СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A62B37/00 

Изобретение относится к способам борьбы со стихийными бедствиями и может быть использовано для устранения землетрясения на данной ограниченной местности при получении данных о возможности наступления стихийного бедствия - землетрясения.

В настоящее время нет способов воздействия на землю для устранения землетрясения. После прогнозирования землетрясения осуществляют мероприятия по эвакуации жителей и ценностей из местности, где ожидается стихийное бедствие. Никакого воздействия на процессы в земле не оказываются, фактически происходит пассивное ожидание, т.к. дома и другие народнохозяйственные объекты нельзя удалить из опасного района, и эти объекты обречены в различной степени на разрушение.

Аналогов предложение не имеет, поэтому не приводятся ни аналоги, ни прототип.

Целью предложения является устранение указанного недостатка, а именно: оказание активного воздействия на процессы тектонические для их устранения.

Поставленная цель достигается тем, что после получения прогноза о землетрясении, на земной поверхности закрепляют орудие и производят выстрел для сдвига части земной поверхности.

Пояснение к способу (по материалам БСЭ, т.9, с.471):
1. Землетрясение результат тектонических процессов в земле, которые приводят к перемещению масс, образованию разрывов от повышения напряжений на земной коре.

2. Очаги землетрясения находятся на различной глубине: от тысяч километров до десятков км. Нас интересуют очаги землетрясения, которые находятся на глубине 10-20 км на границе верхней мантии и земной коры. Это расстояние по радиусу от 5 до 11 км.

Особенность границы между верхней мантией и земной поверхностью (имеется ввиду твердая масса) заключается в том, что на этой границе имеет место резкий скачок плотности. Если земная кора монотонно изменяет свою плотность от 2,9 до 2,4 т/м³ (последнее значение соответствует поверхности, большее значение соответствует границе нижней земной коры), то на верхней границе верхней мантии плотность составляет 3,1-3,5 т/м³.

Выше изложены необходимые данные для обоснования способа.

При вращении земли относительно своей оси происходит сдвиг по времени (БСЭ, т. 9, с. 471), который выражается в отставании его абсолютного значения. Плиты и платформы, на которых базируются и континенты, и части суши перемещаются. При их перемещениях возникают напряжения в земной коре, которые превышают несущую способность ее.

На границе верхней мантии и нижней границе земной коры момент вращения может быть выражен следующим образом:
M = I•ε
где M момент, J момент инерции, e угловое ускорение. Эту формулу можно представить следующим образом:

где P и f приведенные сила нормального давления и коэффициент трения между пограничными слоями верхней мантии и нижней границей земной коры. Можно считать их приведенными, т.к. сила определяется для данной точки земной поверхности многими факторами: центробежными силами, возвышениями над средней поверхностью земной поверхности (горы или дно моря). Еще более факторов влияет на коэффициент трения, и он может меняться от многих единиц, когда наблюдаются значительные неровности на земной коре и ее нижней поверхности и до десятых долей, когда схема напоминает плавающее тело в жидкости. Именно вариант при значительном коэффициенте трения и должен приводить к перенапряжениям, которые приводят к землетрясению. Это положение усугубляется скачкообразным (ступенчатым) изменением момента инерции.

Это обстоятельство позволяет считать, что угловые скорости на границе не могут быть одинаковыми и равными. Поэтому сдвиг неизбежен на границе верхней мантии и нижней границе земной коры.

Процесс можно представить механически следующим образом: в контакте находятся поверхности со значительными микронеровностями (аналогично двум драчевым напильникам, поверхности которых сжаты и сдвигаются значительной силой). При относительном перемещении указанных поверхностей обязательно должно наблюдаться следующие процессы:
подъем земной коры с изменением гравитационной постоянной;
временной сдвиг за счет микроостановки (замедления относительного движения земной коры в данной точке поверхности).

Приливы вызывают повышение уровня земной коры на 0,4 м, а воды на 2 м. Конечно, деформация под воздействием напряжений, которые превышают допустимые, вызовут более значительную деформацию. Этот процесс не мгновенный, а протекает в обозримом временном интервале. Принятая механическая аналогия сопряжения переходного слоя будет постепенно наращивать напряжение. Внешними приборами можно зафиксировать изменение времени и гравитационной постоянной. Изменение времени и гравитационной постоянной зафиксированы в технической литературе (Справочник по физике для инженеров и студентов вузов, Яворский, Москва, Наука, 1964, с793 эфемеридное время, с. 47 выражение значения гравитационной постоянной в зависимости от расстояния).

