6.5 Комбинированное землетрясение
Предлагаем сделать анализ землетрясения, которое объединяет в себе сразу несколько типов подземных толчков. Такие необычные землетрясения случаются довольно редко. На этом примере можно наглядно объяснить природу и энергетику подвижек земной коры с позиции одной, общей гипотезы для всех типов землетрясений, раскрывающей суть процесса, в частности с позиции описанной нами гипотезы Деформационного взрыва пород массива, что невозможно сделать, следуя постулатам современной сейсмологии. В данном примере " тесно переплелись" четыре типа подвижек земной коры в одном сейсмологическом событии: тектоническое, вулканическое, внезапный выброс пород и газов, обвальное. Кстати, этот пример "четыре в одном" убедительно и наглядно указывает на то, что энергетическим источником совершенно разных типов подвижек земной коры и землетрясений служит кулоновское взаимодействие атомов и молекул, вызванное изменением горного давления в массиве. Классическим примером такого сложного сейсмического события является землетрясение, произошедшее в США в 154 километрах к югу от Сиэтла, при извержении вулкана Сент Хеленс в 1980 году после его 123 летнего молчания. Сейсмическое событие началось 20 марта 1980 года, когда в этот и последующие дни в окрестностях вулкана произошло несколько десятков слабых землетрясений с максимальной мощностью 4.2 баллов по шкале Рихтера, а 27 марта, произошёл взрыв в кратере вулкана и над его вершиной поднялся столб пепла и пара. Началось извержение вулкана без излития лавы из жерла, которая, по всей видимости, скапливалась у подошвы вулкана. Весь апрель наблюдалось усиление выбросов газов и пепла. Северный склон вулкана начал деформироваться от вспучивания пород массива, которое прирастало до двух метров в сутки и к 17 мая достигло высоты 135 метров. Восемнадцатого мая 1980 года в 8:32 произошло землетрясение мощностью 5,1 балла, и сразу за подземным толчком верхняя часть северного склона вулкана была отделена от всего массива огромной силой. В результате этого примерно от 7 до 9 миллиардов тонн скального массива в один миг превратились в рыхлую массу, которая гигантским оползнем устремилась вниз по северному склону, сметая всё на своём пути. По мере движения горной массы вниз по склону последовало несколько колоссальных взрывов газа, и столб пепла поднялся на высоту 25 километров. Буквально за секунды высота горы уменьшилась с 2950 до 2550 метров, превратившись из правильного в усеченный конус. Диаметр нового кратера (каверны внезапного выброса) составил 4.5км, глубина 1.5 км. Совершенно очевидно, что к марту 1980 года в результате подъёма лавы к подошве вулкана, массив, в результате разогрева и увеличении линейных и объёмных размеров начал терять устойчивость. Горное давление стало перераспределяться среди потерявших устойчивость блоков составляющих подземное и наземное тело вулкана, в результате чего в массиве появились электрические заряды, которые вкупе с фазовыми переходами пород массива начали создавать рой слабых форшоков за счёт энергии кулоновских взаимодействий. Необычность реакции горного массива на извержение вулкана заключалось в пучении пород массива, которое, что хорошо известно из горного дела, является индикатором того, что массив потерял устойчивость и среди его блоков происходит интенсивное перераспределение горного давления. Очевидно, что в апреле горное давление в массиве продолжало стремительно меняться, и это предрекало массиву дальнейшую сейсмическую активность, что и подтвердили последующие события. Утром 18мая последовали сразу два сейсмических события, подземный толчок 5.1 баллов и одномоментно с ним внезапный выброс породы и газа мощностью 7-9 миллиардов тонн горной массы (3км3). То, что два сейсмических события произошли в одно время, не является случайным и нам необходимо рассматривать эти два события, как один процесс, который перерос из подземного движения пород в наземный процесс внезапного выброса, что вполне согласуется с нашей гипотезой Деформационного взрыва пород массива. С механикой подземного толчка в данном случае вопросов не возникает, это обычные подвижки блоков при извержении вулкана, что нельзя сказать про внезапный выброс пород и газа, так как такие события случаются только в подземных шахтах и которые вызываются цепной химической реакцией твёрдого раствора газа в кристаллической структуре пород. Всё это говорит о том, что гипотеза Деформационного взрыва, правильно описывает механику и энергетику сейсмических событий, являясь общей гипотезой происхождения всех видов землетрясений, горных ударов и внезапных выбросов.
