1-й этап (1972-1977 гг.)
2-й этап (1978-1991 гг.)
3-й этап (1991-2002 гг.)
О работе Общего совета ИВ и КОМСП по прогнозу землетрясений и извержений вулканов

Работы по прогнозу землетрясений и извержений вулканов в первое десятилетие сушествования Института вулканологии (1962-1971 гг.) велись совместно силами Тихоокеанской сейсмической экспедиции ИФЗ (ТСЭ) и Института вулканологии (ИВ). При этом, исследования по прогнозу землетрясений были сосредоточены в ТСЭ (рук. С.А. Федотов), а работы по прогнозу извержений вулканов – в ИВ (рук. П.И. Токарев). В 1965 г. начал работу Камчатский полигон по прогнозу землетрясений ИФЗ АН СССР.

В ТСЭ к середине 60-х гг. был разработан метод долгосрочного сейсмического прогноза сильных (М>7,7) Курило-Камчатских землетрясений для глубин менее 100 км (С.А. Федотов), основанный на концепциях “сейсмических брешей” и “сейсмического цикла”, который успешно оправдался в начале 70-х гг. В декабре 1971 г. вблизи поселка Усть-Камчатск, а в июне 1973 г. возле полуострова Немуро на Южных Курилах в двух из трех участков Курило-Камчатской дуги, считавшихся наиболее опасными на ближайшие годы, произошли землетрясения с магнитудой М=7,8-7,9. При этом, с учетом прогноза, летом 1971 г. на полуострове Камчатский Мыс были проведены геодезические измерения вблизи очага ожидавшегося землетрясения.

Также в 1968-1970 гг. в ТСЭ исследовались: поведение параметра q=Ks-Kp, предвестниковые вариации электротеллурического поля и соотношения Vp/Vs, различные сейсмостатистические предвестники (С.А. Федотов, Г.А. Соболев и др.).

Прогноз извержений вулканов по сейсмологическим данным разрабатывался в ИВ П.И. Токаревым. Им было организовано оперативное слежение за сейсмическим режимом на вулканах Северной группы, и был дан успешный прогноз извержения вулкана Шивелуч в 1964 г., а к началу 70-х годов были построены обсерватории на вулканах Авача и Карымский, велась подготовка к оперативному слежению за этими вулканами.

В конце 1971 - начале1972 г. произошла передача Камчатской сети сейсмических станций из ТСЭ в ИВ, куда также перешла часть сотрудников ИФЗ.

Переход сети сейсмических станций и части сотрудников из ИФЗ в ИВ способствовал усилению сейсмологических исследований в ИВ за счет переноса традиций “школы ИФЗ” и появлению возможности развития сейсмологических работ по прогнозу землетрясений и извержений вулканов в комплексе с другими методами (геодезия, гидрогеохимия, тектоника), развивавшимися в Институте вулканологии.

1-й этап (1972-1977 гг.)

На первом этапе закладывались основы работ по прогнозу, расчитанных на многие годы. В основе этих работ лежали:

- опыт работ по прогнозу землетрясений и извержений вулканов в мире (Япония, США) и в СССР, накопленный в 60-е годы;

- традиции прогностических исследований, проводившихся ИФЗ и ИВ в 60-х годах;

- тенденции развития этих работ лучшими научными коллективами мира;

- непосредственный опыт тяжелых социально-экономических последствий сильных Камчатских землетрясений 1971 г.(Усть-Камчатского и Петропавловского), имевших интенсивность 7-8 баллов;

- возможность сконцентрировать прогнозные работы в рамках одной организации (ИВ) и развернуть широкий комплекс исследований по прогнозу землетрясений и извержений вулканов.

В организационном плане это вылилось в создание в ИВ новых лабораторий: сейсмометрии (1972, зав. лаб. В.Д. Феофилактов), геодезии (1973, зав. лаб. В.Б. Энман), сейсмологии (1974, зав. лаб. И.Г. Симбирева) с вычислительной группой (рук. В.А. Казанцев), развернувших исследования совместно с уже существовавшими в Институте лабораториями прогноза и механизма извержений (зав. лаб. П.И. Токарев), региональной геофизики (зав. лаб. С.Т. Балеста) и Ключевской вулканологической станцией (рук. сейсмологической группы В.И. Горельчик).

