Москва, Россия
Борок, Россия
Москва, Россия
Статистически исследован вопрос о возможном воздействии внезапных начал геомагнитных бурь (SSC) на глобальную сейсмическую активность. Моменты SSC использованы в качестве реперов для сравнительного анализа сейсмичности методом наложения эпох. Для исследования отобрано 405 землетрясений с магнитудами M≥5 из представительной части каталога USGS. Все они произошли в период с 1973 по 2010 годы. Произведен сравнительный анализ сейсмичности на интервалах ±60 мин относительно репера. С высокой степенью достоверности установлено, что до репера количество землетрясений заметно больше, чем после него. Другими словами, SSC подавляет глобальную сейсмичность. Указаны работы, в которых обсуждаются химический, тепловой и силовой механизмы воздействия электромагнитного поля на горные породы. Подчеркнута незавершенность исследования связи SSC с землетрясениями, поскольку пока что не удалось понять и осмыслить эту связь на физико-математическом уровне. Сделан вывод о необходимости продолжать исследование в надежде найти ключ к решению интересной и важной проблемы.
геомагнетизм, сейсмичность, сейсмоэлектродинамика, солнечно-земные связи
ВВЕДЕНИЕ
Наиболее известным и, пожалуй, наиболее ярким примером спорадического воздействия Солнца на Землю является геомагнитная буря, которая развивается в магнитосфере вскоре после солнечной вспышки. Буря начинается с резкого сжатия магнитосферы фронтом межпланетной ударной волны. Магнитный импульс, регистрируемый при этом наземными и орбитальными обсерваториями, называется внезапным началом бури (SSC, storm sudden commencement) [Araki, 1994]. Импульсы SSC иг-рают особую роль при исследовании солнечно-земных связей. В момент SSC в околоземном пространстве формируется специфическая комбинация параметров, которую теоретик использует как начальное условие при решении дифференциальных уравнений, моделирующих МГД-колебания магнитосферы. Для экспериментатора особый интерес представляет тот факт, что SSC можно использовать при статистическом исследовании широкого круга геофизических явлений как надежный репер, четко разделяющий спокойное и возмущенное состояния магнитосферы.
В физике солнечно-земных связей есть ряд необычных проблем, к которым следует отнести возможное воздействие SSC на сейсмическую активность. Необычность состоит в том, что, с одной стороны, априори не существует простых физико-математических представлений о механизмах такого воздействия. С другой стороны, наблюдения свидетельствуют о вероятной модификации региональной [Соболев и др., 2001; Закржевская, Соболев, 2003, 2004] и локальной [Адушкин и др., 2012] сейсмичности после SSC.
Трудность интерпретации наблюдений указывает на необходимость дополнительного экспериментального исследования, чему и посвящена данная работа. Ее отличительной особенностью является то, что мы сосредоточили внимание на глобальной сейсмичности. Это позволило статистически надежно обнаружить еще одно эмпирическое подтверждение связи между SSC и землетрясениями.
1. Авагимов A.A., Зейгарник В.А., Файнберг Э.Б. О пространственно-временной структуре сейсмичности, вызванной электромагнитным воздействием // Физика Земли. 2005. № 6. С. 55-65.
2. Адушкин В.В., Рябова С.А., Спивак А.А., Харламов В.А.Отклик сейсмического фона на геомагнитные вариации // ДАН. 2012. Т. 444, № 3. С. 304-308.
3. Бучаченко А.Л. Магнитопластичность и физика землетрясений. Можно ли предотвратить катастрофу? // УФН. 2014. Т. 184, № 1. С. 101-108.
4. Гульельми А.В.Пондеромоторные силы в коре и в магнитосфере Земли // Физика Земли.1992. № 7. С. 35-39.
5. Гульельми А.В. Ультранизкочастотные электромагнитные волны в коре и в магнитосфере Земли // УФН. 2007. Т. 177, № 12. С. 1257-1276.
6. Гульельми А.В., Зотов О.Д. О магнитных возмущениях перед сильными землетрясениями // Физика Земли.2012. № 2. С. 84-87.
7. Гуфельд И.Л., Рожной А.А., Тюменцев С.И. Возмущения радиоволновых полей перед Рудбарским и Рачинским землетрясениями // Там же. 1992. № 1. С. 102-107.
8. Закржевская Н.А., Соболев Г.А. О возможном влиянии магнитных бурь на сейсмичность // Там же. 2002. № 4. С. 3-15.
9. Закржевская Н.А., Соболев Г.А. Влияние магнитных бурь с внезапным началом на сейсмичность в различных регионах // Вулканология и сейсмология. 2004. № 3. С. 63-75.
10. Зотов О.Д., Гульельми А.В., Собисевич А.Л. О магнитных предвестниках землетрясений // Физика Земли. 2013. № 6. С. 139-147.