Проблемы прогноза и предупреждения землетрясений
Вернитесь, пожалуйста, к Рис. 5 и посмотрите, как отражённая в нём информация почти с точностью ста процентов согласуется со словами уважаемого всем мировым сообществом геофизиков академика В.И. Кейлис-Борока. "Почему долгосрочные прогнозы пока не точны? И почему не удаются краткосрочные прогнозы? Главная причина - хаотический характер динамики сейсмоактивных разломов в том масштабе времени, который как раз и интересен для прогноза, т.е. годы и месяцы. В системе разломов действует много механизмов, создающих сильную неустойчивость. Например, миграция флюидов - циркулирующих в земной коре насыщенными газами растворов - способна снизить прочность разлома на пять порядков. Значит, вторжение флюидов может спровоцировать землетрясение почти неожиданно, отразившись в электропроводности или слабой сейсмичности. Неустойчивость создают и химическое разупрочнение пород, и фазовые переходы с потерей объёма, а также чисто механические явления - растрескивание, смятие пород и т.д. Действуя все вместе, все эти механизмы превращают литосферу в хаотическую нелинейную систему, а в такой системе, как известно, прошлое не определяет будущее." Удивительное совпадение перечисленных причин вызывающих подземные толчки с причинами отражёнными нашим рисунком, не правда ли? Здесь и потоки флюидов, и электропроводность, здесь и радиолиз в виде химического разупрочнения пород и фазовые переходы с набором и потерей объёмов, здесь и всевозможные стрикции и магнитные эффекты. Почти весь процесс землетрясений, описанный в нашей работе, за исключение того, что согласно принципу минимума энергии, прогноз землетрясений, кроме ультракраткосрочных, в принципе невозможен. И академик словами "неожиданно и хаотическая система" почти согласен с нашим утверждением. Окно очень короткого периода времени прогноза драматические ограничивает наши возможности по борьбе с подземной стихией и заставляет напрячь все силы в другом направлении. Если мы знаем механизм образования энергии землетрясений и формы её проявления, то у нас должны появиться возможности если не предупредить, то повлиять на мощность подземных толков в целях снижения их мощности от катастрофического и до приемлемого уровня. Об этом и о путях реализации этой научной мысли пишет в своей работе [32] один из корифеев советской и российской сейсмологии член - корреспондент РАН А.В.Николаев: - "Опыт исследования влияний сейсмических и электрических воздействий на земную кору убеждает нас в том, что сильными землетрясениями можно управлять, их магнитуду можно снизить, а момент возникновения ускорить или задержать". Учёный приводит примеры инициирования землетрясений техногенными и природными процессами: созданием водохранилищ, различными взрывами, добычей полезных ископаемых, а также за счёт изменения скорости вращения Земли, действия приливных сил, солнечной активности, всевозможных погодных и штормовые явлений. Основываясь на этих примерах, он делает вывод о возможности рукотворного влияния на очаг землетрясения двумя способами. В первом случае автор предлагает воздействовать ("обрабатывать") на потенциальные площади землетрясений (миллионы квадратных километров) всем современным набором средств: ядерными и химическими взрывами, электро разрядами большой мощности вызывая так называемую разрядку массива от накопленной им энергии деформаций. Во втором случае автор предлагает непосредственно воздействовать на будущий очаг теми же средствами, что и в первом случае, плюс средства менее мощные, но с более длительным периодом воздействия (мощные вибрационные установки). Мы согласны с рассуждениями учёного о том, что если природа через естественные явления способна вызывать мелкие землетрясения и тем самым понижать мощность возможного крупного толчка, то и человечество с таким же успехом может использовать изобретения природы. Казалось, что сама природа показывает нам путь к нашей безопасности. Учёные всего мира с энтузиазмом подхватили эту подсказку и много лет пытаясь реализовать идею природы в лабораториях и полевых условиях. В своих исследованиях иностранные и отечественные сейсмологи перебрали все возможные способы: и взрывы, в том числе и ядерные, и химические взрывы большой мощности и пресловутые и набившие всем оскомину МГД генераторы, а серьёзных результатов заслуживающих нашего внимания не добились. Ещё более интересная картина получается с лунными приливами. Казалось бы, вот, мы имеем всё необходимое для процесса землетрясения, и энергию прилива и солидные деформации горного массива, но корреляция приливов и отливов с землетрясениями просматривается так неуверенно, что её вполне можно отнести к случайному фактору процесса подземных толчков. Возникает резонный вопрос, если у нас