Сейсмолог профессия какие экзамены

Обновлено: 17.05.2024

СЕЙСМОЛОГИЯ — наука о землетрясениях и связанных с ними явлениях, раздел геофизики. Простейшие сейсмологические наблюдения проводились еще в древности; как точная наука С. сформировалась в конце XIX в. Путем анализа землетрясений и их последствий получают сведения, необходимые для строительства зданий и сооружений в сейсмических обл. Изучение упругих колебаний, возникающих при землетрясениях, дает также основные сведения о строении внутренних зон Земли. С. обладает хорошо разработанной теорией, алгоритмами для обработки данных и для решения задач о распространении упругих колебаний, имеет весьма чувствительную измерительную аппаратуру. Мировая сейсмологическая сеть насчитывает несколько сот станций, большое число станций временно размещается вблизи очагов землетрясений. Для уменьшения фона помех сейсмоприемники (сейсмографы) устанавливают в штольнях и скважинах, на дне морей и океанов. Упругие колебания, изучаемые С., подразделяются на 2 основных типа: объемные и поверхностные волны. Поверхностные волны обладают наименьшей скоростью. При обработке сейсмологических данных учитывают время прихода упругих колебаний, углы выхода сейсмической радиации, поляризацию волн, их спектральный состав, дисперсию и др. характеристики. По измеренным величинам делается заключение о положении очагов сейсмичности, наличии в Земле преломляющих и отражающих границ, об упругих и вязких свойствах вещества. Данные С. являются основными для сейсмического районирования. С помощью сети сейсмологических станций контролируется производство искусственных взрывов. См. Условия сейсмо-геологические. И. Г. Клушин.

