Российские исследователи разработали компьютерное приложение «Ион», которое осуществляет анализ спутниковых данных о состоянии верхних слоев атмосферы и позволяет предсказывать возможное месторасположение эпицентра землетрясения на основе характерных изменений в них.
Данная разработка уже интегрирована в систему комплексного мониторинга на Камчатке и предназначена для анализа особенно сильных сейсмических событий магнитудой от шести и выше. Система также способствует более глубокому пониманию механизмов, приводящих к наиболее разрушительным землетрясениям, включая произошедшее в районе летом 2025 года. По мнению специалистов, данное программное обеспечение может стать значимым инструментом для сейсмологов. Однако для объективной оценки его работы потребуется сопоставить прогнозы системы с фактически произошедшими событиями.
Анализ спутниковых данных
Эксперты Камчатского государственного университета (КамГУ) и Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) разработали программу «Ион», которая проводит анализ спутниковых данных о состоянии ионосферы и позволяет предсказывать место расположения эпицентра потенциального землетрясения. Изменения в верхних слоях атмосферы часто являются сигналом о предстоящих событиях. Она внедрена в систему комплексного геофизического мониторинга в зоне Авачинского залива — одной из самых сейсмически активных областей на планете.
Программное обеспечение ориентировано на выявление наиболее мощных подземных толчков магнитудой от шести и выше. Такие землетрясения происходят сравнительно редко, но отличаются высокой разрушительной силой. Например, на Камчатке за последние 20 лет зарегистрировано около десяти подобных сейсмических событий.
— Идея создания «Иона» возникла из необходимости автоматизировать обработку данных о состоянии ионосферы. Программа анализирует результаты спутникового мониторинга, выявляет аномалии, связанные с подготовкой сильных землетрясений на Камчатке, и представляет результаты в виде временных рядов и карт распределения характеристик ионосферы. ПО позволяет быстро обрабатывать большие объемы данных и представлять результаты в удобной для исследователей форме, — пояснил научный сотрудник лаборатории комплексного мониторинга сейсмоактивных сред ДВО РАН и научно-исследовательской лаборатории изучения экстремальных явлений Камчатки КамГУ имени Витуса Беринга Илья Сагарьяров.
Аномалии ионосферы, связанные с подготовкой сильных землетрясений, достаточно уверенно фиксируются примерно за полторы-четыре недели до события. Сроки во многом зависят от расположения будущего очага. Как показали исследования, одно из таких землетрясений с эпицентром на суше вызвало изменения в атмосфере за месяц, тогда как аналогичное событие на дне Авачинского залива проявило эффекты лишь за сутки — из-за влияния слоя морской воды на результаты измерений.
В сейсмологии при анализе землетрясений традиционно учитываются три ключевых параметра — место, магнитуда и время. Новая программа сосредоточена именно на пространственном аспекте. Ее использование повышает точность анализа, которая напрямую зависит от объема и качества исходных данных, а также значительно сокращает время их обработки. Полученные расчеты затем применяются вместе с результатами мониторинга по другим видам геофизических измерений — прежде всего с данными, получаемыми из глубоких скважин.
— Создание программы «Ион» и ее внедрение в состав системы непрерывного комплексного геофизического мониторинга состояния геосреды в зоне Авачинского залива — важный шаг в работе по прогнозированию сейсмической опасности для восточного побережья Камчатки. Это также открыло возможность получить ряд значительных научных результатов, связанных с подготовкой мегаземлетрясения в Камчатском регионе, которое произошло в июле 2025 года, — отметил заведующий лабораторией комплексного мониторинга сейсмоактивных сред ДВО РАН и заведующий научно-исследовательской лабораторией изучения экстремальных явлений Камчатки КамГУ имени Витуса Беринга Валерий Гаврилов.
Речь идет о землетрясении на Камчатке магнитудой 8,8, которое стало одним из самых мощных сейсмических событий за всю историю инструментальных наблюдений. Оно также спровоцировало цунами по всему Тихоокеанскому региону, хотя они не были столь разрушительными. Землетрясения происходят и в других частях России: например, в ночь на 10 февраля в Краснодарском крае зафиксированы подземные толчки магнитудой 4,7.
«Ион» состоит из трех модулей. Первый отвечает за поиск и загрузку данных со спутников, второй выполняет расчеты для определения состояния ионосферы, а третий — за визуализацию в виде карт.
Перспективный метод
Прогнозирование землетрясений с использованием данных ионосферы — это многообещающее, но сложное направление исследований, отметил заведующий кафедрой недропользования и нефтегазового дела РУДН Александр Котельников. Такие аномалии могут проявляться за несколько часов или дней до землетрясения, что предоставляет потенциальное окно для их предупреждения. Системы, подобные «Ион», позволяют накапливать данные и улучшать модели прогнозирования событий. Тем не менее, они требуют длительной валидации и интеграции с другими геофизическими методами: сейсмическими, деформационными и геохимическими.
— В целом разработанную программу можно считать полезной и практически значимой системой для мониторинга ионосферных аномалий в сейсмоактивных регионах, — подчеркнул специалист.
По словам ведущего инженера лаборатории механики горных пород МФТИ Тамары Журавлевой, активность ионосферы нашей планеты тесно связана с процессами в земной коре. Перед сильными землетрясениями наблюдаются изменения в плотности электронов и температуре ионосферы.
— Движение горных пород приводит к искажению электромагнитных полей и, как следствие, к активности ионосферы, вызывает локальные изменения ее структуры и состава, которые фиксируются специальными спутниками и наземными станциями. Эти изменения имеют специфический характер и отличаются от обычных вариаций, вызванных солнечной активностью, — добавила она.
Тем не менее, для точной оценки возможностей системы было бы правильно предоставить фактические результаты, подтверждающие достоверность алгоритмов и процент совпадений прогнозов с реальностью, который наблюдался в ходе работы. Однако пока таких данных нет, отметила специалист.
Фото: hi-tech.mail.ru