Краткосрочный прогноз землетрясения на основе озоновых предвестников для территории Камчатки

Графеев О.Е.; O.E. Grafeev

doi:10.17072/psu.geol.24.2.92

Краткосрочный прогноз землетрясения на основе озоновых предвестников для территории Камчатки

Автор: Графеев О.Е.

Журнал: Вестник Пермского университета. Геология @geology-vestnik-psu

Рубрика: Общая и региональная геология

Статья в выпуске: 2 т.24, 2025 года.

Бесплатный доступ

Автором рассматривается возможность краткосрочного прогноза землетрясений для территории Камчатки на основе предвестников, связанных с концентрацией озона в атмосфере. В основе гипотезы о существовании такого предвестника лежат явление водородной дегазации Земли и водородный цикл разрушения озона. В ходе исследования рассматривались данные по Камчатскому региону за период с 2010 по 2018 г. Выявлена статистическая взаимосвязь между концентрацией озона и землетрясениями магнитудой 5 и более. Исследована связь с взаимным расположением небесных тел – Солнца, Земли и Луны. Рассмотрена возможность использования форшоков для уточнения прогноза. Полученные результаты позволяют выделить комплекс предвестников, указывающих на вероятность землетрясения в срок от 1 до 8 суток.

Еще

Прогноз землетрясений, предвестники землетрясений, водородная дегазация Земли, атмосферный озон

Короткий адрес: https://sciup.org/147250964

IDR: 147250964 | УДК: УДК 550.343 | DOI: 10.17072/psu.geol.24.2.92

Short-Term Earthquake Forecast Based on Ozone Precursors for the Kamchatka Territory

The author considers the possibility of a short-term earthquake forecast for the Kamchatka territory based on precursors associated with the concentration of ozone in the atmosphere. The hypothesis of such a precursor ex-istence is based on the phenomenon of hydrogen Earth degassing and the hydrogen cycle of ozone destruction. The study considers the data obtained on the Kamchatka region for the period from 2010 to 2018. A statistical relationship was revealed between the ozone concentration and earthquakes of magnitude 5 and greater. The re-lationship with the relative positions of celestial bodies - the Sun, Earth and Moon - was studied. The possibility of using foreshocks to refine the forecast was considered. The results obtained make it possible to identify a set of precursors indicating the likelihood of an earthquake within 1 to 8 days.

Еще

Текст научной статьи Краткосрочный прогноз землетрясения на основе озоновых предвестников для территории Камчатки

Методика исследования

Краткосрочный прогноз землетрясений является одной из актуальных задач наук о Земле, поскольку надежная реализация такого прогноза позволит снизить ущерб от землетрясений, существенно сократить человеческие жертвы. На сегодняшний день известен ряд примеров успешных краткосрочных прогнозов; разработаны методики, дающие возможность выделять характерные для отдельных регионов предвестники, свидетельствующие о высокой вероятности сильного землетрясения. Однако надежной методики или набора методик, которые позволяли бы предсказывать землетрясения в любых регионах с высокой точностью, не оставляя пропущенных событий, пока не существует.

Автор попытался найти предвестники, которые могли бы быть характерны для любого региона планеты. В своей работе он опирался на допущения, изложенные ниже.

1. Землетрясению предшествует накопление напряжений в литосфере. Прежде чем эти напряжения достигнут предела прочности пород в масштабе всего очага и случится сильное землетрясение, сопровождающееся сбросом напряжений, происходят локальные разрушения породы. Они приводят к повышению проницаемости породы для флюидов;
2. Согласно предложенной В.Н. Лариным (1991) гипотезе, ядро Земли изначально имело гидридный состав. В ходе дальнейшей эволюции планеты происходило формирование водородсодержащего ядра с гидридной центральной зоной и металлической мантии,

Работа лицензирована в соответствии с CC BY 4.0. Чтобы просмотреть копию

этой лицензии, посетите

Таблица 1 . Общая статистика отрицательных аномалий озона в 2010–2014 гг.

