Файл: Прогнозирование и способы защиты населения и объектов жизнедеятельности от.pdf

31 ниже поверхности земли и их измерения указывают на выразительные изменения наклонов незадолго до возникновения слабых землетрясений.
Деформации. Для измерения деформаций горных пород бурят скважины и устанавливают в них деформографы фиксирующие величину относительного смещения двух точек. После этого деформация определяется путем деления относительного смещения точек на расстояние между ними.
Эти приборы настолько чувствительны, что измеряют деформации в земной поверхности вследствие земных приливов вызванных гравитационным притяжением Луны и Солнца. Земные приливы, представляющие собой движение масс земной коры, похожее на морские приливы вызывают изменения высоты суши с амплитудой до 20 см[17]. Крипометры подобны деформографам и используются для измерения крипа или медленного относительного движения крыльев разлома.
Скорости сейсмических волн. Скорость сейсмических волн зависит от напряженного состояния горных пород, через которые волны распространяются. Изменение скорости продольных волн – сначала ее понижение (до 10%) а затем перед землетрясением – возврат к нормальному значению объясняется изменением свойств горных пород при накоплении напряжений [11].
Геомагнетизм. Земное магнитное поле может испытывать локальные изменения из-за деформации горных пород и движения земной коры. С целью измерения малых вариаций магнитного поля были разработаны специальные магнитометры. Такие изменения наблюдались перед землетрясениями в большинстве районов, где были установлены магнитометры.
Земное электричество. Изменения электросопротивления горных пород могут быть связаны с землетрясением. Измерения проводятся с помощью электродов помещенных в почву на расстоянии нескольких километров друг от друга. При этом измеряется электрическое

32 сопротивление толщи земли между ними. Опыты, проведенные геологической службы США, обнаружили некоторую корреляцию этого параметра со слабыми землетрясениями[14].
Содержание радона в подземных водах. Радон – это радиоактивный газ, присутствующий в грунтовых водах и в воде скважин. Он постоянно выделяется из Земли в атмосферу. Изменения содержания радона перед землетрясением впервые были замечены в Советском Союзе где десятилетнее возрастание количества радона растворенного в воде глубоких скважин сменилось резким его падением перед Ташкентским землетрясением
1966 года (магнитуда 5.3).
Уровень воды в колодцах и скважинах. Уровень грунтовых вод перед землетрясениями часто повышается или понижается, как это было в Хайчэне
(Китай) по-видимому, из-за изменений напряженного состояния горных пород. Землетрясения могут и прямо влиять на уровень воды; вода в скважинных может колебаться при прохождении сейсмических волн даже если скважина находится далеко от эпицентра. Уровень воды в скважинах находящихся вблизи эпицентра часто испытывает стабильные изменения: в одних скважинах он становится выше в других – ниже [12].
Изменение температурного режима приповерхностных земных слоев.
Инфракрасная съемка с космической орбиты позволяет “рассмотреть” своеобразное тепловое покрывало нашей планеты – невидимый глазу тонкий слой в сантиметры толщиной, создаваемый вблизи земной поверхности ее тепловым излучением. Сейчас накоплено много факторов, которые говорят об изменении температурного режима приповерхностных земных слоев в периоды сейсмической активизации.
Изменение химического состава вод и газов. Все геодинамически активные зоны
Земли отличаются существенной тектонической раздробленностью земной коры высоким тепловым потоком вертикальной разгрузкой вод и газов самого пестрого и нестабильного во времени

