Общая характеристика. Курс носит проблемный характер. Несмотря на то, что задача прогноза землетрясений далека еще от приемлемого для практического уровня решения, активное внедрение физики в эту проблему объясняет причины многих неудачных прогнозов и позволяет выработать реалистичные требования, как к системам наблюдений, так и к алгоритмам прогноза. Цель настоящего курса - ознакомить студентов с современными физическими представлениями о процессе подготовки землетрясения, обсудить основные проблемы научных исследований в области прогноза, определить место этих проблем в физической картине процесса подготовки землетрясения, рассмотреть основания наиболее перспективных направлений в решении проблемы прогноза землетрясений, горных ударов и других катастрофических явлений сходной природы.

Содержание спецкурса:

Физические параметры землетрясения. Понятие очага землетрясения и модели сейсмического источника. Энергетические, геометрические и динамические характеристики очага землетрясения (магнитуда, энергия, сейсмический момент, геометрия и размер очага, смещения в очаге и их скорости) - взаимосвязь, проблема измерения, погрешность и неопределенность оценок.

Сейсмическая статистика. Статистические закономерности сейсмического режима в энергетической, геометрической и временной областях. Закон Гутенберга-Рихтера, иерархия Садовского, фрактальная геометрия сейсмичности, временное группирование землетрясений. Сейсмический цикл и повторяемость землетрясений. Проблема сопоставления результатов сейсмической статистики с выводами физических теорий разрушения. Проблемы пространственно-временной связности и самоподобия сейсмического процесса. Масштабный эффект, его физические и методические причины. Проблемы лабораторного моделирования сейсмического процесса.

Концепции и модели подготовки землетрясений. Дилатантно-диффузная (ДД) модель - физическое содержание, геофизические преимущества и недостатки. Модель лавинно-неустойчивого трещинообразования (ЛНТ) - лабораторное обоснование и физическое содержание. Концентрационный критерий разрушения. Преимущества и недостатки модели ЛНТ. Трение горных пород и модель стик-слип: реология и физические законы трения, физические условия возникновения неустойчивого проскальзывания (stick-slip) и возможность их реализации в литосфере Земли. Модель консолидации. Модель фазовых превращений. Кинетические факторы, заложенные в моделях подготовки землетрясений.

Геофизические предвестники землетрясений. Концепция предвестника - статистический и физический аспекты. Сейсмические предвестники (бреши, затишья и форшоки, миграция землетрясений, вариации наклона графика повторяемости, концентрация сейсмогенных разрывов и др.) - закономерности проявления и физическая природа. Деформационные предвестники - закономерности проявления и теоретические оценки. Комплекс электромагнитных предвестников (вариации электросопротивления, электротеллурического поля, электромагнитного излучения, геомагнитного поля, ионосферные аномалии и др.) - проблемы наблюдения, физическая природа и закономерности проявления. Геохимические и другие предвестники.

Общие закономерности проявления геофизических предвестников. Мозаичность проявления, тензочувствительность, параметрический характер возбуждения. Статистические закономерности связи параметров предвестника с параметрами очага будущего (готовящегося) землетрясения, их природа. Классификация предвестников.

Стратегия прогноза землетрясений. Физика подготовки землетрясения и необходимые фазы алгоритмов прогноза. Проблемы долгосрочного, среднесрочного и краткосрочного прогноза. Объективные и субъективные факторы, стоящие на пути успешного прогноза.

Литература:
1. Соболев Г. А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. 313 с.
2. Сидорин А. Я. Предвестники землетрясений. М.: Наука, 1992. 191 с.
3. Соболев Г. А., Пономарев А. В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. 270 с.
4. Добровольский И. П. Теория подготовки тектонического землетрясения. М.: ИФЗ РАН, 1991. 217 с.
5. Моги К. Предсказание землетрясений. М.: Мир, 1988. 382 с.
6. Методы прогноза землетрясений. Их применение в Японии. / Ред. Шебалин Н. В. М.: Недра, 1984. 312 с.
7. Садовский М. А., Болховитинов Л. Г., Писаренко В. Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. М.: Наука, 1987. 100 с.
8. Садовский М. А., Писаренко В. Ф. Сейсмический процесс в блоковой среде. М.: Наука, 1991. 96 с.
9. Физические основы прогнозирования разрушения горных пород при землетрясениях. / Ред. Садовский М. А., Соболев Г. А. М.: Наука, 1987. 126 с.
10. Экспериментальные и численные методы в физике очага землетрясения. / Ред. Садовский М. А. М.: 1989. 237 с.
11. Смирнов В. Б., Завьялов А. Д. Концентрационный критерий разрушения с учетом фрактального распределения разрывов // Вулканология и сейсмология, 1996, N 4, с. 75-80.
12. Смирнов В. Б. Повторяемость землетрясений и параметры сейсмического режима // Вулканология и сейсмология, 1995, N 3, с. 59-70.
13. Смирнов В. Б. Оценка длительности цикла разрушения литосферы Земли по данным каталогв землетрясений // Физика Земли. 2003. № 10. С. 13-32.
14. Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. 260 с.