Какие же процессы в очаге готовящегося землетрясения приводят к изменению гидрологического режима?

"Лабораторные опыты показали, - рассказывал руко водитель группы ученых Сахалинского комплексного научно-исследовательского института ДВНЦ АН СССР доктор технических наук Ф. И. Монахов, - что при подготовке разлома твердых земных пород происходит разуплотнение вещества. Вследствие этого объем образца увеличивается за счет образования микротрещин. Причем процесс этот обратим; непосредственно перед разломом микротрещины снова закрываются, и вещество уплотняется. Такое вление неупругого расширения вещества под влиянием растущих напряжений в науке называется дилатансией. Сейчас многие ученые считают, что в очаге назревающего землетрясения происходит именно такой процесс".

Изменение режима подземных вод с позиции дилатансионнои теории объясняется так. Образовавшиеся микротрешины и поры заполняются водой из окружающей среды, что приводит к понижению уровня. Непосредственно перед толчком породы уплотняются, и вода выжимается. Уровень ее начинает повышаться.

Однако такое предельно простое и ясное объяснение процесса изменения режима подземных вод перед толчком, по мнению некоторых ученых, справедливо лишь для скважин, расположенных в непосредственной близости к очагу. Результаты наблюдений на Курильском полигоне опровергают это мнение. "Мы наблюдали, - рассказывал Ф. И. Монахов, - изменение уровня воды перед землетрясениями, которые были удалены от скважин на 600-700 километров, а очаги их располагались на глубине до 200 километров. По нашему мнению, дилатансия - расширение объема пород - вызывает упругие напряжения за пределами центра сейсмической активности. Впрочем, такой вывод, к которому мы пришли экспериментальным путем, еще требует теоретического обоснования. Во всяком случае, мы установили, что величина, на которую падает в скважине столб воды, зависит от двух причин - интенсивности явления и удаленности его центра от пункта наблюдений".

Какова же реально прогностическая надежность гид-рогеодинамического метода?

Недавние наблюдения показали, что гидрогеодинамиче-ский метод позволяет предсказать все три самых важных для прогноза параметра - время, силу и место толчка. Обратимся к фактам.

19 марта 1978 года наблюдатели на Курильском полигоне Ю. Шлюев и В. Ашихин объявили прогноз на ближайшие 2-3 дня. И действительно, 22-23 марта произошло 4 толчка с магнитудой 6,7-7,6. Эпицентры находились в океане в 150 км юго-восточнее острова Итуруп. 24 марта наблюдатели сообщили о новом землетрясении на ближайшие сутки. Оно и произошло 25 марта и было самым сильным (М=8). В тот же день Ю. Шлюев и В. Ашихин предсказали следующее - в течение суток. Прогноз подтвердился серией толчков (М= 5-6) в ночь с 25 на 26 марта. После этого наблюдатели информировали о сейсмическом затишье, сбылось и это предсказание.

19 марта 1978 года наблюдатели на Курильском полигоне Ю. Шлюев и В. Ашихин объявили прогноз на ближайшие 2-3 дня. И действительно, 22-23 марта произошло 4 толчка с магнитудой 6,7-7,6. Эпицентры находились в океане в 150 км юго-восточнее острова Итуруп. 24 марта наблюдатели сообщили о новом землетрясении на ближайшие сутки. Оно и произошло 25 марта и было самым сильным (М=8). В тот же день Ю. Шлюев и В. Ашихин предсказали следующее - в течение суток. Прогноз подтвердился серией толчков (М= 5-6) в ночь с 25 на 26 марта. После этого наблюдатели информировали о сейсмическом затишье, сбылось и это предсказание.

Аналогичного успеха добились ученые Андижанского научно-исследовательского отдела Института сейсмологии Академии наук Узбекской ССР. На основе данных наблюдательных точек 3 октября 1978 года было высказано предположение: в ближайшие дни в 300 километрах юго-восточнее Андижана произойдет сильное землетрясение, 8 октября этот прогноз с большой точностью подтвердился. Толчки в Андижане ощущались силой пять-шесть баллов, как и ожидали сейсмологи. Были предсказаны также район и приблизительная сила землетрясения, происшедшего 1 ноября 1978 года в Алайской долине.