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

(от греч. seismos - колебание, землетрясение и logos - слово, учение * a. seismology; н. Seismologie; ф. sismologie; и. sismologie ) - раздел геофизики, изучающий причины, подготовку и процесс землетрясений, a также последствия, c ними связанные. K осн. сейсмологич. направлениям относится изучение сейсмич. процесса, очага Землетрясения, волнового сейсмич. поля вдали и вблизи очага (инж. C). Исследование сейсмич. процессa включает изучение совокупности землетрясений в пространстве и времени, выявление причинных и стохастич. закономерностей их возникновения и связи c общей эволюцией Земли. Практич. их цель - долгосрочный прогноз мест возникновения, силы и повторяемости землетрясений (см. Сейсмическое районирование). При изучении очага землетрясения проводят детальные исследования процессов подготовки землетрясения в реальной физ.-геол. среде, смещений блоков Земли и др. превращений среды в очагах, оценку параметров очага, выявляют предвестники землетрясений и разрабатывают краткосрочный и оперативный прогноз времени землетрясений, способы управления сейсмич. процессом, оценивают возможность антропогенного (техногенного) влияния на сейсмичность. Pешение инж.-сейсмологич. задач состоит в изучении вызываемого землетрясением сейсмич. волнового поля вблизи очага, исследовании сильных сейсмич. движений земной поверхности и взаимодействия грунта c сооружением, разработке методов и проведении Сейсмического микрорайонирования, определении воздействия землетрясений на гидросферу и атмосферу Земли. Исследования в дали от очаra включают изучение волнового сейсмич. поля на расстояниях, превышающих длину сейсмич. волны, a также разработку и использование сейсмич. методов познания внутр. строения Земли. K этому направлению примыкает изучение сейсмич. шумов на поверхности Земли - микросейсм. K прикладным задачам относятся регистрация и распознавание подземных ядерных испытаний. K C. тесно примыкает сейсмометрия - разработка приборов и методов регистрации Сейсмических волн.
Cейсмологич. исследования включают визуальные наблюдения над землетрясениями и регистрацию возбуждаемых землетрясениями сейсмич. волн во всём динамическом и частотном диапазонах (приборные наблюдения). Bолны регистрируются Сейсмографами, что позволяет определять местоположение очага землетрясения и его параметры. Cейсмографы могут быть стационарными и экспедиционными. Первые устанавливаются на сейсмич. станциях и работают непрерывно. Cеть сейсмич. станций составляет основу сейсмич. службы, призванной вести наблюдения за сейсмич. процессом, составлять бюллетени и каталоги землетрясений, предупреждать o вызываемых подводными землетрясениями волнах Цунами, информировать пр-во o сильных землетрясениях и т.д. Cистемы экспедиционных сейсмографов помещаются в очаговых областях происшедших сильных землетрясений для регистрации их последующих толчков, на площадках особо ответственного стр-ва (напр., стр-ва АЭС и ГЭС), на дне океанов и морей. Экспедиционные сейсмографы засылались также на Луну и Bенеру.
Bизуальные наблюдения выполняют в очаговых областях сильных землетрясений путём геол.-геоморфологич. обследования c целью выявления вновь образованных или обновлённых тектонич. разрывов, смещений блоков, обвалов, оползней и пр.
C. тесно связана c физ.-матем. и геол.-геогр. и техн. науками. Hапр., изучение сейсмич. процесса соприкасается c физ. географией, тектоникой, особенно c неотектоникой и сейсмотектоникой, c матем. теорией случайных процессов, c космофизикой. Исследование очага и предвестников землетрясения опирается на достижения физики твёрдого тела, механики, особенно теории хрупкого разрушения материалов, геодезии, разных разделов физики Земли, гидрогеологии, геохимии. Проблема прогноза землетрясений близка к проблеме прогноза Горных ударов, к-рые исследуются горн. науками. Исследования вблизи очага учитывают достижения инж. геологии и необходимы для развития Сейсмостойкого строительства. Использование сейсмич. волн для изучения внутр. строения Земли требует применения методов матем. физики и сочетания c данными гравиметрии, геотермии, петрологии, геомагнетизма и др. наук o Земле. Достижения C. в изучении строения земной коры послужили основой для развития методов Сейсмической разведки.
Исторический очерк. Первые сейсмологич. наблюдения восходят к глубокой древности. Kак самостоят. наука C. возникла во 2-й пол. 19 в. (описательная C.), c кон. 19 в. в C. стали применяться приборные наблюдения. B Pоссии для развития C. в 1888 была создана Cейсмич. комиссия Pyc. геогр. об-ва. Hачало pyc. приборной C. связано c созданием в 1900 Постоянной центр. сейсмич. комиссии Петерб. AH, выпускавшей бюллетень (1902-16) и "Известия" (1902-24). Oсновополагающие работы в области C. в Pоссии были выполнены Б. Б. Голицыным, создавшим первый высокочувствит. сейсмограф (c гальванометрич. регистрацией) и сеть сейсмологич. наблюдений, подготовившим первый курс лекции по C. Bыдающуюся роль сыграл также И. B. Mушкетов, заложивший основы сейсмотектоники. B CCCP большой вклад в развитие C. внесли сов. учёные: П. M. Heкифоров, разработавший сейсмограф для регистрации местных землетрясений, организовавший Cейсмологич. ин-т в Ленинграде и сеть региональных сейсмич. станций в CCCP; Г. A. Гамбурцев, предложивший метод глубинного сейсмич. зондирования и начавший исследования по прогнозу землетрясений; E. Ф. Cаваренский, внёсший вклад в реорганизацию сейсмич. службы CCCP, изучение сейсмичности, внутр. строения Земли, микросейсм и др.; Ю. B. Pизниченко, разработавший количеств. методы изучения сейсмичности; C. B. Mедведев, создавший основы инж. C. и др.
Зa рубежом большой вклад в развитие C. внесли Э. Bихерт и Б. Гутенберг (Германия), Дж. Mилн и X. Джефрис (Bеликобритания), K. Буллен (Aвстралия), Ф. Oмори, A. Имамура и K. Bадати (Япония), A. Mохоровичич (Югославия).
Cейсмологич. исследования в CCCP ведутся в Физики земли институте им. O. Ю. Шмидта, a также в Ин-тах сейсмологии, созданных в осн. в 60-e гг., в AH Tадж. CCP, Узб. CCP, Kазах. CCP, Kирг. CCP, Tуркм. CCP; в сейсмологич. подразделениях ин-тов AH CCCP в Hовосибирске, Иркутске, Якутске, Mагадане, Петропавловске-Kамчатском, Южно-Cахалинске, Aпатитах и республиканских AH в Taилиси, Ленинакане, Баку, Cимферополе, Kишинёве, Львове; в орг-циях Mин-ва геологии CCCP и др. ведомств; в ряде университетов (Mосква, Ленинград).
Для координации деятельности учреждений создан межведомств. Cовет по сейсмологии и сейсмостойкому стр-ву при Президиуме AH CCCP. B междунар. масштабе координацию по сейсмологии осуществляет Mеждунар. ассоциация сейсмологии и физики недр Земли при Mеждунар. союзе по геодезии и геофизики.
Cтатьи по C. публикуются в CCCP в журн. "Известия AH CCCP, серия Физика Земли" (c 1965; в 1937-51 - серия географическая и геофизическая, в 1951-64 - серия геофизическая), "Геология и геофизика" (c 1960), "Bулканология и сейсмология" (c 1979), др. геофиз.-геол. журналах; в продолжающихся изданиях "Bопросы динамической теории распространения сейсмических волн", "Bычислительная сейсмология", "Инженерная сейсмология", "Cейсмические приборы", в ежегодниках "Землетрясения в CCCP", в многочисл. сб-ках статей. Oсн. зарубежные периодич. издания по C: "Bulletin of the Seismological Society of America" (Stanford, c 1911), "Bulletin of the Earthquake Research Institute" (Tokyo, c 1926), "Journal of the Seismological Society of Japan" (Tokyo, c 1948), "Bulletin of the International Institute of Seismology and Earthquake Engineering" (Tokyo, c 1964), "Bibliography of Seismology, New series" (Edinburgh, c 1965), "Earthquake Engineering and Structural Dynamics" (Chichester, c 1972), "Earthquake Prediction Research" (Dordrecht, c 1982). Cтатьи по C. печатаются также в журналах по геофизике, геологии и географии (например, "Journal of Geophysical Research").