33 химического и изотопного состава. Это создает условия для поступления в подземные.
Поведение животных. В течение столетий многократно сообщалось о необычайном поведении животных перед землетрясением, хотя до последнего времени сообщения об этом всегда появлялись после землетрясения, а не до него [13]. Нельзя сказать действительно ли описанное поведение было связано с землетрясением или же это было просто обычное явление которое каждый день случается где-нибудь в окрестностях; к тому же в сообщениях упоминаются как те события, которые вроде бы случились за несколько минут до землетрясения, так и те что произошли за несколько дней.
1.5 Модели подготовки землетрясений
Современные модели подготовки землетрясений построены на основании сопоставления опыта лабораторного моделирования и результатов полевых наблюдений сейсмичности. Теоретическую основу составляют представления механики и физики разрушения материалов и горных пород.
Акт землетрясения рассматривается как итог долговременной эволюции трещинообразования в земле [26]. В разных моделях уделяется различное внимание масштабу рассматриваемых геологических разрывов–трещин их расположению в пространстве дополнительным физико-механическим факторам, влияющим на протекание процесса трещинообразования. Здесь описываются только наиболее разработанные модели, претендующие на объяснение природы предвестников.
Модель лавинно-неустойчивого трещинообразования (ЛНТ).
Модель создана специалистами института «Физика Земли»
[14]
. Суть модели состоит в том, что различные стадии образования трещин (разных масштабов) сопровождаемые изменениями скорости деформирования в очаговой области и вне ее неизбежно ведут к изменениям физических свойств среды. Отражается это и в вариациях сейсмического режима т.е.

34 изменениях числа слабых землетрясений их величины и пространственного расположения.
Одна из таких ситуаций недавно проверялась Г.А. Соболевым в лаборатории на простой модели землетрясения развивающегося в условиях долговременного сейсмического затишья. На множестве образцов размером от десятков сантиметров до нескольких метров были прослежены все этапы образования трещин и установлены три главные стадии, подготовки микро землетрясения [19]. На первой стадии постепенно накапливались трещины, размер которых на несколько порядков меньше главного разрыва. Затем мелкие разрывы объединялись в более крупные. На заключительной стадии образование разрывов лавинообразно нарастало, причем все они локализовались в области будущего главного разрыва. Характерно, что даже в такой упрощенной модели удалось выделить периоды повышения сейсмической активности и затишья аналогичные наблюдающимся перед реальными землетрясениями. Эксперименты подтвердили справедливость основных положений модели ЛНТ [13]. В частности было доказано, что изменения поля упругих деформаций и сейсмического режима можно рассматривать как долгосрочные предвестники. Однако в рамках данной модели пока не удалось обнаружить надежные краткосрочные предвестники.
На объяснение природы долгосрочных предвестников претендует и гипотеза подготовки землетрясения, за счет уплотнения вещества предложенная И.П.
Добровольским [8]. Последняя стадия процесса подготовки объясняется в ней все тем же лавинно-неустойчивым трещинообразованием.
Дилатантно - диффузионная (ДД) модель.
Модель ДД разработана американскими учеными. В ней проявление предвестников объясняется поступлением воды в очаговую зону будущего землетрясения после того как из-за резкого роста тектонических напряжений там начинается массовое образование микротрещин. В последнее время эта модель дополнена количественными оценками [27]. Рассматривая вариант

35 так называемого мягкого включения Дж. Райс показал, что состояние динамической (сейсмической) неустойчивости в реальном массиве пород должно наступать с запаздыванием, так как изменяется внутри поровое давление и начинается фильтрация жидкости. Если исходить из предполагаемой скорости увеличения механических напряжений в сейсмоопасном районе равной 1кг/кв. см в год. То расчетное время
“запаздывания” землетрясения по сравнению с началом фильтрации воды в очаговую зону, должно составлять несколько месяцев т.е. этот эффект приложим только к долгосрочным и среднесрочным предвестникам [28].
Вопрос о природе краткосрочных предвестников в рамках данной модели остается открытой.
Модель «крип» – постепенно ускоряющееся движение бортов уже существующего разлома.
В разных странах широко развивается гипотеза появления землетрясения за счет крипа – постепенно ускоряющееся движение бортов уже существующего разлома. Классические лабораторные эксперименты в рамках этой гипотезы выполнил в США Дж. Дитрих. Перед подвижкой рассматриваемой как аналог землетрясения на лабораторной модели землетрясения последовательно наблюдались два явления [28]. Вначале регистрировался медленный (несколько сантиметров в секунду) крип. Затем вдоль разлома или его части он экспоненциально ускорялся (до десятков и сотен метров в секунду) завершаясь динамической подвижкой и излучением сейсмических волн. Несмотря на привлекательность модели при объяснении природы краткосрочных предвестников землетрясений она также наталкивается на ряд трудностей [29]. Во-первых, остаются непонятными большой ареал распространения таких предвестников, а также обширность области их генерации. Во- вторых, даже в районе разлома Сан-Андрес в
Калифорнии где данная модель работает наилучшим образом перед большинством землетрясений зарегистрировать краткосрочные предвестники

