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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Osservazioni radio da IS3 dei precursori dei terremoti. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Progettista radioamatore Forse non c’è un solo mese dell’anno in cui le agenzie di stampa di tutto il mondo non riportino notizie terribili sui terremoti. Cadono improvvisamente su aree popolate e intere regioni, causando distruzioni catastrofiche associate a enormi perdite materiali e vittime umane irreparabili. Secondo le Nazioni Unite, le perdite immobiliari dovute ai terremoti sono stimate fino a 10 miliardi di dollari all’anno. Certo, è impossibile prevenire le catastrofi naturali sismiche, ma essere preparati ad affrontarle significa ridurne significativamente le conseguenze. È possibile una previsione affidabile dei terremoti a lungo termine o almeno a breve termine? La scienza si sta avvicinando a una risposta positiva a questa domanda. Ciò è dimostrato, in particolare, dall'esperienza pluriennale nelle osservazioni radio del comitato dei precursori dei terremoti IS3, accumulata dall'Istituto di magnetismo terrestre, ionosfera e propagazione delle onde radio dell'Accademia russa delle scienze (IZMIRAN). Ormai gli scienziati sono giunti alla ferma convinzione che un terremoto non è un evento improvviso, ma un processo preceduto da una varietà di fenomeni geofisici. Nelle zone sismicamente attive al momento del terremoto e immediatamente prima, il bagliore dell'atmosfera, del suolo, dei pendii delle montagne, le perturbazioni del potenziale elettrico atmosferico, le variazioni dell'intensità della radiazione elettromagnetica a distanze fino a mille chilometri dal terremoto epicentro, così come i cambiamenti nelle frequenze critiche e nella densità degli strati E ed F della ionosfera sono stati ripetutamente osservati. Negli anni ottanta, con IS3, furono rilevate esplosioni di emissioni di rumore elettromagnetico a bassa frequenza sopra gli epicentri di grandi terremoti diverse ore prima dell'evento, e una forte esplosione di radiazione elettromagnetica pulsata fu registrata in una banda di frequenza abbastanza ampia. Attualmente lo studio degli effetti sismico-ionosferici procede in due direzioni: analisi dei singoli eventi e ottenimento di modelli statistici. Soffermiamoci sulle emissioni radio nella gamma delle frequenze audio, come presagi di terremoti. È stato possibile trarre tale conclusione perché è stato possibile confrontare lo stato dei precursori nel processo di crescita e manifestazione diretta degli eventi sismici con le emissioni radio in uno stato calmo. Da molti anni nel nostro Paese si effettuano studi sulle emissioni radio di fondo nella gamma delle frequenze audio (0,1...20 kHz) con IS3. Continuano fino ad oggi. Tipicamente, per registrarli, venivano utilizzati un ricevitore a banda larga e strumenti che permettevano di effettuare l'analisi spettrale di diverse linee di frequenza a bordo dell'IC3. La registrazione mediante ricevitori a banda larga è adatta per lo studio di segnali discreti e lo studio dettagliato dello spettro delle emissioni di rumore e quasi rumore. L'uso di analizzatori di spettro di bordo fornisce informazioni sull'intensità assoluta e sulla distribuzione spaziale dell'intensità della radiazione. La ricezione delle informazioni a banda larga trasmesse alla Terra viene effettuata presso gli osservatori in Russia, Germania, Repubblica Ceca e Ungheria quando i satelliti li sorvolano. La lunga durata dei satelliti e l'ampio volume di dati ottenuti hanno permesso di accumulare una quantità significativa di informazioni omogenee adatte all'elaborazione statistica e al confronto delle variazioni dell'intensità delle emissioni di rumore elettromagnetico a bassa frequenza in varie condizioni di attività geomagnetica e solare . Sono state ottenute variazioni giornaliere, latitudinali e altitudinali dell'intensità della radiazione a bassa frequenza in unità assolute e la loro dinamica è stata tracciata in diverse condizioni di disturbo geomagnetico. Tutte queste informazioni sulla radiazione di "fondo" hanno fornito una base affidabile per il successivo studio da parte dell'autore di