Литература : Голицын Б. Б., Лекции по сейсмометрии, СПБ, 1912; Cаваренский E. P., Kирнос Д. П., Элементы сейсмологии и сейсмометрии, 2 изд., M., 1955; Aтлас землетрясений в CCCP, M., 1962; Mедведев C. B., Инженерная сейсмология, M., 1962; Pихтер Ч. Ф., Элементарная сейсмология, пер. c англ., M., 1963; Буллен K. E., Bведение в теоретическую сейсмологию, пер. c англ., M., 1966; Cаваренский E. Ф., Cейсмические волны, M., 1972; Pикитаке T., Предсказание землетрясений, пер. c англ., M., 1979; Cейсмическое районирование территории CCCP, M., 1980; Cейсмический риск и инженерные решения, пер. c англ., M., 1981; Kарта сейсмического районирования CCCP. M 1:5000000, M., 1983; Aки Kэйити, Pичардс П., Kоличественная сейсмология, пер. c англ., т. 1-2, M., 1983; Kacaxapa K., Mеханика землетрясений, пер. c англ., M., 1985.

C. Л. Cоловьёв.

Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984—1991 .

Небольшие подземные толчки ученые фиксируют регулярно. Большинство из них неощутимы и оставались бы незамеченными, если бы не СМИ, - благодаря технике теперь можно улавливать малейшие колебания. Так стоит ли бояться каждого толчка, почему они происходят и за какое время можно прогнозировать серьезные землетрясения?

Новое слово в сейсмологии

Краснодарский ученый, академик РАН Владимир Бабешко недавно принял участие в международной конференция Ассоциации сейсмической защиты стран-участников Черноморского экономического сотрудничества, которая проходила в Сочи. Одним из главных результатов его труда стала разработка принципиально нового подхода к проблеме прогноза сейсмичности, основанного на математической модели геодинамических процессов в земной коре с учетом ее структуры, неоднородности и сложных физико-механических свойств. Этому уникальному и не имеющему аналогов методу на сочинской конференции было уделено большое внимание.

Академик Владимир Бабешко на пальцах объясняет принцип взаимодействия литосферных плит, столкновения которых вызывают землетрясения. Фото: АиФ

Две статьи, посвященные разработкам Бабешко, в этом году вышли в главном научном журнале страны - Докладах Российской академии наук - и сразу же были переведены в США.

Искать нефть и. землетрясения

Приступить к реализации проекта мешает только отсутствие средств. Причем инвестиции нужны не очень большие, но желающие пока не находятся. Если их и не будет, то придется искать за рубежом, вот только тогда и полученный результат уже не будет полностью принадлежать России.

Дрожь земли - это нормально

Ну а пока сейсмологи пользуются теми техническими средствами, которые уже имеются в их арсенале. В состав научно-исследовательского центра прогнозирования и предупреждения геоэкологических и техногенных катастроф при КубГУ входят две станции с различными датчиками, которые в непрерывном режиме фиксируют малейшие колебания поверхности. Одна расположена в самом университете, а другая - в Сочи. Кроме этого, в распоряжении Владимира Бабешко есть девять высокоточных GPSГЛОНАС-приемников для оценки медленных движений коры Земли. Каждый из них одновременно связан с пятью спутниками и позволяет улавливать смещения с точностью до миллиметра. Полученная информация и позволила выявить важные закономерности происходящего в глубинах Земли, которые были использованы при построении модели.

Установленный в горах Сочи GPS-датчик помогает ученым отслеживать малейшие смещения земной поверхности. Такие же устройства собирают информацию и в других точках Краснодарского края. Фото: Из личного архива Владимира Бабешко

Слабые землетрясения свидетельствуют о том, что края литосферных плит потихоньку соприкасаются, обламываются, и никакого напряжения не накапливается. Напротив, плохим сигналом является ситуация, если в сейсмоопасной зоне долгое время все тихо.

Последнее на сегодняшний день землетрясение произошло 5 мая. Его эпицентр находился в районе Сочи, а магнитуда составила 2,8. Приборы фиксировали колебания примерно двадцать секунд, но люди их не ощущали. А самые сильные толчки за все время своей работы сейсмологическая станция КубГУ зафиксировала в начале ноября 2002 года - спустя всего несколько месяцев после открытия. Эпицентр того землетрясения находился где-то в районе Славянска-на-Кубани, но сейсмические волны дошли и до Краснодара. Здесь колебания составили четыре балла, и многие люди их тогда почувствовали.

Заведующий сейсмологической лабораторией КубГУ Алексей Мухин демонстрирует на мониторе графики недавних землетрясений. Фото: АиФ

За все время наблюдений с использованием высокочувствительной техники толчков больше четырех баллов на Кубани не было. Но по изменениям рельефа земной поверхности ученые умеют определять силу тех, что были в прошлом. Удалось установить, что землетрясение, которое произошло в начале XX века в районе Тимашевска и вызвало серьезные разрушения, составило 6-6,5 баллов. Оно считается самым мощным из всех, что были здесь в обозримом прошлом. Но в принципе на Кубани возможны землетрясения и до 9 баллов.

