Ўзбекистон Республикаси Фуқаро муҳофазаси институти

 
д.ф.-м.н. Хусомиддинов С.С., Садиров Ф.Х.
(
Институт сейсмология Академии наук) 
 
Аннотация: 
В докладе рассмотрены основные задачи и технологии их реализации по 
проблеме прогнозной оценки вероятности землетрясения в реальном масштабе времени.
Ключевые слова:
напряжения и деформации, земная кора, предвестники 
землетрясений, система мониторинга, автоматизация, программное обеспечение. 
Территория Узбекистана относится к зоне повышенного сейсмического 
риска. 
Поэтому 
проблема 
обеспечения 
сейсмической 
безопасности

---

23 
в Узбекистане является одной из приоритетных направлений стратегии защиты 
от чрезвычайных ситуаций населения и территорий. Постановлением 
Президента Республики Узбекистан от 09.08.2017г. №ПП-3190 утвержден 
«КОМПЛЕКС МЕР» по дальнейшему развитию и повышению эффективности 
научных исследований в области сейсмологии, сейсмостойкого строительства 
зданий и сооружений, а также повышению уровня сейсмической безопасности 
населения и территории Республики Узбекистан. Составной частью этой 
программы 
является 
создание 
системы 
мониторинга 
напряженно-
деформированного состояния земной коры стационарными, полевыми 
методами и выявление критичных зон сейсмической опасности. Основная цель 
создание системы - прогноз вероятности сильного землетрясения
в реальном масштабе времени.
Основными задачами проекта являются:
1.
 
Совершенствование принципов и критериев оперативного прогноза 
землетрясений, 
разработка 
современной 
системы 
информационного 
обеспечения и создание автоматизированного аппаратно-программного 
комплекса и экспертной системы сейсмопрогнозных оценок.
 
2.
Оптимизация и развитие межрегиональной сети сейсмического
и сейсмопрогнозного мониторинга, включая дистанционные методы,
с оперативной обработкой результатов мониторинга, с учетом трансграничных 
источников опасности.

Впервые целевая задача по разработке методологии прогноза 
землетрясений была поставлена при организации Института сейсмологии
в составе Академии наук Узбекистана в 1966 г. Проводимые в Узбекистане
и 
ряде 
других 
стран 
широкомасштабные 
полевые, 
лабораторные
и теоретические исследования существенно обогатили геофизическую науку
и заметно продвинули решение проблемы прогноза землетрясений.
В структуре вариаций параметров геофизических, геодинамических полей
и подземных вод зафиксированы многочисленные аномальные изменения 
[1-4], которые с приемлемым приближением интерпретируются как
предвестники землетрясений. В то же время эти исследования показали,
что ни один из известных предвестниковых признаков в отдельности
не обеспечивает требуемую достоверность предвестника. Их вариации имеют 
как "ложные аномалии" так и "пропуски целей" с различными вероятностями.
Поэтому 
решение 
проблемы 
выявления 
предвестников 
связывают
с постановкой комплексных измерений и оценкой возможности наступления 
землетрясения по совокупным признакам [5-9].
Концепция прогноза землетрясений базируются на современных 
представлениях 
физики 
сейсмогенных процессов и 
феноменологии 
сопутствующих им аномальных проявлений природы. Рассмотрим упрощённое 
представление 
о 
процессах 
генерации 
землетрясения.
Под действием глубинного термодинамических процессов, происходят 
перемещения плит земной коры. Вследствие неоднородного строения земной 
коры, неравномерностей амплитуд, скоростей и направлений перемещения
в зонах разломов тектонических плит возникают неоднородности (узлы)

