Введение в проблему

Сейсмический процесс реализуется в предельно энергонасыщенной среде, испытывающей непрерывные воздействия весьма слабых внешних полей различной природы и обменивающейся энергией и массой с окружающей средой и внутри себя. Многочисленные работы посвящены изучению влияния внешних слабых полей на активизации сейсмичности. Рассматривалось совпадение сильных землетрясений (без конкретизации точного места и энергий событий) с проявлением космических и атмосферных факторов или изменение сейсмического режима при слабых искусственных и естественных воздействиях. Также как и при поиске предвестников получены эмпирические соотношения их связи. При действии слабых естественных и искусственных источников говорится о триггерном воздействии внешних факторов на сейсмический процесс, однако определение триггерного эффекта не дается. В то же время существует определение триггера — триггерного устройства в радиотехнике, которое, по-видимому, и имеют в виду. Это определение звучит так: триггер — электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями равновесия, в котором под влиянием внешнего воздействия возникает процесс, переводящий систему из одного устойчивого состояния равновесия в другое [Физический.., 1966]. Такое понимание триггерного действия не может иметь отношения к объекту, который называется геологическая среда. Смысл триггерного воздействия в геофизике заключается в следующем: слабые внешние воздействия на среду должны изменить объемно-напряженное состояние, снять накапливаемые тектонические напряжения. Как было показано выше, это в геологической среде в принципе невозможно. Кроме того, эти воздействия существенно меньше энергии тепловых флуктуаций [Гуфельд и др., 2005]. Следовательно, эти источники не могут оказать прямого действия на крупномасштабные структуры разрушения в литосфере, т.е. вызвать (инициировать) разрядку напряжений в масштабе очага. В тоже время их действие возможно на локальные структуры, находящиеся в неравновесных условиях в данный момент. Эта ситуация аналогична инициированию трещинообразования на микро- и мезоуровнях в нагруженных до предельного уровня образцах при воздействии слабых вибрации или электромагнитных полей. Энергия этих воздействия существенно ниже энергии тепловых флуктуаций, т.е. величины kT. Здесь также не происходит разрядки напряжений. Если же принять концепцию "триггерной" разрядки напряжений в геологической среде на основе лабораторных данных [Соболев, Пономарев, 2003], то сильных землетрясений в условиях постоянно действующих фоновых полей вообще не должно быть.

Можно ли воздействовать на параметры сейсмического процесса, если уменьшить постоянно поддерживаемую предельную энергонасыщенность среды принципиально невозможно? В реальных геологических условиях конкуренцию термическим флуктуациям могут составить процессы взаимодействия легких газов с твердой фазой литосферы, контролирующие слабые вариации ОНС среды.

В последние несколько лет большой группой авторов проводятся исследования, конечной целью которых является разработка технологии управления сейсмическим процессом, например, [Авагимов и др., 2002]. Если сильные коровые землетрясения сейчас нельзя предсказать, то возможно их возникновением и эволюцией можно в какой-то степени управлять. Так ставится вопрос. При этом полагали, что накопленный опыт лабораторного и натурного моделирования может быть использован при разработке технологии разрядки накопленных в земной коре тектонических напряжений и снижения риска возникновения сильных землетрясений [Авагимов и др., 2002].

В связи с этим возникают следующие вопросы:

1. Можно ли при поставленных целях переносить данные лабораторных экспериментов на условия земной коры?

2. Убедительны ли данные, представляемые как реакция среды, т.е. изменение сейсмического режима на действие весьма слабых искусственных (подземные ядерные взрывы - ПЯВ, МГД генератор - МГД-Г) и естественных (магнитные бури - МБ) источников?

3. Можно ли на основе нынешнего опыта мониторинга сейсмической опасности говорить о регулировании сейсмического процесса?

Причем в отличие от других работ по данной теме мы будем учитывать в качестве одного из критериев силы воздействия соотношение энергии, вводимой в лабораторный образец или геологическую среду, с энергией тепловых флуктуаций kT, где k - постоянная Больцмана, Т - температура (при нормальных условиях kT ~ 4-10'²¹ Дж). Это позволит реально оценить возможности регулирования сейсмического режима. Именно малость вводимой энергии в среду заставляет искать иные физические механизмы воздействия на очаг землетрясения, которые могли бы заменить общее (т.е. не доведенное до конкретного физического понимания) представление о "триггерных" эффектах.