Лучше, чем за рубежом

Улучшение и повышение доступности техники привело к тому, что стали фиксироваться и придаваться огласке через СМИ даже двухбалльные толчки, хотя в сейсмологии вообще не принято афишировать землетрясения слабее четырех баллов. Владимир Бабешко считает, что это совершенно ни к чему и только зря нервирует людей. По его словам, повод насторожиться может быть только в том случае, если МЧС распространит предупреждение об опасности землетрясения. Наряду с геофизической службой Российской академии наук, министерство информируют о состоянии ситуации и кубанские сейсмологи. А вот разным слухам верить нельзя, тем более с учетом прошлого опыта нашего региона.

В свое время лоббисты зарубежных курортов намеренно распространяли информацию о том, что где-то на Черноморском побережье Кубани летом произойдет мощное землетрясение.

Движение GPS-пункта на хребте Аибга и эпицентры землетрясений в районе Черноморского побережья в 2010-2011 годах. Фото: Из личного архива Владимира Бабешко

Позже эти наработки позволили достичь еще более внушительных результатов. При подготовке к Олимпиаде в Сочи огромное внимание уделялось сейсмической защищенности спортивных объектов и созданию системы мониторинга ситуации. В рамках этой работы Владимир Бабешко изучал опыт канадских коллег, внедрявших аналогичную систему перед Олимпиадой в Ванкувере. То, что удалось сделать в итоге, превзошло все ожидания.

Что такое сейсмология и какие сейсмические события на самом деле представляют опасность

Вулкан Толбачик. Фото: Minden Pictures / Alamy / DIOMEDIA

Сейсмология как современная научная дисциплина началась на рубеже XIX–XX веков, когда были сконструированы и начали устанавливаться первые сейсмографы. Одним из важнейших прорывов на раннем этапе сейсмологии было изобретение электромагнитного сейсмографа русским ученым, князем Борисом Борисовичем Голицыным в 1906 году. Данные, регистрируемые этими сейсмографами, накапливались в течение десятилетий, и их анализ привел к таким фундаментальным научным открытиям, как понимание внутреннего строения Земли и физического механизма, приводящего к землетрясениям, а также был важнейшим вкладом в формирование концепции тектоники плит — современной геодинамической теории, объясняющей движения и деформации верхней оболочки Земли и происхождение сейсмичности и вулканизма.

Внедрение современных цифровых и коммуникационных технологий, начатое в 1990-х годах XX века, полностью преобразило сейсмологию. За счет быстрой передачи данных и применения эффективных компьютерных алгоритмов сейсмический мониторинг в реальном времени стал по-настоящему возможен. В дополнение к этому значительно улучшилось качество сейсмических записей и увеличилось их количество. На сегодняшний день во всем мире установлены тысячи высококачественных сейсмографов, которые записывают данные в непрерывном режиме и передают их в реальном времени в центры обработки и хранения данных, основные из которых находятся в США, Европе и Японии. Приборы мировой сейсмологической сети регистрируют более 200 тыс. землетрясений в год. К счастью, подавляющее большинство этих сейсмических событий не ощущаются на поверхности Земли и могут быть записаны только очень чувствительными сейсмографами.

Собираемые в мировых центрах данные передаются в реальном времени в службы, занимающиеся мониторингом землетрясений. Естественно, их важнейшей задачей является быстрое определение параметров наиболее крупных землетрясений, представляющих потенциальную опасность для населения и экономики. Результаты такого мониторинга, получаемые почти в реальном времени, используются в системах быстрого оповещения и предупреждения цунами. В то же время другой очень важной задачей является наиболее полное изучение всех землетрясений, включая самые слабые. Это необходимо для детального изучения тектонической активности нашей планеты и разработки вероятностных моделей сейсмической опасности. На их основе строятся карты сейсмического районирования и разрабатываются нормы сейсмостойкого строительства.

Мировые сейсмологические центры данных и мониторинговые службы

Карта мировых сейсмических станций, данные с которых поступают в центр IRIS

Среди основных мировых мониторинговых центров можно перечислить Международный сейсмологический центр (ISC), National Earthquake Information Center (NEIC), работающий под эгидой Геологической службы США, и Европейско-средиземноморский сейсмологический центр (EMSC). Кроме этого, мониторингом землетрясений занимаются многочисленные региональные центры в разных странах.

Карта европейских сейсмических станций, данные с которых поступают в центр ORFEUS

Еще одним важным практическим применением сейсмологии является мониторинг вулканов. Ученые насчитывают на Земле более 1,5 тыс. потенциально активных вулканов. Каждый год по крайней мере 50 из них извергаются. К счастью, как и в случае землетрясений, большинство вулканических извержений не представляют непосредственной опасности как слишком слабые или происходящие в ненаселенных районах. Но, как и в случае землетрясений, наиболее полное изучение всех извержений, даже самых слабых, необходимо для детального изучения вулканической активности и разработки вероятностных моделей вулканической опасности и методов прогнозирования возможных катастрофических событий.

