Прогнозирование землетрясений с применением АСК-анализа на примере большого калифорнийского разлома Сан-Андреас
Исследование зависимости параметров сейсмической активности от положения небесных тел. Формализованные критерии астрономических параметров, имеющих высокую информационную значимость в подготовке и реализации землетрясений. Критерии сейсмической опасности.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.04.2017 |
Размер файла | 3,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 303. 732. 4+550. 2 + 550. 34. 013
Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия
Прогнозирование землетрясений с применением аск-анализа на примере большого калифорнийского разлома Сан-Андреас
Чередниченко Наталья Алексеевна
Владивосток, Россия
Луценко Евгений Вениаминович
д.э.н., к.т.н., профессор
Бандык Дмитрий Константинович
разработчик интеллектуальных систем,Белоруссия
Трунев Александр Петрович, Ph. D. , к. ф. -м. н.
Директор, A&E Trounev IT Consulting, Торонто, Канада
Аннотация
На основе локальных семантических информационных моделей Калифорнии исследована зависимость параметров сейсмической активности от положения небесных тел. Разработаны формализованные критерии астрономических параметров, имеющих высокую информационную значимость в подготовке и реализации землетрясений. На примере семантических моделей разработаны критерии сейсмической опасности для отдельных зон исследуемого региона Калифорнии размером 2х2 градуса географической долготы и широты, с учетом предполагаемой магнитуды и глубины гипоцентра возможных землетрясений. Создана модель краткосрочного прогнозирования землетрясений
Ключевые слова: СЕМАНТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕМОДЕЛИ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ, СЕЙСМОГЕНЕЗ, ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ, КРАТКОСРОЧНЫЙ ПРОГНОЗ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
сейсмический активность астрономический опасность
Annotation
On the basis of local semantic information of the models of California the dependence of parameters seismic activity on the position of the space objects has been investigated and the model of short-term earthquake prediction has been created. The formal criteria of astronomical parameters of high informative value in the preparation and implementation of earthquakes have been established. On the example of semantic models, we have developed criteria for seismic hazard zones for individual study of the region of California 2x2 degrees of longitude and latitude with regard to the intended depth of the hypo-center and magnitude of possible earthquakes
Keywords: SEMANTIC INFORMATION MODEL, COMPUTATIONAL EXPERIMENT, SEISMOGENESIS, EARTHQUAKES, SHORT-TERM PREDICTIONSOF EARTHQUAKES
Введение
Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, большинство из которых так незначительны, что остаются незамеченными, но единичные мощные землетрясения известны своими разрушительными последствиями.
USGS дает данные о количестве смертей, которые произошли в результате землетрясений. С 1900 года во всем мире погибли 2309716 человек по причинам, связанным с сильными землетрясениямиhttp://earthquake. usgs. gov/earthquakes/world/world_deaths. php.
С начала XXI века произошло уже несколько катастрофических землетрясений, в том числе в 2004 г. на о. Суматра, которое сопровождалось цунами, при этом человеческие потери составили 227898 человек, а также землетрясение с магнитудой 7. 0 на Гаити в 2010 году, которое унесло жизни более 316000 человек.
Только в 2011 году зарегистрированы 180 землетрясений с магнитудой 6. 0 и более, из них наиболее разрушительными были несколько землетрясений в Японии 11 марта с магнитудой 7. 6 -9. 0, самое мощное из которых сопровождалось цунами. В результате - по крайней мере, 15550 человек убитых, 5344 пропавших без вести, 5314 раненых, 131000 перемещенных лиц.
Экономический ущерб от землетрясений в полной мере, по-видимому, подсчитать невозможно. Землетрясения в марте 2011 г. вызвали повреждения на атомной станции в провинции Фукусима, а также были разрушены или повреждены, по крайней мере, 332395 зданий, 2126 дорог, 56 мостов и 26 железных дорог вдоль всего восточного побережья Хонсю. Большинство жертв и максимальный ущерб были отмечены в провинциях Иватэ, Мияги и Фукусима вследствие цунами с максимальной высотой наката 37, 88 м. Общий экономический ущерб в Японии оценивается в 309 миллиардов долларов США.
Перспективы на текущее столетие не дают надежды на улучшение сейсмического климата в мире, как по количеству крупных землетрясений, так и по приросту населения Земли, проживающего в сейсмоопасных зонах, вследствие чего проблема прогнозирования землетрясений и смягчения рисков, связанных с этим видом природных катастроф, приобретает особую значимость. До настоящего времени эта проблема считается неразрешимой, так как не выявлены причины сейсмогенеза, неизвестны энергетические источники землетрясений и не понятно, что является пусковым механизмом землетрясения.
С появлением сейсмографов, способных регистрировать волновые колебания земной поверхности, началась эра статистической регистрации и анализа землетрясений по всему миру. Сейсмологические наблюдения, в свою очередь, оказали влияние на научное понимание строения Земли.
По мере накопления фактов о сейсмической активности отношение к прогнозированию землетрясений прошло все стадии надежды и оптимизма в 60-е-70-е годы прошлого столетия и дальнейшего разочарования и скептицизма в 90-е годы. За исключением нескольких удачных прогнозов землетрясений, все попытки прогнозирования с учетом места, времени и мощности окончились неудачей. В настоящее время считается невозможным прогнозирование землетрясений на научной основе, так как не существует работающей модели сейсмогенеза. Эта модель должна включать в себя объяснение причин возникновения сейсмических очагов, накопления в них энергии и способа их разрядки.
Целью данной работы является разработка семантической информационной модели землетрясений на основе программы «AIDOS-X», позволяющей осветить подобные нерешенные вопросы сейсмологии и создать алгоритм оперативного (краткосрочного) прогнозирования землетрясений на примере региона большого разлома Сан-Андреас в Калифорнии.
Состояние исследований и актуальность работы
Землетрясения - подземные толчки и колебания земной поверхности, вызванные естественными причинами или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут происходить также при вулканических извержениях. Очаг землетрясения - область в литосфере, где происходит быстрое перемещение масс вдоль образующегося или развивающегося тектонического разрыва, возникают упругие колебания и высвобождение накопленной энергии. Центральная точка очага землетрясения называется гипоцентромОт слов «hypo» (греч. ) -«под» и «centrum» (лат. ) -«центр круга». В случае протяженного очага под гипоцентром понимают точку начала вспарывания разрыва.
Сейсмология объясняет сейсмогенез эндогенными причинами, происходящими в недрах планеты. Общепринятой является теория тектоники плит, которая является отправной точкой для понимания происходящих внутри Земли процессов, ведущих к сейсмической и вулканической активности.
