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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Observations radio avec IS3 pour les précurseurs de séismes. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur Il n'y a peut-être pas un seul mois dans l'année où les agences de presse du monde ne rapportent de terribles nouvelles sur les tremblements de terre. Ils s'abattent soudainement sur des colonies, des régions entières, entraînent des destructions catastrophiques associées à d'énormes pertes matérielles et des pertes humaines irréparables. Selon l'ONU, la perte de biens due aux tremblements de terre est estimée à 10 milliards de dollars américains par an. Bien sûr, il est impossible de prévenir les catastrophes naturelles sismiques, mais s'y préparer signifie en réduire considérablement les conséquences. Une prévision fiable à long terme ou au moins à court terme des tremblements de terre est-elle possible ? La science se rapproche de plus en plus d'une réponse positive à cette question. En témoignent notamment de nombreuses années d'expérience dans les observations radio des précurseurs de séismes de la carte IS3, accumulées par l'Institut du magnétisme terrestre, de l'ionosphère et de la propagation des ondes radio de l'Académie des sciences de Russie (IZMIRAN). À l'heure actuelle, les scientifiques sont fermement convaincus qu'un tremblement de terre n'est pas un événement soudain, mais un processus précédé de divers phénomènes géophysiques. Dans les zones sismiquement actives au moment du tremblement de terre et immédiatement avant, la lueur de l'atmosphère, du sol, des pentes des montagnes, des perturbations du potentiel électrique atmosphérique, des variations de l'intensité du rayonnement électromagnétique à des distances allant jusqu'à mille kilomètres de l'épicentre , ainsi que des changements dans les fréquences critiques et la densité des couches E et F de l'ionosphère ont été observés à plusieurs reprises. Dans les années 3, avec ICXNUMX, des bouffées d'émissions de bruit électromagnétique à basse fréquence ont été détectées au-dessus des épicentres de grands tremblements de terre quelques heures avant l'événement ; une forte bouffée de rayonnement électromagnétique pulsé a été enregistrée dans une bande de fréquence assez large. Actuellement, l'étude des effets sismoionosphériques se poursuit dans deux directions : l'analyse d'événements individuels et la dérivation de régularités statistiques. Arrêtons-nous sur les émissions radio dans la gamme des fréquences sonores comme précurseurs des tremblements de terre. Il est devenu possible de tirer une telle conclusion car il était possible de comparer l'état des précurseurs dans le processus de croissance et de manifestation directe des événements sismiques avec les émissions radio dans un état calme. Des études d'émissions radio de fond dans la gamme de fréquences audio (0,1 ... 20 kHz) sont réalisées dans notre pays avec IC3 depuis de nombreuses années. Ils continuent même maintenant. Habituellement, un récepteur à large bande et des dispositifs étaient utilisés pour les enregistrer, ce qui permettait d'effectuer une analyse spectrale de plusieurs lignes de fréquence à bord de l'IC3. L'enregistrement avec des récepteurs à large bande convient à l'étude des signaux discrets et à une étude détaillée du spectre du rayonnement de bruit et de quasi-bruit. L'utilisation d'analyseurs de spectre embarqués fournit des informations sur l'intensité absolue et la distribution spatiale de l'intensité du rayonnement. La réception des informations à large bande transmises à la Terre est effectuée dans les observatoires de Russie, d'Allemagne, de République tchèque et de Hongrie lorsque des satellites les survolent. La longue durée de vie des satellites et la grande quantité de données obtenues ont permis d'accumuler une quantité importante d'informations homogènes propices au traitement statistique et à la comparaison des variations de l'intensité des émissions de bruit électromagnétique à basse fréquence dans diverses conditions d'activité géomagnétique et solaire . Les variations diurnes, latitudinales et d'altitude de l'intensité du rayonnement à basse fréquence ont été obtenues en unités absolues, et leur dynamique a été tracée dans différentes conditions de perturbation géomagnétique. Toutes ces informations