Создание новых лабораторий происходило в рамках программ:

- развития сейсмологических наблюдений, включавшей в себя: развитие сети стционарных сейсмических станций, разработку автономных сейсмических станций с записью на магнитную ленту, развитие радиотелеметрии и ряда других направлений;

- программы изучения современных движений земной коры, включавшей в себя: открытие новых полигонов, обеспечивающих наблюдения с целью прогноза землетрясений и извержений вулканов (в последнем случае – полигоны на вулканах Авача, Карымский, Ключевская группа вулканов и другие), геодезические измерения на R>100 км светодальномерами, создание геодезических обсерваторий.

Организация непосредственно прогноза землетрясений в первые годы (1972-1974) осуществлялась в рамках первого пробного краткосрочного прогноза землетрясений с K>=13 (М>=5,5), проводившегося ИВ совместно с ИФЗ (С.А. Федотов, Г.А. Соболев). В качестве предвестников испытывались: электротеллурическое поле (Г.А. Соболев, А.А. Хромов), отношение Vp/Vs (Л.Б. Славина) и набор сейсмостатистических предикторов (А.А. Гусев). Это была первая попытка организации систематического ведения прогноза такого рода, на основе которой были намечены пути увеличения эффективности сейсмического прогноза, в первую очередь – поиск новых краткосрочных предвестников (геодезических, сейсмологических и др.), а также – исследования по установлению физической природы обнаруженных аномалий.

Из других научно-организационных результатов работ по прогнозу землетрясений и извержений вулканов, достигнутых на 1-м этапе, необходимо отметить:

- начало оперативной службы наблюдений за вулканами Авача и Карымский в 1972 г. (П.И. Токарев);

- широкомасштабные работы по созданию новых геодезических полигонов и обсерватории на сопке Мишенная, проведение регулярных измерений (включая светодальномерные) на них (В.Б. Энман, М.А. Магуськин, В.Е. Левин, Н.А. Жаринов);

- обеспечение широкого набора сейсмологических и геодезических работ во время Большого трещинного Толбачинского извержения 1975-1976 гг. (БТТИ), позволивших провести детальное изучение всех стадий этого извержения (С.А. Федотов, В.Д. Феофилактов, Е.И. Гордеев, В.Н. Чебров, В.Б. Энман, М.А. Магуськин, В.Е. Левин, В.И. Горельчик, В.В. Степанов, Н.А. Жаринов и многие другие);

- ввод в эксплуатацию радиотелеметрической системы ТЭСИ в окрестностях г. Петропавловска-Камчатского (В.А. Гаврилов).

Резкое расширение комплекса работ по прогнозу землетрясений и извержений вулканов, проводившихся Институтом вулканологии в 1972-1977 гг., принесло много важных результатов, наиболее значительными из которых были:

- успешный прогноз начала БТТИ по сейсмологическим данным (П.И.Токарев, В.В. Степанов) и возникновения его новых конусов по сейсмологическим, геодезическим и другим данным (С.А. Федотов, В.В. Степанов, В.Е. Левин, М.А. Магуськин);

- успешно оправдался долгосрочный сейсмический прогноз сильных курило-камчатских землетрясений на 1971-1975 гг. (С.А. Федотов);

- успешно оправдался долгосрочный прогноз для трех из четырех вулканов Камчатки: побочного прорыва на вулкане Ключевском, вулканов Карымский и Толбачик (П.И. Токарев).

Также были получены важные результаты в направлении поиска и исследования новых предвестников землетрясений сейсмологическими, геодезическими, гидрогеохимическими и другими методами (А.А. Гусев, В.А. Широков, В.М. Зобин, И.Г. Симбирева, А.Н. Семенов, Л.Г. Синельникова, В.Б. Энман, М.А. Магуськин, В.Е. Левин, В.М. Сугробов, Г.Н. Копылова, Ю.М. Хаткевич). Были получены новые важные данные о строении Камчатки и сейсмофокальной зоны под нею (С.А. Федотов, С.Т. Балеста, В.И. Горельчик, А.А. Гусев, Л.С. Шумилина). На вулкане Карымском и БТТИ были начаты исследования вулканического дрожания (П.И. Токарев, Е.И. Гордеев).

