Многочисленные наблюдения в сейсмоактивных регионах показали, что подготовка ряда сильных землетрясений сопровождалась возмущением различных геофизических полей: режима слабой сейсмичности, наклонов и деформации земной поверхности, уровня подземных вод, химического состава, проводимости, электромагнитных и магнитных полей и т.д. [Eanthquake.., 1990; Рикитаке,1979; Мячкин и Зубков, 1973]. В то же время было показано, что часто эти возмущения с трудом выделяются на фоне шумов, мозаично расположены на поверхности Земли, имеют разную морфологию и динамику развития перед конкретными землетрясениями. Причем основным критерием связи этих возмущений с актом землетрясения было примерное совпадение во времени, а место наблюдения должно было находиться на "разумном" расстоянии от эпицентра землетрясения. Именно такие возмущения геофизических полей были отождествлены с предвестниками. Общая статистика таких "предвестников" известна [Рикитаке, 1979; Мячкин и Зубков, 1973; Соболев, 1993]. За последние 40 лет различными авторами их выделено больше тысячи. Однако статистика отсутствия каких- либо возмущений различных геофизических полей перед многими сильными землетрясениями не приводится вообще. Как в 70-е годы, так и в настоящее время, основная задача в работах по прогнозу - это изучение пространственно-временных параметров окружающей среды в сейсмоактивных регионах и выделение зон с возмущенными параметрами. На основе наблюдательного опыта делались попытки определить требования к плотности геофизических сетей мониторинга. Проблема оптимальной геофизической сети мониторинга обсуждалась во всех национальных программах по прогнозу (СССР, Китай, Япония и др.). В настоящее время за основу выбран китайский опыт. Из анализа данных по сильнейшим землетрясениям в Китае был определен процент станций из общего их числа, на которых наблюдались аномалии того или иного поля перед землетрясениями различной магнитуды. Причем учитывалось также эпицентральное расстояние наблюдений [Chen Young et al., 1991]. Из оценок полагали, что землетрясения с маг- нитудой 6<М<7 могут быть обнаружены станциями, расположенными в узлах сетки 50х50 км. Причем в каждом узле необходимо проводить комплексный мониторинг: сейсмический, деформационный, электромагнитный, гидрологический, геохимический, электрофизический, температурный, метеорологический и т.д. Такая многопрофильность мониторинга дополнительно подчеркивает эмпирический подход к прогнозу. Никто заранее не берется сказать, аномалии или возмущения каких полей могут наблюдаться.

Наиболее надежную информацию о сейсмотектоническом режиме несут сейсмические данные, обработка которых дает основной вклад в долгосрочный и среднесрочный прогнозы [Соболев, 1993]. Правда, точнее нужно говорить об оценке долгосрочной и среднесрочной потенциальной опасности на период соответственно от нескольких десятков лет до первых лет. Разработанные в СССР методики по долгосрочной и среднесрочной оценке сейсмической опасности позволяли, как полагают, выделить зоны с размером 100-200 км, где с вероятностью около 0.8 ожидались землетрясения с магнитудой М=5,5 и выше. По существу использовались методы оценки состояния среды по большой площади. Обзор этих данных представлен [Соболев, 1993; Соболев и Пономарев, 2004]. Однако оценить реальную эффективность этих прогнозов вряд ли возможно, так как авторы не могли дать координаты места сильного землетрясения и более точно его время.

Основные геофизические методы мониторинга носят локальный характер, отражающий изменение параметров среды в малых объемах. Эти изменения параметров среды могут быть связаны не только с сейсмотектоническими процессами, но и с метеофакторами (осадки, сезонные изменения и др.) и техногенной деятельностью. Более того, возможны существенные изменения параметров среды, отражающие как фоновый тектонический процесс, так и процессы подготовки землетрясений различной энергии. Причем последние процессы в рамках лабораторных моделей должны носить крупномасштабный характер, но на поверхности Земли проявляться мозаично (неоднородность среды, разная ее чувствительность).

Именно это было основанием для проектов по развертыванию плотной сети комплексного мониторинга. Практический же смысл имеет краткосрочный прогноз места, энергии и времени. Надежды на это связывались именно с плотной сетью мониторинга [Соболев, 1993; Моисеев, 1991]. Но возникает вопрос: как выделить аномальный ход геофизического поля? Многие полагают, что основой краткосрочного прогноза должны быть деформационные аномалии (например, работы А.К Певнева [Певнев, 2006]). Параллельно необходимы наблюдения за другими полями: уровнем воды, электрическим сопротивлением среды, геохимией, электромагнитными полями и др. Начали вводить понятие порога предвестника, т.е. два стандартных отклонения от уровня фона [Соболев, 1993; Моисеев, 1991]. Следующей задачей стало определение распределения такой аномалии по площади (г~ехр(М) км [Добровольский, 1984]) и во времени. Далее предлагалось оценивать прогнозную ситуацию [Eanthquake.., 1990; Соболев, 1993]. Но все эти подходы носят эмпирический характер, использовался опыт предыдущих наблюдений по сопоставлению аномалий и землетрясений. В этих условиях всегда были сомнения: являются ли наблюденные аномалии предвестниками сильного землетрясения или они были случайными.

Следуя [Трапезников, 1993], это нетрудно доказать. Оценку и выделение аномалии необходимо делать с учетом среднего уровня фона. Здесь необходимо учитывать, что число слабых землетрясений велико (известный график повторяемости), и нет оснований считать, что слабые землетрясения не имеют предвестников вообще. Более того, слабые землетрясения могут находиться в непосредственной близости от пункта наблюдения, откуда следует, что сам фон всегда будет аномальным [Трапезников, 1993].

К этому нужно добавить следующее, что неоднократно отмечалось.

1. Не все места локального мониторинга оказывались чувствительными к подготовке землетрясений различной энергии. Отсутствует методология выделения мест, чувствительных к действию различных факторов. Для многих землетрясений не удалось выделить аномальных полей.

2. Многие геофизические аномалии, обусловленные метеорологическими и геотектоническими факторами, имеют одинаковую морфологию.

3. Отсутствует методология выделения фоновых и аномальных эффектов геотектонической природы. Более того, известно, что не все аномалии сопровождаются землетрясениями, аналогичные аномалии наблюдаются в асейсмичных регионах.

4. Многие аномалии, сопровождающие период подготовки и сам акт землетрясения, не чувствительны к землетрясению, т.е. как бы не замечали землетрясение [Eanthquake.., 1990; Соболев, 1993; Садовский и др., 1987].

В связи с этим необходим был анализ достоверности связей аномальных геофизических полей и землетрясений. При этом всегда оставались не затронутыми вопросы, касающиеся природы сейсмичности в геологической среде, их отличия от процессов подготовки трещино- образования в лабораторном моделировании.