Выделяют восемь основных, десятки средних и сотни мелких литосферных плит. Континенты «впаяны» в монолитные литосферные плиты, которые движутся со скоростью в интервале от 2 до 12 см в год, что в настоящее время может быть измерено путем точных технологий. Жесткие литосферные плиты движутся по более вязкой подлежащей астеносфере путем горизонтальных перемещений трех типов: дивергенции (расхождения) в осевых зонах срединно-океанических хребтов, конвергенции (схождения) по периферии океанов, в глубоководных желобах, где океанские плиты погружаются под континентальные или островодужные, а также скольжение вдоль разломов. При этом спрединг (расширение) и рифтингРифтинг (англ. - «rifting») - процесс образования рифтов в результате реализации растягивающих напряжений. Рифт - крупная линейная структура горизонтального растяжения земной коры. http://geo.tsu.ru/faculty/structure/chair/dynamic/books/slovar_tk/stt_r. php в области дна океанов в связи с расхождением плит вдоль осей срединных хребтов и рождение новой океанской коры компенсируются ее поглощением в зонах субдукции (поддвига) и коллизииВ геологии коллизия континентов - это столкновение континентальных плит, которое всегда приводит к смятию коры и образованию горных цепей. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%8F океанической коры в глубоководных желобах, благодаря чему объем Земли остается неизменным.
Движение литосферных плит по поверхности подлежащей астеносферы подчиняется теореме Эйлера, описывающей траектории взаимного перемещения сопряженных точек на сфере как дуги окружностей, проведенных относительно некоторых полюсов вращения; при этом последние расположены на пересечении поверхности Земли осью, проходящей через центр Земли.
Считается, что причина перемещения литосферных плит - тепловая конвекция в мантии Земли. Источником энергии для этих течений служит разность температуры, а также разность давления и плотности пород. Нагретые в глубоких зонах Земли породы расширяются, плотность их уменьшается, и они всплывают, уступая место опускающимся более холодными и потому более тяжелым массам, уже отдавшим часть тепла земной коре. В этом процессе переноса тепла возникают конвективные потоки, которые замыкаются сами на себя и образуют устойчивые конвективные ячейки, согласующиеся по направлениям потоков с соседними ячейками. При этом в верхней части ячейки течение вещества происходит почти в горизонтальной плоскости, и именно эта часть течения увлекает плиты в горизонтальном же направлении с огромной силой за счет огромной вязкости мантийного вещества.
Границы плит являются хрупкими и, если накопленное напряжение превышает прочность породы, происходит выброс накопленной энергии упругой деформации в виде землетрясений. В целом, 90% землетрясений в мире происходят вдоль границ плит, где породы, как правило, слабее и обладают большей готовностью к стрессу, чем породы в пределах плит. Оставшиеся 10% землетрясений происходят в пределах современных границ литосферных плит.
Вместе с тем в теории литосферных плит не получило объяснения периодическое изменение интенсивности тектонических движений, деформаций и сейсмичности, остается открытым вопрос о начале движения плит в истории Земли, неизвестны причины существования именно такой конфигурации литосферных плит и устойчивой глобальной сети глубоких разломов.
Причины землетрясений основаны в основном на концепции Рэйда [Reid, 1910], который на основе своего исследования мощного землетрясения 1906 г. в Сан-Франциско пришел к выводу, что разломы являются ослабленными участками земной коры, вдоль которых происходит регулярный сброс накопленной упругой энергии. При появлении препятствий свободному смещению вдоль разлома возникает постепенное повышение действующих здесь напряжений до предельных значений. При этом крупные землетрясения возникают в местах аккомодации микроблоков. Чем крупнее блок, тем дольше время подготовки землетрясения и мощнее сейсмоответ.
Дилатансионно-диффузионная модель (ДД-модель) землетрясений [Scholzetal. , 1973], которая целиком основывается на положениях схемы Рэйда, дополнена представлениями о влиянии на процесс хрупкого разрушения дилатансии горных породДилатансия(от лат. «dilate» - расширяю) - изменение объема материала при сдвиговой деформации с увеличением объема системы (положит. Д. ). Если изменение объема ограничено, сдвиговая деформация системы сопровождается ростом напряжений в ней. http://dic. academic. ru/dic. nsf/enc_chemistry/1391/%D0%94%D0%98%D0%9B%D0%90%D0%A2%D0%90%D0%9D%D0%A1%D0%98%D0%AF и давления флюида в трещинно-поровом пространстве.
Вторая модель сейсмогенеза, лавинно неустойчивого трещинообразования (ЛНТ-модель) [Miachkinetal., 1975], основана на схеме возникновения землетрясения по Рихтеру [1963], предполагающей относительную равномерность распределения деформаций и напряжений в пространстве до землетрясения.
Для объяснения возникновения землетрясения в модели ЛНТ говорится о локальном снижении прочности на участке разлома, что определяет возможность пониженного уровня девиаторных напряженийДевиаторное напряжение - в теории напряженных состояний случай, когда сумма трех главных напряжений равна нулю, и характеризует напряжения, связанные с изменением формы деформируемого тела без изменения его объема. в области будущего очага землетрясения.
Мерой энергии сейсмических толчков является магнитуда. Показатель магнитуды - логарифм максимальной амплитуды записи сейсмического толка в микрометрах стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра, таким образом, магнитуда является безразмерным показателем.
Сейсмическая энергия землетрясения с М 6. 0 в 32 раза больше энергии землетрясения с М 5 .0 и в 1000 раз больше, чем для землетрясения с М 4. 0.
Этот метод определения высвобождаемой энергии предложил Ч. Рихтер в 1930 году. Существует верхний предел, определяемый механической прочностью горных пород, что дает ограничение в возможном накоплении энергии определенным объемом литосферы.
Нетрудно заметить погрешности в методике, где показатель определяется не энергией землетрясения, а поведением сейсмографа.
Колебания бывают двух основных типов: продольные волны сжатия и поперечные волны сдвига. Поскольку волны сжатия распространяются быстрее через Землю, они регистрируются первыми и известны как первичные или «P»-волны. Поперечные волны упоминаются как волны сдвига или «S»-волны. Объективно продольные волны могут регистрироваться людьми как прохождение удара, толчка, взрыва, а поперечные волны как раскачивание.
Магнитуда, определяемая по «Р»-волнам, зависит от периода этих волн, а, следовательно, и от типа сейсмографа, регистрирующего эти волны, а также предполагает постоянство скорости прохождения «P»-волн в литосфере. Тем не менее, в данном исследовании используется именно этот показатель, так как база данных землетрясений сформирована в соответствии с ним.
Но магнитуда является поверхностным эффектом землетрясения и еще не говорит точно о величине той сейсмической энергии, которая выделилась под землей в области гипоцентра сейсмического толчка. Если очаг землетрясения расположен глубоко, то землетрясение с большей энергией может проявиться на поверхности слабее, чем в случае энергетически менее сильного толчка, но происшедшего ближе к земной поверхности. Для определения глубины гипоцентра оконтуривают зоны с одинаковой магнитудой, далее по скорости спада интенсивности с расстоянием можно оценить глубину очага землетрясения, которые связаны обратной зависимостью.