sur le rayonnement "de fond" ont constitué une base fiable pour l'étude ultérieure de l'auteur de ces lignes, qui a réussi pour la première fois à détecter l'effet de l'excitation du bruit à basse fréquence sur l'épicentre présumé du tremblement de terre attendu. Une analyse des informations obtenues lors d'une série de passages satellites successifs permet d'obtenir la répartition spatio-temporelle des paramètres enregistrés. Les variations des composantes magnétique (m) et électrique (e) du champ de rayonnement basse fréquence de bruit provenant de la sortie des canaux de l'analyseur de spectre aux fréquences de 4650, 800, 450 et 140 Hz ont été enregistrées ; évolution de la concentration du plasma thermique Ne et de la densité de flux des électrons énergétiques d'énergie Ee supérieure à 40 keV et Ee supérieure à 100 keV. Tout cela montre la diversité des manifestations de l'activité sismique aux altitudes des satellites dans l'espace extra-atmosphérique proche de la Terre. Comment les rayonnements électromagnétiques basse fréquence enregistrés qui précèdent l'événement, pendant le choc principal et après celui-ci, se manifestent-ils et signalent-ils les séismes ? La figure montre en coordonnées géographiques les projections des orbites (4080...4087) du satellite Interkosmos-19 dans les hémisphères nord et sud lors des survols IC3 près de l'épicentre du séisme. Dans ce cas, des éclats d'intensité du champ de rayonnement à basse fréquence ont été observés. L'emplacement de l'épicentre est marqué sur le schéma (xx). Dans les parties supérieure et inférieure du diagramme, en plus de l'heure d'observation mondiale, le temps avant (signe moins) et après (signe plus) le tremblement de terre est indiqué. Sur les projections des spires orbitales, les rectangles pleins montrent une augmentation de l'intensité du signal des composantes magnétique (à droite de la projection de trajectoire) et électrique (à gauche de la projection) du champ de rayonnement de 20 dB par rapport à le niveau de bruit de fond habituellement observé dans cette région de l'espace. L'image dans le diagramme se réfère à une fréquence de 4650 Hz, mais des rafales similaires sont notées dans toute la bande de fréquences enregistrées. L'amplitude et surtout le temps d'observation des sursauts augmentent à mesure que l'on se rapproche de l'épicentre en longitude et en temps. Avant le tremblement de terre, des changements ont été observés par rapport aux variations des composantes magnétique et électrique du champ de rayonnement qui sont habituellement enregistrées dans cette région ; après le tremblement de terre, la composante électrique a prévalu. Des éclats de bruit ont également été notés dans la région magnétiquement conjuguée, mais la zone d'observation était significativement plus étroite.
Auparavant, nous avons obtenu des données sur la distribution spatio-temporelle globale de l'intensité du rayonnement naturel à basse fréquence (variations quotidiennes, latitudinales et d'altitude en unités absolues) à des fréquences de 3 Hz et 19 kHz dans diverses conditions de perturbations géomagnétiques. Cela indique la fiabilité de la méthode d'extraction du signal pour déterminer le développement de l'activité sismique. Ceci est également prouvé par les observations du rayonnement électromagnétique de deux satellites passant au-dessus de l'épicentre du même tremblement de terre. Le satellite Interkosmos-Bulgarie-1300 a survolé l'épicentre du séisme du 21 janvier 1982 à une altitude de 800 km 12 minutes avant le choc principal à une distance de 2,8° en longitude. Dans ce cas, des oscillations quasi-harmoniques du champ magnétique avec une amplitude de 3,5 nT ont été enregistrées. La taille de la zone d'enregistrement des oscillations était de 40...100 km le long de la trajectoire. Le satellite Orel 3 a volé à 1970 km d'altitude près de l'épicentre du même séisme 4 h 48 min avant le choc principal. À bord, des éclats d'intensité de champ de rayonnement à basse fréquence dans la plage de 10 Hz à 20 kHz ont également été notés. La présence de mesures consécutives de deux satellites sur la même zone avant le séisme, malgré les différences d'équipements utilisés, permet de conclure que les bruits sismomagnéosphériques sont présents depuis longtemps dans la zone au-dessus de l'épicentre avant le choc principal, ce qui