Элементы физики цунами: сейсмо-гидро-ЭМ взаимодействие от океанской литосферы до ионосферы и его мониторинг

Сформулировав математическую модель сейсмо-гидро-электромагнитного взаимодействия геофизических полей на основе объединенных теорий магнито-термоупругости и магнитной гидродинамики, прослеживаем численно генерацию и распространение сейсмических, ультра низкочастотных (УНЧ) электромагнитных (ЭМ), температурных и гидродинамических волн в сейсмически возбужденной модельной среде, включающей область литосферы под морем, море и атмосферу вплоть до ионосферы. Визуализируются стадии сейсмо-гидро-ЭМ процесса: генерация ЭМ возмущений в проводящем (0.02 См/м) слое верхней мантии слабым (предвестник) сейсмическим возмущением в присутствии геомагнитного поля; пространственная модуляция длинной ЭМ волны сейсмической волной; «замораживание» ЭМ волны, движущейся из литосферы, на дне моря (это первый измеримый сигнал сейсмического возбуждения под дном Океана) из-за высокой (3.5 См/м) электропроводности морской воды; распространение ЭМ волны в море и УНЧ эмиссия в атмосферу после удара в дно моря отставшей сейсмической волны, стартовавшей из сейсмического источника под дном вместе с ЭМ волной. Показывается, что ЭМ сигнал (несколько сот пТ на дне моря и на его поверхности при слабых – предвестниковых – сейсмических возбуждениях) наследует спектр (0.1−10 Гц) сейсмического возбуждения. При этом амплитуда ЭМ сигнала в различных доступных для измерения областях среды при слабых (упругих) сейсмогенных деформациях растет приблизительно пропорционально амплитуде сейсмического возбуждения. Эти характеристики сейсмо-гидро-ЭМ процесса устойчивы относительно неизбежной неточности задания физических свойств литосферной части среды и сохраняются, в основном (амплитуда ЭМ сигнала, однако, меняется в среднем в 1.5 раза), при переходе от нелинейной гидродинамической модели «мелкая вода» (использованной выше, т.к. типичная глубина Океана на 2-3 порядка меньше характерных горизонтальных размеров) к гидро-акустическому (т.е. с учетом сжимаемости воды) описанию. Сейсмические, ЭМ, температурные и гидродинамические параметры рассчитанного сейсмо-гидро-ЭМ процесса имеют наблюдавшиеся порядки величин. Таким образом, записи ЭМ сигналов на дне моря, его поверхности и в атмосфере вплоть до ионосферы (включая радио-томографию с буя или стратостата на спутник) могут быть рекомендованы для обнаружения сейсмической активизации под дном моря и волны цунами вдали от берега. Описывается (измеряющая сигналы различной физической природы на различных глубинах в Океане и высотах над ним) система мониторинга сейсмических событий под дном Океана и цунами, позволяющая различать ЭМ сигналы ионосферного и литосферного происхождения и регистрировать последние донной аппаратурой до прихода сейсмической и гидродинамической волн.