Исследование возможностей использования технологии измерения поправки химического потенциала в целях прогноза вулканической активности

В ряде работ, например, (Пулинец и др., 2015) обосновывается физический механизм генерации тепловых аномалий в атмосфере вследствие повышения активности радона перед сильными землетрясениями и извержениями вулканов. Одним из проявлений этой активности является повышение температуры приземного слоя воздуха и уменьшение относительной влажности, которые можно измерять методами дистанционного зондирования (например, с помощью микроволновых зондировщиков). Повышение температуры происходит за счет выделения скрытой теплоты в процессе гидратации ионов, концентрация которых в атмосфере увеличивается за счет ионизации атмосферных газов, производимых альфа-излучением радона. Особенностью этого процесса является то, что, при высокой скорости ионообразования и концентрации ионов энергия связи молекул воды, присоединяющихся к ионам (а, соответственно, количество выделяемой скрытой теплоты на одну молекулу воды) больше, чем при обычной конденсации. Разница скрытой теплоты при гидратации и выделяемой при конденсации называется поправкой химического потенциала, которая может быть рассчитана по данным о температуре воздуха и относительной влажности. Было показано, что динамика во времени изменений поправки химического потенциала практически повторяет по форме динамику активности радона, что дает возможность производить оперативный мониторинг радона без использования трудоемких наземных измерений, базируясь только на данных дистанционного зондирования.
В данном исследования использовалась глобальная ассимиляционная модель атмосферы GEOS-FP, где данные атмосферных параметров представляются в квази-реальном времени (задержка ~ 10 ч.) Отделением наук о Земле НАСА.
В работе (Richon et al., 2003) приводится пример активности радона вблизи вулкана Таал (Филиппины) представляющий собой острый пик, достигающий величины 30 000 Бк/м3 с экспоненциальным падением сигнала за 3 недели до сильного (М7.1) землетрясения на Филиппинах в 1994 г. Нами регистрируются сигналы в виде повышения значения поправки химического потенциала за несколько суток до землетрясения практически для всех сильных землетрясений независимо от их местоположения (континент или океан). Но острые пикообразные выбросы, в точности повторяющие форму поведения радона на Филиппинах, регистрируются нами за сутки-двое до повышения вулканической активности для большинства исследовавшихся нами вулканов. Приводятся примеры регистрации пиков резкого увеличения значений химического потенциала для различных периодов вулканической активности на Камчатке, Сицилии, Мексике, Филиппинах и др. Самоподобие наблюдаемых явлений позволяет предположить наличие общего физического механизма этих аномалий, по всей видимости, связанных с повышением активности радона перед извержениями вулканов.