Гидрогеодеформационное поле Земли - mud volcanoes

Главное меню:

Гидрогеодеформационное поле Земли

Исследования

Поиск надежных предвестников экстремальных сейсмических событий занимает человеческие умы на протяжении длительного времени. Существующие сейсмопрогностические разработки сильно отличаются по физическим возможностям, доступности реализации и достоверности прогнозов. Среди известных подходов к решаемой проблеме заметное место принадлежит гидрогеологическому методу, в основу которого легло свойство несжимаемости грунтовых вод. Жидкая, несжимаемая, высокочувствительная субстанция воспринимает всевозможные стрессы, происходящие с твердыми породами земной толщи.

Многолетние исследования особенностей функционирования подземной гидросферы позволили в 1982 г. сделать открытие о существовании в недрах Земли гидрогеодеформационного поля (ГГД-поле), изменение состояния которого диктуют процессы эволюции напряженно-деформированного состояния земной коры, развивающиеся в реальном времени в пределах всех геологических сооружений.

Открытие ГГД-поля указывало на то, что гидрогеосфера чувствительно реагирует на изменения напряженного состояния недр, в которых постоянно возникают короткоживущие структуры деформаций. Развитие этих структур закономерно связано с протекающими в недрах Земли геодинамическими (а в некоторых случаях и техногенными) процессами. Совокупное действие всех факторов формирует глобально функционирующее поле напряжений-деформаций. При их активизации характер ГГД-поля подстраивается под активные в данный отрезок времени тектонические структуры. В местах, где в период геодинамической активности деформации превышают предел длительной прочности пород, происходят подвижки тектонических плит и землетрясения. Их интенсивность зависит от уровня и характера геодинамической активности, площади накопления напряжений, скорости протекания процессов, особенностей геологического и тектонического строения гипоцентральных зон и ряда других факторов.

Развитие ГГД-поля носит глобальный характер. При назревании крупных землетрясений возмущения в нем охватывают площади в удалении многих тысяч километров от эпицентра. Период подготовки возмущений может

составлять от 0,5 до 1,5 года до возникновения катастрофического события.

Возмущения ГГД-поля также охватывают обширные площади после произошедшего события. ГГД-поле имеет большое разнообразие форм и размеров короткоживущих структур деформаций, возникающих и разрушающихся в пределах ареала наблюдений в течение суток – месяцев, граничащих друг с другом, замещающих друг друга, видоизменяющих общий рисунок поля напряжений за короткие интервалы времени. В асейсмические периоды характер ГГД-поля имеет хаотический, быстро меняющийся рисунок. По мере «созревания» сильного землетрясения хаос сменяется упорядоченностью, формированием устойчивых во времени и в пространстве структур сжатия и растяжения. После разрядки сейсмической энергии фиксируется разрушение существовавшей структуры ГГД-поля и восстановление структурного хаоса.

Согласно теории упругой отдачи, «…после «срыва» защемленных друг с другом крыльев сейсмогенного разлома и следующего за ним землетрясения требуется некоторый временной интервал для накопления новых напряжений, способных превысить предел длительной прочности пород и привести к очередному нарушению связности массива…».

Этот интервал, показатель «созревания» землетрясения, – является относительно стабильной величиной при характерных для региона темпах тектонических движений.

Мониторинг состояния ГГД-поля позволяет (по меньшей мере) зафиксировать многие особенности изменения напряженного состояния недр. На основе анализа получаемых данных принимается решение о характере развития геодинамической обстановки, оценивается степень ее опасности с позиции возможных сейсмических событий. Классический метод мониторинга состояния ГГД-поля – измерение в реальном времени ряда параметров грунтовых вод в специально пробуренных скважинах.

2-х часовые наблюдения за изменением объемной активности радона (ОАР) над поверхностью активного вулкана позволили выделить 10-12 минутные циклы, в пределах которых активность радона от минимума к максимуму изменяется в 5 раз.

Активный грязевой вулкан на горе Карабетка, над поверхностью которого производилась 2-х часовая запись изменения ОАР.

Качественно график изменения ОАР над поверхностью вулкана очень сильно напоминает график колебаний уровня грунтовых вод в скважинах, оборудованных для классического мониторинга состояния ГГД-поля.

Краткие сведения о ГГД-поле приведены с целью представления закономерностей геодинамических процессов, происходящих в земной толще.

Поскольку кратеры грязевых вулканов представляют собой естественные скважины, мы осмелились сделать предположение, что изменения ОАР над ними отражают высокочастотные колебания состояния ГГД-поля.

Возможно, мониторинг ОАР в реальном времени над поверхностями активных грязевых вулканов и антиклинальных складок позволит набрать статистику изменений ОАР и увязать ее с последующими экстремальными ситуациями.