confirme la possibilité d'utiliser ces bruits pour les prévisions. Selon les observations satellitaires, nous avons analysé non seulement des événements individuels, mais également obtenu des caractéristiques statistiques. Dans le même temps, nous avons introduit certaines restrictions : des séismes assez forts avec une magnitude M supérieure à 5,5 et une profondeur inférieure à 60 km ont été sélectionnés. Seuls les séismes de latitude relativement basse (latitude géomagnétique inférieure à 45°) ont été pris en compte. En conséquence, il a été constaté que la dimension latitudinale de la zone de détection de rafale est nettement plus grande que la dimension longitudinale, c'est-à-dire que des rafales de rayonnement sont observées sous la forme d'une "ceinture de bruit" étendue le long de la latitude géomagnétique de l'épicentre. Avant le tremblement de terre, les composantes magnétiques et électriques du champ d'émission de bruit ont été enregistrées. Après le tremblement de terre, la composante électrique a dominé. La gamme de fréquences va de fractions de hertz à 20 kHz, et peut-être même plus (20 kHz est la gamme supérieure de l'équipement). La fiabilité de l'effet observé, calculée sur la base des résultats du traitement statistique des résultats expérimentaux, est de 85 à 90%. Ainsi, l'effet d'excitation du rayonnement électromagnétique dans la plasmasphère au-dessus de l'épicentre du séisme attendu a été découvert et confirmé. Théoriquement, la réalité du phénomène enregistré est confirmée. Naturellement, la démarche scientifique ne peut se limiter à l'observation d'un seul phénomène. Par conséquent, l'attention principale a été accordée à une analyse complète des précurseurs des tremblements de terre, y compris le rayonnement à basse fréquence, et les variations des flux d'électrons énergétiques au-dessus de l'épicentre attendu. L'hypothèse sur la relation de ces phénomènes avec l'activité sismique, exprimée pour la première fois par les spécialistes d'IZMIRAN il y a près de dix ans, a été confirmée par l'étude des résultats d'observations à différentes périodes de temps. Par exemple, juste avant le tremblement de terre de Spitak le 7 décembre 1988, un télescope à rayons cosmiques verticaux monté sur un ballon et lancé environ 41 min avant le choc principal a enregistré une augmentation du flux de particules pénétrantes sous l'influence du tremblement de terre à venir. Selon les données obtenues du satellite Oreol 3, des sursauts simultanés de l'intensité du rayonnement basse fréquence (0,01 - 20 kHz) et du taux de comptage du flux de particules énergétiques au-dessus de l'épicentre du séisme ont été enregistrés 4 heures et 48 minutes avant le principal choc. Il a été constaté que sur 20 cas d'augmentation des précipitations de particules accompagnées de bouffées intenses de rayonnement à basse fréquence, dans 18 cas, les bouffées anormales coïncidaient avec la présence de tremblements de terre. Le satellite "Interkosmos 19" a également enregistré simultanément les variations anormales observées dans l'intensité du bruit à basse fréquence et la densité de flux des particules énergétiques. Ainsi, lorsqu'un tremblement de terre se produit, toute la plasmasphère est excitée au-dessus de l'épicentre et dans la région magnétiquement conjuguée. La généralisation des observations scientifiques par des spécialistes nationaux et étrangers permet de dresser un schéma de l'évolution temporelle des phénomènes géophysiques qui accompagnent la manifestation de l'activité sismique. Appelons-les :
Toutes les informations ci-dessus confirment la possibilité de la prévision des tremblements de terre, pour laquelle les données terrestres et satellitaires doivent être utilisées en combinaison. Il semble optimal et possible d'ores et déjà d'organiser la surveillance satellitaire des précurseurs de séismes, de créer un réseau de stations terrestres autonomes reliées par une voie télémétrique à des satellites. Les informations combinées pourraient être traitées dans un centre de données. Il est peu probable que les coûts de création d'un tel réseau soient excessifs par rapport aux pertes que des catastrophes naturelles soudaines, mais en fait prévisibles, entraînent avec elles. Auteur : V. Larkina, Docteur en Phys.-Math. Sciences, Moscou
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