Термин «прогноз землетрясений» относится к прогнозу возможного сейсмического события и подразумевает определение трех параметров: локализации в пространстве, времени его наступления и мощности землетрясения. Не имеется четко определенных и узаконенных критериев прогноза по мощности, положению эпицентра в географической системе координат и предполагаемому времени сейсмособытий, так как нет системно получаемых результатов. Прогноз землетрясений не включает в себя определение глубины гипоцентра.
По этим критериям выделяют долгосрочные прогнозы (в течение нескольких лет), среднесрочные (от нескольких месяцев - до года) и краткосрочные или оперативные прогнозы с точностью от семи суток до нескольких часов от обозначенной в прогнозе даты. При этом считается, что прогноз должен касаться мощных, разрушительных землетрясений, а прогнозирование места и времени землетрясения с вполне безопасной магнитудой - не имеет практического смысла.
Итоги полувековых усилий сейсмологов по прогнозированию землетрясений подвел в дискуссии под названием «Является ли достоверный прогноз индивидуальных землетрясений реалистичной научной целью?» журнал «Nature» 25. 02. 1999 года, на рубеже двух веков.
Большинство сейсмологов не отрицают наличия определенной кластеризации в процессе сейсмической активности: землетрясения по большей мере локализованы в пространстве на границах тектонических плит, кластеризация отмечается и во времени. Расхождения во мнениях связаны с возможностями прогнозирования землетрясений.
Представлены четыре точки зрения на возможность прогнозирования землетрясений. Согласно первой и второй, краткосрочное прогнозирование землетрясений невозможно, так как каждое отдельное землетрясение в пределах сейсмических зон является случайным событием, и подвержено распределению ПуассонаРаспределение Пуассона - вероятностное распределение дискретного типа, моделирует случайную величину, представляющую собой число событий, происшедших за фиксированное время, при условии, что данные события происходят с некоторой фиксированной средней интенсивностью и независимо друг от друга. .
Такой подход позволяет использовать в основном сведения о кластеризации землетрясений в пространстве (первая точка зрения) и времени (вторая точка зрения), что позволяет накапливать статистические данные о происшедших землетрясениях, тектонических плитах, активных разломах, а также использовать спутниковые данные для вычисления вероятного долгосрочного прогноза.
Множество накопленных статистических данных пока не придают оптимизма сейсмологам, придерживающимся первой точки зрения: серия крупных землетрясений, происшедших в последние годы, выходит за рамки известных кластеров, они произошли неожиданно и вне зон известных разломов земной коры, что поставило под сомнение общепринятую точку зрения, что именно разломы земной коры индуцируют землетрясения.
- 12. 01. 2010 - Гаити, с магнитудой 7. 0, 316000 погибших;
- 12. 05. 2008 - Восточная провинция Сычуань, Китай, с магнитудой 7. 9, 87587 погибших;
- 08. 10. 2005 - Пакистан, с магнитудой 7. 6, 86000 погибших;
- 26. 12. 2003 - юго-восток Ирана, с магнитудой 6. 6, 31000 погибших.
Вторая группа сейсмологов опирается в основном на статистический анализ землетрясений во времени. Исходя из кластеризации ретроспективных землетрясений, они считают возможным сделать долгосрочный прогноз землетрясений в перспективе.
Основанный на этих двух точках зрения многолетний эксперимент в Паркфилде (Калифорния) закончился неудачей.
В 1906 году произошло мощное землетрясение в Сан-Франциско на разломе Сан-Андреас. Спустя два года после него начались геологические исследования, которые продолжаются до настоящего момента. Исследования показали, что на протяжении последних полутора тысяч лет крупные землетрясения происходят в районе разлома Сан-Андреас примерно каждые 150 лет, а со средней магнитудой (около 6. 0) каждые двадцать два года. На этом основании USGS был сделан единственный в США официальный долгосрочный прогноз землетрясения с предполагаемой магнитудой 6. 0 в зоне Паркфилд на период между 1988 и 1992 годами, но оно произошло в 2004 году, тогда, когда его никто не ждал.
Третья группа сейсмологов высказывает мнение о возможности среднесрочного прогнозирования землетрясений, для чего используются множественные предвестники сейсмособытий, такие как: изменение уровня воды в колодцах, изменение температуры и химического состава подземных вод, главным образом, содержания радона, гелия и ртути; локальные облачные индикаторы; появление форшоковФоршок-сейсмический толчок, предшествующий более сильному землетрясению и связанный с ним примерно общим временем и местом. Определение форшоков, основного землетрясения и афтершоков (сейсмических толков, следующих за основным по мощности землетрясением) возможно точно только после всех этих событий. Источник: «Энциклопедия землетрясений и извержений вулканов», Гэйтс А. Е, Ричи Д, 2006 год, с. 89. или периода сейсмического затишья; изменение электропроводности и электромагнитного излучения горных пород и др.
В данной ситуации прогноз, хоть и является вероятностным, без уточнения времени, но предполагает наличие связи между характерными признаками предшествующих и предполагаемого землетрясения. Такой прогноз уже способен дать оценку вероятности и погрешности прогнозируемого неслучайного сейсмособытия. Практическая польза такого прогноза несомненна, она могла бы позволить соответствующим организациям подготовиться к предстоящим событиям в сроки от нескольких месяцев до недель.
Практические трудности также очевидны: существует множество предвестников землетрясений, но ни один из них не является однозначным, а также имеется значительная вероятность как риска пропущенных землетрясений, так и риска ложных тревог, включая эвакуацию населения, ухудшающую экономическую и социальную ситуацию, ведущую к потере общественного доверия.
Самый известный удачный прогноз сделан по ряду предвестников, в том числе по изменению уровня воды в скважинах и поведению животных, в Китае в 1975 году.
Китайские сейсмологи неоднократно объявляли тревогу в регионе небольшого города Хайчена, и даже несколько раз проводили эвакуацию населения по ложным прогнозам, что, впрочем, не привело к большим экономическим потерям. Но одна эвакуация была проведена своевременно за несколько часов до разрушительного землетрясения 04. 02. 1975 с магнитудой 7. 4, что позволило сохранить тысячи жизней.
Это был первый большой удачный прогноз, о котором китайские сейсмологи подробно рассказали в 1976 году на Межправительственном совещании ЮНЕСКО.
Уже в следующем, 1976 году, были зарегистрированы предвестники надвигающегося землетрясения, но ученые не решились объявить тревогу в городе Таншане с населением 1, 3 млн. человек и развитой горнодобывающей промышленностью. Последовавшее 27. 07. 1976 землетрясение с магнитудой 7. 9 привело к гибели 655000 человек, было 799000 раненых. При этом предвестников форшоков, за которыми также осуществлялось слежение, отмечено не было.
В последующие годы в Китае тридцать ложных тревог регулярно приводили регионы к параличу в бизнесе и энергетике, после чего правительство запретило делать неофициальные прогнозы.