queste righe, che per primo ha scoperto l'effetto dell'eccitazione del rumore a bassa frequenza sopra il presunto epicentro del terremoto previsto. L'analisi delle informazioni ottenute durante una serie di voli successivi del satellite consente di ottenere la distribuzione spaziotemporale dei parametri registrati. Sono state registrate le variazioni nelle componenti magnetiche (m) ed elettriche (e) del campo della radiazione di rumore a bassa frequenza dall'uscita dei canali dell'analizzatore di spettro alle frequenze di 4650, 800, 450 e 140 Hz; cambiamenti nella concentrazione del plasma termico Ne e nella densità di flusso degli elettroni energetici con energie Ee superiori a 40 keV ed Ee superiori a 100 keV. Tutto ciò mostra la diversità delle manifestazioni dell'attività sismica alle altitudini satellitari nello spazio vicino alla Terra. Come si manifestano e segnalano i terremoti le radiazioni elettromagnetiche a bassa frequenza registrate che precedono l'evento, durante la scossa principale e dopo essa? La figura mostra in coordinate geografiche le proiezioni delle rivoluzioni orbitali (4080...4087) del satellite Intercosmos-19 negli emisferi nord e sud durante i voli IS3 vicino all'epicentro del terremoto. Allo stesso tempo, sono state osservate esplosioni nell'intensità del campo di radiazioni a bassa frequenza. La posizione dell'epicentro (xx) è segnata sul diagramma. Nelle parti superiore e inferiore del diagramma, oltre al tempo di osservazione mondiale, è indicato il tempo prima (segno meno) e dopo (segno più) il terremoto. Sulle proiezioni delle rotazioni orbitali, i rettangoli anneriti mostrano un aumento dell'intensità del segnale delle componenti magnetiche (a destra della proiezione della traiettoria) ed elettriche (a sinistra della proiezione) del campo di radiazione di 20 dB rispetto al livello del rumore di fondo solitamente osservato in una data regione dello spazio. L'immagine nel diagramma si riferisce ad una frequenza di 4650 Hz, ma burst simili si notano su tutta la gamma delle frequenze registrate. L'ampiezza e soprattutto il tempo di osservazione dei lampi aumentano man mano che si avvicinano all'epicentro in longitudine e tempo. Prima del terremoto si osservavano cambiamenti rispetto alle variazioni delle componenti magnetiche ed elettriche del campo di radiazione rispetto a quelle abitualmente registrate in questa regione; dopo il terremoto prevaleva la componente elettrica. Sono state notate esplosioni di rumore anche nella regione magneticamente coniugata, ma la zona di osservazione era significativamente più ristretta.
In precedenza, abbiamo ottenuto dai dati Intercosmos-3 IS19 sulla distribuzione spazio-temporale globale dell'intensità della radiazione naturale a bassa frequenza (variazioni diurne, di latitudine e altitudine in unità assolute) a frequenze di 500 Hz e 2,5 kHz in diverse condizioni di disturbo geomagnetico . Ciò indica l'affidabilità del metodo di estrazione del segnale per determinare lo sviluppo dell'attività sismica. Ciò è dimostrato anche dalle osservazioni della radiazione elettromagnetica di due satelliti che passano sopra l'epicentro dello stesso terremoto. Il satellite Intercosmos - Bulgaria - 1300 ha sorvolato l'epicentro del terremoto il 21 gennaio 1982 ad un'altitudine di 800 km, 12 minuti prima dell'impatto principale, ad una distanza di 2,8° di longitudine. In questo caso sono state registrate oscillazioni quasi armoniche del campo magnetico con un'ampiezza di 3,5 nT. La dimensione della zona di registrazione delle vibrazioni era di 40...100 km lungo la traiettoria. Il satellite Eagle 3 ha volato ad un'altitudine di 1970 km vicino all'epicentro dello stesso terremoto 4 ore e 48 minuti prima dell'impatto principale. A bordo furono notati anche lampi di intensità del campo di radiazione a bassa frequenza nell'intervallo 10 Hz...20 kHz. La presenza di misurazioni successive effettuate da due satelliti sulla stessa area prima del terremoto, nonostante le differenze nelle apparecchiature utilizzate, permette di concludere che il rumore sismomagnetico è presente per lungo tempo nell'area sopra l'epicentro prima della scossa principale, il che conferma la possibilità di utilizzare