Результаты наблюдения НСМОС в Республике Беларусь 2010 года

          Современная сейсмология располагает широкой глобальной сейсмической сетью и высокочувствительной измерительной аппаратурой. Станции ведут регистрацию землетрясений по единому времени (среднее гринвичское) и единообразным инструкциям. Сведения по каналам связи собираются в центрах обработки данных и являются исходными для мировых сейсмологических исследований. Информация, полученная на сейсмических станциях, обрабатывается с помощью компьютеров и автоматических устройств. Международные научные связи по сейсмологии осуществляет Международная ассоциация сейсмологии и физики земных недр (МАСФНЗ, IASPEI) при Международном союзе геодезии и геофизики (IUGG). Одной из важнейших задач сейсмологии является прогноз землетрясений, который складывается из предсказания места, силы и времени их проявления. Задача предсказания времени и места возникновения сильных землетрясений ещё не решена ввиду её исключительной трудности (необходимость получать информацию о процессах в земных недрах на больших глубинах, малая скорость дифференцированных тектонических движений, приводящих к землетрясениям, и др.). Работы в этом направлении связаны с поиском предвестников землетрясений, т.е. явлений, обусловленных изменениями физико-механических свойств земной коры и мантии перед землетрясением (вариации во времени скоростей распространения сейсмических волн, изменение электрического сопротивления горных пород, изменение химического и газового состава подземных вод, вариации параметров магнитного и гравитационного полей и др.). Элементом прогноза в известной мере служит сейсмическое районирование, позволяющее указывать районы возможной максимальной силы и средней частоты повторения землетрясений. Для этого проводится анализ данных сети сейсмических станций о положении эпицентров, глубине очагов, магнитудах, интенсивности регулируемых землетрясений, а также выявляется приуроченность их к тем или иным геологическим структурам и областям проявления интенсивных новейших тектонических движений. Оптимизация сейсмических наблюдений достигается путём рационального выбора места расположения сейсмических станций, обеспечивающего хорошую «видимость» сейсмоактивных зон и минимальный уровень сейсмических шумов – микросейсм. Уточнение сейсмического районирования производится с помощью сейсмического микрорайонирования на основе инженерно-геологических изысканий и сейсмометрических инструментальных наблюдений. Эти исследования обеспечивают необходимыми данными сейсмостойкое строительство особо ответственных объектов, включая АЭС, и составляют предмет инженерной сейсмологии. Важная проблема сейсмологии – получение фактических данных, интерпретация которых позволяет составить представление о строении «твёрдой» Земли, т.е. её коры, мантии и ядра. Основной материал для этого дают сейсмические волны и изменение их скоростей в недрах Земли [6].

          Сейсмология в Беларуси начала развиваться в начале 60-х годов прошлого столетия в Институте геохимии и геофизики АН БССР. Сейсмологические наблюдения в Беларуси начались в 1965 г. после строительства геофизической обсерватории в населённом пункте Плещеницы недалеко от г. Минска. В целом белорусская наблюдательная сейсмическая сеть была организована в 1980 г. и вошла в состав Единой сети сейсмических наблюдений СССР. С 2001 года этим научным направлением занимается специально созданная в составе Национальной академии наук Беларуси организация – Центр геофизического мониторинга, в задачи которого входит: организация и развитие национальной системы сейсмологического мониторинга на территории Республики Беларусь, участие в международной системе мониторинга Земли; изучение региональной сейсмичности, оценка сейсмической обстановки; выполнение работ по оценке сейсмической опасности различной степени детальности, в том числе на стадии проектирования объектов промышленного и гражданского назначения, повышенной ответственности, включая АЭС, гидротехнические сооружения, высотные здания и др.; оперативное взаимодействие Министерством по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь, Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь и другими заинтересованными ведомствами по вопросам возникновения опасных сейсмических явлений природного и техногенного характера и возможного предупреждения их негативных последствий.                                                 Дальнейшее развитие сейсмологии и сети сейсмических наблюдений на территории Беларуси связано в основном с созданием Национальной системы мониторинга окружающей среды Республики Беларусь (1993 г.) и Системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (2004 г.). Современная сеть наблюдений состоит их 6 сейсмических станций и обеспечивает мониторинг сейсмичности, как на территории Беларуси, так и за её пределами.