В то же время известный судебный прецедент в Аквиле, где в апреле 2009 года произошло разрушительное землетрясение, а в последующем были осуждены ученые-сейсмологи за выдачу «неточной, неполной и противоречивой» информации, что способствовало увеличению погибших при землетрясении, проиллюстрировал оборотную сторону проблемы прогнозирования землетрясенийhttp://inosmi.ru/world/20121025/201389058.html?id.
Самая немногочисленная четвертая группа сейсмологов считает, что возможен научный детерминированный прогноз. Землетрясения по своей природе не являются случайными, и выявление закономерностей сейсмогенеза приведет к возможности их краткосрочного (или среднесрочного) прогнозирования. Мы можем надежно заранее знать их местоположение с указанием широты, долготы и глубины, мощности и времени возникновения, все в узких пределах (выше уровня случайного угадывания).
В целом к настоящему моменту первые три подхода смыкаются между собой, позволяя улучшить качество сейсмического районирования, выработки рекомендаций по сейсмоустойчивому строительству и программ страхования рисков от ЧС. Но проблемы краткосрочного прогнозирования землетрясений они не решают.
Решение данной проблемы возможно только в рамках четвертого подхода. В работах /6-9, 11-20/, выполненных с использованием семантических информационных моделей сейсмогенеза, была заложена основа для дальнейшего изучения проблемы прогнозирования землетрясений.
Для прогнозирования землетрясений необходимо создание модели, в которой находят свое объяснение причины сейсмогенеза на планете, способ накопления энергии в сейсмически активных регионах, пути и механизм разрядки накопленной энергии. В соответствии с решением этих задач можно будет создать алгоритм долгосрочного, среднесрочного и краткосрочного прогнозирования землетрясений.
Постановка и решение задачи
Данное исследование выполнено на основе системы искусственного интеллекта «AIDOS-X». В любой информационно-измерительной системе информация от объекта исследования к системе обработки информации (входящей в состав ИИС) всегда передается по некоторому каналу передачи информации. В физических и астрономических исследованиях в качестве канала передачи информации чаще всего выступают электромагнитные волны различных диапазонов: свет, радиоволны и рентгеновское излучение. Наши знания об этих каналах передачи являются неполными.
«Заметим, что на наш взгляд отсутствие знаний о каналах передачи взаимодействия или недостаточное их понимание не является фатальным препятствием на пути изучения свойств объектов с помощью этого взаимодействия. Это означает, что возможно получение адекватной информации об исследуемом объекте по слабо изученным каналам или каналам, природа которых вообще неизвестна. В процессах познания основное значение имеет информация, получаемая об объекте познания по каналам взаимодействия с ним, а не понимание природы этих каналов, которое не имеет принципиального значения на первых этапах познания. Этот подход будем называть информационным методом исследования»Луценко Е. В. , Трунев А. П. , ««ЭЙДОС-АСТРА» - интеллектуальная система научных исследований влияния космической среды на поведение глобальных геосистем», Научный журнал КубГАУ, №61(07), 2010,
http://ej.kubagro.ru/2010/07/pdf/17.pdf.
Поскольку наши знания о сейсмогенезе и механизме реализации землетрясений никогда не станут исчерпывающими, неизбежен процесс постоянного «обучения» информационных программ.
Для решения проблемы прогнозирования землетрясений необходимо: построение локальной модели для выявления кластеризации землетрясений в пространстве и времени, выявление причин и энергетических источников сейсмогенеза, а также выявление путей и способа энергетической разрядки накопленной энергии или пусковых механизмов землетрясений.
Для построения локальной модели был выбран регион, ограниченный широтой 31-00 -41-00 N и долготой 125-00 - 115-00 W. Этот регион включает в себя почти всю площадь штата Калифорния, где сейсмическая активность сопряжена в основном с наличием большого разлома Сан-Андреас.
С целью выявление причин и энергетических источников сейсмогенеза разработаны семантические информационные модели с высоким уровнем эмерджентностиЭмерджентность (от англ. «emergent» - возникающий, неожиданно появляющийся)в теории систем - наличие у какой-либо системы особых свойств, не присущих ее подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не связанных особыми системообразующими связями; несводимость свойств системы к сумме свойств ее компонентов; синоним - «системный эффект». Источник: «Словарь иностранных слов», Комлев Н. Г. , 2006. .
Так как системный эффект - наличие у системы качественно новых, эмерджентных свойств, которые не сводятся к сумме свойств ее частей, то, чем больше элементов в системе, тем большую долю содержащейся в ней информации составляет информация, имеющаяся во взаимосвязях ее элементов.
Семантическая информационная модель базируется на том факте, что Земля включена в глобальную активную иерархическую информационную систему, компонентами которой, помимо нашей планеты, являются Солнце, Луна и планеты Солнечной системы.
Каждый из этих компонентов системы обладает сложной внутренней организацией, между тем, системный эффект тем выше, чем сложнее активные компоненты, ее составляющие, чем их больше и чем интенсивнее информационные взаимосвязи между элементами системы.
В то же время, если сравнивать уровень эмерджентности слагаемых элементов системы, состоящих из компонентов разного уровня сложности и включающих в себя такие многосложные компоненты, как ноосфера, а также такие относительно простые компоненты, как литосфера, но состоящие из множества простых элементов, объединенных в кластеры, то уровень системности этих компонентов может быть одинаковым, что наглядно демонстрируют природные и техногенные землетрясения. В такой модели информационные связи являются двухсторонними.
В открытой глобальной системе Земля - множественные небесные тела Солнечной системы гипотетически должен существовать механизм накопления энергии в каждой сейсмически активной зоне, регионе и разломе, обусловленные длительным воздействием медленно движущихся небесных объектов, таких как Плутон, Нептун, Уран и Сатурн, вследствие чего этот участок приобретает сенсибилизациюСенсибилизация - (от лат. «sensibilis») - чувствительный. к последующему дополнительному информационному воздействию.
А также должен существовать механизм энергетического выброса, разряда накопившейся в данном участке литосферы сейсмической энергии вследствие относительно небольшого дополнительного информационного воздействия, которое является катализатором и пусковым механизмом сейсмической разрядки.
Статистическая база землетрясений была сформирована на основе оперативного сейсмологического каталога ANSShttp://www.ncedc.org/anss/catalog-search.html, содержащего данные 33914 землетрясений в выбранном регионе с 01. 01. 1932 г. по 2011 г. включительно с магнитудой 3. 0-7. 5, далее - БАЗА землетрясений.
Файл распознавания содержит 1027 строк с землетрясениями, происшедшими в исследуемом регионе в 2012 году и в январе-августе 2013 года, а также строки с соответствующими астропараметрами на каждый день сентября-декабря 2013 года и 2014 год.
