«Ион» и она: место будущего землетрясения предскажут с помощью анализа атмосферы

Российские ученые создали компьютерную программу «Ион», которая анализирует спутниковые данные о состоянии верхних слоев атмосферы и по характерным изменениям в них позволяет прогнозировать возможный эпицентр землетрясения.

Разработка уже внедрена в комплексную систему мониторинга на Камчатке и предназначена для анализа особо мощных сейсмических событий магнитудой от шести и выше. Система также поможет ученым глубже понять механизмы возникновения наиболее разрушительных землетрясений, в том числе произошедшего в регионе летом 2025-го. По мнению экспертов, программное обеспечение может стать важным инструментом в работе сейсмологов. Однако для объективной оценки его эффективности потребуется сопоставить прогнозы системы с фактически произошедшими событиями.

Анализ данных со спутников

Специалисты Камчатского государственного университета (КамГУ) и Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) разработали компьютерную программу «Ион», которая анализирует данные со спутников о состоянии ионосферы и позволяет прогнозировать местоположение эпицентра возможного землетрясения. Изменения в верхних слоях атмосферы часто служат признаком предстоящих событий. Она интегрирована в систему комплексного геофизического мониторинга в зоне Авачинского залива — одной из самых сейсмически активных территорий в мире.

ПО нацелено на фиксацию наиболее мощных подземных толчков магнитудой от шести и выше. Такие землетрясения происходят относительно редко, но отличаются высокой разрушительной силой. Так, на Камчатке за последние 20 лет было зафиксировано около десяти подобных сейсмических событий.

— Идея разработки «Иона» возникла из необходимости автоматизировать обработку данных о состоянии ионосферы. Программа анализирует результаты мониторинга со спутников, выявляет аномалии, связанные с подготовкой сильных камчатских землетрясений, и представляет результаты в виде временных рядов и карт распределения содержания ионосферы. ПО позволяет оперативно изучить большие массивы данных и представлять результаты в удобном для исследователей формате, — сказал научный сотрудник лаборатории комплексного мониторинга сейсмоактивных сред ДВО РАН и научно-исследовательской лаборатории изучения экстремальных явлений Камчатки КамГУ имени Витуса Беринга Илья Сагарьяров.

Аномалии ионосферы, связанные с подготовкой сильных землетрясений, достаточно уверенно фиксируются примерно за полторы-четыре недели до события. Сроки во многом зависят от расположения будущего очага. Как показали исследования, одно из таких землетрясений с эпицентром на суше вызвало изменения в атмосфере за месяц, тогда как при аналогичном событии на дне Авачинского залива такие эффекты проявились лишь за сутки — из-за влияния слоя морской воды на результаты измерений.

В сейсмологии при анализе землетрясений традиционно рассматривают три ключевых параметра — место, магнитуду и время. Новая программа сосредоточена именно на пространственном параметре. Ее использование повышает точность анализа, которая напрямую зависит от объема и качества исходных данных, а также существенно сокращает время их обработки. Полученные расчеты затем применяются совместно с результатами мониторинга по другим видам геофизических измерений — прежде всего с данными, получаемыми из глубоких скважин.

— Разработка программы «Ион» и ее внедрение в состав системы непрерывного комплексного геофизического мониторинга состояния геосреды в зоне Авачинского залива — важный шаг в работе по прогнозированию сейсмической опасности для восточного побережья Камчатки. Это также дало возможность получить ряд очень важных научных результатов, связанных с подготовкой Камчатского мегаземлетрясения, произошедшего в июле 2025 года, — сказал заведующий лабораторией комплексного мониторинга сейсмоактивных сред ДВО РАН и заведующий научно-исследовательской лабораторией изучения экстремальных явлений Камчатки КамГУ имени Витуса Беринга Валерий Гаврилов.

Речь идет о землетрясении на Камчатке магнитудой 8,8, которое стало одним из самых мощных сейсмических событий за всю историю инструментальных наблюдений. Оно также вызвало цунами по всему Тихоокеанскому региону, которые, правда, были не столь разрушительны. Землетрясения происходят и в других регионах России: так, в ночь на 10 февраля в Краснодарском крае были зафиксированы подземные толчки магнитудой 4,7.

«Ион» состоит из трех модулей. Первый отвечает за поиск и загрузку данных со спутников, второй выполняет расчеты для определения состояния ионосферы, а третий — за визуализацию в виде карт.

Перспективный метод

Прогнозирование землетрясений по данным ионосферы — многообещающее, но сложное направление исследований, отметил завкафедрой недропользования и нефтегазового дела РУДН Александр Котельников. Такие аномалии могут проявляться за несколько часов или дней до землетрясения, что дает потенциальное окно для их предупреждения. А системы типа «Ион» позволяют накапливать данные и улучшать модели прогнозирования событий. Однако они требуют длительной валидации и интеграции с другими геофизическими методами: сейсмическими, деформационными и геохимическими.

— В целом разработанную программу можно считать полезной и практически значимой системой для мониторинга ионосферных аномалий в сейсмоактивных регионах, — отметил специалист.

По словам ведущего инженера лаборатории механики горных пород МФТИ Тамары Журавлевой, активность ионосферы нашей планеты тесно связана с процессами, происходящими в земной коре. Перед сильными землетрясениями наблюдаются изменения в плотности электронов и температуре ионосферы.

— Перемещение горных пород приводит к искажениям электромагнитных полей и, как следствие, активности ионосферы, вызывает локальное изменение ее структуры и состава, которое фиксируется специальными спутниками и наземными станциями. Эти изменения имеют специфический характер и отличаются от обычных вариаций, вызванных солнечной активностью, — отметила она.

Однако для точной оценки возможностей системы было бы правильно привести фактические результаты, подтверждающие достоверность алгоритмов и какой процент сходимости прогнозов и фактов отмечался в ходе работы. Но пока таких данных нет, отметила специалист.

• природа

Поделиться