Оценка флуктуаций сейсмической опасности на основе комплексного анализа собственного шума Земли

Накопление тектонической энергии в большом объеме вещества земной коры необязательно влечет сброс этой энергии в виде резкой сейсмической подвижки на границах блоков. Для возникновения крупного сейсмического события часто необходим какой-то внешний толчок малой энергии или триггер, который способен вывести систему блоков земной коры из равновесия и спровоцировать землетрясение. Физическая природа триггеров является плохо изученной, как следствие того, что триггер является воздействием, имеющим малую энергию. Если подготовленное землетрясение не дождалось своего триггера, то накопленная энергия может «рассосаться» в виде серии плавных подвижек, которые часто называют «медленными» или «тихими» землетрясениями. В связи с триггерным механизмом генерирования землетрясений перспективным представляется развитие методов, позволяющих косвенно оценить в скользящем временном окне процесс накопления тектонической энергии. При таком подходе те временные окна, которым соответствуют повышенные значения накопленной энергии, интерпретируются как интервалы времени повышенной сейсмической опасности. Развитие сетей геофизического мониторинга дает возможность построить такие оценки по анализу изменения во времени статистических свойств и когерентности собственного шума Земли. Под этим шумом в проекте понимается сейсмический шум, регистрируемый на широкополосных сейсмических сетях, а также «дрожь» Земли, регистрируемую на сети стационарных пунктов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), число которых в настоящее время доходит до 11 тысяч по всему миру и постоянно растет. Важно отметить, что с 2013 года данные ГНСС стали доступны в сети интернет не только в традиционном ежесуточном формате, но и с шагом по времени 5 минут. Совместно с данными нескольких сотен станций широкополосных сейсмических сетей эти наблюдения формируют базу данных о глобальной «дрожи» и «дыхании» Земли очень большого объема, анализ которых требует разработки специальных методов. Наличие потока «больших данных» от систем мониторинга природных процессов позволяет выделять статистически значимые эффекты когерентности случайных флуктуаций геофизических полей, в том числе предваряющих крупные геологические катастрофы. В проекте будут развиты новые методы исследования стохастической структуры шумов и выделения эффектов синхронизации геофизических полей, которые интерпретируются как индикаторы повышения сейсмической опасности. Планируется применять эти методы к данным от сетей мониторинга на Камчатке, Японских островах, других регионов Тихоокеанского сейсмического кольца (Новая Зеландия, Калифорния, Аляска, Южная Америка), США, Европа (особенно Италия).