Александр Гангнус - Тайна земных катастроф

...В 1974 году инженер Вермишева построила кривую отношения скорости продольной волны к скорости поперечной по тысяче с лишним слабых землетрясений, происшедших в районе с мая 1973 года по ноябрь 1974 года. Тогда-то она и увидела, что могла бы предсказать землетрясение 13 сентября 1973 года не только во сне. Перед этим днем и еще перед отдаленным Алайским землетрясением 10 августа 1974 года кривая демонстрировала глубокие и резкие падения. К сожалению, кривая была построена не до, а после событий — наш прогноз все еще, увы! "крепок задним умом"... Не все сотрудники всерьез заинтересовались той кривой. Многие скептически пожимали плечами. Не верили расчетам? Нет, самому параметру!

Дело здесь в том, что у сейсмологов нет ясной точки начала отсчета. Чтобы определить отношения скоростей, надо построить особый график — график Вадати. Значение параметра на этом графике зависит от того, какой момент времени считать за время самого землетрясения. Но сам этот момент определяется... из того же графика Вадати. Получается, что сейсмолог как бы решает уравнение с двумя неизвестными, пользуясь всего одним уравнением.

Конечно, точность можно еще повышать, и в немалой степени, но неабсолютность, статистичность результата всегда останется. Когда мы под давлением коллег тщательно проверили свои результаты, все сошлось. Два землетрясения 12-го и 13-го класса в 1973 году на юге Гармского района и сильнейшее Алайское землетрясение за 200 километров от гармского полигона действительно могли бы быть предсказаны пи отношениям скоростей волн от слабых тресков, непрерывно сигналящих нам о чем-то из недр Гармского района.

Что же все-таки стоит за явлением изменения V p/V s? Кое-что мы знали об этом из литературы, но знали мы и о спорах до сих пор сопутствующих исследованию этого эффекта на практике.

Во времена Голицына еще не было хорошо разработанной модели очага землетрясения. Голицын говорил — натяжение слоев... Это значит, недра Земли перед разрывом-толчком натягиваются как гитарная струна, готовая лопнуть. В такой струне действительно падает скорость бегущих звуковых волн.

Но ведь недра Земли разрушаются не от растягивающих усилий, а от сжимающих. Значит, все должно быть наоборот, скорость проходящих волн должна возрастать! Мы уже знаем, как объясняет этот парадокс теория дилатенсии. Но приложение лабораторного эффекта дилатенсии к сейсмологии — дела новое, непривычное. Некоторые сейсмологи все еще упорно уверяют, что ни скорости продольных и поперечных волн, ни соотношение этих скоростей в действительности перед землетрясением не меняются, это кажущееся явление, квазиэффект! Они считают, что отношение скоростей почти не зависит от среды, а только от самого очага слабого землетрясения.

Перед сильным толчком появляются среди слабых землетрясений очень похожие на будущий толчок по расположению! осей сжатия и растяжения (и это действительно так — об этом! читатель уже знает). К этим-то новым очагам и привязывали] "кажущиеся" пониженные прогностические отношения скоростей некоторые наши коллеги.

Почему кажущиеся? Да потому, объясняли специалисты, что при разной ориентации очага землетрясения сейсмические волны, испускаемые им, по-разному взаимодействуют со средой, поляризуются. И тогда мы видим (на сейсмограммах), как перед толчком яснее проявляется самое первое вступление поперечной сейсмической волны (на сейсмограмме эта вступление нужно выискивать на фоне уже вовсю выписываемой продольной волны, и ошибки возможны). Уменьшается инструментально измеренное время между приходом продольной и поперечной волн, отсюда и квазиэффект прогностического "седла" — предвещающего сильный толчок прогностического понижения, отношения скоростей слабых землетрясений.

Самым драматичным (для нас) было то, что и мы поначалу очень поверили в оригинальную "гипотезу очага" и с этой верой начали нашу работу над отношением скоростей. И простой статистический подсчет поначалу дал как будто слабое подтверждение этой гипотезы, но, как потом оказалось, на уровне ошибки. (Ох уж этот уровень ошибки! Как трудно привыкнуть все время помнить о нем и как легко творить новые результаты, начисто о нем забыв!) Пришлось взяться за дело уже как следует. По странному совпадению, удача ждала нас именно с тем землетрясением, которое было "предсказано" дважды — в том "пророческом" сне, о котором шла речь выше, н "задним числом", на графике.

Повезло нам уже в том, что на спуске прогностического понижения параметра V p/V sпроизошло в хребте Петра Первого солидное землетрясение 11-го класса, после которого ударило из одной точки и с одной глубины около 80 повторных толчков — афтершоков. Даровой стабильный источник сейсмических сигналов, маяк, включившийся на целые сутки 28 августа 1973 года! Эти 80 толчков и обрисовали то самое таинственное "седло" понижения параметра, пристально изучаемого сейчас сейсмологами всего мира. Нам удалось подобрать две станции нашего сейсмического полигона, лежащие точно на одном луче от афтершокового маяка. Чтобы избавиться от эффекта неопределенности, связанного с неточностью определения времени и места землетрясений, мы брали "чистую разность" в приходе волн на эти две станции, лежащие на одной прямой. Естественно, все, что происходило со всеми разностными величинами в течение 80 вспышек сейсмического маяка, рассказывало о состоянии земных недр между этими двумя станциями.

На миллиметровку легли кривые. Первая — скорость продольной волны между двумя станциями для всех вспышек "маяка" одна за другой. Вторая — скорость поперечной волны. Сразу стало видно, что обе кривые спускаются и поднимаются одновременно с хорошей, как говорят, "корреляцией", но продольная волна изменялась намного энергичнее, чем поперечная. Вот почему отношение этих двух скоростей (третья кривая) менялось по тому же закону, что и первые две. И это означало, что процесс изменения для всех этих величин един в своей основе. Когда "рыхлее" становится земная кора между станциями (фаза дилатенсии), тогда медленнее бегут обе волны. Когда же ближе к толчку снова сжимаются недра, закрывая трещины и поры, быстрее бегут волны. Но продольная ускоряется еще быстрее, чем поперечная. Эффект реален, никакой не "квази"!

Самое удивительное и странное было то, что весьма заметное падение скоростей (скорость продольной волны упала, а затем снова выросла на 20 процентов!) произошло за сутки! За эти сутки прогностическая кривая достигла минимума и полезла вверх. Но, может быть, ничего удивительного? Нам уже приходилось наблюдать, что время сейсмического процесса нередко сильно отличается от нашей обычной временной шкалы. И часто целесообразным оказывается измерять время, оставшееся до прогнозируемого толчка, не количеством месяцев или дней, а числом сейсмических событий. Именно при таком подходе наклон кривых становится упорядоченным настолько, что его часто можно считать уже величиной постоянной, и тогда разнообразие в сроках, лежащих между прогностическим признаком и сильным толчком, сводится на нет. Прогноз сроков землетрясения при таком понимании времени станет более точным.