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

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.