Параметр*	I	II	I	IV	V	VI	VII	VIII
Общее количество дней	1032		32,25					0,0310
Средние значения и незначительные отклонения	456		35,08					0,0285
Отрицательные аномалии, в т.ч:
в регионе или без определенной локализации центра	264	33	33	99	12	21	20,625	0,0485
севернее	17	5	17	1	1	4	16	0,0625
западнее	48	10	48			10	48	0,0208
юго-западнее	60	10	60	9	₁	9	51	0,0196
южнее	40	13	40	1	1	12	39	0,0256
юго-восточнее	43	12	43	2	1	11	41	0,0244
восточнее	63	18	9	6	2	16	8,143	0,1228
всего	535	101	26,75	118	18	83	20,85	0,0480

* Прим . Римскими цифрами обозначены: I – всего дней; II – всего наблюдений аномалий; III – соотношение дней/событий; IV – из них дней аномалий сразу после землетрясения; V – количество аномалий сразу после землетрясения; VI – количество аномалий не после землетрясения; VII – соотношение дней/событий для аномалий не после землетрясения; VIII – вероятность события на 1 день наблюдений.

Таблица 2. Статистика отрицательных аномалий озона коровых землетрясений в 2010–2014 гг.

Параметр*	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Общее количество дней	1032		57,33					0,0106
Средние значения и незначительные отклонения	456		65,14					0,0153
Отрицательные аномалии, в т.ч:
в регионе или без определенной локализации центра	264	33	66	99	12	21	41,25	0,0242
севернее	17	5		1	1	4		0
западнее	48	10				10		0
юго-западнее	60	10		9	1	9		0
южнее	40	13		1	1	12		0
юго-восточнее	43	12	43	2	1	11	41	0,0244
восточнее	63	18	10,5	6	2	16	9,5	0,1053
всего	535	101	48,64	118	18	83	37,91	0,0264

Для проверки гипотезы о возможном влиянии взаимного расположения небесных тел на сейсмическую активность данные, дополненные учетом фаз Луны, приведены в

табл. 4. Для периода с 2010 по 2018 г. было выделено 65 землетрясений магнитудой 5 и более. Статистика аномалий озона для них приведена в табл. 5–7.

Таблица 3. Статистика отрицательных аномалий озона для промежуточных землетрясений в 2010–2014 гг.

Параметр*	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Общее количество дней	1032		43					0,0115
Средние значения и незначительные отклонения	456		38					0,0263
Отрицательные аномалии, в т.ч:
в регионе или без определенной локализации центра	264	33	66	99	12	21	41,25	0,0242
севернее	17	5	17	1	1	4	16	0,0625
западнее	48	10	48			10	48	0,0208
юго-западнее	60	10	60	9	1	9	51	0,0196
южнее	40	13		1	1	12		0,0000
юго-восточнее	43	12		2	1	11		0,0000
восточнее	63	18	12,6	6	2	16	11,4	0,0877
всего	535	101	44,58	118	18	83	34,75	0,0288

Таблица 4. Общая статистика отрицательных аномалий озона и фаз Луны в 2010–2014 гг.

Параметр	Всего дней	Соотношение дней/событий для аномалий не после ЗТ	Вероятность события на 1 день наблюдений	Вероятность ЗТ в рассматриваемую дату в зависимости от Луны:
Параметр	Всего дней	Соотношение дней/событий для аномалий не после ЗТ	Вероятность события на 1 день наблюдений	Растет	Убывает	Полная
Общее количество дней	1032		0,031007752
Средние значения и незначительные отклонения	456		0,028508772	0,04239766	0,01059942	0,2066886
Отрицательные аномалии, в т.ч:
в регионе или без определенной локализации центра	264	20,625	0,048484848	0,06882814	0,02949777	0,15622896
севернее	17	16	0,062500000	0,13942308
западнее	48	48	0,020833333		0,02323718
юго-западнее	60	51	0,019607843		0,02187029
южнее	40	39	0,025641026		0,02859961
юго-восточнее	43	41	0,024390244		0,05440901
восточнее	63	8,143	0,122807018	0,18263608	0,06848853	0,59356725
всего	535	20,85	0,047961631	0,06293608	0,03689356	0,19184652

Таблица 5. Общая статистика отрицательных аномалий озона и фаз Луны в 2010–2018 гг.