Возникновение большого количества слабых землетрясений под вулканами является одним из основных признаков их активизации и предвестников будущих извержений. При этом если учесть, что очень часто из-за плохих метеоусловий визуальное или спутниковое наблюдение вулканов бывает недоступно (а для подводных вулканов никогда), то становится понятно, что сейсмологические наблюдения — это единственный способ следить за состоянием вулканов в непрерывном режиме.

Сейсмология традиционно известна как наука о землетрясениях. Но в последние два десятилетия в ней возникла совершенно новая парадигма. На основе анализа цифровых сейсмических данных с применением современных компьютерных технологий было показано, что сейсмические записи содержат огромное количество информации помимо землетрясений.

Шкала вулканической активности

Успешное развитие сейсмологии требует совместных усилий большого числа ученых и инженерно-технического персонала, необходимых для поддержания и развития систем сейсмологических наблюдений и сбора данных и для разработки новых методов их анализа с привлечением самых современных компьютерных технологий и ресурсов. Помимо чисто количественного развития (увеличения числа станций и объема анализируемых данных), мировое сейсмологическое сообщество находится в постоянном поиске новых технологий и концепций.

Концептуальная схема сбора — хранения — анализа данных в современной сейсмологии

Другое важное направление — это развитие разнообразных протоколов и средств передачи больших объемов данных, чтобы связать отдельные центры данных в единую мировую информационную систему и предоставить быстрый и эффективный доступ максимальному числу пользователей — индивидуальных ученых и организаций, занимающихся мониторингом. Одну из передовых ролей в этом направлении играет центр данных IRIS, который регулярно предоставляет обновленные способы доступа к данным, адаптированные под новые методы анализа и оптимизированные в соответствии с последними компьютерными и сетевыми технологиями. В итоге у современных сейсмологов есть возможность эффективно анализировать данные, записанные тысячами сейсмографов в разных частях Земли, не выходя из своего кабинета, а у преподавателей университетов — использовать самые свежие данные в обучающих программах и лабораторных работах по геофизике.

Над развитием передовых методов и технологий в сейсмологии традиционно работают научные группы ведущих университетов и научных организаций в США, Европе и Японии. В последние годы на лидирующие позиции выходят также ученые Китая и Сингапура. В XX веке Россия тоже играла в этой области ведущую роль, однако в последние два десятилетия в силу целого ряда причин эти позиции постепенно утрачиваются.

Геофизический (в первую очередь сейсмологический) мониторинг территории России осуществляется Единой геофизической службой Российской академии наук (ЕГС РАН). 12 региональных филиалов этой организации поддерживают систему сейсмологических наблюдений, состоящую более чем из 330 современных цифровых станций и регистрирующую порядка 10 тыс. землетрясений каждый год. В ЕГС РАН были разработаны и действуют оперативные системы мониторинга активных вулканов Камчатки и Курильских островов и цунамигенных землетрясений Тихого океана. Результаты этого мониторинга передаются в системы обеспечения безопасности авиаполетов и предупреждения цунами. Также собираемые ЕГС РАН данные используются для научных исследований, проводимых ее внутренними подразделениями и учеными из профильных институтов РАН и геофизических факультетов и отделений российских университетов.

Система сейсмологических наблюдений ФИЦ ЕГС РАН. Карта распределения крупных землетрясений (кружки) и активных вулканов (треугольники) в мире

Магнитуда и балльная шкала интенсивности землетрясения

В итоге отставание российской системы сейсмологических наблюдений от ведущих мировых стран носит структурный и многоуровневый характер. Во-первых, общее количество постоянных станций сильно уступает сегодняшнему уровню в США, Евросоюзе, Японии и Китае — несколько сотен против нескольких тысяч (и это для страны с самой большой территорией в мире). Во-вторых, в последние годы в России проводится очень мало широкомасштабных временных сейсмологических экспериментов. В-третьих, очень сильно отстало информационно-технологическое обеспечение. Так, в России на сегодняшний день отсутствует единый центр сейсмологических данных. Большая часть собираемых наблюдений хранится в региональных филиалах и остается недоступной для потенциальных пользователей.

Камчатка с ее многочисленными землетрясениями и очень активными вулканами и с большим количеством уже собранных данных — идеальный район для отработки новых методов и концепций в сейсмологии, и мы надеемся, что объединение опыта и ресурсов различных академических и образовательных организаций создаст благоприятные условия для проведения научных исследований на самом высоком международном уровне и будет способствовать формированию нового поколения российских геофизиков мирового уровня.

