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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Observações de rádio com IS3 para precursores de terremotos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Designer de rádio amador Não há, talvez, um único mês no ano em que as agências de notícias do mundo não relatem notícias terríveis sobre terremotos. De repente, eles caem sobre assentamentos, regiões inteiras, trazem destruição catastrófica associada a enormes perdas materiais e perdas humanas irreparáveis. Segundo a ONU, a perda de propriedades por terremotos é estimada em até 10 bilhões de dólares americanos por ano. Claro, é impossível evitar desastres naturais sísmicos, mas estar preparado para eles significa reduzir significativamente suas consequências. É possível uma previsão confiável de terremotos a longo prazo ou pelo menos a curto prazo? A ciência está cada vez mais perto de uma resposta positiva a essa pergunta. Isso é evidenciado, em particular, por muitos anos de experiência em observações de rádio de precursores de terremotos da placa IS3, acumulada pelo Instituto de Magnetismo Terrestre, Ionosfera e Propagação de Ondas de Rádio da Academia Russa de Ciências (IZMIRAN). Até agora, os cientistas chegaram à firme convicção de que um terremoto não é um evento súbito, mas um processo que é precedido por uma variedade de fenômenos geofísicos. Em áreas sismicamente ativas no momento do terremoto e imediatamente antes dele, o brilho da atmosfera, solo, encostas de montanhas, distúrbios no potencial elétrico atmosférico, variações na intensidade da radiação eletromagnética a distâncias de até mil quilômetros do epicentro , bem como mudanças nas frequências críticas e densidade das camadas E e F da ionosfera foram observadas repetidamente. Na década de 3, com o ICXNUMX, explosões de emissões de ruído eletromagnético de baixa frequência foram detectadas nos epicentros de grandes terremotos algumas horas antes do evento, uma explosão aguda de radiação eletromagnética pulsada foi registrada em uma faixa de frequência bastante ampla. Atualmente, o estudo dos efeitos sismoionosféricos segue em duas direções: a análise de eventos individuais e a derivação de regularidades estatísticas. Vamos nos deter nas emissões de rádio na faixa de frequência do som como precursoras de terremotos. Tornou-se possível tirar tal conclusão porque foi possível comparar o estado dos precursores no processo de crescimento e manifestação direta de eventos sísmicos com emissões de rádio em estado calmo. Estudos de emissões de rádio de fundo na faixa de frequência de áudio (0,1 ... 20 kHz) são realizados em nosso país com IC3 há muitos anos. Eles continuam até agora. Normalmente, eram utilizados um receptor de banda larga e dispositivos para registrá-los, o que possibilitava a análise espectral de diversas linhas de frequência a bordo do IC3. O registro com receptores de banda larga é adequado para o estudo de sinais discretos e um estudo detalhado do espectro de radiação de ruído e quase-ruído. O uso de analisadores de espectro a bordo fornece informações sobre a intensidade absoluta e a distribuição espacial da intensidade da radiação. A recepção de informações de banda larga transmitidas à Terra é realizada nos observatórios da Rússia, Alemanha, República Tcheca e Hungria, quando os satélites sobrevoam. A longa vida útil dos satélites e a grande quantidade de dados obtidos permitiram acumular uma quantidade significativa de informações homogêneas adequadas para processamento estatístico e comparação de variações na intensidade das emissões de ruído eletromagnético de baixa frequência sob várias condições de atividade geomagnética e solar . Variações diurnas, latitudinais e de altitude na intensidade da radiação de baixa frequência foram obtidas em unidades absolutas, e sua dinâmica foi traçada sob diferentes condições de perturbação geomagnética. Todas essas informações sobre a radiação de "fundo" foram uma base confiável para o estudo posterior do autor dessas linhas, que pela primeira vez conseguiu detectar o efeito da excitação do ruído de baixa frequência sobre o suposto epicentro do terremoto esperado. Uma análise das informações obtidas durante uma série de passagens sucessivas do satélite permite obter a distribuição espaço-temporal dos parâmetros registrados. Variações nos componentes magnéticos (m) e elétricos (e) do campo de radiação de ruído de baixa frequência da saída dos canais do analisador de espectro nas frequências de 4650, 800, 450 e 140 Hz foram registradas; mudanças na concentração plasmática térmica Ne e na densidade de fluxo de elétrons energéticos com energias Ee acima de 40 keV e Ee acima de 100 keV. Tudo isso mostra a diversidade de manifestações da atividade sísmica em altitudes de satélite no espaço sideral próximo à Terra. Como as radiações eletromagnéticas de baixa frequência registradas que precedem o evento, durante o choque principal e depois dele se manifestam e sinalizam sobre terremotos? A figura mostra em coordenadas geográficas as projeções das órbitas (4080...4087) do satélite Interkosmos-19 nos hemisférios norte e sul durante os sobrevoos do IC3 perto do epicentro do terremoto. Neste caso, foram observadas rajadas de intensidade do campo de radiação de baixa frequência. A localização do epicentro está marcada no diagrama (xx). Nas partes superior e inferior do diagrama, além do tempo de observação mundial, é indicado o tempo antes (sinal de menos) e depois (sinal de mais) do terremoto. Nas projeções das voltas orbitais, os retângulos preenchidos mostram um aumento na intensidade do sinal das componentes magnética (à direita da projeção da trajetória) e elétrica (à esquerda da projeção) do campo de radiação em 20 dB em relação a o nível de ruído de fundo normalmente observado nesta região do espaço. A imagem no diagrama refere-se a uma frequência de 4650 Hz, mas rajadas semelhantes são observadas em toda a banda de frequências gravadas. A amplitude e principalmente o tempo de observação das rajadas aumentam à medida que nos aproximamos do epicentro em longitude e no tempo. Antes do terremoto, foram observadas mudanças em comparação com as variações nas componentes magnética e elétrica do campo de radiação que normalmente são registradas nesta região; após o terremoto, o componente elétrico prevaleceu. Explosões de ruído também foram observadas na região magneticamente conjugada, mas a zona de observação foi significativamente mais estreita.
