О СВЯЗИ ИЗМЕНЕНИЙ ПОЛНОГО ЭЛЕКТРОННОГО СОДЕРЖАНИЯ ИОНОСФЕРЫ ПЕРЕД СИЛЬНЫМИ КАМЧАТСКИМИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИ С ИЗМЕНЕНИЯМИ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГЕОСРЕДЫ

Оценивается возможность влияния изменений удельного электрического сопротивления (УЭС) верхних горизонтов земной коры на формирование масштабных аномалий полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы, достаточно стабильно регистрируемых перед сильными землетрясениями в различных сейсмоактивных районах мира. Для этой цели результаты мониторинга ПЭС ионосферы на заключительных стадиях подготовки Жупановского (30.01.2016 г., M_w=7.2) и Шипунского (17.08.2024 г., M_w=7.0) землетрясений сопоставлялись с изменениями УЭС геосреды в районе Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона. Представленные результаты позволяют сделать вывод, что изменения ПЭС ионосферы на заключительных стадиях подготовки указанных землетрясений в значительной мере коррелируют с изменениями УЭС верхней (примерно до 1000 м) части земной коры в соответствующих подионосферных областях. Обсуждается возможная физическая основа полученных результатов.

1. Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск, 2006. 479 с.

2. Bogdanov V., Gavrilov V., Pulinets S., Ouzounov D., 2020. Responses to the Preparation of Strong Kamchatka Earthquakes in the Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere System, Based on New Data from Integrated Ground and Ionospheric Monitoring. E3S Web of Conferences 196, 03005. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019603005.

3. Добровольский И.П. Математическая теория подготовки и прогноза тектонического землетрясения. М.: Физматлит, 2009. 240 с.

4. Fujinawa Y., Kumagai T., Takahashi K., 1992. A Study of Anomalous Underground Electric Field Variations Associated with a Volcanic Eruption. Geophysical Research Letters 19 (1), 9–12. https://doi.org/10.1029/91GL02822.

5. Гаврилов В.А. О методе непрерывного мониторинга удельного электрического сопротивления горных пород // Сейсмические приборы. 2013. Т. 49. № 3. С. 25–38.

6. Гаврилов В.А. Воздействие переменных электромагнитных полей на геоакустические процессы: эмпирические закономерности и физические механизмы: Дис. … докт. физ.-мат. наук. М., 2017. 385 с.

7. Гаврилов В.А., Дещеревский А.В., Власов Ю.А., Бусс Ю.Ю., Морозова Ю.В., Полтавцева Е.В., Федористов О.В., Денисенко В.П. Сеть комплексных скважинных измерений Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона // Сейсмические приборы. 2021. Т. 57. № 3. С. 52–78. DOI:10.21455/si2021.3-5.

8. Гаврилов В.А., Морозова Ю.В., Дещеревский А.В., Бусс Ю.Ю., Пантелеев И.А. Отражение процесса подготовки сильного близкого Жупановского события в данных комплексных скважинных измерений на Петропавловск-Камчатском геодинамическом полигоне // Триггерные эффекты в геосистемах: Тезисы докладов V Международной конференции (4–7 июня 2019, Москва). М.: ИДГ РАН, 2019. С. 38–44.

9. Gavrilov V.A., Panteleev I.A., Deshcherevskii A.V., Lander A.V., Morozova Yu.V., Buss Yu.Yu., Vlasov Yu.A., 2020. Stress-Strain State Monitoring of the Geological Medium Based on the Multi-Instrumental Measurements in Boreholes: Experience of Research at the Petropavlovsk-Kamchatskii Geodynamic Testing Site (Kamchatka, Russia). Pure and Applied Geophysics 177, 397–419. https://doi.org/10.1007/s00024-019-02311-3.

10. Harrison R.G., Aplin K.L., Rycroft M.J., 2010. Atmospheric Electricity Coupling Between Earthquake Regions and the Ionosphere. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 72 (5–6), 376–381. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2009.12.004.

11. He L., Heki K., 2017. Ionospheric Anomalies Immediately Before MW7.0–8.0 Earthquakes. Journal of Geophysical Research: Space Physics 122 (8), 8659–8678. https://doi.org/10.1002/2017JA024012.

12. Heki K., 2011. Ionospheric Electron Enhancement Preceding the 2011 Tohoku-Oki Earthquake. Geophysical Research Letters 38 (17), L17312. https://doi.org/10.1029/2011GL047908.

