Еще в 70-х годах прошлого века считалось, что задача прогнозирования землетрясений технически решаема. Однако к 90-м годам стало ясно, что некоторые объективные сигналы, позволяющие предсказать близкие сейсмические события, вроде бы и существуют, но корректно интерпретировать их чрезвычайно сложно. Многие корреляции такого рода до сих пор оспариваются.
Одним из сигналов, с помощью которых можно предсказать землетрясение, служит уровень радона-222. Он появляется в горных породах за счет распада тяжелых элементов, но на поверхности обычно встречается в очень малых концентрациях. Незадолго до землетрясения недалеко от зоны сейсмической активности возникают микротрещины, через которые радон просачивается наверх. Поэтому перед землетрясением его концентрация резко растет.
Однако часто подобные радоновые всплески происходят довольно далеко от точек будущих сейсмических событий — до сотен километров. А вот в более близких точках, у поверхности почвы, подобные скачки концентрации ученые не могут зарегистрировать. Кроме того, точно отслеживать уровень радона проблематично, поскольку вероятность обнаружить его зависит не только от концентрации газа в воздухе, но и от того, насколько хорошо проветриваются подвалы, где установлены датчики, какова скорость ветра в приземных впадинах, насколько велика влажность воздуха и от еще нескольких факторов.
Авторы новой работы использовали детектор тепловых, то есть медленных, нейтронов, установленный под землей в районе Тибетского нагорья, на высоте 4,3 километра над уровнем моря. В 2015 году он стабильно регистрировал всплески уровня тепловых нейтронов — как раз перед и во время двух землетрясений средней магнитуды в Непале, в 580—690 километрах от места установки детектора. В ряде случаев прибор регистрировал сигналы за несколько дней до землетрясения.
В графике регистрации нейтронов от радона кроме волн, связанных с землетрясениями, есть и более короткие волны, зависящие от температуры, в том числе — средней температуры верхних слоев почвы. Учет различий между стандартными суточными колебаниями и аномальными колебаниями перед и во время сейсмических толчков позволяет вычленить именно «сейсмическую» компоненту в нейтронном потоке.
Детектор нейтронов, с помощью которого были сделаны наблюдения, сравнительно новой конструкции, которую ранее предложил Институт ядерных исследований РАН. В нем используются сцинтилляционные (то есть дающие определенные порции светового излучения при взаимодействии с отслеживаемым типом нейтронов) пластины на основе фторида лития и соединения цинка серы и серебра. При это сам детектор довольно компактен.
Теоретически новая работа указывает на то, что землетрясения можно изучать принципиально новым методом, а в перспективе — и удаленно следить за угрозой подобных событий. Окончательно прояснить, возможно ли это на практике, могут дальнейшие наблюдения нейтронов в зонах, относительно близких к основным сейсмически опасным участкам земной коры.
Иван Ортега