11. Смирнов В.Б. Опыт оценки представительности данных каталогов землетрясений // Вулканология и сейсмология. 1997. № 4. С. 93-105.
12. Собисевич Л.Е., Канониди К.Х., Собисевич А.Л. Наблюдения УНЧ геомагнитных возмущений, отражающих процессы подготовки и развития цунамигенных землетрясений // ДАН. 2010. Т. 435, № 4. С. 548-553.
13. Собисевич Л.Е., Собисевич А.Л. Дилатансные структуры и электромагнитные возмущения УНЧ-диапазона на этапах подготовки и развития крупного сейсмического события // Вестник ОНЗ РАН. 2010. Т. 2. NZ6027. С. 202-213. DOI:https://doi.org/10.2205/2010NZ000045.
14. Соболев Г.А., Закржевская Н.А.,. Харин Е.П.О связи сейсмичности с магнитными бурями // Физика Земли. 2001. № 11. С. 62-72.
15. Тарасов Н.Т. Изменение сейсмичности коры при электрическом воздействии // ДАН. 1997. Т. 353, № 4. С. 542-545.
16. Тарасов Н.Т., Тарасова. Н.В., Авагимов А.А., Зейгарник В.А. Воздействие мощных электромагнитных импульсов на сейсмичность Средней Азии и Казахстана // Вулканология и сейсмология. 1999. № 4/5. С. 152-160.
17. Тарасов Н.Т., Тарасова Н.В., Авагимов А.А., Зейгарник В.А. Изменение сейсмичности Бишкекского геодинамического полигона при электромагнитном воздействии // Геология и геофизика. 2001. Т. 42, № 10. С. 1641-1649.
18. Файнберг Э.Б., Авагимов A.A., Зейгарник В.А., Васильева Т.А. Генерация тепловых потоков в недрах Земли мировыми геомагнитными бурями // Физика Земли. 2004. № 4. С. 54-62.
19. Araki T. A physical model of the geomagnetic sudden commencement // Geophysical Monograph. 1994. V. 81. P. 183-200.
20. Balasis G., Daglis I.A., Anastasiadis A., et al.Universality in solar flare, magnetic storm and earthquake dynamics using Tsallis statistical mechanics // Physica. V. A390. P. 341-346.
21. Bernardi A., Fraser-Smith A.C., McGill P.R., Villard O.G. ULF magnetic field measurements near the epicenter of the Ms 7.1 Loma Prieta earthquake // Phys. Earth Planet. Inter. 1991. V.68. P. 45-63.
22. Duma G., Ruzhin Y. Diurnal changes of earthquake activity and geomagnetic Sq variation // Nat. Hazards Earth Sys. Sci. 2003. V. 3, N 3/4. P. 171-177.
23. Fraser-Smith A.C., Bernardi A., McGill P.R., et al. Low-frequency magnetic field measurements near the epicenter of the Ms 7.1 Loma Prieta earthquake // Geophys. Res. Lett.1990. V. 17. P. 1465-1468.
24. Hattori K. ULF Geomagnetic сhanges associated with large earthquakes // TAO. 2004. V. 15, N 3. P. 329-360.
25. Hayakawa M. Electromagnetic phenomena associated with earthquakes: Review // Trans. Ins. Electr. Engrs. of Japan. 2001. V. 121-A. P. 893-898.
26. Hayakawa M., Kawate R., Molchanov O.A., Yumoto K. Results of ultra-low-frequency magnetic field measurements during the Guam earthquake of 8 August 1993 // Geophys. Res. Lett. 1996. V. 23. P. 241-244. DOI: 10/1029/95GL02863.
27. Hayakawa M., Itoh T., Hattori K., Yumoto K. ULF electromagnetic precursors for an earthquake at Biak, Indonesia, on 17 February 1996 // Geophys. Res. Lett. 2000. V. 27. P. 1531-1534. DOI: 10/1029/1999GL005432.
28. Husamiddinov S.S. Seismoelectromagnetic and seismoionospheric effects preceding strong earthquakes in Uzbekistan // J. Earthquake Prediction Res. 2000. V. 8, N 3. P. 367-375.
29. Masci F. On the recent reaffirmation of ULF magnetic earthquakes precursors // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2011. V. 11. P. 2193-2198. DOI:https://doi.org/10.5194/nhess-11-2193-2011.
30. Schekotov A.Yu., Fedorov E.N., Hobara Y., Hayakawa M. ULF magnetic field depression as a possible precursor to the 2011/3.11 Japan earthquake. Telecommunications and Radio Engineering. 2012. V. 71. Iss. 18. P. 1707-1718. DOI: 10.1615/ TelecomRadEng.v71.i18.70.
31. ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLAR_DATA/SUDDEN_COMMENCEMENTS/.
32. USGS/NEIC, http://neic.usgs.gov/neis/epic/epic_global.html.