13. Hofmann-Wellenhof B., 1992. Global Positioning System. Theory and Practice. Springer-Verlag, Wien, 326 p. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-5126-6.

14. King R.W.P., Smith G.S., Owens M., Wu T.T., 1981. Antennas in Matters: Fundamentals, Theory and Applications. MIT Press, Cambridge, 868 p.

15. Киссин И.Г. Флюиды в земной коре: геофизические и тектонические аспекты. М.: Наука, 2015. 327 с.

16. Klobuchar J.A., 1986. Design and Characteristics of the GPS Ionospheric Time Delay Algorithm for Single Frequency Users. In: PLANS’86. Position Location and Navigation Symposium (November 4–7, 1986, Las Vegas, Nevada, USA). P. 280–286.

17. Liu J.Y., Chen Y.I., Chuo Y.J., Chen C.S., 2006. A Statistical Investigation of Preearthquake Ionospheric Anomaly. Journal of Geophysical Research 111 (A5), A05304. https://doi.org/10.1029/2005JA011333.

18. Mikhailov Yu.M., Mikhailova G.A., Kapustina O.V., Depueva A.Kh., Buzevich A.V., Druzhin G.I., Smirnov S.E., Firstov P.P., 2002. Variations in Different Atmospheric and Ionospheric Parameters in the Earthquake Preparation Periods at Kamchatka: The Preliminary Results. Geomagnetism and Aeronomy 42 (6), 769–776.

19. Мыльникова А.А., Ясюкевич Ю.В., Демьянов В.В. Определение абсолютного вертикального полного электронного содержания в ионосфере по данным ГЛОНАСС/GPS // Солнечно-земная физика. 2013. № 24. С. 70–77.

20. Пархоменко Э.И. Электрические свойства горных пород. М.: Наука, 1965. 164 с.

21. Pulinets S., Boyarchuk K., 2004. Ionospheric Precursors of Earthquakes. Springer, Berlin, 315 p. https://doi.org/10.1007/b137616.

22. Pulinets S., Davidenko D., 2014. Ionospheric Precursors of Earthquakes and Global Electric Circuit. Advances in Space Research 53 (1), 709–723. https://doi.org/10.1016/j.asr.2013.12.035.

23. Pulinets S.A., Alekseev V.A., Boyarchuk K.A., Hegai V.V., Depuev V.Kh., 1999. Radon and Ionosphere Monitoring as a Means for Strong Earthquakes Forecast. Il Nuovo Cimento 22C, 621–626.

24. Ризниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент // Исследования по физике землетрясений. М.: Наука, 1976. С. 9–27.

25. Sharma G., 2022. Manifestation of Earthquake Preparation Zone in the Ionosphere Before 2021 Sonitpur, Assam Earthquake Revealed by GPS-TEC Data. Geodesy and Geodynamics 13 (3), 230–237. https://doi.org/10.1016/j.geog.2021.09.010.

26. Сидорин А.Я. Предвестники землетрясений. М.: Наука, 1992. 190 с.

27. Slyunyaev N., Kalinin A., Mareev E., Zhidkov A., 2014. Calculation of the Ionospheric Potential in Steady-State and Non-Steady-State Models of the Global Electric Circuit. In: Proceedings of XV International Conference on Atmospheric Electricity (June 15–20, 2014, Norman, U.S.A.). P. 1–14.

28. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. 270 с.

29. Сурков В.В. Циркуляция воздушных потоков как возможная причина пресейсмических аномалий приземного электрического поля // Физика Земли. 2024. № 2. С. 42–58. https://doi.org/10.31857/S0002333724020046.

30. Tsai Y.-B., Liu J.-Y., Ma K.-F., Yen H.-Y., Chen K.-S., Chen Y.-I., Lee C.-P., 2006. Precursory Phenomena Associated with the Chi-Chi Earthquake in Taiwan as Identified Under the ISTEP Program. Physics and Chemistry of the Earth 31 (4–9), 365–377. https://doi.org/10.1016/j.pce.2006.02.035.

31. Tsugawa T., Saito A., Otsuka Y., Nishioka M., Maruyama T., Kato H., Nagatsuma T., Murata K.T., 2011. Ionospheric Disturbances Detected by GPS Total Electron Content Observation After the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake. Earth, Planets and Space 63, 66. https://doi.org/10.5047/eps.2011.06.035.