Anteriormente, obtivemos dados sobre a distribuição espaço-temporal global da intensidade da radiação natural (variações diárias, latitudinais e de altitude em unidades absolutas) de baixa frequência nas frequências de 3 Hz e 19 kHz sob várias condições de distúrbios geomagnéticos. Isso indica a confiabilidade do método de extração de sinal para determinar o desenvolvimento da atividade sísmica. Isso também é comprovado por observações de radiação eletromagnética de dois satélites passando sobre o epicentro do mesmo terremoto. O satélite Interkosmos-Bulgaria-1300 voou sobre o epicentro do terremoto em 21 de janeiro de 1982 a uma altitude de 800 km 12 minutos antes do choque principal a uma distância de 2,8° de longitude. Neste caso, foram registradas oscilações quase harmônicas do campo magnético com amplitude de 3,5 nT. O tamanho da zona de registro de oscilação foi de 40...100 km ao longo da trajetória. O satélite Orel 3 voou a uma altitude de 1970 km perto do epicentro do mesmo terremoto 4 h 48 min antes do choque principal. A bordo, também foram observadas rajadas de intensidade de campo de radiação de baixa frequência na faixa de 10 Hz ... 20 kHz. A presença de medições consecutivas de dois satélites sobre a mesma área antes do terremoto, apesar das diferenças nos equipamentos utilizados, permite concluir que os ruídos sismomagneosféricos estão presentes por muito tempo na área acima do epicentro antes do tremor principal, o que confirma a possibilidade de usar esses ruídos para previsões. De acordo com observações de satélite, analisamos não apenas eventos individuais, mas também obtivemos características estatísticas. Ao mesmo tempo, introduzimos algumas restrições: terremotos bastante fortes com magnitude M superior a 5,5 e profundidade inferior a 60 km foram selecionados. Apenas terremotos de latitude relativamente baixa (latitude geomagnética inferior a 45°) foram levados em consideração. Como resultado, verificou-se que o tamanho latitudinal da zona de detecção de rajadas é significativamente maior do que a longitudinal, ou seja, rajadas de radiação são observadas na forma de um "cinturão de ruído" estendido ao longo da latitude geomagnética do epicentro. Antes do terremoto, os componentes magnéticos e elétricos do campo de emissão de ruído foram registrados. Após o terremoto, a componente elétrica dominou. A faixa de frequência vai de frações de hertz a 20 kHz, e talvez até mais (20 kHz é a faixa superior do equipamento). A confiabilidade do efeito observado, calculada com base nos resultados do processamento estatístico dos resultados experimentais, é de 85 a 90%. Assim, o efeito da excitação da radiação eletromagnética na plasmasfera acima do epicentro do terremoto esperado foi descoberto e confirmado. Teoricamente, confirma-se a realidade do fenômeno registrado. Naturalmente, a abordagem científica não pode se limitar à observação de um fenômeno. Portanto, a atenção principal foi dada a uma análise abrangente dos precursores do terremoto, incluindo radiação de baixa frequência e variações nos fluxos de elétrons energéticos acima do epicentro esperado. A suposição sobre a relação desses fenômenos com a atividade sísmica, expressa pela primeira vez por especialistas do IZMIRAN há quase dez anos, foi confirmada pelo estudo dos resultados das observações em diferentes períodos de tempo. Por exemplo, imediatamente antes do terremoto Spitak em 7 de dezembro de 1988, um telescópio vertical de raios cósmicos montado em um balão e lançado cerca de 41 minutos antes do choque principal registrou um aumento no fluxo de partículas penetrantes sob a influência do próximo terremoto. De acordo com os dados obtidos do satélite Oreol 3, rajadas simultâneas da intensidade da radiação de baixa frequência (0,01 - 20 kHz) e a taxa de contagem do fluxo de partículas energéticas sobre o epicentro do terremoto foram registradas 4 horas e 48 minutos antes do principal choque. Verificou-se que de 20 casos de aumento da precipitação de partículas acompanhadas por intensas rajadas de radiação de baixa frequência, em 18 casos as rajadas anômalas coincidiram com a presença de terremotos. O satélite "Interkosmos 19" também registrou variações anômalas observadas simultaneamente na intensidade do ruído de baixa frequência e na densidade de fluxo de partículas energéticas. Assim, quando ocorre um terremoto, toda a plasmasfera é excitada acima do epicentro e na região magneticamente conjugada. A generalização das observações científicas por parte de especialistas nacionais e estrangeiros permite traçar um diagrama da evolução temporal dos fenómenos geofísicos que acompanham a manifestação da actividade sísmica. Vamos chamá-los:
Todas as informações acima confirmam a possibilidade de previsão de terremotos, para a qual dados terrestres e de satélite devem ser usados em combinação. Parece ótimo e possível, mesmo agora, organizar o monitoramento por satélite dos precursores do terremoto, para criar uma rede de estações terrestres autônomas conectadas por meio de um canal telemétrico com satélites. As informações combinadas podem ser processadas em um data center. É improvável que os custos de criação de tal rede sejam excessivos em comparação com as perdas que os desastres naturais repentinos, mas na verdade previsíveis, trazem consigo. Autor: V. Larkina, Doutor em Phys.-Math. Ciências, Moscou
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