nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2018-2-69-77nuc-22Research ArticleСтатьиЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЗМУЩЕНИЙ ОТ ЛИТОСФЕРЫ ДО ИОНОСФЕРЫ НА ПРИМЕРЕ ПОДЗЕМНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ И ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙEXPERIMENTAL STUDY OF DISTRIBUTION OF PERTURBATIONS FROM THE LITHOSPHERE TO IONOSPHERE AT THE EXAMPLE OF UNDERGROUND NUCLEAR EXPLOSIONS AND EARTHQUAKESСалиховН. М.SalikhovN. M.

Алматы

Almaty

ПакГ. Д.PakG. D.

Алматы

Almaty

Институт ионосферы Национального центра космических исследований и технологийКазахстанInstitute of Ionosphere of National Centre for Space Research and TechnologyKazakhstan201830062018026977Copyright © Салихов Н.М., Пак Г.Д., 20182018Салихов Н.М., Пак Г.Д.Salikhov N.M., Pak G.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/22

Исследованы литосферно-атмосферно-ионосферные связи на примере распространения возмущений от литосферы до ионосферы при подземных ядерных взрывах на Семипалатинском испытательном полигоне и двух землетрясениях (Мb=3,5 и Мb=3,6) вблизи г. Алматы. Комплексом измерительного оборудования, установленного в горной местности, за семь дней до землетрясения зарегистрированы одновременно аномальные эффекты в вариациях интенсивности потока гамма-квантов, температуры, акустических импульсов и доплеровском сдвиге частоты (ДСЧ) ионосферного сигнала. Ретроспективный анализ записей вариаций ДСЧ ионосферного сигнала при подземных ядерных взрывах на Семипалатинском испытательном полигоне выявил на записях ДСЧ возмущения спустя 15–18 минут после взрыва и отклика ионосферы на акустическую волну. Аномальные эффекты, зарегистрированные в ионосфере при проникновении в приземную атмосферу радиоактивных продуктов от ПЯВ и при повышении потока гамма-квантов перед землетрясением, имеют, по-видимому, общий механизм передачи возмущений в ионосферу, а именно изменение ионизации пограничного слоя атмосферы, приводящее к изменению общего тока между ионосферой и Землей.

Lithosphere-atmospheric-ionospheric relations have been investigated at the example of the perturbations propagation from the lithosphere to ionosphere during underground nuclear explosions at the Semipalatinsk test site and two earthquakes (Mb = 3.5 and Mb = 3.6) near Almaty. Simultaneously, seven days prior to the earthquake the abnormal effects in variations of intensity of a gamma-ray flux, temperatures, acoustic impulses and the Doppler frequency shift of ionospheric signal are registered by a complex of the measuring equipment installed in the mountain area. A retrospective analysis of the recordings of the Doppler frequency shift of ionospheric signal variations during the UNEs at the Semipalatinsk test site detected disturbances in the DFS records 15–18 minutes after the explosion and the response of ionosphere to the acoustic wave. The anomalous effects recorded in ionosphere when UNE radioactive products penetrated the atmosphere and when gamma-ray flux increased prior to earthquake, apparently have a common mechanism for disturbances perturbation to ionosphere, namely, the ionization change of the atmospheric boundary layer leading to the total current change between the ionosphere and the Earth.

