Ученые МГУ уверены: землетрясения порождают гравитационные воздействия

Землетрясение 11 марта 2011 года, вызвавшее большие разрушения, гибель людей и техническую катастрофу на АЭС «Фукусима-1», вызвало волну неподдельного интереса к проблеме предсказаний подобных природных явлений. Валерий Федоров, ведущий научный сотрудник геофака Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, кандидат географических наук, поделился информацией о новой разработке МГУ – метода прогноза сейсмической и вулканической активности.

По его словам, большинство извержений вулканов и глубоких землетрясений происходит непосредственно возле экваториальной плоскости. Следовательно, распределение очагов подземных толчков непосредственно зависит от центробежной силы Земли. А она, в свою очередь, зависит от гравитационной составляющей. Как только увеличивается гравитационная компонента – вращение планеты становится медленнее, при ослаблении Земля ускоряет свое вращение. А вращение планеты напрямую связано с приливными силами. Поэтому усиление сейсмической активности необходимо искать во взаимодействии космос-земля, а если говорить более конкретно – то во влиянии на планету Луны, Солнца и ближайших планет.

Именно на применении такой информации и было создана новая методика прогнозирования землетрясений. На протяжении 2002-2004 годов данные работы финансировались Российским фондом по фундаментальным исследованиям. Результатом труда ученых явились две концептуальные методики прогноза. И по одной, и по другой методике расчеты показали, что наибольшая вероятность мощного землетрясения будет 27-31 декабря 2004 года. Землетрясение и вызванное им цунами произошло 26 декабря, в результате погибло около 300 тысяч человек, а экономический ущерб составил 11 миллиардов американских долларов. При этом сам прогноз был дан за полгода до самого события. Такой точности в дате прогноза не добивался еще никто.

На данный момент специалисты и ученые географического факультета Московского государственного университета работают над новой задачей с применением нейросетей – так называемых самоорганизующихся карт Кохонена. Цель исследований – создание и развертывание новой геоинформационной системы, связанной с глобальным мониторингом сейсмической и вулканической активности.

Если говорить более конкретно, то вся планета по данной методике разбивается на квадратные ячейки со сторонами 5 на 5 или 10 на 10 градусов (во втором случае это квадрат со стороной приблизительно 1000 километров). В системе локального мониторинга будут фиксироваться основные местные характеристики – все изменения, происходящие на поверхности, температура и состав грунтовых вод, ряд других геохимических, геофизических, биологических, геодезических данных, и в соответствии с полученными результатами будет производиться локальный прогноз по землетрясениям для каждой ячейки. Правда, следует учитывать, что данные критерии являются местными, и поэтому неоднозначными в силу их локальности. Именно поэтому и создается глобальная система мониторинга, позволяющая отследить фундаментальное взаимодействие между космосом и Землей на физическом уровне, основу которого составляет гравитационное взаимодействие. А объединение сетей локального и глобального мониторинга на основе нейротехнологий даст возможность, надеются ученые, решить проблему предсказания извержений вулканов и землетрясений.

Для построения самоорганизующихся нейронных сетей крайне важным критерием является выбор исходных параметров. Именно данной проблемой – поиском параметров, которые будут служить исходной информацией для нейронной сети, способной производить точный прогноз извержений и землетрясений, и занималась в последнее время группа ученых – программистов, математиков и геологов МГУ в последние 10-15 лет.

В результате длительного и кропотливого труда некоторые критерии были определены. Они позволят запустить нейронную сеть для получения первых прогнозов сейсмической и вулканической активности. Один из разработанных критериев – широтное распределение вулканической и сейсмической активности. Ля этого была задействована база данных Геологической службы Соединенных Штатов относительно землетрясений, магнитуда которых превышала 5 баллов. Но даже по таким событиям массив информации оказался достаточно большим, и он постоянно пополняется.  В качестве других важных критериев выступают различные астрономические характеристики: расстояния между парами Земля – Солнце, Земля – Луна, эклиптическая широта нашего спутника и некоторые другие. Уже установлена корреляция между землетрясениями и изменениями данных характеристик. Есть и другие, не менее интересные предположения, которые нуждаются в дополнительной проверке и подтверждении.

По мере того, как данные будут введены в компьютер, самообучающаяся нейронная сеть будет анализировать весь массив параметров по алгоритму «Победителю достанется все». Согласно нему выбирается главный критерий, все второстепенные отбрасываются. И на основании этого сеть самостоятельно рассчитывает прогноз события по месту и времени. То есть получается, что нейронная сеть будет своеобразным черным ящиком. При этом для каждой отдельной ячейки вероятность наступления сейсмического или вулканического события будет рассчитываться ежедневно. Таким образом, любой человек вместе с прогнозом погоды для определенной местности будет видеть и прогноз по сейсмическим событиям (сейсмическую погоду) для данного региона.

Приблизительно за две недели до 11 марта все опубликованные ранее работы по исследованиям, связанным с прогнозом землетрясений, выполненных на основе гравитационного взаимодействия, были в полном объеме переданы помощнику посла Японии в России. У нас на данный момент для запуска нейросети нет мощных суперкомпьютеров. Компьютеров. В Японии такой компьютер имеется – в университете Токио.

Валерий Федоров отметил, что на данный момент математики Московского государственного университета пытаются выполнить разбиение задачи таким образом, чтобы можно было распараллелить алгоритм, распределив его на множество обычных компьютеров. Оказалось, это довольно сложная математическая задача.

По материалам geonews.com.ua