Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 11–15 ноября 2024 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXII.G.220

Космический мониторинг Курило-Камчатского региона для выявления аномальных изменений различных прогностических параметров при подготовке землетрясений

Цидилина М.Н. (1), Гапонова Е.В. (1), Воронова О.С. (1)
(1) НИИ "АЭРОКОСМОС", Москва, Российская Федерация
Землетрясения являются одними из самых опасных природных явлений (Моги, 1988; Бондур и др., 2009, 2012), распределение которых, по земной поверхности имеет вполне определенные закономерности, связанные c природой этого явления. Очаги землетрясений расположены вдоль протяженных и относительно узких зон активных разломных структур земной коры и литосферы, в которых происходят сейсмогеодинамические взаимодействия плит (Кочкин, Петров, 2015; http://seismos-u.ifz.ru/personal/seismic.htm).
На территории Российской Федерации чаще всего очаги землетрясений приурочены к областям интенсивных и контрастных новейших тектонических движений, которые по современным представлениям как раз и являются структурами сейсмогеодинамического взаимодействия плит. В зонах конвергентного сочленения океанов и материков, расположенных в районе Камчатки и Курильских островов, мелкофокусные землетрясения происходят на тихоокеанской части, а в сторону континента их глубина постепенно увеличивается, обрисовывая глубинные плоскости поддвига Заварицкого-Беньофа (Кочкин, Петров, 2015; http://seismos-u.ifz.ru/personal/seismic.htm).
Такие чрезвычайные ситуации, как землетрясения и связанные с ними негативные природные и техногенные процессы и явления, происходящие на территории полуострова Камчатки и Курильских островов, представляют растущую угрозу безопасности граждан и экономики. В связи с этим в настоящее время актуальны любые упреждающие действия, направленные на снижение сейсмического риска. Для решения этой проблемы необходимо осуществлять мониторинг сейсмоопасных регионов, важную роль при проведении которого играют спутниковые методы (Бондур и др., 2009, 2012, 2016, 2023а, б; Бондур, Смирнов, 2005; Бондур, Зверев, 2005; Смирнов и др., 2018; Pulinets et al., 2021; Pulinets, Ouzounov, 2018; Tronin, 2006). При этом чрезвычайно актуальной, но достаточно сложной задачей является поиск предвестников землетрясений (Моги, 1988, Соболев, Пономарев, 2003; Зубков, 2002).
Достигнутый в настоящее время уровень развития методов и средств дистанционного зондирования, позволяют проводить космический мониторинг изменений множества прогностических параметров различных геофизических полей в периоды подготовки и протекания значительных сейсмических событий. Особенности структурного изменения эпицентральных зон и кинематики активных разломов перед землетрясением возможно выявить путем исследований линеаментных систем, регистрируемых по спутниковым данным (Бондур, Гапонова, 2021). Аномалии, возникающие перед землетрясением на разных высотах возможно обнаружить также путем исследования по космическим данным тепловых полей, начиная с поверхности Земли до верхней границы облаков (Бондур, Воронова, 2022, 2023). Аномалии различных параметров ионосферы, возникающие в процессе подготовки и протекания сейсмических событий могут регистрироваться средствами спутниковых навигационных систем (Бондур, Смирнов, 2005; Смирнов и др. 2018; Pulinets et al., 2021).
Как правило исследование предвестниковых явлений осуществляется для уже свершившихся сейсмических событий, когда известно место и время землетрясения. В то же время очень важным является проведение систематического мониторинга сейсмоопасных территорий, в том числе космического, для одновременного исследования особенностей изменений нескольких прогностических параметров различных сред с целью их последующего использования для выявления предвестников землетрясений. В настоящее время такой непрерывный мониторинг одновременно нескольких прогностических параметров не проводится.
В настоящей работе с использованием алгоритмов машинного обучения определялись зоны максимального риска возникновения сейсмических событий с использованием исторических данных о землетрясениях (с 1949 г.) в сейсмоопасном регионе полуострова Камчатки и Курильских островов. В результате были выявлены зоны максимального риска сильных землетрясений, для которых проводился непрерывный космический мониторинг одновременно нескольких прогностических параметров. В процессе проведения непрерывного мониторинга произошло сильное землетрясение у восточного побережья Камчатки 18 августа 2024 г. с М=7.0, эпицентр которого располагался вблизи одной из выявленных зон максимального риска.
Анализ полученных результатов позволил выявить возможную временную последовательность появления аномалий различных прогностических параметров в виде изменения систем линеаментов, уходящего длинноволнового излучения (OLR), температуры поверхности (SST), температуры приповерхностного слоя атмосферы (SAT), а также полного электронного содержания ионосферы (ТЕС).

Исследование выполнено в НИИ “АЭРОКОСМОС” в рамках проекта № 124102100609-2.

