Выпускница Университета МИСИС подтвердила гипотезу о том, что наступление землетрясения можно предсказать за полгода методами фрактальной геометрии, анализируя пики сейсмической активности и их зависимость от пространственно-временных характеристик. Это возможно благодаря тому, что у динамики природных катаклизмов на графиках прослеживаются характеристики самоподобия, то есть фрагмент идентичен целой картине.
По статистике землетрясения составляют порядка 13% от общего количества происходящих ежедневно природных катаклизмов. Количество фиксируемых сейсмографами толчков достигает 100 000 событий ежегодно, из которых порядка 1000 являются разрушительными. Анализ пространственного распределения землетрясений является актуальной проблемой геофизики, и в некоторых исследованиях были выявлены закономерности, связанные с характером землетрясений.
«Сложный процесс сейсмической активности внешне кажется хаотическим. Однако при рассмотрении множества очагов землетрясений с учётом значений их магнитуд, можно увидеть, что они образуют мультифрактал, который может быть исследован методами фрактальной геометрии. Такие исследования ведутся нашими студентами уже на протяжении нескольких лет. Было доказано, что в процессе сейсмической активности присутствуют детерминированные составляющие. В частности, установлена связь между возникновением землетрясений с большими магнитудами и скачками фрактальных характеристик множества очагов землетрясений», — говорит руководительница исследования, доцент кафедры инженерной кибернетики НИТУ МИСИС Валерия Шихеева.
Выпускница Института компьютерных наук НИТУ МИСИС Алёна Королева в своей магистерской диссертации исследовала сейсмоактивность полуострова Камчатка и территории Японских островов, которые находятся в области так называемого Тихоокеанского огненного пояса, с большим количеством вулканов, вызывающих природные катаклизмы.
«Сейсмический процесс проявляет характерные свойства иерархической самоподобной системы в распределении землетрясений во времени, пространстве и по энергии — эти свойства проявляются в законе Гутенберга-Рихтера, описывающем зависимость между магнитудой и общим числом землетрясений для любого заданного промежутка времени», — отметила Алёна Королёва.
Проведенное в рамках дипломной работы исследование показало, что наступление землетрясения может быть предсказано заблаговременно до наступления основного толчка — это отражается в аномальном падении значения фрактальной размерности.
«Характеристики самоподобия сейсмических процессов, полученные методами фрактальной геометрии, позволяют выявлять устойчивые закономерности рядов сейсмических событий и помогают повысить уровень достоверности прогнозов», — подытожила руководительница исследования Валерия Шихеева.
Результаты экспериментов могут быть использованы для дальнейших исследований по прогнозированию сейсмических событий на основе анализа корреляционной размерности пространственно-временного распределения очагов землетрясений.
