Лаборатория цунами им. С.Л. Соловьева

Лаборатория цунами им. академика С.Л. Соловьева была организована на основании решения Ученого Совета ИО РАН от 31 марта 1999 г. и в соответствии с приказом по Институту (Пр. № 198 от 6 апреля 1999 г.) по инициативе проф. Б.В. Левина, который стал ее первым заведующим (1999-2004 гг.).

Основой для образования Лаборатории цунами явилась успешная деятельность Научно-координационного центра цунами (НКЦЦ), созданного в 1995 г. (госрегистрация №2305-1, от 23 мая 1995г.), которым руководил проф. Б.В. Левин. НКЦЦ быстро завоевал известность в российском и международном научном сообществе.

Академиком С.Л. Соловьевым (1930-1994 гг.) была создана Научная школа по исследованию цунами. С 1996 г. ее лидером стал проф. Б.В. Левин.

12 апреля 2015 года исполнилось 85 лет со дня рождения выдающегося ученого, блестящего организатора науки, замечательного педагога и руководителя научных коллективов, академика Сергея Леонидовича Соловьева , с 1978 по 1994 гг. заведующего созданной им Лабораторией сейсмологии в ИО РАН; с 1985 по 1994 гг. он был также заведующим Отделом геофизики ИО РАН.

Сотрудники Лаборатории цунами организовали и принимали участие в экспедициях по обследованию цунами на островах Шикотан, Кунашир, Итуруп (1994 г.) по поискам следов палеоцунами на Курильских о-вах (2003-2007 гг.), на о. Сахалин (1995 г., 2003-2007 гг.), на Камчатке (1997-2005 гг.), в Индонезии (1996 г.), на о-вах Симушир и Матуа (2007 г.) и способствовали организации и поддержке исследований по цунами в различных институтах Российской Федерации.

В лаборатории цунами д.ф.-м.н. Е.А. Куликовым был разработан метод анализа данных спутниковых альтиметров для выделения по этим записям волны цунами в открытом океане. После возникновения катастрофического цунами 26.12.2004 г. над океаном проходила трасса спутника "Jason 1". Проведен анализ записей альтиметра этого спутника и был выделен сигнал волны цунами вдоль трассы спутника, что говорит о возможности разработки методик отслеживания волн цунами со спутников.

В 2005-2006 гг. на основании клавишной модели д.ф.-м.н. Л.И. Лобковского (ИО РАН) было сделано предположение о возможном сильном землетрясении с последующим цунами в районе Средних Курильских островов, в частности, о-ва Симушир. д.ф.-м.н. Е.А. Куликовым и А.Б. Рабиновичем и партнером лаборатории д.ф.-м.н. И.В. Файном (ИМТО БАН) было рассчитано возможное цунами, для схематичного очага цунами, расположенного с океанской стороны Симушира. Очаг был взят достаточно большим и часть его области попадала на область Курильских проливов. Посчитанное цунами дало достаточно большие амплитуды на восточном побережье Сахалина и в Магаданской области. Фактически, землетрясение оказалось предсказанным, причем произошло не одно, а два (15.11.2006 и 13.01.2007) и практически в одном месте, но на разных склонах Курильского желоба. Вызванные ими цунами оказались меньше, чем были рассчитаны, за исключением локальной области на самом Симушире и прилегающих островах. В этих регионах нет сети мареографов или донных станций, поэтому получить представление о свершившемся затоплении оказалось возможным только благодаря проведенной летом 2007 г. экспедиции по обследованию этих районов (Б.В. Левин - рук. экспедиции «Курилы-2007», а также совместной Российско-американской экспедиции по комплексному исследованию Средних Курил, куда входили работы и по поискам следов палеоцунами и обследованию берегов). Заплески в близочаговой зоне составляли до 20 метров. На основании уточненных параметров очагов (д.ф.-м.н. Л.И. Лобковский и к.ф.-м.н. А.И. Иващенко) были вновь рассчитано распространение волн цунами, которое дало хорошее совпадение с наблюдавшимися высотами волн в Тихом океане.

Д.ф.-м.н. Е.А. Куликов, А.Б. Рабининович и И.В.Файн являются признанными в мире специалистами по оплзневым цунами, которые могут оказывать более серьезные локальные воздействия, чем традиционные, сейсмические, при этом часто они бывают спровоцированы не слишком сильными землетрясениеями, которые сами по себе не вызвали бы волны цунами.