ReferencesПредварительный патент Республики Казахстан.. Способ дистанционного обнаружения подземного ядерного взрыва / В.Е. Зеленков, В.М. Краснов, Н.М. Салихов. – № 1743, 1995.Predvaritel'nyy patent Respubliki Kazakhstan.. Sposob distantsionnogo obnaruzheniya podzemnogo yadernogo vzryva / V.E. Zelenkov, V.M. Krasnov, N.M. Salikhov. – No. 1743, 1995.Салихов, Н.М. Отклик ионосферы на акустические источники естественного и искусственного происхождения: автореф. дисс. канд.физ.-мат.наук / Салихов Назыф Мунипович. – Томск, 1985. − 18 с.Salikhov, N.M. Otklik ionosfery na akusticheskie istochniki estestvennogo i iskusstvennogo proiskhozhdeniya: avtoref. diss. kand.fiz.-mat.nauk / Salikhov Nazyf Munipovich. – Tomsk, 1985. − 18 p.Смагулов, С.Г. Знаки судьбы. Воспоминания испытателя ядерных зарядов / С.Г. Смагулов. – Саров: РФЯЦ–ВНИИЭФ, 2012. – 212 с.Smagulov, S.G. Znaki sud'by. Vospominaniya ispytatelya yadernykh zaryadov / S.G. Smagulov. – Sarov: RFYaTs–VNIIEF, 2012. – 212 p.Ядерные испытания в Арктике : Радиоэкологическая обстановка в районах проведения подземных ядерных испытаний.. / Гл. ред. В.Н. Михайлов. − 2004. − Т. 2. − Гл. 2.5. – http://atomas.ru/isp/artika/Yadernye ispytaniya v Arktike : Radioekologicheskaya obstanovka v rayonakh provedeniya podzemnykh yadernykh ispytaniy.. / Gl. red. V.N. Mikhaylov. − 2004. − T. 2. − Gl. 2.5. – http://atomas.ru/isp/artika/Семипалатинский полигон: обеспечение общей и радиационной безопасности ядерных испытаний / Гл. редактор В.А. Логачев. – М.: ИГЕМ РАН, 1997. – 344 с.Semipalatinskiy poligon: obespechenie obshchey i radiatsionnoy bezopasnosti yadernykh ispytaniy / Gl. redaktor V.A. Logachev. – Moscow: IGEM RAN, 1997. – 344 p.Пулинец, С.А. Физические основы генерации краткосрочных предвестников землетрясений. Комплексная модель геофизических процессов в систме литосфера-атмосфера-ионосфера, инициируемых ионизацией / С.А. Пулинец, Д.П. Узунов, А.В. Карелин, Д.В. Давиденко // Геомагнетизм и аэрономия. − 2015. − Т. 55, № 4. − С. 1–19.Pulinets, S.A. Fizicheskie osnovy generatsii kratkosrochnykh predvestnikov zemletryaseniy. Kompleksnaya model' geofizicheskikh protsessov v sistme litosfera-atmosfera-ionosfera, initsiiruemykh ionizatsiey / S.A. Pulinets, D.P. Uzunov, A.V. Karelin, D.V. Davidenko // Geomagnetizm i aeronomiya. − 2015. − T. 55, No. 4. − P. 1–19.Альпевович, Л.С. Акустическая волна взрыва / Л.С. Альпевович, Э.Л. Афраймович, В.О. Вугмейстер, И.Б. Гохберг [и др.] // Физика Земли. − 1985. − № 11. − С. 32–42.Al'pevovich, L.S. Akusticheskaya volna vzryva / L.S. Al'pevovich, E.L. Afraymovich, V.O. Vugmeyster, I.B. Gokhberg [i dr.] // Fizika Zemli. − 1985. − No. 11. − P. 32–42.Краснов, В.М. Радиолокационный контроль подъема ионизированного облака, возникающего при выбросе продуктов взрыва в атмосферу / В.М. Краснов, Н.Ф. Николаевский, А.В Ситников, К.А. Ситников // Вестник НЯЦ РК. −2001. − Вып. 2. − C. 122–128.Krasnov, V.M. Radiolokatsionnyy kontrol' pod"ema ionizirovannogo oblaka, voznikayushchego pri vybrose produktov vzryva v atmosferu / V.M. Krasnov, N.F. Nikolaevskiy, A.V Sitnikov, K.A. Sitnikov // Vestnik NYaTs RK. −2001. − Issue 2. − P. 122–128.Ядерные испытания СССР / под ред. В.Н. Михайлова. – М.: ИздАТ. −1997. − 304 с.Yadernye ispytaniya SSSR / pod red. V.N. Mikhaylova. – Moscow: IzdAT. −1997. − 304 p.Уткин, В.И. Радон как индикатор геодинамических процессов / В.И. Уткин, А.К. Юрков // Геология и геофизика. − 2010. − Т. 51, № 2. − С. 277−286. – http://www.izdatgeo.ruUtkin, V.I. Radon kak indikator geodinamicheskikh protsessov / V.I. Utkin, A.K. Yurkov // Geologiya i geofizika. − 2010. − T. 51, No. 2. − S. 277−286. – http://www.izdatgeo.ruГохберг, М. Б. Литосферно-ионосферная связь и ее моделирование / М. Б. Гохберг, С.Л. Шалимов // Российский журнал наук о Земле. – М.: Институт физики Земли РАН. − 2000. − Т. 2, № 2.Gokhberg, M. B. Litosferno-ionosfernaya svyaz' i ee modelirovanie / M. B. Gokhberg, S.L. Shalimov // Rossiyskiy zhurnal nauk o Zemle. – Moscow: Institut fiziki Zemli RAN. − 2000. − T. 2, No. 2.Namgaladze, A.A. Manifestations of the earthquake preparations in the ionosphere total electron content variations / A.A. Namgaladze, O.V. Zolotov, M.I. Karpov, Y.V. Romanovskaya // Natural Science. − 2012. − V. 4, № 11. − Р. 848–855.Namgaladze, A.A. Manifestations of the earthquake preparations in the ionosphere total electron content variations / A.A. Namgaladze, O.V. Zolotov, M.I. Karpov, Y.V. Romanovskaya // Natural Science. − 2012. − Vol. 4, No. 11. − P. 848–855.