Поведение аномалий объемной активности почвенного радона во время подготовки тектонических землетрясений

Объект исследований. Среди многочисленных возможных предвестников землетрясений существуют несколько наиболее физически обоснованных, к которым можно отнести аномалии объемной активности радона. Цель работы заключалась в сопоставлении наблюдаемых аномалий почвенного радона с зафиксированными сейсмическими событиями и поиске закономерностей между ними. Районом исследования являются острова Курильской гряды. Материалы и методы. На Южно-Курильском геофизическом стационаре Института морской геологии и геофизики ДВО РАН был организован мониторинг объемной активности почвенного радона (ОАР). Измерения проводились в адвективном режиме (почвенный воздух с глубины 70 см принудительно доставлялся к детектору с помощью насоса). Для ретроспективного анализа брались зарегистрированные сейсмические события с магнитудой больше 4, произошедшие в радиусе 500 км от станции мониторинга в Южно-Курильске за 2011–2018 гг.

Статистическая обработка данных осуществлялась с применением программ Microsoft Excel, Statistica. Результаты. С помощью методики сопоставления радоновых аномалий и землетрясений установлено, что можно использовать геодинамический критерий ≥2 (отношение магнитуды землетрясения к логарифму расстояния от эпицентра события до станции мониторинга в километрах). Из рассмотренных 166 тектонических землетрясений, удовлетворяющих геодинамическому критерию ≥2, 148 событиям предшествовали аномалии ОАР. Удалось определить положение землетрясений относительно экстремума предшествующих аномальных значений радона на временном интервале. Каждое из рассмотренных землетрясений, удовлетворяющее геодинамическому критерию ≥2, которому предшествовала радоновая аномалия, произошло после экстремума аномалии либо совпало с ним по времени. Выводы. Проявление тектонических землетрясений в аномалиях объемной активности радона после прохождения экстремума можно рассматривать в качестве краткосрочного прогностического критерия и использовать для разделения событий на ближние и дальние.

1. Бирюлин С.В., Козлова И.А., Юрков А.К. (2019) Исследование информативности объемной активности почвенного радона при подготовке и реализации тектонических землетрясений на примере ЮжноКурильского региона. Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле, 44(4), 73-83. DOI: 10.31431/1816-5524-2019-4-44-73-83

2. Булашевич Ю.П., Уткин В.И., Юрков А.К., Николаев В.Н. (1996) Изменение концентрации радона в связи с горными ударами в глубоких шахтах. Докл. АН, 345(2), 245-248.

3. Демежко Д.Ю., Юрков А.К., Уткин В.И., Щапов В.А. (2012) Температурные изменения в скважине KUN-1 (о. Кунашир), вызванные землетрясением Тохоку (11.03.2011 г., М = 9.0). Докл. АН, 445(2), 883-887.

4. Добровольский И.П. (1991) Теория подготовки тектонического землетрясения. М.: ОИФЗ АН СССР, 217 с.

5. Козлова И.А., Юрков А.К. (2005) Методические вопросы измерения содержания радона-222 в почвенном воздухе при мониторинговых наблюдениях. Уральский геофиз. вестн., 1, 30-34.

6. Козлова И.А., Юрков А.К. (2016) Отражение последовательных сейсмических событий в поле объемной активности радона. Уральский геофиз. вестн., 1, 35-39.

7. Копылова Г.Н., Болдина С.В. (2019) Гидрогеосейсмологические исследования на Камчатке: 1977–2017 гг. Вулканология и сейсмология, 2, 3-20. DOI: 10.31857/S0203-0306201923-20

8. Пулинец С.А., Давиденко Д.В., Линьков А.Д., Тарасенко Т.Е. (2012) Проблема многопараметрического анализа данных прогнозного сейсмомониторинга и пути ее решения. Спутниковым технологиям нет альтернативы. Мат-лы Междунар. науч.-техн. конф. “Фундаменнтальные проблемы радиоэлектронного приборостроения”. М.: УГТУ МИРЭА, 57-65.

9. Руленко О.П., Кузьмин Ю.Д. (2015) Увеличение радона и торона в районе Верхне-Паратунской гидротермальной системы Южной Камчатки перед катастрофическим землетрясением в Японии 11 марта 2011 г. Вулканология и сейсмология, 5, 36-42.

10. Тихонов И.Н. (2012) Паузы молчания перед сильными землетрясениями Курило-Камчатской зоны. Тихоокеан. геол., 31(1), 88-95.

11. Уломов В.И., Мавашев Б.З. (1967) О предвестнике сильного тектонического землетрясения. Докл. АН СССР, 176(2), 319-323.

12. Уткин В.И., Юрков А.К. (2009) Радон как “детерминированный” индикатор природных и техногенных геодинамических процессов. Докл. АН, 426(6), 816-820.

13. Atkinson B.K. (1980) Stress corrosion and the rate-dependent tensile failure of a fne-grained quartz rock. Tectonophysics, 65(3–4), 281-290.

14. Giuliani G.G., Giuliani R., Totani G., Eusani G., Totani F. (2009) Radon observations by gamma detectors PM-4 and PM-2 during the seismic period (January-April 2009) in L’Aquila Basin. AGu Fall Meet. V. 1. San-Francisco, 3.

15. King C.Y. (1978) Radon emanation on San-Andreas Fault. Nature, 5645, 516-519.

16. King C.Y., Azuma S., Igarashi G., Ohno M., Saito H., Wakita H. (1999) Earthquake-related water-level changes at 16 closely clustered wells in Tono, central Japan. J. Geophys. Res., 104(B6), 13073-13082.

17. King C.Y., King B.S., Evans W.S., Zhang W. (1996) Spatial radon anomalies on active faults in California. Appl. Geochem., 11, 497-510.

18. Lay T., Williams Q., Garnero E.J. (1998) The core-mantle boundary layer and deep Earth dynamics. Nature, 392, 461-468.

19. Lomnitz C. (1994) Fundamentals of earthquake prediction. N. Y., John Wiley & Sons, 326 p.

20. Martinelli G. (1992) Fluidodynamical and chemical features of radon-222 related to total gases: implications on earthquakes prediction topics. IAEA-TECDOC-726 Isotopic and geochemical precursors of earthquakes and volcanic eruptions. Proc. Advisory Group Meet. held. Vienna, 48-62.

21. Oh Y., Kim G. (2015) A radon-thoron isotope pair as a reliable earthquake precursor. Sci. Rep., 5, 13084. DOI: 10.1038/srep13084

22. Wakita H., Nakamura Y., Notsu K., Noguchi M., Asada T. (1980) Radon anomaly: a possible precursor of the 1978 Izu-Oshimakinkai earthquake. Sci., 207, 882-883.