всегда и везде в достаточном количестве имеется энергия лунных приливов и отливов, то почему землетрясения не происходят повсеместно и не дважды в сутки вслед за волнами приливов? Говоря о влиянии на процесс землетрясений вышеперечисленных явлений природы: изменения скорости вращения Земли, действия приливных сил, солнечной активность, погодных и штормовых явлений, величины снежного покрова мы должны исходить из того, что эти явления, согласно гипотезе Деформационного взрыва пород, сами по себе абсолютно ничего для процесса сейсмоактивности не значат. Для старта и прохождения процесса сейсмичности важными и необходимыми являются комбинации вышеперечисленных явлений-процессов с вариациями различных деформационных сил в горном массиве. Ещё в далёком 1954 году член-корреспондент АН СССР Н.Н.Парийский произвёл теоретические расчеты упругой деформации Земли и соответствующих измене-ний ее момента инерции, ее вращения и силы тяжести на поверхности. На основе проведенных вычислений он пришел к выводу, что ни эффекты, вызванные солнечной актив╛ностью, ни атмосферные явления, не могут вызвать наблюдаемых изменений угловой скорости вращения Земли, а значит и на сейсмическую активность. По его мнению, эти вариации могут являться результатом глобальных деформационных процессов в Земле, приводящих не только к периодическому изменению ее радиуса, но также к сложному изменению ее формы. То же самое мы можем сказать и о техногенном воздействии на очаги землетрясений, которое также происходит через комбинации этих воздействий с деформационными силами в горных массивах. В непонимании обязательной связки внешних и внутренних причин, в обязательном многообразии форм энергии деформаций приводящих в подземным перемещением блоков укрывается загадка сейсмических ударов. В этом же заключаются провалы в испытаниях управляемого техногенного воздействия на процесс подготовки очага подвижек земной коры, на процессы стимулирования разрядки тектонических напряжений, на способность уменьшить магнитуду разрушительных землетрясений, как и на возможность, регулировать время их возникновения. Наша задача заключается в поиске комбинаций способных либо стимулировать процесс незначительных форшоков, либо найти варианты процессов приводящих к полной блокировки возможного процесса подвижек горного массива. Но не с целью, так называемой разрядки или сброса напряжений, ибо как мы выяснили, массив не может накапливать энергию деформаций, а с целью "утрясти и утрамбовать" блоки массива, исключая их проскальзывание относительно друг друга. "Утрясая и утрамбовывая" горные блоки и плиты мы исключим случайный и произвольный переход массива в неравновесное состояние, которое может привести массив к его катастрофическим подвижкам. К примеру, в первом случае, возможно, просто объединить процесс прострела массива разрядами от МГД генератора с одновременными подрывами в этом районе зарядов взрывчатки для возбуждения деформаций в массиве. В помощь к этим двум способам, мы можем произвести высоконапорную закачку воды в скважины для существенного деформирования горного массива в нужном нам месте. Плюс мы может добавить что-то ещё в виде действия на обрабатываемый массив различных вибрационных и трамбовочных машин с разной частотой воздействия на массив. Для нас главное подобрать такую комбинацию совместного воздействия на горный массив, на которую массив начнёт "с удовольствием откликаться" с нужной нам частотой и энергией, пока не "утрамбуется" и не успокоится на многие годы. Во втором случае, исходя из знаний того, что цепные химические реакции очень чувствительны к среде реализации, то закачивая в скважины различные рассолы на определённую глубину в районе предполагаемого очага землетрясений или вокруг крупных городов, можно навечно заглушить процесс старта цепных реакций и в итоге всего процесса землетрясений. Этим самым мы можем создать пояса безопасности вокруг городов и жизненно важных центров, таких как атомные станции. В заключение темы прогноза и предотвращения землетрясений хотелось бы сказать несколько слов о так называемой проблеме сейсмического оружия, которая регулярно обсуждаётся в средствах массовой информации. У военных эта тема действительно существует и никто не скрывает, что правительства ряда стран по понятным причинам пытаются быть в курсе последних достижений сейсмологии. Военным сейсмологам можно сказать спасибо только уже за то, что они разработали и внедрили рабочую шкалу оценки мощности подземных толчков и создали целую группу высокоточных приборов и другой аппаратуры, включая компьютерные программы и комплексы для регистрации сейсмической активности. Но, с учётом вышесказанного выше мы должны заключить, что создание сейсмического или тектонического оружия в принципе невозможно.