ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАК ЧАСТЬ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. МОНИТОРИНГ ЗЕМЛЕТРЕСЕНИЙ.

Геофизический мониторинг является специфическим видом мониторинга окружающей среды, осуществляемого в целях оценки и прогнозирования экологически опасных природных, природно-техногенных и техногенных геологических процессов. Обычно геофизический мониторинг используется для получения оперативной информации, позволяющей выявить изменения, происходящие в верхних слоях литосферы или гидросферы, с точки зрения их соответствия допустимым нормам и критериям качества и безопасности окружающей среды. Прогноз этих изменений во времени дает возможность принять оперативные управленческие решения по стабилизации неблагоприятных техногенных воздействий или защите от природных геологических катастроф.

Основными задачами геофизического мониторинга являются: наблюдение за состоянием литосферного пространства и геофизическими полями; выделение составляющих, обусловленных техногенными факторами; выделение аномалий геофизических полей, обусловленных развитием экологически опасных геологических процессов; прогнозирование состояния геологической среды на ближайшую и отдаленную перспективы.

Возможности геофизического мониторинга определяются универсальностью и многофакторностью геофизической информации, позволяющей характеризовать геометрию, свойства геологических тел любых размеров, а также их изменения во времени. Непосредственное измерение пространственной структуры и временных вариаций электромагнитных, радиоактивных, тепловых полей, полей упругих колебаний дает количественную информацию о напряженном состоянии и физико-механических свойствах массивов горных пород.

В настоящее время в организации геофизического мониторинга применяются комплексы методов с различной физической основой и различных технологий. Среди последних можно выделить комплексы, использующие дистанционные (космические и аэровысотные), наземные, подземные (скважинные и шахтные) технологии. Такие важные особенности указанных комплексов, как различная обзорность, разномасштабность, разрешающая способность и детальность получаемой информации дают возможность осуществлять многоуровневый (от глобального до детального уровня) пространственный мониторинг природных и природно-техногенных процессов.

Природные землетрясения относятся к наиболее опасным геологическим процессам, непосредственно угрожающим жизни людей и приводящим к резкому ухудшению условий существования экосистем различного уровня. В России более 20% территории, на которой проживает почти пятая часть населения, имеет высокий уровень сейсмичности. Здесь разрушительные землетрясения происходят достаточно часто и сопровождаются значительным материальным и экологическим ущербом, а иногда и человеческими жертвами.

Объект геофизического мониторинга природных землетрясений — сложная природная геосистема, элементами которой являются блоки различных размеров и конфигурации, обладающие различными физическими свойствами и связанные между собой различными пространственно-временными и физическими отношениями. Процесс подготовки землетрясения, т.е. резких структурных изменений в этой системе, включает процессы различного масштаба, происходящие на различных иерархических уровнях системы. Очевидно, что для наблюдений и прогнозирования землетрясений по геофизическим данным необходим комплексный подход. Известно, что подготовка сильного землетрясения сопровождается предвестниками. К ним относятся, например, аномальные деформации земной коры; изменения сейсмичности (сейсмический режим), структуры геомагнитных и геоэлектрических полей, дебита, температуры и химического состава подземных вод и других характеристик. Известно и зарегистрировано более сотни предвестников землетрясений, из которых реально учитывается около 20.

Выделяются четыре стадии прогноза сильного землетрясения: долгосрочный (от десятков до нескольких лет), среднесрочный (от нескольких лет до нескольких месяцев), краткосрочный (от нескольких месяцев до нескольких дней, а иногда и часов) и оперативный (от нескольких часов до секунд). Каждой стадии соответствует определенная группа предвестниковых явлений, наблюдаемая в различных по своей природе геофизических полях.

Долгосрочный прогноз по сути не является собственно геофизическим. Он выполняется на основе комплексного анализа геотектонических данных, исторической сейсмичности, сведений о современных движениях земной коры и о времени последнего сильного землетрясения в изучаемом регионе.

Среднесрочный прогноз осуществляется по данным анализа среднесрочных предвестников (в основном сейсмологических и геодезических).

Краткосрочный прогноз выполняется на основе анализа полученных в результате геофизического мониторинга данных о краткосрочных предвестниках (например, параметры сейсмических и магнитотеллурических полей), дополняемых гидродинамическими и геохимическими данными.

Специфическим видом геофизического мониторинга является мониторинг природно-техногенных землетрясений. Наиболее часто такие землетрясения связаны с процессами добычи твердых и жидких полезных ископаемых, со строительством крупных водохранилищ и другими инженерно-техническими мероприятиями, существенно меняющими напряженное состояние и сплошность массивов горных пород, что, в свою очередь, приводит к их разрушению и возникновению локальных техногенных землетрясений.