Д.ф.- м.н. А.Б. Рабинович разработал методику выделения слабых цунами в записях мареографов и донных станций. На основании этой методики им была проведена огромная работа по распознаванию цунами 26.12.2004 г. практически во всех точках Мирового океана, где имелись регистрации уровня океана. Оказалось, что это цунами было зарегистрировано во всех районах Земли. Аналогичные работы были им проведены и по имеющимся записям предыдущих и последующих цунами. Он также проводит многолетнее исследование метеоцунами, которые в отдельных акваториях проявляются аналогично сейсмическим или оползневым.

Чл.-корр. РАН Б.В. Левиным и д.ф.-м.н. Е.В. Сасоровой и группой их учеников Активно развиваются исследования периодических изменений в распределениях землетрясений по различным регионам Тихого океана, включая Сахалинскую область и их связи с особенностями планетарных движений. Ими проведены исследования по регионам Тихоокеанского бассейна (31 регион, окаймляющий по периметру Тихий океан) на основании как мировых каталоги землетрясений (ISC и NEIC), так и доступных региональных каталогов (для отдельных регионов). Показана неравномерность внутригодового распределения неглубоких событий для регионов.

Чл.-корр. РАН Б.В. Левиным и д.ф.-м.н. Е.В. Сасоровой предложена концепция эволюции сейсмоэмиссионных процессов из приповерхностной дилатантной зоны в критической стадии подготовки землетрясений на основе анализа нескольких серий гидроакустических наблюдений. Продолжаются работы по созданию сейсмо-гидроакустической станции оригинальной конструкции в полевом исполнении на элементной базе отечественного производства. Разработчики: ИМГиГ ДВО РАН, ИО РАН, МФТИ.

Начаты и ведутся работы по реализации комбинированного прогноза землетрясений на Сахалине. На основе предложенного долгосрочного прогноза сильного землетрясения на юге Сахалина на период 2006-2003 гг. и обнаружения среднесрочных признаков подготовки землетрясения были предприняты работы по срочной установке специальной полевой гидроакустической системы в водоеме вблизи г. Холмска. Датчиками системы были зарегистрированы акустические сигналы особой формы в диапазоне частот 10-70 Гц, свидетельствующие о наступлении критической фазы подготовки землетрясения. Через 21 час после начала регистрации серии гидроакустических сигналов 18 августа 2006 г. произошло землетрясение с магнитудой М=5.6 в 60 км от полевой станции.

В лаборатории цунами ведется каталогизация цунами для отдельных регионов Земли. Так, к.ф.-м.н. Ольгой Николаевной Соловьевой был завершен «Каталог цунами в Средиземном море: 2000 г. до н.э. - 1991 г.» и подготовлен английский расширенный вариант этого каталога «Tsunamis in the Mediterranean Sea: 2000 B.C. - 2000 A.D.", вышедший в издательстве Клювер в 2000 г. О.Н. Соловьева в соавторстве с д.ф.-м.н. С.Ф. Доценко, д.ф.-м.н. И.П. Кузиным и др. в 2004 г. опубликовала серьезное исследование цунами в Каспийском море, включающее каталог этих событий.

К.ф-м.н. О.Н.Соловьева вела серьезные работы по исследованию сейсмо- и цунамиопасности Каспийского, Черного и дальневосточных морей. Ее кончина в 2008 г. прервала ее научную деятельность. Из жизни ушел замечательный ученый, верный друг и соратник своего мужа, чье имя носит наша Лаборатория.

Сотрудники лаборатории цунами организовали в ИО РАН постоянно действующий семинар Научной школы по цунами.

Основные разработки Лаборатории цунами и результаты совместных проектов с партнерами:

• Волны цунами у берегов России.
• Проявления цунами на побережье Черного и Каспийского морей, Проявления цунами на побережьях Дальнего Востока России.
• Цунами в Каспийском море (сейсмические источники и особенности распространения).
• Исследования палеоцунами на Камчатке и Курильских островах.
• Генерация волн цунами природными процессами.
• Генерация цунами подводными оползнями и метеорологические цунами.
• Генерация вертикальных потоков в океане при подводных землетрясениях.
• Низкочастотные сейсмические сигналы - признаки подготовки сильных океанических землетрясений и цунами.
• Сравнительный анализ низкочастотных сигналов, предшествующих сильным океаническим землетрясениям, и акустических сигналов, предшествующих разрушениям в лабораторных экспериментах.
• Пространственное и временное распределение землетрясений по территории Тихого океана.
• Регистрация цунами из космоса на основании данных спутниковых альтиметров.
• Каталогизация событий цунами.

Данные анализа высокоточных наблюдений за микрофлуктуациями атмосферного давления показывают, что метеоцунами преимущественно вызываются сравнительно мелкомасштабными (20–50 км) возмущениями атмосферного давления, которые возникают при определенных атмосферных ситуациях (рис.).