Распределенная по вертикали от дна океана до ионосферы система детектирования подготовки моретрясения

На основе принципов динамической теории упругости, гидродинамики, электродинамики движущихся сред, термодинамики формулируется начально-краевая задача сейсмо-гидро-электромагнитно-теплового (СГЭМТ) взаимодействия геофизических полей в среде литосфера-океан-атмосфера. Т.к. рассматривается взаимодействие полей различной физической природы, то в формулировку входят связанные (операторами взаимодействия полей и условиями их сопряжения на контактах сред) дифференциальные операторы различных типов, в том числе, магнитной диффузии и динамической теории упругости (3D струна). Поэтому система полевых уравнений не имеет какого-либо хорошо изученного в математической физике типа. Назовем ее струнно-диффузионной (с-д). Приводится (с физической интерпретацией) теорема корректной разрешимости нелинейной с-д начально-краевой задачи. Визуализируется рассчитанная пространственно-временная картина СГЭМТ взаимодействия: 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» на дне моря ЭМ волны, движущейся из литосферы, из-за высокой (3.5 См/м) электропроводности морской воды (это первый измеримый сигнал сейсмического возбуждения под дном Океана); распространение ЭМ волны в море и УНЧ эмиссия в атмосферу после удара в дно моря отставшей сейсмической волны, стартовавшей из сейсмического источника вместе с ЭМ волной. Приводятся расчетные временные ряды сигналов во всех упомянутых геофизических полях в доступных для измерения областях среды. Показывается, что ЭМ сигнал (несколько сот пТ на дне моря и на его поверхности для слабых сейсмических возбуждений) наследует спектр (0.1−10 Гц) сейсмического возбуждения. Полученная картина СГЭМТ взаимодействия геофизических полей в среде литосфера-океан-атмосфера и численные характеристики расчетных СГЭМТ сигналов устойчивы относительно неизбежной неточности задания физических и геометрических (например, границы пластов океанской литосферы) характеристик трехфазной среды, включая сжимаемость воды. Сейсмические, ЭМ, температурные и гидродинамические параметры рассчитанного процесса имеют наблюдавшиеся порядки величин. Таким образом, записи ЭМ сигналов на дне моря, его поверхности и в атмосфере вплоть до ионосферы могут быть рекомендованы, чтобы обнаружить сейсмическую активизацию под дном моря и волны цунами вдали от берега. Полученная по расчетам схема наземно-космической системы детектирования подготовки моретрясений (очаг землетрясения под дном моря) и цунами включает: донный комплекс (датчики давления, температуры и теплового потока, магнитного и электрического полей; сейсмограф, магнитотеллурическое зондирование); буйковый комплекс (прием информации донного комплекса и передача ее на аэростат или спутник, связь с GPS или ГЛОНАС для передачи данных о динамике уровня моря); аэростатный комплекс (радио-томография на бортовую аппаратуру спутника, радар, оптическое слежения за волнением); спутник (передача информации буйкового и аэростатного комплексов, бортовых океанографических данных, включая «тени цунами», на береговую станцию системы прогноза).