Способ прогнозирования землетрясения и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК G01V1/00 

(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЖНИЯ

1

Изобретение относится к сейсмологии, в частности к прогнозу землетр% сений, и может быть использовано для предсказания времени и места предстрящего землетрясения.

Известен способ прогнозирования землетрясения основанный на том, что в течение некоторого време1га перед началом землетрясения, а также во время и после подземных толчков происходит заметное изменение в газохимическом составе подземных вод. В частности, наблюдается возрастание концентрации гелия, аргона, радона, фтора, а таюке изменяется изотопный состав ряда элементов

Описанное влияние устанавливает взаимосвязь между геохимическими характеристиками водно-солевого и газового состава глубин и физико-механическими процессами, протекающими в породах в связи с сейсмическими явлениями,, но не позволяет с достаточной точностью определить время и

установить место предстоящего землетрясения.

В качестве устройства для реализации этого способа может быть рассмотрена система скважина-водоносный горизонт, оснащенная соответствукндей аппаратурой для геохимических исследований П«

Недостатки этого устройства полностью определяются недостатками са10мого способа.

Известен также способ сейсмологических наблюдений,- который может быть использован для прогнозирования земпетрясения.Этот способ основан

IS на регистрации сейсмических колебаний в сейсмоопасном районе при помощи системы - сейсмотелеметричес ких наблюдений, включающей в себя приемник сигналов, усилителе,

30 пороговое устройство и регистратор 2.

Недостатком этого способа является то. что его применимость ограничена 3 фиксацией фактов, состоявшихся земле трясений и определением положения их эпицентров. Недостаток обуслов- . лен тем, что частотный диапазон наблюдений при помощи используемой в способе систеьы ограничен 0,5-10 Гц., Недостатком самой системы является то, что в ней не предусмотрена возможность частотного.анализа регистри ру&мых колебаний. Цель изобретения - повышение достоверности прогноза времени и места землетрясения. Поставленная цель достигается тем что в способе прогнозирования землетрясения, включакпцем регистрш ию рейсмических колебаний в сейсноопасном районе, на земной поверхности регистрируют короткопериодные импуль сы (пакеты) акустических волн и интервалы времеии между ними в полосе. .частот 20-60 кГц и по времени их появления судят о времени предстоящего землетрясения, а расстояние от, точки регистрации до предполагаемого эпицентра землетрясения определяют, по соотношению Vi-Vi где И - указанное расстояние j. at- время между.зарегистрированными импульсами;. соответственно скорости акус тических волн в поверхностном .слое земной коры и в атмосфере, либо в глубинных слоях коры и в поверхностном ее слое. Способ реализуют при помощи устройства, содержащего последовательно соедкнвкиые приемник сигналов, усилгстель, пороговое устройство и регистратор , в которое дополнительно введен анализатор спектра частот, выполненный в виде набора узкополосиых фильтров с шириной полосы пропус кания не более 3 кГц и включенный медду усилителем-и пороговым устройством. Способ основан на установленном авторами явлении,- заключающемся в том что перед землетрясением возникают акустические волны, энергия которых сосредоточена в- диапазоне частот от единиц до сотен килогерц Эти колебания обусловлены -напряжени возникающим в плоскостях разломов, где в течение, примерно, суток, пре шествующих землетрясению, .происходит разрушение горных пород. Диапазон частот этих колебаний определяется размерами неоднородностей земной коры в плоскости разлома. Акустические сигналы, предшествующие земпетрясению,.распространяются в поверхностном слоеiземной коры и в приземной (атмосферной) среде с неодинаковой скоростью,-обозначаемой соответственно V и V . Расстояние от места регистрации до эпицентра можно рассчитать, зная интервал времени между зарегистриро-; ванными пакетами акустических волн и скорости их распространения. По расстоянию до эпицентра вьщеляют две зоны ближнюю до 300 км и дальнкяо до 1500 км, которым соответствуют скорости распространения Vj 800м/с; .а 330 м/с и V 1500 м/с, Vg 800 м/с. Связь между зарегистрированными импульсами акустических волн и последук им землетрясением была установлена в результате обработки материалов наблюдений методом наложения эпох, сз чественно уменьшающим случайные воздействия. Реализацию предлагаемого способа .1 прогнозирования целесообразно I осуществлять, имея в распоряжении дв& пункта записи акустических сигналов, Совершенно очевидно, что один пункт регистрации последних дает нам только ориентировочное время предстоящего события и расстояние до эпицентра. В этом случае эпицентр землетрясения может совпасть не с одним, а с целым рядом участков окружности, проведенной с центром в пункте регистрации и имеющей радиус, равный этому расстоянию. Напротив, при двух пунктах регистрации локализация эпицентра землетрясения.возможна только в пределах сегмента, образуемого пересечением двух окружностей с центром в одном и бо втором пунктах. На чертеже изображена блок-схема устройства для реализации способа. Устройство состоит из пьезоэлектрического приемника I акустических сигналов, расположенного на земной поверхности, усилителя 2, анализатора 3 спектра, -представляющего собой набор узкополосных фильтров с шириной полосы пропускания каждого не более 3 кГц. Выход анализатора подключен к пороговому устройству 4, которое подсоединено к регистратору 5, Устройство работает следующим образом. Сигналы от .акустического приемни ка 1 поступают на вход усилителя 2, который усиливает -их и подает на анализатор 3 спектра. Анализатор спектра выделяет резонансным методо сигналы с частотой 20,40 и 60 кГц. Эти сигналы, пройдя через пороговое .устройство 4, которое, срабатывает при определенном уровне сигнала, по ступающего с анализатора 3 спектра, приводят в действие регистратор 5, фиксирующий их на бумажной ленте. Определив-интервал времени д1 между . зарегистрированными.импульсами, по формуле Т At iT f- находят расстояние до эаицентра землетрясения, предстоящего, .как показал опыт непосредственно в течение- не более одних сутоку после возникновения . регистрируемых акустических сигнало Способ позволяет при наличии данных сейс№1ческого районирования прогнозировать место и силу толчка с высокой степенью достоверности. При более чем двух пунктах наблюдения точность прогноза возрастает. . Формула изобретения 1. Способ прогнозирования -земле-п трясения, включающий регистрацию сейсмических колебаний в сейсмоопасном районе; о тли ч ающий ся тем, что, с целью повышения достовер ности прогноза времени и места 2е землетрясения, на земной поверхности регистрируют короткопериодныв импульсы (пакеты) акустических я интервалы времени между в полосе частот 20-60 кГц и по времени их появления судят о времени- предстоящего землетрясения,-а расстояние от точки регистрахши до предполагаемого эпицентра землетрясения определяют по соотношению VvVa Vi-Vz -указанное расстояние; -время между зарегистрированными импульсами1 соответственно скорости aKycTH4ej:KHX волн в поверхностном слое земной коры и в атмосфере, либо в глубинных слоях коры и в поверхностном ее слое. 2. Устройство для осуществления .;. способа по -п.1, содержащее последовательно соединенные.приемник сигналов, усилитель, пороговое устройство и регистратор,, отличающеес я тем, что в него дополнительно введен анализатор спектра .частот, выполненный в виде набора узкополосных фильтров с шириной полосы пропускаг ния не более 3 кГц и включенный между усилителем и пороговым устройством. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Уломов В.И. Динамика земной коры и прогноз землетрясений. Ташкент Фан, 1974, с. 180-186. 2. Там же, с. 187-190 (прототип).