Таким образом, к концу 1977 г. в Институте вулканологии была создана организационная, материальная, методическая и кадровая основа для проведения успешных широкомасштабных работ по поиску предвестников и прогнозу землетрясений и вулканических извержений на Камчатке.

2-й этап (1978-1991 гг.)

В 1978 г., в связи с Газлийскими землетрясениями 1976 г. и Вранчским землетрясением 1977 г., Совмин и ЦК КПСС приняли постановление о дальнейшем развитии работ по прогнозу землетрясений в СССР. В Институте вулканологии было проведено большое рабочее совещание (председатель С.А. Федотов) по проблеме прогноза, на котором были рассмотрены состояние и меры по усилению работ в этом направлении. В совещании приняли участие представители КТГУ, ГМС, ГУГК и ряда других организаций, составлен проект Программы работ по прогнозу землетрясений на созданном Камчатском прогностическом полигоне. В рамках правительственного постановления и принятой программы работ в Институте вулканологии были организованы Опытно-методическая сейсмологическая партия (КОМСП) (нач. Е.И. Гордеев) и лаборатория сейсмического прогноза (зав. лаб. А.А. Гусев), был утвержден Совет по прогнозу землетрясений и извержений вулканов (председатель С.А. Федотов), Камчатская вулканологическая станция (нач. Б.В. Иванов) выведена из отдела вулканизма и геологии и (фактически – на правах отдела) подчинена непосредственно дирекции ИВ.

В плане организации и проведения научных наблюдений была проделана огромная работа. Отметим главные направления.

Геодезия. Возникновение и развитие работ с широким применением аэрофотогеодезических и наклономерных (включая скважинные) методов наблюдений (М.А. Магуськин, В.Н. Двигало, Н.А. Жаринов, В.М. Ившин, В.Е. Левин, В.Ф. Бахтиаров), открытие новых полигонов, ввод цифровых каналов передачи данных, перевод многих геодезических измерений на круглогодичный режим. Выявление на полигонах участков, наиболее подверженных деформациям, т.е. наиболее информативных для прогноза.

ОМСП. Дальнейшее развитие радиотелеметрических систем, создание куста РТС на Северной группе вулканов. Организация службы сильных движений и ее бурное развитие. Создание аппаратурной базы для организации локальных сетей наблюдений за слабыми землетрясениями в эпицентральных зонах сильных землетрясений. (Е.И. Гордеев, В.А. Гаврилов, В.Н. Чебров, В.П. Митякин). Начало в1987 г. работы оперативной службы слежения за состоянием вулканов Камчатки с ежедневным получением и анализом информации.

Вычислительный центр (ВЦ). Создание и развитие ВЦ на базе машин серии ЕС, разработка с лабораториями ИВ широкого спектра программ (перевод регионального каталога в 40000 землетрясений на ЭВМ, создание базы данных, программ анализа и визуализации сейсмичности и др.) (В.А. Казанцев, А.А. Гусев и др.).

Методы анализа сейсмичности. Создана энергетическая классификация камчатских землетрясений по коде (А.А. Гусев).

Морская сейсмология. Первые опыты регистрации землетрясений автономными донными станциями в Камчатском и Авачинском заливах (В.Д. Феофилактов).

Региональная геофизика. Проведены широкомасштабные работы по изучению строения Камчатки и ее вулканов (С.Т. Балеста, М.И. Зубин, А.А. Каргапольцев, А.И. Козырев и др.).

Морская геофизика. (Н.И. Селиверстов, Ю.О. Егоров и др.). Детальное изучение строения прикамчатских акваторий.

Гидрогеохимия. Исследования гидрогеохимических предвестников землетрясений на Петропавловском полигоне (В.М. Сугробов, Г.Н. Копылова, Ю.М. Хаткевич).

Из полученных научных результатов отметим следующие.

Долгосрочный сейсмический прогноз. На существенно расширившемся материале региональных и глобальных каталогов уточнены параметры сейсмического цикла и границы очагов. Каждые пять лет проводился анализ успешности старого прогноза и давался прогноз на новое пятилетие. Дан успешный прогноз Южно-Курильской серии сильных землетрясений 1978 года с магнитудой М около 8. (С.А. Федотов, С.Д. Чернышев, Г.В. Чернышева, А.В. Викулин).

