Краткосрочный прогноз землетрясения на основе озоновых предвестников для территории Камчатки

Автор: Графеев О.Е.

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

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 | DOI: 10.17072/psu.geol.24.2.92

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.

Статья научная