РОЗДІЛ 2
МЕТОДОЛОГІЧНІ ПРИНЦИПИ ГЕОФІЗИЧНОГО МОНІТОРИНГУ НЕБЕЗПЕЧНИХ ГЕОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
Небезпечні геологічні процеси, в першу чергу, прийнято розглядати через призму можливого негативного впливу на діяльність та життя людей і як причину природних катастроф.
Природні катастрофи - це явища, що загрожують життю людей і довкіллю, безпечній експлуатації інженерних споруд. Вони виникають внаслідок порушення стійкості природних процесів. В основі природних катастроф лежать закономірні геологічні та геофізичні процеси, в ході яких час від часу, при суттєвому впливі випадкових факторів, виникають флуктуації, тобто відхилення від середнього (фонового) стану середовища. Ці відхилення є першими необхідними, але недостатніми умовами виникнення природної катастрофи. Природна катастрофа - це результат екстремальної геолого-геофізичної ситуації, при якій внаслідок несприятливих природних і техногенних умов виникають загрозливі фактори. Як правило, такими загрозливими факторами є швидкий рух частинок та переміщення структурних елементів геологічного середовища, повітря, води тощо. На перебіг локальних і регіональних природних процесів впливають глобальні геодинамічні процеси, що відбуваються в оболонках Землі (земній корі, мантії та ядрі); космічні фактори і техногенна діяльність [196]. Вони можуть або самі спричиняти, або прискорювати природні катастрофічні явища. Важливою особливістю природних процесів є їх циклічний незворотній характер [11, 188, 196].
Для боротьби зі шкідливими наслідками катастроф використовуються два шляхи: передбачення і запобігання. Кожний із них має свої позитивні і негативні аспекти. На жаль, сьогодні загальновизнаних методів оцінки потенціальної безпеки не існує.
Основна причина - відсутність фундаментальної теорії еволюції Землі, не зовсім достовірні знання про структуру, речовинний склад та напружений стан геологічного середовища. Крім того, не відомі основні чинники та закономірності, які при нормальному протіканні процесів несподівано спричиняють стрибкоподібні зміни стану речовини чи швидкості природних процесів. Надзвичайна складність проблеми обумовлена тим, що для її вирішення необхідно враховувати широкий спектр природних і техногенних процесів на різних структурних рівнях дослідження: локальному, регіональному і глобальному.
Досвід дослідження небезпечних природних процесів показує, що стихійні явища, особливо космічного й ендогенного походження (землетруси, астероїдна безпека, сонячна активність тощо) теоретично можна прогнозувати, але практично їм не можна запобігти. Небезпечні геологічні процеси екзогенного походження (зсуви, ерозія, абразія тощо) і техногенні катастрофи можна прогнозувати і запобігати їм, якщо створити надійні системи моніторингу і засоби захисту. Проте, досвіду комплексного дослідження взаємодії природних і техногенних процесів, враховуючи глобальну, регіональну та локальну складові, в Україні на сьогодні практично немає.
Більшість наявних систем геофізичного моніторингу (найбільш розвинутими з них є системи сейсмічного моніторингу) орієнтовані на спостереження за окремими параметрами середовища та інформування зацікавлених структур про їх зміни. Рідше реалізовується прогноз та робиться спроба розробити сценарії розвитку ситуації в залежності від прийнятих управлінських рішень [18, 260, 262].
2.1. Сейсмічний моніторинг.
Сейсмічний моніторинг є складовою частиною геофізичного моніторингу, що забезпечує контроль характеристик сейсмічних коливань від різноманітних джерел природного і техногенного походження. Він дозволяє оцінити їх вплив на конструкції і споруди об'єктів. Сучасна організація сейсмічного моніторингу в Україні та деяких розвинутих країнах наведена в роботах [68, 104].
Враховуючи значний вплив землетрусів на розвиток сучасної цивілізації, величезні розміри збитків, які кожного року зазнають різні країни від їх руйнівної дії, сейсмічний моніторинг історично виділяється окремо. Вік сейсмічного моніторингу в нашій країні можна вважати більшим 100 років, починаючи з організації першої сейсмічної станція на території України, що була організована у 1899 році Сейсмологічною комісією Австро-Угорської Академії наук у м.Львові на базі Астрономо-метеорологічної обсерваторії Львівської політехніки. На даний час основу сейсмологічної служби України складає мережа сейсмічних та геофізичних станцій Національної академії наук України.
Враховуючи значний період часу, протягом якого на держаному рівні займаються сейсмічним моніторингом, він є найбільш розвинутий теоретично, методологічно та апаратурно. Напрацьовано великий об'єм статистичних матеріалів щодо кількості, інтенсивності, місць проявів сейсмічних подій та робляться спроби встановлення їх зв'язку з іншими геофізичними параметрами [135, 224]. Найбільш розвинуті сейсмічні спостереження в Карпатському та Кримському регіонах України [32, 211]. Значний внесок у розвиток методологічної, методичної та апаратурної бази сейсмічних спостережень на території України внесли В.А.Дядюра [88-91], О.В.Кендзера [104-107], Г.И.Кузьменко [120-123], В.Е.Кульчицкий [126-128], Б.Г.Пустовітенко [211], О.А.Харитонов та інші. Є вдалі приклади застосування сейсмічних спостережень для моніторингу геодинамічної обстановки і прогнозу небезпеки землетрусів, зокрема розроблені ГЕОНом [112, 226]. В Україні протягом останніх років під керівництвом С.В.Мостового розробляються моделі активного і пасивного сейсмічного моніторингу [73, 160, 161].
Незважаючи на певні досягнення, землетруси є природним стихійним лихом, що не піддається прогнозуванню. Хоча майбутні землетруси є неминучими, але катастрофічні втрати, що виникають у результаті цього, можуть бути суттєво зменшені. Це можливо завдяки проведенню відповідних заходів щодо реагування та інформування про виникнення надзвичайних ситуацій. Проведення ефективних дій з послаблення катастрофічних впливів землетрусів містить у собі довгострокові та комплексні процедури [267, 364].
Сейсмічний моніторинг є необхідним для попередження сейсмічно