Проект начался в 2018 году, и за два с небольшим года было проведено два полевых эксперимента на Камчатке (третий должен состояться осенью 2020 года), многочисленные семинары и школы для студентов и аспирантов. По результатам исследований участниками проекта опубликовано и подготовлено к печати более 30 статей в российских и международных рецензируемых журналах. Один из последних примеров этого — статья в престижном журнале Nature Communications, представляющая новую теорию возникновения глубоких землетрясений под вулканами. Также радует, что в работе участвуют много молодых ученых. В качестве практических приложений проводимых научных работ внедряются новые методы мониторинга вулканов в практику камчатского филиала ЕГС РАН.

В то же время один-единственный проект, даже такой крупный, как мегагрант, совершенно недостаточен, чтобы переломить отставание российской сейсмологии, накапливающееся десятилетиями. Надо понимать, что без системного усилия на самом высоком уровне для улучшения российской системы геофизического мониторинга и образования наш и другие похожие проекты не окажут существенного влияния на ситуацию, поскольку их результаты будет попросту некуда внедрять. Поэтому, проводя наши работы, мы во многом надеемся на то, что в какой-то момент руководством российской науки совместно с научным сообществом будут приняты меры, направленные на структурные изменения в финансировании геофизического мониторинга в России.

фото: Zuma/ТАСС

– Мы сделали для МЧС новую детальную карту риска оценки сейсмической опасности России, – говорит заместитель директора Института физики Земли РАН Евгений Рогожин. – Новая карта сейсмического районирования на треть может удешевить строительство в сейсмоопасных районах России. Тем временем сейсмостанции продолжают опечатывать. А куда же без них?

Стресс-тесты для АЭС

– Территория Русской платформы, на которой расположены практически все российские АЭС, ещё недавно считалась асейсмичной, – рассказывает доктор технических наук, профессор Игорь Острецов. – Это противоречит современным представлениям. К примеру, калининградские землетрясения 2004 года с магнитудой 4,3 и 4,7 и интенсивностью 7 баллов произошли в зоне, ранее считавшейся асейсмичной.

Недавно были выполнены работы по уточнению существующих оценок сейсмической опасности района размещения Билибинской АЭС на Чукотке. Непрерывный мониторинг сейсмических условий площадки Нововоронежской АЭС проводится последние 15 лет на основе локальной сети станций. Долгосрочный мониторинг района размещения Нововоронежской АЭС позволил накопить данные для оценки сейсмического режима района размещения атомных станций. Потому ясно: сейсмические станции закрывать нельзя.

Сейсмологи на вес золота

По-прежнему очень острой остаётся ситуация на острове Сахалин. Ещё после большого индонезийского цунами 2004 года была принята федеральная целевая программа по снижению рисков чрезвычайных ситуаций, в которой присутствовали пункты о модернизации сейсмологических сетей наблюдения. Правительство РФ тогда выделило необходимые деньги – в результате с 2006 по 2010 год была проведена модернизация аппаратуры, системы наблюдения и системы передачи. Но потом, похоже, финансы закончились, и вот уже семь лет денег на содержание дорогостоящей аппаратуры не выделяют. Потому если раньше на Сахалине в сейсмослужбе работали свыше 200 человек, то ныне – меньше сотни. При этом Сахалинское отделение Единой геофизической службы РАН мониторит 3 млн квадратных километров Дальневосточного федерального округа. Это территории Сахалинской и Амурской областей, Приморского и Хабаровского краёв, Еврейской АО и Охотского моря. Для сравнения: на близлежащем японском острове Хоккайдо действует сеть из 512 станций! К счастью, японцы делятся данными – информация поступает в региональный центр в Южно-Сахалинске. Однако можно ли рассчитывать только на соседей? Сахалин, как известно, постоянно живёт словно на пороховой бочке. Сокращать финансирование сейсмостанций и закрывать сами станции – всё равно что отключать пожарную сигнализацию на атомной электростанции.

В 2020 году зафиксировано резкое снижение продаж галет и крекеров - они просели даже сильнее, чем продажи сладких подарков, сократившиеся из-за отмены праздничных мероприятий.

Свои проблемы есть в Кемеровской области

– Особенно югу региона необходимо дальнейшее развитие сети сейсмостанций, – объяснили в Территориальном центре мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций Агентства по защите населения и территории Кемеровской области. – В целом станций для получения достоверной информации хватает, но, чтобы получить более качественную информацию, требуется размещение ещё нескольких. Новые станции должны помочь в изучении сейсмической активности. Ведь Кемеровская область характеризуется достаточно высокой сейсмоактивностью.

Эксперты утверждают, что современную сейсмическую станцию можно построить собственными руками за 500 тыс. рублей. Персонал для неё практически не нужен – всё выполняется автоматизированно: информация со станции поступает по спутниковой связи в центр обработки, а затем – в распоряжение сейсмолога. Есть системы, которые в течение двух минут могут выдать точные координаты сейсмособытия. Так почему же не строим такие станции? Почему не защищаем от природных бедствий свою собственную территорию?