Точность, с которой советские специалисты предсказали крупное землетрясение в Алайской долине, по свидетельству печати США, произвела большое впечатление на американских ученых: впервые в мировой практике землетрясение было предсказано с точностью до нескольких часов по времени, нескольких баллов шкалы Рихтера по силе и нескольких сот километров по расположению эпицентра...

"Больше всего поражает огромное количество измерений, использованных советскими учеными для предсказания этого землетрясения, - сказал руководитель отдела изучения землетрясений геологической службы США доктор Роб Уэссон. - Эти измерения производились больше года. В середине октября были отмечены резкие изменения в сейсмической активности, а за день до землетрясения - резкое изменение уровня воды".

"Именно основываясь на изменении уровня грунтовых вод, советские ученые сделали предсказание за день до землетрясения, - отметил на страницах "Вашингтон пост" профессор Колумбийского университета Давид Симпсон. - Среди геологов бытует мнение, что перед землетрясением происходит общий подъем земной коры и что грунтовые воды по образовавшимся трещинам уходят вглубь. Было зарегистрировано также увеличение зарядов статического электричества".

Благодаря своевременному предсказанию, подчеркнул доктор Симпсон, землетрясение силой 6,7 балла по шкале Рихтера обошлось без жертв.

В сущности, система "скважина - водоносный горизонт" представляет собой естественный прибор - деформограф. Поэтому колебания уровня воды - это не что иное, как запись деформации земной коры. Таким образом, с гидродинамическим методом, по мнению Ф. И. Монахова, "способен конкурировать только прямой деформографический, то есть запись кварцевых или других приборов, устанавливаемых на поверхности Земли. Но наша система, - писал ученый, - обладает преимуществом. Во-первых, у кварцевых деформографов отношение сигнала к шуму не превышает 1, а при записях уровня воды в скважинах это отношение равно 5-10. Далее, кварцевый деформограф измеряет линейную деформацию в толчке, а уровень подземных вод реагирует на объемную деформацию всей зоны".

Для того чтобы получать ежедневную информацию о возможных в ближайшее время опасных подземных толчках или о затишье сейсмической активности, необходимо иметь целую систему скважин, расположенных на достаточно больших расстояниях друг от друга и окружающих очаг будущего землетрясения. Именно при сравнении уровней воды в скважинах можно определить положение очага и оценить его силу.

Итак, будущее за гидрогеодинамическим методом предсказания подземных бурь?

Пока, вероятно, ни один ученый не решится сказать категорическое - да! Надо продолжить наблюдения, экспериментировать, творчески обосновать явление дилатансии. Гидрогеодинамический метод прогнозирования землетрясений должен пройти проверку временем. Тем не менее сегодня бесспорно одно - именно гидрогеодинами-ческий способ позволил советским ученым предсказать ряд землетрясений 1978 года, происшедших на Курильских островах и в Андижанской зоне.

Предвестниками подземных бурь иногда бывают различные световые эффекты, электрическое свечение, наблюдаемые перед землетрясением. Одно из первых документальных свидетельств об этом замечательном феномене относится ко времени Древнего Рима - к 373 году до н. э. В Египте, в Индии, в Южной Америке, в Европе - где только не пугали людское воображение огневые чудеса, сопутствующие содроганиям матушки-земли! Для вящей убедительности ознакомим читателя со свидетельствами, касающимися только текущего века. Итак...

В 1911 году при землетрясении в Германии в безоблачном небе возникли огненные шары.

В 1923 году (землетрясение в Токио) из-под земли струился огненный туман.

Очевидцы знаменитого крымского землетрясения (1927) рассказывали об огненных столбах, поднявшихся над морем. Напротив мыса Лукулл столбы огня взвились на высоту около 500 метров.