Основные соотношения между параметрами биопредвестников и землетрясений

Биопредвестники отмечены в самых разных, практически во всех типах, сейсмоактивных зонах, включая островные дуги и окраины континентов (Камчатка, Япония, КНР, США), внутриконтинентальные области преимущественного сжатия земной коры (Средняя Азия, Кавказ, Карпаты) и преимущественного растяжения (Байкальская зона).

Имеются наблюдения и в платформенной области в связи с Осмуссарским землетрясением 1976 г. в Эстонии. Глубина очагов землетрясений, для которых известно предваряющее аномальное поведение животных, находится в широком диапазоне — от нескольких километров до 120–150 км. Эпицентральные расстояния, на которых отмечаются аномалии поведения животных, большей частью не превышают 100 км, в отдельных случаях увеличивались до 150–200 км. Максимальное отмеченное расстояние от эпицентра предстоящего землетрясения для сухопутных животных — 300 км для события с М = 8,3. Биологический предвестник в координатах эпицентральное расстояние — магнитуда показан на рис. 19.

Биологические предвестники, по имеющимся данным, могут проявляться перед землетрясениями с магнитудами в интервале от 4 до 8,4, т.е. практически во всем диапазоне ощутимых землетрясений. Животные реагируют на приближающееся землетрясение в областях с интенсивностью будущих сотрясений от 5 до 10 баллов. Аномальное поведение животных проявляется в области предстоящих сильных разрушений. Возможно, этот факт связан с распределением сигналов, на которые реагируют животные, по области подготовки землетрясений и с затуханием их за пределами этой области. Используя биопредвестники для предсказания землетрясений, можно оценить место и примерные размеры области разрушений.

По данным исследований нескольких землетрясений, область аномального поведения животных перед событиями во много раз превышает площадь проекции очага на поверхность. Это установлено для землетрясений с М = 4,7 в Калифорнии, землетрясения с М = 6,8 в Алайской долине, землетрясения с М = 7,3 в Китае. Причем в случае Хайченского землетрясения 4 февраля 1975 г. в Китае этот вывод подтверждается многими сотнями наблюдений до землетрясения. Есть пока немногочисленные данные о несимметричном расположении областей, где отмечено аномальное поведение животных, относительно будущих эпицентров и очаговых зон.

Эти области, по-видимому, располагаются в соответствии с крупными геологическими структурами. Изучение конфигураций областей, где наблюдаются биопредвестники, а также их пространственного соотношения со структурой и свойствами геологической среды в эпицентральной зоне и за ее пределами представляет большой интерес для понимания природы явления биоиндикации землетрясений.

Остается практически не исследованным вопрос о соотношении между пространственно-временными характеристиками биопредвестников и механизмами очагов соответствующих сейсмических катаклизмов.

Особого рассмотрения заслуживает вопрос о соотношении между магнитудой готовящегося землетрясения и временем начала необычного поведения животных — t. Здесь применялись различные подходы, опирающиеся как на оценку общего усредненного времени появления биопредвестников, так и на оценки, сделанные для определенным образом выделенных выборок некоторых совокупностей видов животных.

Первый подход был использован, в частности, при попытке выявить соотношения между М и t для разных групп животных по материалам наблюдений только на территории СНГ (см. табл. 11).

На рис. 19 данные о времени начала проявления аномального поведения для всех наблюдавшихся видов животных нанесены относительно магнитуд соответствующих землетрясений. Сопоставление биопредвестниковой информации с обобщенными результатами по остальным предвестникам показывают, что биопредвестники хорошо вписываются в группу краткосрочных предвестников, причем 75% точек лежит ниже усредняющей эту категорию предвестников кривой 2, т.е. относятся к области так называемых оперативных предвестников. Представленные на рис. 21, 22 данные позволяют допустить предположение о том, что аномальное поведение животных, во всяком случае млекопитающих и птиц, может начаться тем раньше, чем больше магнитуда готовящегося землетрясения.

Второй, дифференцированный подход был использован при анализе зарубежных данных, опубликованных в сводке Т. Ракитаке.

В отличие от проведенной Ракитаке обработки материалов по сводному графику для всех видов биообъектов, была уточнена неоднородность использованной им совокупности данных. Были построены графические зависимости числа биопредвестников от времени их появления для обитателей водной (рис. 20 — рыбы, крабы, черепахи и т.д.) и воздушной ( млекопитающие, птицы, рептилии и т.д.) среды.

Максимум кривой для обитателей водоемов смещен вправо (в сторону более долгосрочных предвестников) относительно аналогичной зависимости для наземных животных, т.е. водные обитатели более заблаговременно предчувствуют землетрясения. Модальная величина сглаженных значений проявления биопредвестников для обитателей водной среды близка к двум дням, а для наземных животных составляет несколько часов, хотя разброс времени проявления обеих разновидностей биопредвестников тождествен.