Параметр	Всего дней	Соотношение дней/событий для аномалий не после ЗТ	Вероятность события на 1 день наблюдений	Вероятность ЗТ в рассматриваемую дату в зависимости от Луны:
Параметр	Всего дней	Соотношение дней/событий для аномалий не после ЗТ	Вероятность события на 1 день наблюдений	Растет	Убывает	Полная
Общее количество дней	2421		0,013217679
Средние значения и незначительные отклонения	708		0,032485876	0,03364609	0,02243072	0,2355226
Отрицательные аномалии, в т.ч:			При + аномалиях ->
в регионе или без определенной локализации центра	775	30,77777778	0,032490975	0,02884403	0,02847423	0,04959149
северо-западнее	11
севернее	58	27,5	0,036363636	0,07532468		0
северо-восточнее	46			0	0
западнее	86	16,8	0,05952381	0,06164966	0,04109977	0
юго-западнее	137	32	0,03125	0,03236607	0,02589286	0
южнее	133	63,5	0,015748031	0	0,02174728	0
юго-восточнее	223	27,125	0,036866359	0,03818302	0,03818302	0
восточнее	183	15,54545455	0,064327485	0,07994987	0,03331245	0,37309942
всего	1652	27,31372549	0,036611630	0,03801977	0,03370594	0,10016389

Таблица 6. Статистика отрицательных аномалий озона коровых землетрясений в 2010–2018 гг.

Параметр*	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Общее количество дней	2421		127,4210526					0,007825371
Средние значения и незначительные отклонения	708		101,1428571				101,1428571	0,009887006
Отрицательные аномалии, в т.ч:
в регионе или без определенной локализации центра	775	99	96,875	221	26	73	69,25	0,014440433
северо-западнее	11	6						0
севернее	58	17		3	2	15		0
северо-восточнее	46	16				16	46	0,02173913
западнее	86	25		2	₁	24	84	0,011904762
юго-западнее	137	40		9	1	39		0
южнее	133	51		6	4	47	127	0,007874016
юго-восточнее	223	63	111,5	6	3	60	108,5	0,00921659
восточнее	183	45	30,5	12	6	39	28,5	0,035087719
всего	1652	362	86,94736842	259	43	313	73,31578947	0,013639627

Таблица 7. Статистика отрицательных аномалий озона для промежуточных землетрясений в 2010–2018 гг.

Параметр* I II III IV V VI VII VIII Общее количество дней 2421 52,63043478 0,013130899 Средние значения и незначительные отклонения 708 44,25 0,02259887 Отрицательные аномалии, в т.ч: в регионе или без определенной локализации центра 775 99 77,5 221 26 73 55,4 0,018050542 северо-западнее 11 6 севернее 58 17 29 3 2 15 27,5 0,036363636 северо-восточнее 46 16 16 западнее 86 25 21,5 2 1 24 21 0,047619048 юго-западнее 137 40 34,25 9 1 39 32 0,03125 южнее 133 51 133 6 4 47 127 0,007874016 юго-восточнее 223 63 37,16666667 6 3 60 36,16666667 0,02764977 восточнее 183 45 36,6 12 6 39 34,2 0,029239766 всего 1652 362 51,625 259 43 313 43,53125 0,022972003 мощность которой со временем увеличивалась в процессе разложения гидридов и дегазации водорода (Ларин, 1991). Хотя гипотеза изначально гидридной Земли не затрагивает напрямую вопрос о причинах и механизмах возникновения землетрясений, она позволяет предположить, что любое повышение проницаемости пород будет сопровождаться более активным истечением водорода;