36 не удалось. Возможно это объясняется малой областью развития крипа предшествующего неустойчивому распространению разрыва. В таком случае обнаружить предварительную миграцию крипа как краткосрочный предвестник принципиально возможно, но практически трудно выполнимо.
Можно привести еще много моделей подготовки землетрясений таких как: модель консолидации модель неустойчивого скольжения модель фазовых превращений и др. но при их детальном рассмотрении оказывается, что достоинства модели перекрываются ее недостатками [7].
Все рассмотренные выше модели основаны на попытке воспроизвести изучаемый процесс, происходящий в природе на модели. Но при моделировании землетрясений в лабораторных условиях, следует строго говоря, соблюсти условия подобия процессов в натуре и модели. Горные породы же в лабораторном эксперименте не могут моделировать самих себя в естественных условиях. Кроме того бесполезно моделировать все свойства естественного процесса в одном опыте [15].
В лаборатории мы выбираем модель линейного развития процесса, но в природе не существует чисто линейных процессов. Помимо этого, для моделирования в лаборатории надо знать начальные параметры изучаемого процесса, а их определение с необходимой точностью невозможно, но даже исследование этого дает поведение системы только в определенных условиях
[23]. А значит моделирование не дает возможности прогнозировать исследуемый процесс. В настоящее время моделирование не всегда приводит к желаемым результатам, но возможно со временем придет новое понятие поведения этой системы и ученые добьются желаемого результата.
Используя вышеперечисленные методы, возможен более детальный и достоверный прогноз, для эффективного взаимодействия служб и разработки плана по защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций.
Однако проблема «что делать с прогнозом» остается. Некоторые сейсмологи сочли бы свой долг выполненным, предав свое предупреждение

37 по телеграфу премьер – министру, другие пытаются подключить социологов к исследованию вопроса о том, какова будет наиболее вероятная реакция общества на сделанное предупреждение [29]. Простой гражданин едва ли будет обрадован сообщению, что городской совет предлагает ему посмотреть кинокартину на открытом воздухе в городском сквере, если он будет знать, что его дом по всей вероятности будет разрушен через один или два часа.
Нет сомнений, что социальные и экономические проблемы, которые возникнут в результате предупреждения, будут весьма серьезными, но что произойдет в действительности в большей степени, зависит от содержания предупреждения. В настоящее время представляется вероятным, что сейсмологи вначале будут делать заблаговременные предупреждения, возможно, на несколько лет вперед, а затем постепенно уточнять время, место и возможную магнитуду ожидаемого землетрясения по мере его приближения. Ведь стоит сделать предупреждение, и страховые премии, как и цены на недвижимость резко изменятся, может начаться миграция населения, новые строительные объекты будут заморожены, начнется безработица среди рабочих, занятых ремонтом окраской зданий [30]. С другой стороны может возникнуть повышенный спрос на лагерное оборудование, средства борьбы с огнем, товары первой необходимости, зачем последуют их нехватка и повышение цен.
Каждое землетрясение – это и урок, и экзамен. И не только для сейсмологов, специализирующихся и, может быть, наиболее способных учеников по классу землетрясений в Школе Природы, но и для проектировщиков, землеустроителей и экономистов. Более того, для всех жителей поражаемых подземными бурями областей [31].

