Как уже отмечалось, обоснованием переноса лабораторных данных на условия литосферы является то, что концентрация водорода и гелия (даже по отдельности), присущие твердой фазе литосферы, достаточны для перевода горных материалов в неустойчивое состояние, проявляющееся в вариациях объема (расширение-сжатие, сжатие-расширение) [Гуфельд и др., 1993, 1998; Gufeld et al., 1997].

Рис.5.1 Вариации объемно-напряженного состояния геологической среды, отражающие в граничных структурах (1) фоновый сейсмический процесс (2) и процесс подготовки очага сильного землетрясения (3), а в блоковой структуре (4) - непрерывные изменения параметров. 5,6 - локальные и крупномасштабные цепочки механических зацеплений. 7 - зоны растяжения и сжатия. 8 - потоки легких газов.

В литосфере существуют постоянные и меняющиеся во времени восходящие потоки легких газов. Каждая из локализованных по глубине зон при прохождении через нее легких газов будет испытывать вариации объема. За счет естественной модуляции восходящего потока по глубине установится чередование зон сжатия (+) и расширения (-) (рис. 5.1). При этом в вертикальной плоскости будет происходить не

прерывное замещение друг другом зон сжатия и расширения. Очевидно, что вариации ОНС в смежных зонах блочных структур не будут синхронными. С ними необходимо связывать непрерывные изменения различных полей: деформаций, наклонов, проводимости, уровня воды, фоновой сейсмичности и др. Рассмотренная модель вариаций ОНС среды подтверждает данные мониторинга. Литосфера является открытой и неравновесной системой, в которой ее параметры непрерывно меняются. В такой среде непрерывность и разномасштабность вариации различных полей позволяла подобрать сильным землетрясениям подходящее возмущение - "предвестник" [Трапезников, 1993], хотя его причинно-следственная связь с активными процессами в граничных структурах не была доказана.

Сейсмический процесс реализуется преимущественно по границам блоков и разломов, где наблюдается активная циркуляция флюидной фазы и возможна подкачка газовых компонент из мантии. Граничные структуры также находятся в предельном по энергонасыщенности состоянии. Можно говорить о двух режимах функционирования активных границ: фоновом и формирования и распада крупномасштабных нестабильных структур - очагов (см. рис. 5.1). Очевидно, что фоновый режим характеризуется непрерывными процессами взаимного перемещения (движения) блоков, сопровождаемое вариациями различных полей, в том числе и сильными, которые считали предвестниками землетрясений. В фоновом режиме в граничных структурах, также как и внутри блоковых, устанавливается динамический процесс чередования зон сжатия и расширения. В "всплывающих" зонах расширения нарушается аккомодация между элементами в граничных структурах, возникают дополнительные напряжения и локальные механические зацепления. Разрушение этих зацеплений отражает режим фоновой сейсмичности. Априори также понятно, что переход фонового режима в режим формирования очага связан с ограничением взаимного перемещения блоков. Фоновая ситуация изменяется, когда концентрация легких газов в восходящем потоке превышает предельную, соответствующую растворимости в кристаллической решетке. Динамический процесс взаимного замещения зон сжатия и расширения нарушается. Зоны расширения начнут расти за счет зон сжатия из-за избыточного потока легких газов по каналу твердое тело-флюид-твердое тело. При этом локальные механические зацепления начинают образовывать протяженные связанные структуры - цепочки. Результатом этого будет торможение взаимного перемещения блоков и формирование в предельно энергонасыщенной среде очага землетрясения различной силы. Таким образом, под очагом сильного землетрясения следует понимать связанное состояние двух или более блоков, образующееся посредством множества механических зацеплений между элементами граничной структуры и этих элементов с блоками. Подчеркнем, что только на этой стадии очаг начинает испытывать деформацию и накапливать дополнительную упругую энергию из энергии движения блоков. Причем эта добавка невелика по сравнению с энергетической прочностью среды. Очаг формируется не за счет действия тектонических напряжений, а в результате изменения объемов элементов в граничных структурах, вызванного взаимодействием восходящих потоков легких газов с твердой фазой. В этой модели объясняется природа повторяемости образования очагов различных размеров как связанных состояний граничных структур [Гусев, Гуфельд, 2003, 2006].

Характерной особенностью сейсмического процесса в предельно энергонасыщенной среде является его неустойчивость. Во-первых, постоянно изменяются физико-химические свойства элементов и параметров контактного взаимодействия в граничных структурах и внутри блоков за счет их взаимодействия с восходящими и переменными потоками легких газов. Во-вторых, на среду постоянно действуют флуктуационные и периодические возмущения, создавая в совокупности шумовое силовое поле (приливы, метеофакторы, упругие волны местной и отдаленной сейсмичности, тектоническая деформация, вариации скорости вращения Земли). Поэтому геологическая среда, включая граничные структуры, всегда находится на грани разрушения. Если говорить о единичном очаге сильного землетрясения, то эти условия предопределяют вероятностный характер типа релаксации (рой слабых сейсмических событий, крип или сильное землетрясение различной силы). При формировании очага сильного землетрясения в его окрестностях и в самих граничных структурах будут изменяться фоновые параметры геофизических и гидрогеохимических полей, но они будут носить неустойчивый характер. Именно это и наблюдалось в реальных условиях.