Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

Рис. 1. Частотно-временной спектр сейсмической активности Земли, индуцированной предыдущим землетрясением с силой от 5М

На рис. 2 показан частотно-временной спектр активизации землетрясений с магнитудой от 6М и техногенных аварий и катастроф, а на рис. 3 пространственно-волновой спектр активизации этих землетрясений и катастроф, который показывает, с какой частотой они распределены на удалении от эпицентра предшествовавшего землетрясения. Для сравнения на рис. 4 показан аналогичный спектр после испытаний ядерного оружия.

Рис. 2. Относительный частотно-временной спектр активизации землетрясений, аварий на энергообъектах и энергосетях, авиакатастроф и аварий на шахтах после сильных землетрясений с магнитудой более 5М

Рис. 3. Пространственно-волновые спектры возникновения новых землетрясений, электроаварий, авиакатастроф и аварий на шахтах в течение 7 суток после землетрясений с магнитудой свыше 6М по дальности от эпицентров землетрясений

Рис. 4. Индуцированная сейсмическая активность на дальности от эпицентра ядерного подземного взрыва

206

Исходя из сейсмического «пульса» Земли, в пакете волн активизации землетрясений, медленная сейсмическая SS-волна с наибольшей скоростью за сутки огибает в противоположной части земной шар и возвращается к эпицентру произошедшего землетрясения, то это соответствует скорости волны-лидера, порядка 1 675 км/ч. Обратим внимание, что эта скорость соответствует скорости волны гравитационного взаимодействия в системе Земля - Луна, составляющей около 1 670 км/ч в наиболее сейсмоактивном районе экватора. Расчѐт скорости волнового пакета (рис. 5) производится по формуле:

Vn = Ln /ΔTn, (1)

где Vn - скорость волны от предыдущего землетрясения, при котором произошло последующее землетрясение; Ln - расстояние от эпицентра землетрясения, на котором произошло последующее землетрясение; ΔTn - разница во времени, после которого произошло последующее землетрясение.

Рис. 4. Все скорости волнового пакета, рассчитанные по удалѐнности возникновения новых землетрясений от эпицентра первичного землетрясения, проявившиеся в течение

7 суток (шаг 200 км/ч)

Эти волновые пакеты показывают диапазон изменения скорости SS-волн, но в каждом конкретном случае скорости Vn SS-волн зависят от глубины очага землетрясения. Они имеют вращательную составляющую, аналогичную вихрям Россби. Расчет основных параметров медленных сейсмических волн производится по системе формул (2-4). Для их оценки используется известная формула Дж. С. Рассела для уединѐнной волны, но вводится коэффициент k, определяющий все возможные скорости в пакете волн. Наличие выраженных значений этих скоростей дали возможность определить дополнительные значения коэффициентов скорости волн в волновом пакете, которые при тех же исходных значениях: k = 1, 2, 4, 8, 16,

32 соответствуют k=√n , то есть k = 1; 1,41; 2; 2,83; 4; 5,66; 8, 11,3 … и т. д.

где Vn - скорость n волны; g - гравитационная постоянная; Н - глубина очага землетрясения; ώ – угловая скорость вращения n волны; Т - период вращения n волны; волновой квантовый коэффициент k = 1, 2, 4, 8, 10, 16, 25, 32, 64, 128 …

Волна-лидер и все последующие за ней менее скоростные волны огибают противоположную эпицентру землетрясения точку земного шара и возвращаются к нему. Этот процесс выхода и возврата SS-волн длится порядка 7-8 суток. В месте встречи возвращающихся SSволн и их догона возникают зоны изменения и активизации всех физических процессов, включая сейсмические (рис. 5 и 6). В процессе движения SS-волн и возврата их энергетическая активность постепенно снижается во времени. Суммирование общей частоты встречи SS-волн с определѐнным шагом по времени возникновения первичного землетрясения и на удалении от эпицентра землетрясения покажет географические области и время активизации

207

идущих физических процессов, включая сейсмические и риски возникновения новых землетрясений. Карта возникновения таких критичных зон для конкретного сейсмического события показана на (рис. 7).