Астропараметр - это астрономический признак планеты на определенный момент исследования, который задается в семантической информационной модели (0; 360). С учетом повышения эмерджентности каждый астропараметр приобретает неотъемлемые системные свойства.
Решение прямой задачи включает в себя нормирование входных параметров и приведение их к одному масштабу изменения в интервале (0; 360), разбиение интервалов на М частей, вычисление матрицы абсолютных частот информативности.
Решение обратной задачи включает в себя распознавание категорий по заданным астрономическим параметрам. Частным случаем задачи распознавания является определение достоверности идентификации категорий по астрономическим данным в каждой модели.
Сейсмособытием можно считать регистрацию землетрясения сейсмологической станцией. Каждое такое событие характеризуется моментом времени и географическими координатами места его происхождения, а также магнитудой и глубиной гипоцентра. Эти данные из единой базы землетрясений можно использовать для формирования различных информационно-семантических моделей, если в соответствие им поставить одни и те же астропараметры небесных тел, предположительно имеющих информационно-семантический резонанс с исследуемыми сейсмособытиями.
Моделирование сейсмических событий осуществлялось по параметру сходства между фактическими землетрясениями и их неотъемлемыми качествами, такими как географические долгота и широта, магнитуда и глубина гипоцентра, и 89 астропараметрами, включающими такие факторы, как долгота, широта, склонение, скорость движения, расстояние до Земли - для Солнца, Луны и ее узлов, Марса, Меркурия, Венеры, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона, а также положение узлов, афелия, перигелия для планет Солнечной системы и Плутона, далее -БАЗА астропараметров.
Астрономические параметры вычислялись на начало суток (в 00:00:00 GMT) в фиксированной точке с географическими координатами (00. 00E; 55. 08N) в сидерической системе координат.
Моделирование сейсмогенеза осуществлялось на основе пяти базовых моделей и моделей второй гармоники, производных от базовых моделей.
1. Локальная базовая модель на основе пространственно-временной кластеризации землетрясений. Обобщенные образы классов землетрясений учитывались в зонах, включающих в себя по 2 2 градуса географической долготы и широты, всего 25 зон, с целью пространственной кластеризации землетрясений в них, а также выявления возможностей краткосрочного прогноза сейсмособытий в пределах отдельно взятой зоны. В процессе исследований и удаления малозначимых зон в модели осталось 19 сейсмически активных зон.
Таким образом, создана пространственно-временная локальная модель сейсмической активности для большого калифорнийского разлома Сан-Андреас, включающая 19 сейсмически активных зон (или 19 классов).
Рисунок 1. Карта локальной модели калифорнийского разлома Сан-Андреас.
Из астрономических параметров и факторов сейсмической активности была создана база данных, фрагмент которой представлен в таблице, при этом астропараметры разделялись на 180 градаций, что соответствует делению долготы подобно делению исследуемого региона на зоны по два градуса земной долготы и широты.
Параметр сходства, который является аналогом коэффициента корреляции в статистике, определялся на основе системы искусственного интеллекта «AIDOS-X».
Для данного исследования важно, что в базу статистических данных землетрясений включены сейсмособытия с магнитудой 3. 0 и более. Ориентация в краткосрочном прогнозе только на разрушительные землетрясения не позволяет выявить закономерности сейсмогенеза, а, следовательно, и сама возможность прогноза становится проблемной.
Рисунок 2. Фрагмент БАЗ землетрясений и используемых астропараметров.
Данная модель сформирована для проверки гипотезы о том, что именно определенные астропараметры являются факторами, вызывающими на информационном уровне возникновение сейсмозон и насыщение их энергией. Такие астропараметры должны быть медленно движущимися для того, чтобы иметь долговременный контакт с определенными зонами, длительная проекция на определенные долготы и широты земной поверхности может вызывать семантический информационный резонанс в этих зонах, выводящий их из состояния устойчивого сейсмического равновесия.
Задача о распознавании категорий событий в поле центральных сил
Рассмотрим задачу распознавания категорий по астрономическим данным /16-22/. Имеется множество событий A, которому ставится в соответствие множество категорий Ci. Событием можно считать регистрацию землетрясения сейсмологической станцией, а категорией - его принадлежность определенной долготе и широте (зоне), магнитуду, лежащую в определенном интервале и глубину гипоцентра. Каждое такое событие характеризуется моментом времени. По этим данным можно построить матрицу, содержащую координаты небесных тел, например углы долготы и расстояния. Будем считать, что заданы частотные распределения Ni - число событий, имеющих отношение к данной категории Ci.
Определим число случаев реализации данной категории, которое приходится на заданный интервал изменения астрономических параметров, имеем в дискретном случае:
(1)
Здесь w - плотность распределения событий вдоль нормированной координаты /15/. Нормированная переменная определяется через угловую и радиальную координаты следующим образом:
где - минимальное и максимальное удаление планеты от центра масс системы, k0 - число небесных тел, используемых в задаче.
Определим матрицу информативности согласно /7/
(2)
Первая величина (2) называется информативность признака, а вторая величина является стандартным отклонением информативности или интегральная информативность (ИИ).
Каждой категории можно сопоставить вектор информативности астрономических параметров размерности 2mk0, составленный из элементов матрицы информативности, путем последовательной записи столбцов, соответствующих нормированной координате, в один столбец, т. е.
(3)
С другой стороны, процесс идентификации и распознавания может рассматриваться как разложение вектора распознаваемого объекта в ряд по векторам категорий (классов распознавания) /7/. Этот вектор, состоящий из единиц и нулей, можно определить по координатам небесных тел, соответствующих дате и месту происхождения события l в виде
(4)
Таким образом, если нормированная координата небесного тела из данных по объекту исследуемой выборки попадает в заданный интервал, элементу вектора придается значение 1, а во всех остальных случаях - значение 0. Перечисление координат осуществляется последовательно, для каждого небесного тела.
В случае, когда система векторов (3) является полной, можно любой вектор (4) представить в виде линейной комбинации векторов системы (3). Коэффициенты этого разложения будут соответствовать уровню сходства данного события с данной категорией. В случае неполной системы векторов (3) точная процедура заменяется распознаванием. При этом уровень сходства данных события с той или иной категорией можно определить по величине скалярного произведения вектора (4) на вектор (3), т. е.
(5)
Отметим, что возможны четыре исхода, при которых можно истинно или ложно отнести или не отнести данное событие к данной категории. Для учета этих исходов распознавание категорий в системах искусственного интеллекта «Эйдос-астра» /2/ и AIDOS-X осуществляется по параметру сходства, который определяется следующим образом /23/:
(6)
Si- достоверность идентификации «i-й» категории;
N - количество событий в распознаваемой выборке;
BTil- уровень сходства «l-го» события с «i-й» категорией, к которой он был правильно отнесен системой;
Til - уровень сходства «l-го» события с «i-й» категорией, к которой он был правильно не отнесен системой;
BFil - уровень сходства «l-го» события с «i-й» категорией, к которой он был ошибочно отнесен системой;
Fil - уровень сходства «l-го» события с «i-й» категорией, к которой он был ошибочно не отнесен системой.