---

24 
с накоплением высокой концентрации механических напряжений. При 
превышении напряжений в массиве горных пород их механической прочности 
происходит магистральный разрыв сплошности, которая сопровождается 
перемещением бортов трещины вдоль направления приложенных напряжений 
и сбросом определенной части напряжений. Именно этот процесс вызывает 
сотрясения недр и поверхности земли, т.е. землетрясение.
В силу неоднородного геологического строения прочность слагающих 
земную кору массивов пород также неоднородна, более прочные массивы 
горных пород чередуются слабыми участками. Под действием длительных 
тектонических напряжений главному подземному толчку будут предшествовать 
множество слабых землетрясений в области подготовки землетрясения. 
Локализация и динамика фоновой сейсмичности является одним из признаков 
готовящегося землетрясения. На активной фазе подготовки землетрясения, (от 
нескольких до десятка лет), под действием приложенных напряжений зона 
будущего разрыва (очага будущего землетрясения) консолидированный объем 
испытывает аномальные деформации, величина которых снижается к 
периферии. 
Магистральный 
разрыв 
происходит 
при 
достижении 
относительных аномальных деформаций величины 10
-4
.
Зона, подверженная аномальным деформациям, называется областью 
подготовки землетрясения. Аномальные деформации сопровождаются 
аномальными изменениями механических, электрофизических, физико-
химических свойств горных пород и, как следствие, аномальными изменениями 
чувствительных 
параметров 
геофизических, 
гидрогеологических 
и 
геодинамических полей.
Согласно 
известных 
моделей 
подготовки 
землетрясения, 
феноменологически процесс деформирования и разрушения сейсмического 
очага испытывает несколько качественных стадий, обусловленных этапами 
процесса трещинообразования. Согласно модели лавинно неустойчивого
трещинаобразования 
[1], 
будущий 
очаг 
ожидаемого 
землетрясения 
претерпевает следующие этапы: однородное трещинаобразование в объеме 
очага зависящее от величины и скорости приложенных тектонических 
напряжений 

увеличение числа и взаимодействие трещин с образованием 
макротрещин вдоль направления приложенных напряжений 

их 
концентрация в узкой зоне будущего разрыва 

слияние макротрещин
в магистральный разрыв.
В натурных условиях, в зависимости от величин и скоростей, аномальные 
деформации способны вызвать аномальные изменения чувствительных 
параметров 
тех 
или 
иных 
естественных 
полей, 
назовем
их индикаторными. По сути, процедура прогноза землетрясения сводится
к 
параметрическому 
мониторингу 
вариаций 
индикаторных 
полей
с дальнейшими экспертными оценками их соответствия критериям «норма» 
или «аномалия». Такое упрощенное представление модели и феноменологии 
подготовки землетрясения отображает принципы построения систем 
мониторинга предвестников и алгоритм прогноза землетрясения. 

---

25 
К настоящему времени накоплен значительный статистический материал 
по инструментальным наблюдениям за поведением естественных полей в 
сейсмоактивных зонах трещинаобразование [2-5]. Распространенным является 
метод поиска долгосрочных предвестников по необычным вариациям фоновой 
сейсмичности и параметров сейсмических волн. Деформационное поле с 
приемлемым приближением может быть охарактеризовано наклономерными, 
деформационными, 
глобальным 
позицированием 
(GPS)
и геодезическими измерениями. Предвестниковые аномалии проявляются 
также в вариациях геомагнитного поля, газового состава и динамического 
режима подземных вод. Результаты многочисленных исследований
на геодинамических полигонах ряда стран свидетельствуют о наличии 
комплекса аномальных вариаций в структуре геоэлектрического, атмосферно 
электрического, естественных импульсных электромагнитных излучений,
ионосферы, за непродолжительное время до землетрясений, т.е. в структуре 
последних наиболее вероятны краткосрочные предвестники.
В свете современных представлений землетрясение не является 
мгновенным актом и подготавливается в конкретном объёме горной среды 
и интервале времени, в которых могут проявляться предвестники. Известно 
два подхода к физике аномалий деформационного поля, предопределяющих 
механизм прогностических признаков. В первом подходе они связываются
с 
изменением 
физико-механических 
свойств 
геологической 
среды
в окрестности будущего очага, претерпевающего необратимые изменения под 
действием тектонических сил. Возможность локализации области подготовки 
землетрясения, в этом случае, связана с оконтуриванием зоны аномальных 
деформаций, величина которых на периферии снижается до фоновых