Рис. 5. Образование пакета SS-волн

Рис. 6. Основные фазы развития и взаимодействия пакета медленных сейсмических волн, исходящих из одного источника - эпицентра землетрясения и возвращающихся к нему

Рис. 7. Географические зоны риска возникновения новых землетрясений в течение 7 суток, вызванные землетрясением в Италии 20 мая 2012 г.

208

О физической природе и свойствах медленных сейсмических волн. Медленные сейс-

мические SS-волны названы так по источнику их возникновения и теоретического расчѐтного доказательства их существования. Они обладают, как показывают представленные выше исследования, большинством свойств известных физических явлений и математических феноменов (таблица).

Известные физические явления и математические феномены, и их свойства

Главными физическими свойствами iФf-полей и iФw-волн являются:

-iФw-волны образуются при переменном движении массы - на участке (длине) ускорения и торможения, iФf-поле образуется при постоянном или переменном вращении массы;

-iФw-волна и iФf-поле скалярные и не имеют направленного силового действия, но имеют вектор скорости, вследствие чего происходит пространственное изменение силового взаимодействия (ослабление и усиление) энергетики других физических полей и волн;

-в момент образования до начала движения iФw-волна имеет дипольную структуру в виде конуса, расходящегося из точки начала движения масс и обратного конуса, сходящегося

вэту точку. После прекращения ускоренного движения образуется расходящийся сферообразный диполь с внешней (фронт) и внутренней (хвост) частями;

-расходящийся сферообразный диполь в проекции на материальной плоской поверхности имеет кольцеобразную волновую структуру;

-распространение в пространстве с постоянной поступательной и угловой вращательной скоростью, определяемой процессом, вызвавшим еѐ;

-физические параметры iФf-полей и iФw-волн определяются потенциалом, объѐмной плотностью энергии, длиной волны и еѐ поступательной скоростью, радиусом и угловой скоростью вращения поля;

-единовременно образуется пакет iФw-волн, отличающийся длиной волны, поступательными и угловыми скоростями в соответствии с определѐнными волновыми коэффициентами;

-локальное изменение энергетической плотности пространства-времени во фронте и хвосте волны, определяется энергией процесса, вызвавшего еѐ;

-распространяются в любой среде и в вакууме. Для условий и масштаба Земли практически без уменьшения энергетической плотности волны с расстоянием, но при взаимодействии с физическими процессами, имеющими критериальную аналогию (совпадение волновых коэффициентов и числа Fr) отдаѐт часть своей энергии, усиливает эти процессы при прохождении фронта волны и тормозит при прохождении хвоста iФw-волны;

-изменение силы взаимодействия (гравитационного и электрического) материальных объектов при нахождении в области фронта или хвостовой части волны;

-при встрече или наложении iФw-волны суммарно усиливают активность процессов, но с друг другом не взаимодействуют и после расхождения сохраняют ту, же активность.

Следует выделить естественные природные источники iФw-волн, к ним относятся: землетрясения, экстремальные метеорологические явления, вращение и движение планет, космофизические явления. Например, проявление закономерностей и взаимодействия iФw- волн можно наблюдать в структуре орбит планет солнечной системы.

Искусственными или техногенными источниками iФw-волн являются все виды взрывов, реакторы преобразования химической и ядерной энергии, исследовательские физические установки большой мощности (адронный коллайдер).

Инерционные физические iФw-волны - это общее совокупное проявление гравитационных волн, электрических волн (образование статических электрических зарядов без их переноса) и хрональных волн изменения интенсивности хода времени и интенсивности физических процессов.

Выводы. Исследование закономерностей волновых процессов природных и техногенных катастроф, свойств и механизма образования медленных сейсмических SS-волн, позволили дать им определение - инерционные физические iФw-волны, имеющие более широкое понимание и область проявления как физическое явление.

Учет физических свойств iФw-волн позволяет прогнозировать опасные сейсмические и метеорологические явления. Объяснить причину и предупредить различные техногенные аварии и катастрофы.

210