Российские ученые обнаружили формирование мультифракталов при активно земной коры. Это может помочь прогнозировать землетрясения.
Ученые из МИСИС доказали, что при активности земной коры существуют закономерности, которые позволяют прогнозировать сильные землетрясения за полгода. Динамика природных катастроф отражает характеристики самоподобия на графиках, где фрагменты напоминают общую картину. Это свойство способствует прогнозированию. Для этого требуется анализировать пики сейсмической активности в зависимости от пространственно-временных параметров.
Специалисты отмечают, что сложный процесс сейсмической активности на первый взгляд выглядит хаотичным. Однако изучив множество эпицентров землетрясений и их магнитуды, можно увидеть, что они формируют мультифрактал, доступный анализу через фрактальную геометрию. Было установлено, что в сейсмической активности присутствуют детерминированные компоненты, связанные между собой. В частности, выявлена связь между возникновением сильных землетрясений и скачками характеристик множества эпицентров.
Для выявления закономерностей ученые провели исследование сейсмической активности на полуострове Камчатка и на территории Японских островов. Эти регионы находятся в пределах Тихоокеанского огненного пояса, где располагается значительное количество вулканов, способных вызывать частые природные катаклизмы.
Сейсмические процессы демонстрируют характерные особенности иерархической самоподобной структуры в распределении землетрясений по времени, пространству и энергии. Эти характеристики выражаются в законе Гутенберга-Рихтера, который описывает зависимость между магнитудой землетрясения и общим количеством землетрясений за определенный период времени.
Результаты научного исследования свидетельствуют о возможности предварительного прогнозирования наступления землетрясения перед его основным толчком. Это объясняется аномальным снижением значений фрактальной размерности, то есть количественной характеристики сложности фрактальной структуры.
Используя методы фрактальной геометрии, характеристики самоподобия сейсмических процессов могут выявить стабильные закономерности в последовательностях сейсмических событий, способствуя повышению достоверности прогнозов.
Однако директор Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, Петр Шебалиев считает, что фрактальная структура представляет собой статистическое понятие. Многие давно знают о мультифрактальной структуре сейсмичности, но иногда возникают сомнения в использовании инструментов на ее основе. И однозначно подтвердить достоверность теории о прогнозах с использованием данных с Камчатки затруднительно.
Исследователи могут предвидеть некоторые землетрясения, но вероятно, это связано с адаптацией к имеющимся данным, считает Шебалиев. Все методы прогнозирования требуют тщательной проверки, включая прогнозирование. Даже в случаях, когда обратное прогнозирование дает хорошие результаты. В связи с комплексностью сейсмической системы, с множеством факторов и параметров, существенной долей адаптации, прогнозы в данной области значительно ограничены, и по мнению специалиста, этот метод маловероятно даст хорошие результаты для прогнозирования.
Фото: Jose Antonio Gallego Vazquez / Unsplash.com