На основе этих закономерностей можно указать на следующие возможные способы регистрации прогноза землетрясения.

1. Если измерять период маятника, который выражается формулой (К
постоянная, включающая приведенную длину маятника), то можно для данной точки земной поверхности получить допустимое значение гравитационной постоянной и ее аномальное отклонение. Для измерения можно использовать бесконтактный метод: регистрация периода фотопарой, а заполнение периода последовательностью импульсов от ГИ с частотой десятки мегагерц. Стационарная ошибка исключается, возмущения сторонние (удары и т.д.) также исключаются путем обработки результатов на вычислительной машине. Можно проводить сравнение с эталонным временем, но можно производить замеры без опорного уровня.

2. Можно подвесить на упругой системе, например, пружине и регистрировать кажущееся изменение массы за счет изменения гравитационной постоянной. Отклонение можно замерить с высокой точностью с помощью, допустим, интерферометра Уверского (цена деления не хуже 0,3 мк в видимом свете).

3. Возможно измерение путем регистрации изменения траектории движения частицы в вакуумной трубке от изотопа с линейным спектром. Технически этот вариант выполняется путем расположения трубки вакуумной параллельно поверхности земли, размещения на одном конце изотопа, допустим Pu 239 и мишень (бериллий) с коллиматором, а на другом конце трубки также располагают коллиматор с датчиками. Регистрацию ведут по вероятностной кривой. При изменении радиальной силы, которая определяется значением гравитационной, будет происходить различное отклонение нейтрона.

Описанные способы регистрации возмущений, которые приводят к землетрясениям, сравниваются в аналитической или графической форме со стационарным монотонным изменением параметров в данной точке местности и по абсолютному значению отклонения судят о времени наступления землетрясения. Стационарное значение (опорное) можно получить за несколько суток, а граничные возмущения могут быть определены за время длительных наблюдений. Однако возможно произведение выстрела в порядке профилактики.

По предложенным способам изменения параметров можно сделать вывод не только о наступлении аварийной ситуации, но и о направлении сдвига относительного на границе верхней мантии и нижней поверхности земной коры. Это позволяет определить направление выстрела для коррекции сдвига. Для более точного определения направления силового воздействия желательно иметь вокруг охраняемого и наблюдаемого участка местности несколько приборов. Хотя можно предположить, что направление силового воздействия наиболее вероятно по направлению параллелей, возможна установка нескольких орудий по различным направлениям. Силовое воздействие на кору земли за счет отдачи позволяет произвести относительное смещение контактирующих участков, которые вызывают превышение допустимого напряжения и приводят к землетрясению. Фактически произойдет резкое изменение коэффициента трения и снятие напряжений. Такое относительное смещение контактирующих поверхностей не требует больших линейных размеров по аналогии с металлом.

Понятие закрепления орудия на земной коре и самого орудия можно трактовать, как изготовление шахты в массиве твердой породы с направлением, которое соответствует параллельному параллели географической и преимущественно с направлением дульной части в сторону, обратную вращению земли. Такая шахта изготавливается для многоразового использования в местах с большой концентрацией населения и народнохозяйственных объектов.

Таким образом, для достижения эффекта необходимо провести следующие операции в указанной ниже последовательности:
определить направление отклонения параметров для данной местности и величину сдвига относительного, сравнить полученные значения отклонения параметров с номинальными значениями и определить временной отрезок наступления землетрясения;
закрепить орудие на земной коре, если его не было стационарным;
произвести выстрел в направлении, противоположном требуемому сдвигу для коррекции относительного взаимоположения переходного слоя верхней мантии и нижней поверхности земной коры.

Выполнение указанный операций позволит устранить землетрясение, разрушение народнохозяйственных объектов и предотвратить гибель людей. Затраты на сооружения, которые обеспечивают выстрел (один и более), значительно меньше последствий землетрясений в денежном выражении.

Сущность: способ предотвращения землетрясения заключается в том, что определяют направление относительного сдвига земной коры, которое привело к аномальному изменению параметров в данной местности по отношению к номинальным значениям, закрепляют на земной коре орудие с направлением выстрела, направление отдачи которого соответствует направлению восстанавливающего номинальное положение и производят выстрел с расчетной массой снаряда и начальной его скорости.

Способ предотвращения землетрясения, заключающийся в том, что определяют направление относительного сдвига земной коры, которое привело к аномальному изменению параметров в данной местности по отношению к номинальным значениям, закрепляют на земной коре орудие с направлением выстрела, направление отдачи которого соответствует направлению восстанавливающего номинальное положение, и производят выстрел с расчетной массой снаряда и начальной его скорости.