Среднесрочный сейсмический прогноз. Создание принципиально новой методики среднесрочного сейсмического прогноза сильных (М порядка 7,5 и больше) землетрясений на основе изучения предвестниковых вариаций параметра крутизны огибающей кода-волн. Успешный прогноз сильного (М около 7) землетрясения 18 августа 1983 г. в Камчатском заливе (А.А. Гусев, В.К. Лемзиков).

Первый успешный опыт заблаговременной организации широких исследований микросейсмичности (Е.И. Гордеев, В.Н. Чебров) и геодезических измерений (М.А. Магуськин, В.Е. Левин, В.Ф. Бахтиаров, Н.А. Жаринов) в эпицентральной зоне ожидаемого по прогнозу землетрясения 18.08.1983 г.

Прогноз серии землетрясений с М порядка 6 в Авачинском заливе в январе 1980 г. (Ю.Д. Матвиенко).

Прогноз вулканических извержений. Успешный прогноз побочных прорывов на вулкане Ключевском в марте 1983 г. и феврале 1987 г. (П.И. Токарев).

В эти годы были получены многочисленные результаты изучения предвестников и закономерностей возникновения землетрясений и извержений вулканов: изучались связи промежуточных и глубоких землетрясений с извержениями вулканов (П.И. Токарев, В.А. Широков); исследовалась проблема прогноза сильных движений грунта при крупном (М порядка 8) землетрясении (А.А. Гусев); была показана статистическая значимость выделенных фаз 18-летнего цикла повторения сильных землетрясений для Курило-Камчатской и Алеутской дуг (А.А. Гусев); был проведен анализ многолетних режимных гидрогеохимических наблюдений совместно с данными о сейсмичности и о деформациях земной поверхности, в котором сделаны оценки магнитуд землетрясений и их максимальной удаленности от источников водопроявлений, при которых фиксируются предвестниковые аномалии (Г.Н. Копылова, Ю.М. Хаткевич).

Все эти годы непрерывно работал Совет по прогнозу землетрясений и извержений вулканов Института вулканологии. В 1979 г. был организован выпуск ежеквартального Бюллетеня Камчатского прогностического полигона, в котором отражались результаты сейсмологических, геодезических, гидрологических, а с 1983 г., дополнительно, - гидрогеохимических и магнитометрических наблюдений за предвестниками, давалась текущая оценка состояния вулканов; бюллетени с грифом ДСП рассылались руководителям во все заинтересованные организации области. Совершенствовалась работа Совета по прогнозу - с 1985 г. Совет стал собираться еженедельно, все его заседания и принимаемые решения стали тщательно протоколироваться.

Одним из важнейших практических результатов работ по прогнозу стала докладная записка С.А. Федотова о мерах по заблаговременному укреплению зданий и сооружений в г. Петропавловске-Камчатском. На основе обобщения данных детальных сейсмологических наблюдений за 25 лет было отмечено, что только 1/3 накапливавшейся энергии сброшена и возрастает опасность сильных землетрясений в ближайшие годы, в связи с чем и предлагались неотложные меры по сейсмоусилению старых зданий в городе. Докладная записка С.А. Федотова, написанная в конце 1985 года, получила поддержку Президиума АН и ГКНТ, на ее основе были подготовлены и приняты в 1986 г. специальные Постановления СМ СССР и СМ РСФСР.

Своевременность и необходимость неотложных работ по сейсмоусилению зданий подтвердили трагические последствия Спитакского землетрясения в Армении, проследовавшего спустя два года после подачи этой докладной записки С.А. Федотова. Однако, кризисное состояние экономики СССР в конце 80-х годов оставило эти важные предложения почти не реализованными. К сожалению, до сих пор.

Работы Института вулканологии по сейсмическому прогнозу и предсказанию вулканических извержений получили широкое признание в стране и за рубежом. К 1991 г. ИВ ДВО РАН стал одним из ведущих учреждений в области прогноза землетрясений и извержений вулканов в СССР.

3-й этап (1991-2002 гг.)

Социально-экономический и политический кризис 90-х годов, распад СССР тяжело сказались на прогностических работах. К перечисленным выше проблемам добавились внутренние проблемы, связанные с разделением в 1991 г. Института вулканологии на два института, с передачей в 1994 году КОМСП и всей сейсмической сети Камчатки в ГС РАН, с уходом 1/3 сотрудников из-за нищенской зарплаты. В это же время по вышеуказанным причинам был прекращен выпуск Бюллетеня Совета по прогнозу, свернуты или приостановлены многие геофизические, геодезические и другие работы.