Владивосток и Калининград под угрозой

С 1960 по 1989 год в России работало огромное количество сейсмических станций, оборудованных высокочувствительной регистрирующей аппаратурой, которые позволяли быстро обрабатывать данные и определять положение очагов землетрясений.

– Однако в период с 1990 по 2005 год было закрыто более 50% сейсмостанций, – рассказывает доктор географических наук, профессор Владимир Дроздов. – В целях экономии средств станции закрывали даже в таких беспокойных регионах, как Чукотка, Корякское нагорье и Приморье.

И никакими доводами невозможно было убедить чиновников в том, что так поступать нельзя. Закрыли даже единственную сейсмостанцию в таком неспокойном, с точки зрения сейсмологов и метеорологов, городе, как Владивосток. Хотя приморские сейсмологи считают: в регионе в любой момент может произойти крупное землетрясение. По своей разрушительной силе оно может быть таким же, как и землетрясение 1995 года в Нефтегорске на острове Сахалин, когда в считанные минуты было разрушено более 17 тыс. пятиэтажных домов. И если в Японском море произойдёт землетрясение мощностью выше 7 баллов, то до приморского побережья волна цунами доберётся уже через 40–45 минут.

Впрочем, даже в таком, казалось бы, тихом углу, как Калининградская область, может неожиданно затрясти. Учёные из лаборатории сейсмологии и геофизики Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта рассчитали: новое мощное землетрясение может произойти в янтарном крае в 2018 году. Последнее землетрясение в Калининградской области, случившееся в 2004 году, было оценено в 5,3 балла. Тогда пострадало более 2 тыс. зданий, 1 человек погиб, 22 получили ранения. Кстати, ещё в то время, когда Калининград был Кёнигсбергом, у немцев работала хорошо оборудованная сейсмостанция: учёные уже тогда знали, что вся территория Восточной Пруссии сейсмоактивна.

СПРАВКА
По оценкам сейсмологов, в среднем в мире ежегодно происходит одно катастрофическое (с магнитудой более 8) землетрясение, 17 разрушительных (магнитудой 7,0–7,9), 130 сильных (магнитудой 6,0– 6,9), 1318 умеренных (магнитудой 5,0–5,9), около 13 тыс. слабых (с магнитудой до 4,9).

Слово сейсмология в переводе с греческого языка означает "наука о землетрясениях". Она осуществляет сложные, но чрезвычайно необходимые исследования, так как с их помощью специалисты прогнозируют движения земной поверхности, изучают структуру недр и происходящие в них процессы, разрабатывают методы уменьшения потерь после сильных землетрясений, отслеживают испытания атомного оружия, помогают в поиске полезных ископаемых.

В этой статье рассмотрим историю этой науки, чем она занимается, разберем синонимы к слову сейсмология.

Начало развития науки

В восемнадцатом веке Джоном Мичелом было высказано предположение о том, что землетрясения вызывают упругие волны, проходя через земную поверхность.

Мичелом также была выдвинута теория, что через сопоставление данных о времени прохождения волн до того или иного места можно определить, где находится эпицентр их возникновения. На основании этого способа были созданы современные методы поиска эпицентра.

Первый мировой каталог

Новым витком в развитии науки стала середина девятнадцатого столетия. В те годы по результатам своих двадцатилетних наблюдений за 6831 землетрясением и натурных экспериментов Робертом Маллетом был составлен каталог мировой сейсмической активности.

В нем по каждому случаю указывались такие характеристики, как местоположение, дата, число толчков, продолжительности колебаний, их возможное направление и последствия. В качестве доказательства прилагались фотографии.

Позже систематические наблюдения и регистрация явлений стали проводиться во многих странах, в том числе США, России, Японии.

Сейсмичность Земли, или Почему происходят землетрясения

Общепланетарной особенностью Земли признают ее вулканизм и сейсмичность. Способами их реализации для избавления от постоянно накапливающейся в толще планеты тектонической энергии являются активные вулканы и тектонические землетрясения.

Основой таких грандиозных процессов становятся два события:

возникновение разлома (приводит к сейсмичности),
образование расплавленной лавы (ведет к вулканизму), которые становятся реакцией внутренней среды на нагрузку извне.

Основной причиной, вызывающей подобные явления на Земле, является принцип минимизации гравитационной потенциальной энергии (напряженности) в недрах планеты. Изучать данные явления призваны науки сейсмология и вулканология.

В 1995 году группа ученых предположила, что землетрясения могут способствовать изменению формы нашей планеты. В результате этих явлений она приобретает более круглую и компактную форму, и этот процесс происходит с уменьшением ее гравитационной энергии путем перехода в тепловую.

Для чего нужна сейсмология

Это наука, благодаря которой были раскрыты принципы строения Земли и определены основные границы раздела ее недр – ядро, мантия и кора. Ученые выяснили, что одновременно с данными об источнике землетрясения колебания дают сведения о среде, их распространяющей.

Наука о волнах позволяет во многом понять природу образования землетрясений, что помогает в разработке новых технологий строительства сооружений, более устойчивых к подземным толчкам, что сохранит жизни многих людей, а также во многих других областях.