При таком определении параметр сходства изменяется в пределах от -100% до 100%, как обычный коэффициент корреляции в статистике. Очевидно, что параметр сходства должен удовлетворять критерию простой проверки
В работе /23/ и других было показано, что процедура распознавания по параметру сходства (6), реализованная в системе искусственного интеллекта «Эйдос-астра» /2/, является устойчивой как относительно объема выборки, так и относительно числа ячеек модели. Математическое обоснование этой процедуры дано в монографии /7/. Причина, по которой оказывается возможным идентифицировать подмножества (категории) событий различной даже случайной природы, используя астрономические параметры, достаточно очевидна. Ведь фактически идентифицируются распределения, которые образуются при модулировании исходных распределений астрономическими параметрами /15/. В некоторых случаях этого достаточно, чтобы осуществить распознавание категорий.
Первая базовая модель гипотетически должна дать представление о наличии информационной связи между сейсмической активностью и астропараметрами, выявить влияние астрономических параметров на процесс формирования сейсмических очагов, кластеризацию землетрясений по зонам, то есть в пространстве, а также во времени, и причины накопления энергии в этих сейсмозонах, в связи с чем они получают готовность к сейсмоответу. Выявление подобной информационно-семантической зависимости в прямой задаче, по своей сути, будет являться методикой долгосрочного прогнозирования землетрясений в обратной задаче.
Была обнаружена зависимость параметра сходства от астропараметров.
Сам факт выявления существования корреляции сейсмособытий от астропараметров в отдельно взятой зоне размером 2 2 градуса является исключительно важным по своей значимости, так как свидетельствует о когерентных колебаниях в литосфере, обусловленных движением небесных тел.
Рисунок 3. Скриншот выводной формы режима 4. 1. 3. "Вывод результатов распознавания" в базовой модели №1.
2. Вторая базовая модель выявляет наличие корреляции между магнитудой сейсмособытий и астропараметрами. Если первая базовая модель создавалась для выявления причин формирования энергетических резервуаров в определенных зонах, то вторая базовая модель должна дать представление о механизме разрядки накопленной сейсмической энергии, векторах направления силы, путях и способах инициации сейсмоответа. Такой признак землетрясения как магнитуда может быть взят как критерий энергетической разрядки, поэтому во второй базовой модели в качестве классов взяты градации магнитуды землетрясений из БАЗЫ, от 3. 0 до 7, 5 с интервалом по магнитуде 0, 5, всего 9 классов. Здесь также выявлена зависимость параметра сходства от тех же астропараметров.
Рисунок 4. Скриншот выводной формы режима 4. 1. 3. "Вывод результатов распознавания" в базовой модели №2.
3. Третья базовая модель определяет наличие параметра сходства между глубинами гипоцентра землетрясений и теми же астропараметрами.
Третья базовая модель создана для проверки предположения о том, что плоскость Мохоровичича также формируется под информационным воздействием астропараметров.
Представления о внутреннем строении планеты в очень большой степени основаны на сейсмических данных. В настоящее время в соответствии с этими данными Земля разделяется на кору, мантию и ядро. Разделение литосферы на слои условно в зависимости от скорости сейсмических волн, которые растут с глубиной.
Рисунок 5. Скриншот выводной формы режима 4. 1. 3. "Вывод результатов распознавания" в базовой модели №3.
Земная кора отделяется от мантии границей или плоскостью Мохоровичича, находящейся под океанами на глубине около 10 километров и погружающейся под материками до глубин порядка нескольких десятков километров. Большинство землетрясений происходит выше плоскости Мохоровичича.
Мантия Земли подразделяется на верхнюю и нижнюю мантию. Наибольший рост скорости сейсмических волн отмечается на глубинах около 400- 670 км; последняя часто рассматривается как граница между верхней и нижней частями мантии.
Границей между этими геосферами служит слой или плоскость Голицына, которая ограничивает глубину сейсмической активности, в нижней мантии землетрясений не бывает.
В выбранной модели Калифорнии сейсмическая активность происходит при глубинах гипоцентров до 87 км, а все сейсмособытия в этой модели с магнитудой 5. 0 и более происходят при глубине гипоцентров до 33 км, поэтому выделено три класса, в зависимость им поставлены те же 89 астропараметров.
Исследование глубин гипоцентра сейсмособытий является важным этапом для последующего прогнозирования землетрясений. Но такие показатели глубин гипоцентров ограничивают исследование локальной модели Калифорнии верхними уровнями мантии. Для более полного понимания происходящих процессов необходимы исследования в моделях других регионов планеты.
Базовые модели №4, где в качестве классов были взяты долготы, широты и магнитуда сейсмособытий из БАЗЫ землетрясений, а также №5, где в качестве классов взяты долготы, широты и глубины гипоцентров, а в зависимость им поставлены астропараметры из Базы, являются вариантами моделей №№1-3. Детальные исследования отдельных астропараметров, входящих в базовые модели, являются вариантами выбора для моделей второй гармоники.
Сравнительные результаты исследований в базовых моделях №№1-3 представлены в таблице №1.
Таблица 1 - СВОДНАЯ ТАБЛИЦА КАТЕГОРИЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И ПАРАМЕТРОВ СХОДСТВА.
БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ №1 КЛАССЫ: 19 ЗОН |
БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ №2 КЛАССЫ: 9 ГРАДАЦИЙ МАГНИТУДЫ |
БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ №3 КЛАССЫ: 3 ГРАДАЦИИ ГЛУБИН ГИПОЦЕНТРОВ |
|||||
№ |
Астропараметр |
INT_INF (по убыванию) |
Астропараметр |
INT_INF (по убыванию) |
Астропараметр |
INT_INF (по убыванию) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
PL LNG |
0, 8860 |
MO DECL |
0, 6655 |
UR LNG |
0, 5014 |
|
2 |
PL MC |
0, 8860 |
MO LNG |
0, 6612 |
SA LNG |
0, 4997 |
|
3 |
PL DECL |
0, 8858 |
JU VEL |
0, 6601 |
UR LAT |
0, 4950 |
|
4 |
UR LNG |
0, 8774 |
UR KETU |
0, 6522 |
PL DECL |
0, 4824 |
|
5 |
SA LNG |
0, 8452 |
UR RAHU |
0, 6499 |
PL LNG |
0, 4821 |
|
6 |
UR LAT |
0, 8414 |
NE AF |
0, 6481 |
PL MC |
0, 4821 |
|
7 |
NE LNG |
0, 8391 |
VE DECL |
0, 6464 |
NE LAT |
0, 4807 |
|
8 |
NE IC |
0, 8391 |
MER LNG |
0, 6464 |
JU LNG |
0, 4746 |
|
9 |
NE LAT |
0, 8360 |
JU DIST |
0, 6462 |
SA DECL |
0, 4713 |
|
10 |
RAHU LNG |
0, 8118 |
MER DIST |
0, 6439 |
SA LAT |
0, 4688 |
|
11 |
KETU LNG |
0, 8113 |
NE KETU |
0, 6438 |
UR VEL |
0, 4670 |
|
12 |
JU LNG |
0, 8082 |
VE LNG |
0, 6436 |
RAHU DECL |
0, 4659 |
|
13 |
SA LAT |
0, 8018 |
SA PER |
0, 6431 |
KETU DECL |
0, 4659 |
|
14 |
SA DECL |
0, 7795 |
MO LAT |
0, 6425 |
RAHU LNG |
0, 4649 |
|
15 |
UR DECL |
0, 7707 |
MER DECL |
0, 6410 |
NE LNG |
0, 4641 |
|
16 |
MO APOG |
0, 7691 |
MA DECL |
0, 6387 |
NE IC |
0, 4641 |
|
17 |
RAHU DECL |
0, 7600 |
PL PER |
0, 6384 |
MO APOG |
0, 4632 |
|
18 |
KETU DECL |
0, 7600 |
MA AF |
0, 6360 |
KETU LNG |
0, 4627 |
|
19 |
JU LAT |
0, 7425 |
UR LNG |
0, 6358 |
MO AP DECL |
0, 4608 |
|
20 |
JU DECL |
0, 7397 |
MER RAHU |
0, 6357 |
MER LNG |
0, 4557 |
|
21 |
MO AP DECL |
0, 7341 |
SA DIST |
0, 6329 |
JU DECL |
0, 4537 |
|
22 |
PL LAT |
0, 7082 |
PL VEL |
0, 6327 |
NE DIST |
0, 4528 |
|
23 |
MO AP LAT |
0, 6865 |
SU LNG |
0, 6318 |
MER PER |
0, 4527 |
|
24 |
MA LNG |
0, 6687 |
MA LNG |
0, 6317 |
MER KETU |
0, 4515 |
|
25 |
SA DIST |
0, 6595 |
NE DIST |
0, 6314 |
MA LNG |
0, 4508 |
|
26 |
UR DIST |
0, 6566 |
SA KETU |
0, 6299 |
SA DIST |
0, 4493 |
|
27 |
NE DECL |
0, 6562 |
SA VEL |
0, 6288 |
MO LNG |
0, 4482 |
|
28 |
MA DIST |
0, 6540 |
MER AF |
0, 6284 |
SU LNG |
0, 4477 |
|
29 |
MA DECL |
0, 6539 |
UR PER |
0, 6283 |
UR KETU |
0, 4474 |
|
30 |
VE LNG |
0, 6492 |
MA DIST |
0, 6282 |
PL VEL |
0, 4458 |
|
31 |
MER LNG |
0, 6444 |
MER KETU |
0, 6277 |
JU DIST |
0, 4452 |
|
32 |
PL PER |
0, 6377 |
MO APOG |
0, 6276 |
UR PER |
0, 4449 |
|
33 |
MER RAHU |
0, 6357 |
JU LNG |
0, 6275 |
MER AF |
0, 4440 |
|
34 |
SU LNG |
0, 6319 |
PL KETU |
0, 6270 |
SU DECL |
0, 4427 |
|
35 |
MER AF |
0, 6318 |
MER VEL |
0, 6269 |
MA DECL |
0, 4415 |
|
36 |
MER PER |
0, 6276 |
SA AF |
0, 6263 |
UR DIST |
0, 4414 |
|
37 |
SA VEL |
0, 6266 |
NE PER |
0, 6260 |
MA DIST |
0, 4407 |
|
38 |
MER KETU |
0, 6264 |
JU DECL |
0, 6247 |
SU DIST |
0, 4401 |
|
39 |
JU VEL |
0, 6239 |
UR LAT |
0, 6229 |
VE RAHU |
0, 4396 |
|
40 |
VE DECL |
0, 6237 |
UR DIST |
0, 6224 |
PL AF |
0, 4388 |
|
41 |
PL AF |
0, 6235 |
VE KETU |
0, 6221 |
UR AF |
0, 4387 |
|
42 |
UR KETU |
0, 6213 |
SU VEL |
0, 6220 |
PL PER |
0, 4386 |
|
43 |
JU DIST |
0, 6204 |
VE AF |
0, 6218 |
MA LAT |
0, 4383 |
|
44 |
VE AF |
0, 6198 |
NE VEL |
0, 6209 |
PL RAHU |
0, 4373 |
|
45 |
UR VEL |
0, 6185 |
MO AP DECL |
0, 6203 |
VE AF |
0, 4365 |
|
46 |
VE PER |
0, 6183 |
MO AP LAT |
0, 6188 |
VE KETU |
0, 4365 |
|
47 |
PL VEL |
0, 6175 |
UR VEL |
0, 6185 |
VE LNG |
0, 4357 |
|
48 |
NE DIST |
0, 6175 |
NE RAHU |
0, 6179 |
VE DECL |
0, 4348 |
|
49 |
PL KETU |
0, 6171 |
SA LNG |
0, 6173 |
MO DECL |
0, 4340 |
|
50 |
MA LAT |
0, 6168 |
SA RAHU |
0, 6169 |
MER VEL |
0, 4333 |
|
51 |
NE KETU |
0, 6168 |
MER LAT |
0, 6163 |
UR DECL |
0, 4331 |
|
52 |
SA RAHU |
0, 6167 |
MER PER |
0, 6163 |
JU LAT |
0, 4326 |
|
53 |
MO LNG |
0, 6147 |
KETU LNG |
0, 6152 |
MER RAHU |
0, 4324 |
|
54 |
SA KETU |
0, 6147 |
SA LAT |
0, 6150 |
VE PER |
0, 4320 |
|
55 |
MER DECL |
0, 6139 |
JU AF |
0, 6137 |
MER LAT |
0, 4316 |
|
56 |
MA PER |
0, 6134 |
JU LAT |
0, 6127 |
VE DIST |
0, 4297 |
|
57 |
NE VEL |
0, 6113 |
UR AF |
0, 6125 |
SA VEL |
0, 4293 |
|
58 |
VE RAHU |
0, 6110 |
PL LNG |
0, 6124 |
MA PER |
0, 4292 |
|
59 |
SA AF |
0, 6095 |
PL MC |
0, 6124 |
JU AF |
0, 4289 |
|
60 |
MO DECL |
0, 6095 |
PL RAHU |
0, 6109 |
MER DIST |
0, 4278 |
|
61 |
UR AF |
0, 6093 |
SA DECL |
0, 6108 |
MER DECL |
0, 4274 |
|
62 |
SU DIST |
0, 6073 |
RAHU LNG |
0, 6102 |
UR RAHU |
0, 4272 |
|
63 |
MER LAT |
0, 6056 |
VE RAHU |
0, 6098 |
NE AF |
0, 4271 |
|
64 |
NE RAHU |
0, 6053 |
VE PER |
0, 6091 |
NE VEL |
0, 4249 |
|
65 |
UR RAHU |
0, 6052 |
MA KETU |
0, 6074 |
NE PER |
0, 4248 |
|
66 |
VE KETU |
0, 6047 |
SU DIST |
0, 6060 |
MO DIST |
0, 4243 |
|
67 |
VE DIST |
0, 6044 |
NE LNG |
0, 6056 |
JU RAHU |
0, 4242 |
|
68 |
UR PER |
0, 6043 |
NE IC |
0, 6056 |
JU VEL |
0, 4230 |
|
69 |
PL DIST |
0, 6040 |
MO VEL |
0, 6030 |
PL KETU |
0, 4222 |
|
70 |
SU DECL |
0, 6037 |
SU DECL |
0, 6023 |
MO LAT |
0, 4202 |
|
71 |
MA AF |
0, 6017 |
MO DIST |
0, 6021 |
SA AF |
0, 4187 |
|
72 |
JU AF |
0, 6011 |
JU RAHU |
0, 6014 |
SA RAHU |
0, 4185 |
|
73 |
SU VEL |
0, 6005 |
JU KETU |
0, 5952 |
MA... |
Подобные документы
Определение землетрясений как мощных динамических воздействий, имеющих тектоническую природу. Поведение грунтов при землетрясениях и причины разрушений. Основные типы сейсмогенерирующих зон. Составление карт сейсмической и вулканической активности.