          Как правило, изучение сейсмичности разделяется на два периода: исторический и инструментальный. Историческая сейсмичность основывается на информации, собранной из разных литературных и архивных источников. Организация инструментальных наблюдений относится к началу 20 века, когда появились первые сейсмические станции для регистрации землетрясений. В условиях слабой сейсмичности , а также с учётом позднего развития инструментальных сейсмометрических наблюдений, большая роль в изучении региональной сейсмичности Беларуси относится к историческим землетрясением.

        Беларусь, страны Балтии, западные регионы России и платформенная часть территории Украины представляют единый сейсмотектонический регион, имеющий сходное геологическое развитие и общие современные геодинамические условия. Для решения проблем, связанных с сейсмической безопасностью, первостепенной задачей является создание современной системы мониторинга на базе новейших достижений сейсмометрии, компьютерной технологии и телекоммуникационных систем связи. Система сейсмологических наблюдений Беларуси в своём развитии ориентирована на дальнейшую интеграцию в международную геофизическую структуру [7].

1.3 Сейсмологические наблюдения

          Центр ГМ НАНБ располагает сводными бюллетенями сети сейсмических станций Беларуси с 1965 года по настоящее время. Современная сейсмичность Беларуси в основном проявляется в районе Старобинского месторождения калийных солей и имеет характер «наведенной». Административный центр этого района, г. Солигорск, расположен в непосредственной близости от шахтных полей и других сооружений горнодобывающей промышленности. Исследуется территория в пределах координат: φ = 51.0 ÷ 56.0 N, λ = 23.0 ÷ 33.0 Е. По результатам наблюдений формируются сейсмологические сводные бюллетени и каталоги, составляются карты эпицентров землетрясений. Бюллетени содержат следующие сведения о землетрясениях: код станции; дата; тип прибора; компонента записи; чёткость и наименование волны; время вступления мировое UTC (час, мин., сек.); период волн (сек.) и амплитуда по компонентам (в микронах); разность времени вступления Р и S волн (мин.-сек.); эпицентральное расстояние (градусы и/или километры); магнитуда по соответствующему типу волн. Составлен и пополняется Каталог землетрясений Беларуси с исторических времен по настоящее время (карпатские землетрясения, волны которых достигли до Беларуси, зарегистрированы в 1940, 1977, 1986 и 1990 годах – около 3 баллов; самые сильные землетрясения произошли 22 декабря 1908 года на границе Беларуси и Литвы – около 7 баллов, 10 мая 1978 года в районе деревни Кулаки вблизи Солигорска (Минская область) и 2 декабря 1983 года на пересечении Могилевского и Северо-Припятского разломов - около 4-5 баллов). Каталог содержит следующие сведения: дата, время мировое (час, мин., сек.), координаты эпицентра, разность времени вступления Р и S волн (мин.-сек.), эпицентральное расстояние (км), энергетический, магнитуда, источник информации. В Центре формируются бюллетени обработки и каталог землетрясений, произошедших в Солигорском районе, а также составляется Карта эпицентров Солигорских землетрясений. Также создан и регулярно пополняется каталог Восточно-Европейской платформы (ВЕП) для сейсмических событиях с исторических времён по настоящее время в пределах координат: φ=51.0 ÷ 59.8 N, λ=19.5 ÷ 33.5 Е. Каталог ВЕП содержит следующие сведения: дата, время мировое (час, мин., сек.), координаты эпицентра, магнитуда, балльность, глубина очага, положение эпицентра, источник информации.

1.3.1 Геомагнитные наблюдения

         Геомагнитные наблюдения осуществляются на базе геофизической обсерватории «Плещеницы». Основным результатом работы магнитной обсерватории является определение векового хода элементов D, H, Z, T геомагнитного поля, определяемого как разность среднегодовых значений элементов геомагнитного поля между последующим и предыдущим годами. По данным вариационных наблюдений ежемесячно составляется обзор состояния геомагнитного поля, который состоит из таблиц среднечасовых и среднесуточных значений элементов геомагнитного поля D, Z, H, таблиц возмущённости геомагнитного поля по трёхчасовым интервалам значений 9-балльной шкалы К-индексов, описания магнитных бурь и их характеристик.

