. 11-27.][Xu G., Han P., Huang Q., Hattori K., Febriani F., Yamaguchi H. Anomalous behaviors of geomagnetic diurnal variations prior to the 2011 off the Pacific coast of Tohoku earthquake (Mw 9.0) // Journal of Asian Earth Sciences. 2013. V. 77. P. 59-65.]