реферат [1,0 M], добавлен 09.03.2012Анализ связи естественного импульсного электромагнитного излучения и глобальной сейсмической активности по наблюдениям вдали от локальных источников возмущения. Изучение возмущений в ионосфере, возникающих за несколько дней до сильных землетрясений.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 14.05.2012Исследование явления землетрясения и изучение методов обеспечения сейсмостойкости сооружений. Прогнозирование землетрясений по состоянию земной коры и атмосферы. Необходимость большого числа сейсмографов и соответствующих устройств для обработки данных.
презентация [1,2 M], добавлен 13.03.2019Фон сейсмической активности. Изучение сейсмической активности. Вулканы и вулканическая активность. Распространение вулканической активности. Вулканическая опасность. Землетрясения, их механизмы и последствия, распространение сейсмических волн.
курсовая работа [275,7 K], добавлен 28.01.2004Исследование понятий очага и эпицентра землетрясения. Классификация землетрясений по причинам их возникновения. Изучение шкалы оценки магнитуд. Описания крупнейших катастрофических землетрясений ХХ века. Последствия землетрясений для городов и человека.
презентация [3,4 M], добавлен 22.05.2013Изучение основных причин и сущности землетрясений - быстрых смещений, колебаний земной поверхности в результате подземных толчков. Особенности глубокофокусных землетрясений. Характеристика приемов и приборов для обнаружения, регистрации сейсмических волн.
реферат [21,7 K], добавлен 04.06.2010Исторические сведения и результаты мониторинга сейсмических событий на земном шаре на протяжении второй половины ХХ в. Основные понятия и характеристики землетрясений. Методы оценки силы (интенсивности) землетрясений. Типы геологических разломов.
реферат [2,0 M], добавлен 05.06.2011Что происходит при сильных землетрясениях. Типы сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Проскальзывание по разломам; глинка трения. Попытки предсказания землетрясений. Особенности пространственного распределения очагов землетрясений.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 14.03.2012Подходы и особенности разработки методики определения уточненной интенсивности землетрясений для оценки устойчивости бортов заданных карьеров на территории России. Исследование и анализ примеров данных вычислений для Бачатского и Черниговского разрезов.
статья [450,1 K], добавлен 16.12.2013Теория землетрясений как геофизического процесса, ранние и современные объяснения их причин. Механизм землетрясений, их классификация, основные понятия: очаг, гипоцентр, эпицентр, магнитуда, балл. Перспективы предсказаний, трудности и проблемы прогноза.
реферат [33,9 K], добавлен 07.03.2011Современные знания о землетрясениях. Классификация землетрясений по способу их образования. Типы сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Распространение упругих волн. Магнитуда поверхностных волн. Роль воды в возникновении землетрясений.
курсовая работа [102,3 K], добавлен 02.07.2012Аэрокосмические методы исследования природной среды, представление о линеаментах и их изучение, анализ картографических материалов. Прогнозирования тектонически-опасных территорий и значение очагов землетрясений, искусственные взрывные землетрясения.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 29.05.2012Основные причины возникновения обвалов. Понятие, степень опасности оползней, правила поведения при предупреждении об угрозе данного явления. Рельеф, создаваемый ветром. Общая характеристика землетрясений, их оценка и негативные последствия для хозяйства.
реферат [26,7 K], добавлен 16.01.2011Невысокий рост эффективности геофизических технологий по сравнению с ростом научного прогресса. Обострение неконструктивной конкуренции геологии на рынке нефтесервиса. Параметры сейсмической записи и ее информативность. Рифовые модели сейсморазведчиков.
статья [1,4 M], добавлен 06.05.2011Понятие и технология сейсморазведки как геофизического метода изучения геологических объектов с помощью упругих колебаний. Изучение природы сейсмической волны и описание схемы проведения сейсморазведочных работ. Способы изображения сейсмического сигнала.
презентация [2,9 M], добавлен 30.10.2013Основные этапы проведения предварительной обработки и принципы контроля качества полевых материалов. Анализ и коррекция статических поправок. Детальная кинематическая и динамическая обработка. Интерпретационная обработка сейсмической информации.
курсовая работа [267,5 K], добавлен 23.03.2017Расчёт параметров взрываемого блока, определение типа взрывчатых веществ для сухих скважин и средства механизации для их зарядки. Обоснование схемы монтажа взрывной сети с применением неэлектрических систем инициирования СИНВ-П. Параметры развала породы.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.12.2012Исследование поведения радона, выделяющегося из массива. Прогноз тектонических землетрясений с помощью геодинамический мониторинга. Его преимущества перед сейсмологическим мониторингом. Изменение во времени концентрации радона при растяжении массива.
статья [804,1 K], добавлен 28.08.2012Анализ методов (отражение, преломление) и этапов сейсмической разведки. Определение понятий сброса, взброса, надвигов, грабелей и горетей. Изучение вертикальной и латеральной миграции нефти в "рассеянной и концентрированной" формах движения газа.
контрольная работа [330,7 K], добавлен 08.03.2010Модель строения Земли. Работы австралийского сейсмолога К.Е. Буллена. Состав верхней мантии и мантии ниже границы 670 км. Современное строение Земли. Примеры распределения скоростных аномалий в мантии по данным сейсмической томографии на разных глубинах.
презентация [4,4 M], добавлен 20.04.2017