3. Принята предложенная В.Л. Сыворот-киным концепция водородной продувки озонового слоя. Согласно данной концепции, водород, истекая в атмосферу и поднимаясь до высот стратосферы, вступает в реакции с озоном, которые приводят к разложению озона и образованию кислорода и воды (Сы-вороткин, 2013). Таким образом, активизация истечения водорода должна стать причиной снижения содержания озона в атмосфере. Следовательно, снижение содержания озона в атмосфере – отрицательная аномалия озона, будет являться предвестником землетрясения.

В качестве области исследования автором была выбрана территория полуострова Камчатка. Использовались данные о землетрясениях и о содержании озона в атмосфере за периоды 2010–2014 и 2010–2018 гг., опубликованные на веб-ресурсах Европейско-Средиземноморского сейсмологического центра (Euro-Mediterranean Seismological

Centre. URL: и Департамента окружающей среды и климата Правительства Канады (Select Ozone Maps from Archive // Environment and Climate Change Canada. URL: /cgi-bin/clf2/selectMap?) соответственно.

Для предотвращения ситуаций, в которых связанная с одним землетрясением аномалия озона могла быть учтена как предвестник следующего землетрясения, были исключены из рассмотрения события, произошедшие менее чем через 10 суток после землетрясения магнитудой 5 или более.

Результаты и обсуждения

Для периода с 2010 по 2014 г. было выделено 32 землетрясения магнитудой 5 и более. Статистика аномалий озона для них приведена в табл. 1–3. В указанных таблицах, а также в табл. 6–7 столбцы пронумерованы следующим образом:

I – всего дней; II – всего наблюдений аномалий; III – соотношение дней/событий; IV – из них дней аномалий сразу после землетрясения; V – количество аномалий сразу после землетрясения; VI – количество аномалий не после землетрясения; VII – соотношение дней/событий для аномалий не после землетрясения; VIII – вероятность события на 1 день наблюдений.

Полученная статистика позволяет сформулировать следующие выводы.

1. Статистическая взаимосвязь между сильными землетрясениями и отрицательными аномалиями озона существует. Для территории Камчатки можно выделить типы аномалий, являющиеся краткосрочными предвестниками. Это аномалии, находящиеся непосредственно над территорией полуострова, и аномалии, находящиеся к востоку от него.
2. Достоверность данных предвестников, в зависимости от глубины очага землетрясения, различна. Она значительно выше для коровых землетрясений, чем для промежуточных и глубокофокусных.
3. Достоверность аномалий озона как краткосрочных предвестников отличается в разные периоды времени. Так, в период 2010–2014 гг. она выше, чем в период 2010– 2018 гг. Следует предположить, что данный предвестник является более точным для периодов большей сейсмической активности. Необходимо отметить, что вероятность землетрясения с магнитудой более 7,7, согласно ранее составлявшимся долгосрочным прогнозам для юго-востока Камчатки, оценивалась для периода 01.2009–01.2014 гг. в 48,3 % (Федотов и др., 2024), для периода 09.2013–08.2018 – в 42,0 % (Федотов, Соломатин, 2015). Фактическое количество землетрясений магнитудой более 6 в КурилоКамчатском регионе в период с 2010 по 2013 г. (т.е. за 48 месяцев) составило 25, а за последующие 27 месяцев (по март 2016 г. включительно) – 10 землетрясений (Федотов, Соломатин, 2017), свидетельствуя о снижении сейсмической активности.
4. Наблюдается некоторая статистическая связь с взаимным расположением Солнца, Земли и Луны. В даты полнолуния, т.е. в пе-
риод, наиболее близкий к расположению небесных тел в одну линию, возрастает достоверность предвестника «отрицательная аномалия к востоку», в то же время при большинстве других разновидностей аномалий озона сильные землетрясения в даты полнолуния не происходили.