Тщательный анализ данных, приведенный в таблицах работы Ракитаке, с привлечением некоторых других сведений, не использовавшихся этим исследователем, позволяет дополнительно наметить некоторые тенденции особенностей наблюдавшихся биопредвестников землетрясений.

Проведенный анализ поведения млекопитающих и птиц не включает биопредвестников, связанных с поведением рыб, т.к. в условиях СНГ и других континентальных стран проявляемые сухопутными животными и птицами реакции представляют первоочередной интерес.

На рис. 21, 1приведена гистограмма количества случаев наблюдений биопредвестников в зависимости от времени опережения предвестника для случая птиц, на рис. 21,2— для млекопитающих.

Из сравнения распределений видно, что в области lg T < 0 (опережение биопредвестниками землетрясения Т менее одного дня) графики ведут себя сравнительно одинаково, а в области lg T > 0 гисто-грамма для млекопитающих имеет дополнительный максимум, чего не наблюдается на гистограмме для птиц. По-видимому, имеются две группы млекопитающих: воспринимающие изменения геофизических полей перед приближающимся землетрясением аналогично птицам и воспринимающие эти изменения раньше, чем птицы. Для млекопитающих из 8 случаев возникновения биопредвестников в области lg T = 0,5 ( Т > 3 дн.) 7 — аномальное поведение крыс. Максимальное зарегистрированное время появления биопредвестников для птиц — 10 дн., для млекопитающих — 1–1,5 мес.

Т. Рикитаке полагает, что, в отличие от долгосрочных геофизических предвестников землетрясений, для которых существует прямая зависимость между логарифмом времени появления предвестника и магнитудой основного толчка, для необычного поведения животных, относящегося к краткосрочным предвестникам, такой зависимости не обнаружено. Видимо, этот вывод получен по общей совокупности данных без разделения биопредвест-ников для животных, рыб и птиц. Внимательное изучение имеющихся материалов позволяет нам наметить связи между временами появления биопредвестника и магнитудой землетрясения, специфичные для различных разновидностей животных. При рассмотрении времени появления биопредвестников для млекопитающих и птиц были учтены данные, которые приводит Т. Рикитаке.

На рис. 22 изображена зависимость магнитуды землетрясения от времени появления предвестников для птиц и млекопитающих. Генеральная совокупность графически разделяется на две большие группы: I и II. В группу I входят животные и птицы, перечисленные в разделе I. В группу II входят млекопитающие и птицы, перечисленные в разделе II той же табл. 10.

Т а б л и ц а 10

Разделение биопредвестников землетрясений на группы

Из сравнения групп I и II табл. 10, 11 и анализа графика (рис. 22 ) могут быть сделаны следующие выводы:

При наблюдениях за млекопитающими и птицами намечается разделение биопредвестников на кратко-срочные (группа I, время опережения от минут до 6 ч) и среднесрочные (время опережения от 3 ч до 1,5 мес), которое носит неслучайный характер.

В группы статистически закономерно объединяются биопредвестники разных категорий животных.

В группу I (краткосрочные предвестники) входят млекопитающие: 81% — собаки, рогатый скот, лошади; 19% — остальные животные.

В группе II (среднесрочные предвестники) — собаки, рогатый скот, лошади составляют 9%, 91% — остальные животные, в числе которых преобладают дикие.

Таким образом, лошади, рогатый скот, собаки, как правило, «предчувствуют» землетрясение не более чем за 6 ч. Дикие и часть домашних животных (кошки, свиньи) предчувствуют землетрясения в среднем за более длительный срок, варьирующийся от 3 ч до 1,5 мес.

Аналогичная тенденция намечается и для биопредвестников, связанных с птицами.

В группе краткосрочных предвестников для птиц: 45% — домашние птицы (куры, утки и т.д.), а 55% — дикие.

В группе среднесрочных предвестников домашние птицы составляют 19%, а 81% — дикие.

Тем самым тенденция увеличения времени опережения биопредвестников при переходе от домашних животных к диким устанавливается отчетливо, что подтверждается Н.В. Красногорской и др. (1984).

При последующем анализе, нами были рассмотрены три группы животных по степени толерантности к человеку: домашние, синантропные (спутники человека — крысы, домовая мышь, домашний воробей, сизый голубь и т.д.) и дикие, при этом вероятность регистрации аномального поведения животного из данных групп в качестве биопредвестников, на основании литературных данных, составляет 46, 29, 25 % , соответственно.