ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В АТМОСФЕРЕ ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ СОЛНЕЧНОЙ ВСПЫШКИ И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СЕЙСМИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ

Abstract

Рассмотрен возможный механизм инициирования землетрясений ионизирующим излучением солнечных вспышек. Представлены теоретическая модель и результаты расчетов возмущений электрического поля, электрического тока и тепловыделения в литосфере, связанных с поглощением ионизирующего излучения солнечных вспышек. В результате крупномасштабного в горизонтальном направлении возмущении проводимости нижней области ионосферы в присутствии внешнего электрического поля возможна генерация возмущений геомагнитного поля в диапазоне периодов единицы-десятки секунд. Амплитудно-временные характеристики сигнала определяются возмущением интегральных проводимостей ионосферы. В зависимости от соотношения между интегральными проводимостями Холла и Педерсена возмущенной ионосферы может наблюдаться осциллирующий и апериодический режимы магнитных возмущений. Для сильных возмущений проводимости ионосферы амплитуда пульсаций может достигать ∼102 нТл. При этом, амплитуда горизонтальной компоненты электрического поля на поверхности Земли достигает 0.01 мВ/м, плотности электрического тока в литосфере 10-6 А/м2, а плотность мощности выделения тепла этим током достигает 10-7 Вт/м3. В работе показано, что поглощение ионизирующего излучения солнечных вспышек может вызвать вариации плотности теллурических токов в сейсмогенных разломах, сопоставимые с плотностями тока, генерируемыми в земной коре искусственными импульсными источниками (геофизический МГД-генератор "Памир-2"и электроимпульсная установка "ЭРГУ-600"), которые вызывают инициирование региональных землетрясений и пространственно-временное изменение сейсмической активности. Следовательно, инициирование сейсмических событий возможно не только искусственными источниками электрического тока, но и солнечными вспышками. Результаты работы могут служить физической основой для использования нового подхода к решению проблемы краткосрочного прогноза землетрясений, основанного на электромагнитных триггерных эффектах.

A possible mechanism of earthquake triggering by ionizing radiation of solar flares is considered. A theoretical model and results of numerical calculations of disturbance of electric field, electric current, and heat release in lithosphere associated with variation of ionosphere conductivity caused by absorption of ionizing radiation of solar flares are presented. A generation of geomagnetic field disturbances in a range of seconds/tens of seconds is possible as a result of large-scale perturbation of a conductivity of the bottom part of ionosphere in horizontal direction in the presence of external electric field. Amplitude-time characteristics of the geomagnetic disturbance depend upon a perturbation of integral conductivity of ionosphere. Depending on relation between integral Hall and Pedersen conductivities of disturbed ionosphere the oscillating and aperiodic modes of magnetic disturbances may be observed. For strong perturbations of the ionosphere conductivities amplitude of pulsations may obtain ∼102 nT. In this case the amplitude of horizontal component of electric field on the Earth surface obtains 0.01 mV/m, electric current density in lithosphere - 10-6 A/m2, and the power density of heat release produced by the generated current is 10-7 W/m3. It is shown that the absorption of ionizing radiation of solar flares can result in variations of a density of telluric currents in seismogenic faults comparable with a current density generated in the Earth crust by artificial pulsed power systems (geophysical MHD generator "Pamir-2"and electric pulsed facility "ERGU-600"), which provide regional earthquake triggering and spatiotemporal variation of seismic activity. Therefore, triggering of seismic events is possible by not only man-made pulsed power sources but by the solar flares as well. The obtained results may be a physical basis for a novel approach to solve the problem of short-term earthquake prediction based on electromagnetic triggering phenomena.