Ключевые слова: спутниковые данные, дистанционное зондирование Земли, землетрясения, геодинамика, линеаменты, тепловые поля, ионосфера
Литература:
  1. Бондур В.Г., Воронова О.С. Аномалии тепловых полей, выявленные по космическим данным, при подготовке и протекании сильных землетрясений в районе Байкальской рифтовой зоны в 2008–2022 гг. // Исследование Земли из космоса. 2023. № 6. С. 1–17. DOI:10.31857/S0205961423060027
  2. Бондур В.Г., Воронова О.С. Регистрация из космоса аномальных вариаций тепловых полей при сейсмических событиях на территории Северного Кавказа с 2017 по 2022 гг. // Исследование Земли из космоса 2022, № 6, с. 1–14. DOI: 10.31857/S0205961422060021
  3. Бондур В.Г., Гапонова Е.В. Регистрация из космоса аномальных вариаций линеаментных систем Байкальской рифтовой зоны в период землетрясения с магнитудой М = 5.6, состоявшегося 21 сентября 2020 года // Исследование Земли из космоса. 2021. № 2. С. 3-14. DOI: 10.31857/S0205961421020020.
  4. Бондур В.Г., Зверев А.Т. Метод прогнозирования землетрясений на основе линеаментного анализа космических изображений // Доклады Академии наук. 2005. Том 402. №1. С. 98–105.
  5. Бондур В.Г., Зверев А.Т., Гапонова Е.В. Предвестниковая изменчивость линеаментных систем, выявляемых по космическим изображениям, в период сильных землетрясений // Исследования Земли из космоса. 2016. № 3. С.3-12.
  6. Бондур В.Г., Крапивин В.Ф., Потапов И.И., Солдатов В.Ю. Природные катастрофы и окружающая среда // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2012. № 1. С. 3-160.
  7. Бондур В.Г., Крапивин В.Ф., Савиных В.П. Мониторинг и прогнозирование природных катастроф. М: Научный мир, 2009, 692 с.
  8. Бондур В.Г., Смирнов В.М. Метод мониторинга сейсмоопасных территорий по ионосферным вариациям, регистрируемым спутниковыми навигационными системами // Доклады Академии наук. 2005. Т.402. №5. С. 675-679.
  9. Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Гапонова Е.В., Воронова О.С., Гапонова М.В., Феоктистова Н.В., Зима А.Л. Регистрация из космоса аномалий различных геофизических полей при подготовке разрушительных землетрясений в Турции в феврале 2023 г. // Исследование Земли из космоса. 2023, а. № 4. С. 3-25. DOI: 10.31857/S0205961423340018.
  10. Бондур В.Г., Чимитдоржиев Т.Н., Дмитриев А.В. Аномальная геодинамика перед землетрясением 2023 г. в Турции по данным спутниковой радарной интерферометрии 2018–2023 гг. // Исследование Земли из космоса. 2023, б. № 3. С. 3-12. DOI: 10.31857/S0205961423030090.
  11. Зубков, С.И. Предвестники землетрясений. – М.: ОИФ3, РАН, 2002. – 140 с.
  12. Кочкин Б.Т., Петров В.А. Долгосрочный прогноз. сейсмической опасности в связи с проблемой изоляции. радиоактивных отходов // Геология и геофизика. 2015. , т. 56, № 7, с. 1369—1380. DOI: 10.15372/GiG20150708
  13. Моги К. Предсказание землетрясений // М.: Мир. 1988. 382 с.
  14. Смирнов В.М., Смирнова Е.В., Цидилина М.Н., Гапонова М.В. Сейсмоионосферные вариации во время сильных землетрясений на примере землетрясения 2010 г. в Чили // Космические исследования. 2018. Т. 56, № 4, с. 21–30. DOI: 10.31857/S002342060000347-9
  15. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003, 270 с.
  16. Pulinets S., Tsidilina M., Ouzounov D., Davidenko D. From Hector Mine M7.1 to Ridgecrest M7.1 Earthquake. A Look from a 20-Year Perspective// Atmosphere. 2021. 12, 262. DOI: 10.3390/atmos12020262
  17. Pulinets, S., and Ouzounov, D. (2018). The Possibility of Earthquake Forecasting: Learning from Nature. Bristol: IOP Publishing. doi:10.1088/978-0-7503-1248-6
  18. Tronin, A. A. (2006). Remote Sensing and Earthquakes: A Review. Phys. Chem. Earth, Parts A/B/C 31 (4–9), 138–142. doi:10.1016/j.pce.2006.02.024

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Цидилина М.Н., Гапонова Е.В., Воронова О.С. Космический мониторинг Курило-Камчатского региона для выявления аномальных изменений различных прогностических параметров при подготовке землетрясений // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 430. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a

Дистанционные методы в геологии и геофизике

430