Ученые выяснили, что за пять дней до землетрясения меняются параметры внутренних гравитационных волн в атмосфере. Эта информация может помочь в разработке краткосрочных методов прогнозирования землетрясений. Результаты исследования опубликованы в журнале "Доклады Академии наук".
Геофизики обработали спутниковые данные, которые получили в периоды землетрясений в Узбекистане 26 мая 2013 года, в Киргизии 8 января 2007 года и в Казахстане 28 января 2013 года. Выяснилось, что за пять дней до сейсмокатастрофы во всех трех случаях менялись параметры внутренних гравитационных волн (ВГВ) — колебаний воздушных масс, имеющих, в отличие от звуковых волн, помимо продольной, еще и поперечную составляющую.
Исследования проводили российские ученые из Института динамики геосфер РАН, ИКИ РАН и Высшей школы экономики (ВШЭ) во главе с академиком В. В. Адушкиным при содействии коллег из Кыргызстана и Германии.
Ученые смотрели, как ведет себя температура средней атмосферы (слой атмосферы Земли, включающий в себя стратосферу и мезосферу) с течением времени. Затем определяли параметры ВГВ. Получилось, что их максимальные длины волн по вертикали — 14,2 и 18,9 километра. При этом известно, что ВГВ с вертикальными длинами более десяти километров возникают при конвективных процессах в атмосфере, связанных с нагревом.
"Это значит, что в литосфере Земли протекают процессы, при развитии которых возникают конвективные неустойчивости в нижней атмосфере. Именно они становятся причиной возникновения ВГВ в сейсмически активных регионах. Внутренние гравитационные волны, достигая мезосферы, могут разрушаться. Когда это происходит, энергия ВГВ переходит в тепловое движение, что сказывается на температуре", — приводит пресс-служба ВШЭ слова одного из авторов исследования, профессора факультета физики ВШЭ, заведующего лабораторией ИКИ РАН Сергея Попеля.
За несколько дней до землетрясения в земной коре активизируются постоянно действующие глобальные колебания — сейсмогравитационные волны, а также усиливается поток выходящих из земной коры в зонах повышенной сейсмической активности горячих литосферных газов. Все это должно влиять на температуру и состояние атмосферы, отражаясь на изменении параметров внутренних гравитационных волн.
Исследователи решили выяснить, в чем выражаются эти изменения. Оказалось, что длина волны ВГВ в атмосфере начинает расти за 4-5 дней, достигает максимальной величины за два дня до землетрясения и резко падает за сутки перед событием.
Для выявления параметров волн, связанных с источником в сейсмически активных регионах, ученые впервые использовали данные спутниковых измерений температуры средней атмосферы, доступные на ресурсе NASA Giovanny. Этот способ значительно облегчает наблюдение и может послужить для краткосрочного предсказания сейсмических толчков.