38

39
Внутренний Дагестан, в свою очередь, делится на среднегорный платообразный район и альпийский высокогорный.
Горы занимают площадь 25,5 тыс. км², а средняя высота всей территории Дагестана равна 960 м. Высшая точка — Базардюзю (4466 м).
Породы, слагающие горы Дагестана, резко разграничены. Главные из них – чёрные и глинистые сланцы, крепкие доломитизированные и слабые щелочные известняки, а также песчаники [5]. К сланцевым хребтам относятся: Снеговой с массивом Диклосмта (4285 м), Богос с вершиной
Аддала-Шухгельмеэр (4151 м), Шалиб с вершиной Дюльтыдаг (4127 м).
2.2 Тектонико-геологические условия
Тектоническое строение региона образуют структуры, вытянутые в общекавказском направлении (северо-запад – юго-восток). Это характерно для горной части Дагестана. Для предгорий структуру нарушает
Дагестанский клин и крупные куполообразные поднятия (возможно антиклинали, возможно полупрорвавщиеся интрузии, по типу куполовидных интрузий Кавказский Минеральных Вод).
Для горной части выделяют Высокогорный или Сланцевый Дагестан.
Для остальной части (Внутригорного Дагестана) выделяют три антиклинальные зоны (в общекавказском простирании). Граница между
Внутригорным и Высокогорным Дагестаном проходит по синклиналь–ному прогибу [6]. Этот прогиб на северо-западе (в бассейне Андийского Койсу) называется Каратинский. Здесь породы мела размыты и поверхность образуют верхнеюрские карбонатные толщи. В центре (в бассейне Аварского и Каракойсу) прогиб называется Гунибский. Здесь толщи мела не размыты и прогиб выражен обратными формами рельефа, то есть синклинальными плато. Выделяют цепочку плато: Тлимеэр, Гунибское, Кегерское, Турчидаг,
Шунудаг.

40
С северо-востока к этому прогибу примыкает антиклиналь:
Хиндахская-Уллучаринская. Верхняя часть антиклинали размыта и на поверхности распространены юрские сланцы. В ряде мест антиклиналь сохранилась, там где остались бронирующие слои мела. Это северные участки Кегерского плато (гора Готцала), а также протяженный более чем на
30км хребет Аржута.
Далее на северо-восток опять прогиб общекавказского простирания:
Мурадинский-Акушинский. Прогиб сохранился в виде обратных форм рельефа
(синклинальных плато): самое крупное
–
Хунзахское
(протяженностью по намправлению прогиба до 35 км). Плато этого прогиба имеют крутые срезанные крылья на переходе к антиклинали (Хиндахская–
Уллучара). Особенно в бассейне Казикумухского койсу, где эта антиклиналь размыта, а плато резко выделяются. Далее на северо – восток опять антиклиналь (Рацитльская–Хунзахская) по названию района, занимает северо–восток одноименного плато) Гоцатлинская – Гергебильская –
Аилитихинская. Ось антиклинали часто размыта и имеются крутопадающие крылья[6]. Сохранилась антиклиналь, там где бронируется верхним мелом.
Например, в бассейне Каракойсу (к югу от Гергебиля), а также в бассейне
Казикумухского Койсу. Далее на северо – восток опять прогиб Буцринский –
Хаджалмахинский. Прогиб выражен в виде нижней части долины
Казикумузского койсу. Далее на северо-восток сложная зона. Здесь структуры протягиваются в разных направлениях или имеют изометрическую форму. Она образована из крупных синклинальных сравнительно плоских чашеобразных прогибов: Урминское, Бетльское,
Цилитльское, Ансалтинское. Эти плато зажаты между антиклиналями, которые в рельефе выражены хребтами: Кулимеэр – Тлохская. Кадар-
Ирганайская и Салатау-Варандийская (ее запад уходит в Чечню). Здесь антиклинали часто размыты. Северный борт антиклинали – в виде моно- клинальных хребтов. Синклинали этой сложной зоны образуют