Однако, не взирая на трудности, работы по прогнозу землетрясений и извержений вулканов продолжались. Удалось не только сохранить и развить большинство существовавших направлений и методов прогнозных исследований, но и разработать новые.

В сокращенном объеме, но продолжались регулярные геодезические измерения на Петропавловском полигоне, на вулканах Северной группы и Карымском, совместно с КОМСП и Университетом Хоккайдо началась пробная регистрация деформаций земной поверхности с помощью GPS-технологий и многоцветных лазерных дальномеров, на побережье Авачинского залива было закончено создание первой в стране постоянно действующей сети наклономерных пунктов в скважинах с непрерывной регистрацией (М.А. Магуськин, Н.А. Жаринов, В.Е. Левин, В.М. Ившин, В.Ф. Бахтиаров).

В последние годы в Институте вулканологии были успешно опробованы и детально исследуются новые методы средне- и краткосрочного прогноза землетрясений (гидродинамический в замкнутом резервуаре, А.В. Кирюхин; мониторинг объемных деформаций горных пород, И.И. Степанов; геоакустические наблюдения в глубокой скважине, В.А. Гаврилов), выявлены новые среднесрочные предвестники вулканических извержений (метод аэрозольного предвестника, И.А. Меняйлов, Л.П. Никитина; аэрофотогеодезический предвестник, В.Н. Двигало).

Дальнейшее развитие получила разработанная С.А. Федотовым методика долгосрочного сейсмического прогноза сильных курило-камчатских землетрясений (С.А. Федотов, С.Д. Чернышев, Л.С. Шумилина, В.Г. Чернышева, А.В. Соломатин). На основе обновленной информационной базы сейсмологических данных были исследованы и существенно уточнены основные параметры сейсмического цикла, построены “сейсмический сценарий” развития последовательности сильных (М≥6) афтершоков в первые сутки, месяц, год после землетрясения с М≥7,7 и “сейсмический сценарий” возникновения землетрясения с М≥7,7 в первые дни после сильного (М≥6) землетрясения в области, проходящей III-ю, форшоковую, стадию сейсмического цикла. Впервые двумя независимыми способами была получена практически идентичная оценка вероятности возникновения землетрясений с M>7,7 за пятилетний период времени, на который дается прогноз. Стало возможным количественно оценивать степень сейсмической опасности во всех участках Курило-Камчатской дуги, указывать наиболее сейсмически опасные участки дуги и оценивать степень их опасности. Долгосрочный прогноз сильных курило-камчатских землетрясений стал уточняться не реже одного раза в год, продолжая даваться на 5 лет вперед.

Параллельно с существующей методикой долгосрочного сейсмического прогноза с 1995 г. в ИВ применяется методика М8, разработанная в МИТПАНе В.И. Кейлис-Бороком и В.Г. Кособоковым, с целью прогноза периодов повышенной вероятности сильных землетрясений на базе единого Курило-Камчатского регионального каталога (Ю.Д. Матвиенко).

В 1991-2002 годах в Институте вулканологии был дан ряд успешных прогнозов землетрясений и вулканических извержений. В первую очередь – это успешные прогнозы сильнейших курило-камчатских землетрясений последнего десятилетия: Шикотанского, 4.10.1994 г. с М=8,2 (С.А. Федотов, С.Д. Чернышев) и Кроноцкого, 5.12.1997 г. с М=7,9 (С.А. Федотов, С.Д. Чернышев, Ю.Д. Матвиенко, Н.А. Жаринов). Также успешно были предсказаны извержения вулканов Шивелуча в 1993 г. (И.А. Меняйлов, Л.П. Никитина), Карымского и Академии Наук в 1996 г. (А.В. Сторчеус, В.В. Иванов, С.А. Федотов, В.В. Ящук), Шивелуча в 2001 г. (на внеочередном заседании Советом по прогнозу, по докладной записке В.В. Иванова). Сотрудниками ИВ был дан также ряд успешных прогнозов землетрясений средней силы, возникших на Камчатке в последнее десятилетие.

О работе Общего совета ИВ и КОМСП
по прогнозу землетрясений и извержений вулканов.