questo rumore per le previsioni. Sulla base delle osservazioni satellitari, abbiamo analizzato non solo i singoli eventi, ma abbiamo anche ottenuto caratteristiche statistiche. Allo stesso tempo, abbiamo introdotto alcune restrizioni: sono stati selezionati terremoti abbastanza forti con una magnitudo M superiore a 5,5 e una profondità inferiore a 60 km. Sono stati presi in considerazione solo i terremoti a latitudini relativamente basse (latitudine geomagnetica inferiore a 45°). Di conseguenza, si è scoperto che la dimensione latitudinale della zona di registrazione delle esplosioni è molto maggiore della dimensione longitudinale, vale a dire che le esplosioni di radiazioni vengono osservate sotto forma di una “cintura di rumore” estesa lungo la latitudine geomagnetica dell’epicentro. Prima del terremoto venivano registrate sia le componenti magnetiche che quelle elettriche del campo di radiazione acustica. Dopo il terremoto prevalse la componente elettrica. La gamma di frequenza va da frazioni di hertz a 20 kHz e forse anche superiore (20 kHz è la gamma superiore dell'apparecchiatura). L'affidabilità dell'effetto osservato, calcolata sulla base dei risultati dell'elaborazione statistica dei risultati sperimentali, è dell'85 - 90%. Pertanto, è stato scoperto e confermato l'effetto dell'eccitazione della radiazione elettromagnetica nella plasmasfera sopra l'epicentro del terremoto previsto. In teoria, la realtà del fenomeno registrato è confermata. Naturalmente l’approccio scientifico non può limitarsi all’osservazione di un solo fenomeno. Pertanto, l'attenzione principale è stata rivolta ad un'analisi completa dei precursori dei terremoti, comprese le radiazioni a bassa frequenza e le variazioni nei flussi di elettroni energetici sull'epicentro previsto. L'ipotesi sulla relazione tra questi fenomeni e l'attività sismica, espressa per la prima volta dagli specialisti di IZMIRAN quasi dieci anni fa, è stata confermata studiando i risultati delle osservazioni in diversi periodi di tempo. Ad esempio, immediatamente prima del terremoto di Spitak del 7 dicembre 1988, un telescopio verticale per raggi cosmici montato su un pallone e lanciato circa 41 minuti prima della scossa principale ha registrato un aumento del flusso di particelle penetranti sotto l'influenza del prossimo processo sismico. Secondo i dati ottenuti dal satellite Oreol 3, esplosioni simultanee nell'intensità della radiazione a bassa frequenza (0,01 - 20 kHz) e nella velocità di conteggio del flusso di particelle energetiche sopra l'epicentro del terremoto sono state registrate 4 ore e 48 minuti prima del terremoto. impatto principale. Si è riscontrato che su 20 casi di aumento delle precipitazioni di particelle accompagnate da intense esplosioni di radiazioni a bassa frequenza, in 18 casi le esplosioni anomale coincidevano con la presenza di terremoti. Il satellite Intercosmos 19 ha registrato simultaneamente anche variazioni anomale nell'intensità del rumore a bassa frequenza e nella densità del flusso delle particelle energetiche. Pertanto, quando ha origine un terremoto, l'intera plasmasfera sopra l'epicentro e nella regione magneticamente coniugata viene eccitata. La generalizzazione delle osservazioni scientifiche da parte di specialisti nazionali e stranieri consente di elaborare un diagramma dello sviluppo temporale dei fenomeni geofisici che accompagnano la manifestazione dell'attività sismica. Chiamiamoli:
Tutte le informazioni fornite confermano la possibilità di prevedere i terremoti, per i quali è necessario utilizzare in combinazione sia i dati terrestri che quelli satellitari. Sembra ottimale e possibile ora organizzare il monitoraggio satellitare dei precursori dei terremoti e creare una rete di stazioni terrestri autonome collegate tramite un canale di telemetria ai satelliti. Le informazioni combinate potrebbero essere elaborate in un centro di analisi dati. È improbabile che i costi per la creazione di una tale rete siano eccessivi rispetto alle perdite che le catastrofi naturali improvvise, ma di fatto prevedibili, portano con sé. Autore: V. Larkina, dottore in fisica-matematica. Scienze, Mosca
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