Сорокин, В.М. Плазменные и электромагнитные эффекты в ионосфере, связанные с динамикой заряженных аэрозолей в нижней атмосфере / В.М. Сорокин // Хим.физика. – 2007. – Т. 26. – № 4. – С. 45–80.Sorokin, V.M. Plazmennye i elektromagnitnye effekty v ionosfere, svyazannye s dinamikoy zaryazhennykh aerozoley v nizhney atmosfere / V.M. Sorokin // Khim.fizika. – 2007. – T. 26. – No. 4. – P. 45–80.Салихов, Н.М. Аппаратно- программный комплекс для регистрации доплеровского сдвига частоты ионосферных радиосигналов над очагами землетрясений / Н.М. Салихов, В.М. Сомсиков // Известия НАН РК, серия физикоматематическая. − 2014. − 4(296). − С. 115–121.Salikhov, N.M. Apparatno- programmnyy kompleks dlya registratsii doplerovskogo sdviga chastoty ionosfernykh radiosignalov nad ochagami zemletryaseniy / N.M. Salikhov, V.M. Somsikov // Izvestiya NAN RK, seriya fizikomatematicheskaya. − 2014. − 4(296). − P. 115–121.Салихов, Н.М. Новый метод регистрации динамики вспышек ионизации в ионосфере аппаратно-программным комплексом доплеровских измерений на наклонной радиотрассе / Н.М. Салихов // Известия НАН РК, серия физикоматематическая. − 2016. − №4(308). − С. 27–33.Salikhov, N.M. Novyy metod registratsii dinamiki vspyshek ionizatsii v ionosfere apparatno-programmnym kompleksom doplerovskikh izmereniy na naklonnoy radiotrasse / N.M. Salikhov // Izvestiya NAN RK, seriya fizikomatematicheskaya. − 2016. − No. 4(308). − P. 27–33.Salikhov, N.M. An increase of the soft gamma-radiation background by precipitations / N.M. Salikhov [et al] // Proceedings of the 32nd International Cosmic Ray Conference, China, Beijing, July. − 2011. − V. 1.− P. 369–372.Salikhov, N.M. An increase of the soft gamma-radiation background by precipitations / N.M. Salikhov [et al] // Proceedings of the 32nd International Cosmic Ray Conference, China, Beijing, July. − 2011. − Vol. 1.− P. 369–372.Dobrovolsky, I.P. Estimation of the size of earthquake preparation zones / I.P. Dobrovolsky, S.I. Zubkov, V.I. Myachkin // Pure Appl. Geophys. - 1979. – V. 117, № 5. − Р. 1025–1044.Dobrovolsky, I.P. Estimation of the size of earthquake preparation zones / I.P. Dobrovolsky, S.I. Zubkov, V.I. Myachkin // Pure Appl. Geophys. - 1979. – Vol. 117, No. 5. − P. 1025–1044.Donn, W.L. Ground-coupled air waves from the great Alaskan earthquake / W.L. Donn, E.S. Posmentier // J. Geoph. Res. − 1964. − 9. − Р. 5357–5361.Donn, W.L. Ground-coupled air waves from the great Alaskan earthquake / W.L. Donn, E.S. Posmentier // J. Geoph. Res. − 1964. − 9. − P. 5357–5361.Cook, R.K. Infrasound radiated during the Montana earthquake of 1959 August 18 / R.K. Cook // Geophys. J. R., 1971. astr. Soc. − 26. – Р.191–198.Cook, R.K. Infrasound radiated during the Montana earthquake of 1959 August 18 / R.K. Cook // Geophys. J. R., 1971. astr. Soc. − 26. – P.191–198.Takanashi, Y. In situ measured infrasound at Sapporo associated with an earthquake occurring offshore in southwest Hokkaido on July 12, 1993 / Y. Takanashi, Y. Koyama, T. Isei //J. Acoust. Soc. Jpn. 1994. – V. 15. –P. 409–411.Takanashi, Y. In situ measured infrasound at Sapporo associated with an earthquake occurring offshore in southwest Hokkaido on July 12, 1993 / Y. Takanashi, Y. Koyama, T. Isei //J. Acoust. Soc. Jpn. 1994. – Vol. 15. – P. 409–411.Fu, C.С. Radon and gamma rays anomalies observed in northern Taiwan: a possible connection with the seismicity near the subduction zone / С.С. Fu // American Geophysical Union, Fall Meeting. – 2015, abstract # NH21A-1813.Fu, C.S. Radon and gamma rays anomalies observed in northern Taiwan: a possible connection with the seismicity near the subduction zone / S.S. Fu // American Geophysical Union, Fall Meeting. – 2015, abstract # NH21A-1813.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.