Экология Существует множество историй о том, что животные способны чувствовать приближение землетрясений: собаки начинают непрерывно лаять, птицы собираются в большие плотные стаи, жабы покидают свои места обитания. Что же способны чувствовать животные такого, что не может почувствовать человек?
Этот вопрос заинтересовал физиков Университета Виргинии, которые начали крошить породы и измерять в лабораторных условиях уровень газов, которые выделяются при этом процессе, что помогло им симулировать землетрясение. В результате они выяснили, что при разломах породы выделяется в 100 раз больше озона, чем в самый отравленный смогом день в Лос-Анджелесе.
"Даже небольшие трещины в скалах вызывают повышение уровня озона, - говорит один из исследователей Кэтрин Дьюкс (Catherine Dukes). – Вопрос в том, можно ли выявить повышение уровня газа в естественных условиях?" Если это будет возможным, смогут ли ученые предупреждать о надвигающихся землетрясениях?
Разлом породы
Дьюк и ее коллеги провели эксперименты в лабораторных условиях с несколькими видами пород - магматическими и метаморфическими, включая базальт, гранит, гнейс и риолит, которые составляют около 95 процентов твёрдой литосферы Земли.
При раскалывании этих пород выделяется большой уровень озона, который превышает уровень окружающей среды. Пока точно неясно, почему при расколе породы выделяется столько газа, однако ученые предполагают, что это связано с изменениями электрического заряда между поврежденными поверхностями породы. Электроны от заряженных поверхностей породы разрушают молекулы кислорода (О2) в воздухе, которые воссоединяются, образуя озон (О3) на уровне земли. "Это похоже на разряд молнии", - говорит Дьюк.
Озон и землетрясение на Гаити
Исследование Университета Виргинии, результаты которого появились в журнале Applied Physics Letters в ноябре, было первым из известных исследований озона в связи с разрушением породы. Однако другие группы ученых уже обнаружили, что в районе крупных землетрясений уровень озона в атмосфере повышался.
После разрушительного землетрясения на Гаити в 2010 году, геофизик Рамеш Син (Ramesh Singh) из Университета Чапмена с помощью спутников определил повышение уровня озона в течение нескольких дней после катастрофы. Пока неясно, вызвано ли было повышение уровня озона с повреждением породы, как утверждают ученые из Университета Виргинии, однако дальнейшие наблюдения помогут исследователям разгадать, какие физические процессы могут быть задействованы в данном случае.
"То, что удалось выяснить в лаборатории, возможно, поможет объяснить то, что показали спутники, - сказал Син. - Но Земля представляет собой очень сложную систему в рамках других систем".
Можно ли предсказать?
В конце концов, Дьюк и ее коллеги хотят посмотреть, будет ли замечена связь между движениями породы и повышением уровня озона, установив специальное оборудование для измерений (которое к тому же является не настолько дорогостоящим и его легко использовать) в тех областях, где могут предположительно случиться разломы и где уровень фонового озона низкий.
Дьюк и Син подчеркивают, что такие исследования пока не направлены на то, чтобы научиться предсказывать землетрясения. Они лишь пытаются объяснить физические процессы, которые сопутствуют землетрясениям и другим природным явлениям.
"Наши исследования не помогут предсказывать землетрясения. Мы вряд ли сможем сказать, что раз мы обнаружили озон, вам срочно надо эвакуироваться, - говорит Дьюк. – Это всего лишь предупреждение о том, что земля движется, поэтому, возможно, это приведет к землетрясению, оползню или чему-то еще".
О чем речь?