Совет, начавший свою работу в 1978 году, продолжает свою деятельность, регулярно (с 1985 года) собираясь каждую неделю, а при тревожных ситуациях – гораздо чаще, вплоть до ежедневных заседаний. На Совете рассматривается оперативная сейсмическая обстановка в Камчатском регионе и состояние вулканов Камчатки и даются заключения о сейсмической и вулканической опасности на ближайший период времени (как правило – на неделю). Всего дается 6 видов прогнозов: долгосрочный среднесрочный и краткосрочный сейсмический прогноз; прогноз развития сейсмических роев и афтершоков сильных землетрясений; прогноз состояния вулканов, находящихся в покое; прогноз развития извержений на извергающихся вулканах.

Также Совет проводит оперативный анализ критических ситуаций, возникающих на Камчатке. В первую очередь – это критические ситуации, возникающие в связи с событиями, которые могут иметь для населения тяжелые последствия. В таких случаях Совет на основе всестороннего анализа обстановки дает заключения, которые, как и еженедельные прогнозы, передаются в МЧС России, Администрацию города и области, штаб ГО и ЧС, в Академию наук и Геофизическую службу РАН.

За “плечами” Совета по прогнозу – более 23-х лет работы, более 1000 обсуждений и анализов сейсмической и вулканической обстановки, а значит – более 1000 прогнозных заключений. Огромный труд и огромный опыт работы Совета были использованы и при организации деятельности Советов по прогнозу при КЦМ в 1995-97 гг., и Камчатского филиала ФЦПЗ ГС РАН в 1998 и последующих годах. С 1995 г. Совет стал Общим советом ИВ ДВО РАН и КОМСП ГС РАН по прогнозу землетрясений и извержений вулканов.

В 2000-2002 гг. благодаря финансовой поддержке РФФИ по проекту № 00-07-90203 “Создание системы оперативной поддержки Общего совета по прогнозу землетрясений и извержений вулканов” существенно возрос уровень информационной поддержки работы Совета, возросли оперативные возможности, объем и надежность исходных данных, необходимых при принятии прогнозных заключений.

Основным итогом третьего этапа (1991-2002 гг.) работ по прогнозу землетрясений и извержений вулканов, ведущихся в Институте вулканологии, можно считать сохранение и дальнейшее развитие многоплановых исследований по этой важной для страны и Камчатки проблеме, повышение качества и надежности дающихся прогнозных заключений, новые успешные прогнозы землетрясений и вулканических извержений.

В ближайшие годы необходимо развитие всех применяющихся и поиск новых методов прогноза сильных землетрясений. При этом, одна из наиболее актуальных задач – поиск краткосрочных сейсмических предвестников.

К важной задаче будущих прогнозных работ относится также проблема прогноза извержений на вулканах, которые можно разделить на 2 типа:1-й тип – побочные и трещинные извержения, мощный рост и извержения на андезитовых куполах (такие извержения сопровождаются заметным усилением сейсмической активности на вулкане перед извержением, т.е. их можно предсказать); 2-й тип – другие, особенно затяжные вершинные извержения, где само их начало часто бывает неопределенным, а также другие вершинные извержения из давно сформированного канала.

В организационном плане – нужна лучшая координация работ в рамках КНЦ ДВО РАН. К сожалению, институты КНЦ еще недостаточно согласовывают свои действия при выработке стратегии развития работ по прогнозу землетрясений и извержений вулканов.

Еще один очень важный вопрос – как лучше построить параллельную работу двух Советов по прогнозу: Общего ИВ и КОМСП ГС РАН и Камчатского филиала ФЦПЗ ГС РАН. В обычном режиме такое параллельное существование двух Советов может быть даже полезно – даются две независимые оценки. Но в случае возникновения критической ситуации, связанной с прогнозом сильного землетрясения или извержения, которые могут иметь тяжелые последствия для населения, возможные противоречивые заключения двух Советов могут поставить органы власти и МЧС в состояние неопределенности именно в такой момент, когда нужно принимать тяжелые решения, четко и оперативно их выполнять. Необходимо выработать механизм принятия взаимосогласованного заключения двух Советов в критических ситуациях.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ по проекту № 00-07-90203 “Создание системы оперативной поддержки Общего совета по прогнозу землетрясений и извержений вулканов”.