Основным прибором наблюдений за вариациями магнитного поля Земли  является феррозондовый магнитометр LEMI-022, который регистрирует изменения во времени горизонтальной – Н, вертикальной – Z составляющих и угловой составляющей – склонения D. Для определения базисных значений элементов геомагнитного поля D₀, H₀, Z₀ и T₀ осуществляются наблюдения за абсолютными изменениями параметров геомагнитного поля. На обсерватории такие наблюдения проводятся один раз в месяц с помощью феррозондового магнитометра LEMI-204, помещённого на теодолите, и портативного протонного магнитометра МИНИМАГ. Феррозондовым магнитометром измеряются угловые элементы геомагнитного поля – склонение D и наклонение J. Данные, получаемые с помощью феррозондового магнитометра LEMI-022, обрабатываются специальной программой обработки цифровых магнитных данных МаgData, которая позволяет выполнить с цифровыми данными следующие процедуры: просмотреть полученные данные на экране монитора; получить суточную минутную таблицу вариаций геомагнитного поля; сформировать месячную часовую таблицу вариаций геомагнитного поля;  определить для каждых суток К-индексы; определить характеристики магнитных бурь; ввести новые базисные значения D₀, H₀, Z₀ и калибровки; занести полученные результаты обработки в базу данных.

         Стандартные таблицы среднечасовых значений элементов геомагнитного поля представлены в нТ, а угловые – в градусах и десятых долях минуты. Стандартная таблица включает в себя среднечасовые и среднесуточные значения элементов геомагнитного поля D, Z, H.

1.3.2 Гидродинамические наблюдения

          Гидродинамические наблюдения осуществляются на базе геофизической обсерватории «Нарочь» в двух наблюдательных скважинах (101-ПС и 103-ПС), расположенных в д.Теляки Мядельского района Минской области. По результатам наблюдений ежемесячно формируются обзорные таблицы данных замеров уровней подземных вод. На основании таких таблиц составляются графики изменения атмосферного давления и уровня подземных вод. Полученные данные режимных гидродинамических наблюдений на геофизической обсерватории "Нарочь" используются при изучении гидрогеологических условий и природно-экологического состояния Национального парка "Нарочанский", взаимосвязи подземных вод исследуемых водоносных комплексов с основными эксплуатируемыми горизонтами пресных и минерализованных вод, а также с поверхностными водами (оз.Нарочь, оз.Мястро, оз. Мядель и др.).

2. Принципы организации и ведения геофизического  

мониторинга в  Республике Беларусь  

1. Геофизический мониторинг в НС МОС РБ

Геофизический мониторинг является составной частью Национальной системы мониторинга окружающей среды Республики Беларусь и проводится ежегодно по трём направлениям:

• сейсмический мониторинг, который представляет собой систему непрерывных круглосуточных наблюдений за происходящими сейсмическими событиями естественного и искусственного происхождения в широком диапазоне энергий и расстояний, обработку данных, анализ полученных результатов и оценку сейсмической обстановки;
• геомагнитный мониторинг, включающий периодические наблюдения за геодинамическими процессами на полигонах и непрерывные стационарные наблюдения за текущим состоянием геомагнитных полей;
• мониторинг гравитационного поля Земли.

Геофизический мониторинг в  Республике Беларусь осуществляется на основании Указа /Президента Республики Беларусь от 13 июня 2011 г. № 244 «Об утверждении  Государственной программы обеспечения  функционирования и развития Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь на 2011 – 2015 годы»

2.2 Центр геофизического мониторинга НАНБ

       Государственное учреждение «Центр геофизического мониторинга Национальной академии наук Беларуси» создано в 2001году. Основной уставной задачей Центра является проведение научно-технологических и экспериментальных работ по геофизическому мониторингу опасных геодинамических явлений и процессов, таких как сейсмические события естественного и искусственного происхождения, геомагнитные возмущения и др. Основной режим работы – непрерывные круглосуточные наблюдения. Центр является юридическим лицом, имеет самостоятельный баланс, расчётный и иные счета в банках Республики Беларусь, круглую печать и бланк с изображением Государственного герба Республики Беларусь и своим наименованием. Структура центра: 

• Административно-управленческий персонал

• Отдел обработки и анализа данных мониторинга (ОАДМ)

          Задачи и функции отдела: методическое руководство обработкой данных геофизических наблюдений, проводимых на объектах Центра; обеспечение сбора и хранения первичного материала, оценка его качества и выработка необходимых рекомендаций по устранению недостатков; разработка и внедрение новых методик обработки данных наблюдений; контроль за процессом проведения наблюдений в подразделениях Центра; составление свободных каталогов, таблиц, бюллетеней, обзоров; построение соответствующих карт и схем; обеспечение межрегионального и международного обмена данными в рамках заключенных соглашений; информационное обеспечение функционирования Информационно-аналитического центра геофизического мониторинга (ИАЦ ГМ).