Людям от науки понадобилось более сотни лет для понимания того, что землетрясения связаны с создаваемыми ими сейсмоволнами. А практически пятьдесят лет ушло на получение общего понимания о внутреннем устройстве недр и свойствах распространения в них сейсмических волн.

Параллельно с этой наукой сходными проблемами занимаются и другие, объединенные исследования имеют большую практическую ценность.

Аналогичные науки

Синонимами сейсмологии считают названия следующих наук:

Геоло́гия (взято с древнегреческого). Это более широкое понятие. Представляет собой комплекс наук о внутреннем строении и составе Земли, ее развитии и происхождении. Результаты основываются на исследовании геологических явлений, состава и структуры земной поверхности и литосферы с использованием всех доступных методов, а также данных дисциплин.
Сейсмография. Раздел сейсмологии. В рамках этой дисциплины проводятся записи волновых колебаний земной коры специальным аппаратом – сейсмографом.
Гелиосейсмология (с английского). Является разделом астрономии, изучающим внутреннюю кинематику и структуру Солнца по тому, как распространяются сейсмические и акустические волны.
Сейсмометрия – часть сейсмологии, которая занимается разработкой методов и приборов с целью регистрации волновых колебаний почвы, строений и других объектов, когда на них воздействуют сейсмические явления.
Геофи́зика (от древнегреческого), иными словами – физика Земли. Это совокупность наук, которые исследуют строение Земли физическими методами.

Предмет, объект и задачи изучения землетрясений

Чтобы понять, что изучает сейсмология, нужно обратить внимание на то, что исследуют в рамках этой науки: объектом ее изучения являются подвижки земных платформ и землетрясения, а предметом – внутренняя структура и строение планеты. В частности, какое влияние на распространение колебаний оказывает отклонение от однородности вещества внутри Земли.

Такие явления, как землетрясения, принято рассматривать в качестве специфических, периодически повторяющихся колебательных движений земной поверхности. Их характерным свойством является короткая длительность – от долей секунд до десятков минут. В этом контексте сейсмичность подразумевает географическую закономерность распределения землетрясений, связанную со строением поверхности земли и магнитудами (или накопившейся энергией).

Также существует такой раздел, как шахтная сейсмология. Это направление, в задачи которого входит мониторинг сейсмичности в тех местах, где идут разработки горнодобывающих предприятий, и прогнозирование с последующим предупреждением о том, где может случиться землетрясение. Эти шаги предпринимаются с целью обеспечения безопасности проведения горных работ.

Цель научных исследований

Практическая цель сейсмологии – это предоставление долгосрочных прогнозов возможных мест возникновения землетрясений, их повторяемости и силы.

Когда происходит изучение очагов землетрясения, специалистами проводятся детальные исследования явлений и происходящих во время них процессов в условиях реальной физико-геологической среды. Анализируются также смещения блоков земной поверхности и другие превращения, дается оценка параметров очага. Это позволяет выявлять предвестники землетрясений и разрабатывать оперативные краткосрочные прогнозы их начала и длительности, а также методы управления такими процессами. Важной является оценка возможности техногенного либо антропогенного влияния на сейсмическую активность.

В задачи сейсмологии как науки входит:

изучение вызываемых землетрясениями сейсмических волновых полей в непосредственной близости от очага явления;
исследование сильных сейсмических подвижек земной коры;
анализ взаимодействия грунта с сооружением, находящимся в опасной зоне;
разработка способов и проведение сейсмического микрорайонирования;
изучение силы влияния землетрясений на атмосферу планеты и гидросферу;
исследование сейсмических шумов на поверхности Земли – микросеймов.

Прикладная задача инженерно-сейсмологического направления сейсмологии – это распознавание и регистрация подземных ядерных взрывов во время производимых испытаний.

Наблюдение как метод изучения сейсмической активности

С сейсмологией в тесной связи находится сейсмометрия, которая занимается разработкой приборов и способов регистрации сейсмических колебаний.

Сейсмологическое исследование включает в себя:

визуальное наблюдение явлений землетрясения;
регистрацию с помощью оборудования возбуждаемых сейсмических колебаний в обоих диапазонах – частотном и динамическом.

Фиксирование волн выполняют специальные приборы – сейсмографы. С их помощью определяют место возникновения и характеристики очага землетрясения.

Сейсмографы подразделяются на:

Стационарные – предназначены для непрерывной работы, и местом их установки служат сейсмические станции, объединенные в сеть. В этой сети ведутся наблюдения, создаются каталоги явлений, ведутся работы по исследованию подводных землетрясений, производится информирование о предстоящих подвижках коры.
Экспедиционные – размещаются в уже возникших очагах сильных колебаний с целью регистрации дальнейших возможных толчков. Это могут быть важные строительные объекты, например атомные станции или дно моря (океана).

Это оборудование позволяет выявлять вновь образующиеся тектонические разрывы, смещения земной коры, оползни, обвалы и другие геологические катастрофы.

Читайте также: