Миллионы людей в мире живут на склонах действующих вулканов или в зонах сейсмической активности. Предотвратить землетрясение или извержение вулкана невозможно, однако ученым удалось разработать методы слежения, позволяющие предугадывать, когда они произойдут.
Слежение за поверхностью
Перед землетрясением либо извержением вулкана могут изменяться уровни или формы поверхности земли. Эти изменения вызываются ростом напряжений в земной коре вблизи разлома либо накоплением магмы в магматическом очаге под вулканом. Движение земной поверхности отслеживается при помощи различных чувствительных приборов, вроде угломеров, обнаруживающих малейшие изменения уровня земли. В 1980 г., ученые, наблюдавшие за вулканом Св. Елены, заметили вздутие, образовавшееся на одном из его склонов. Они установили приборы для контроля. Приборы показали, что вздутие растет на 1,5 м в день. Вулканологи решили, что это вызвано подъемом магмы из недр вулкана. Когда вздутие достигло высоты 90 м, произошло мощное извержение. Значительную часть склона снесло взрывом, а окрестности покрылись толстым слоем вулканического пепла.
«Дрожащие» вулканы
За несколько дней или недель до извержения сейсмографы часто фиксируют продолжительные колебания почвы — так называемые вулканические толчки. Они наблюдаются и в ходе самого извержения. Видимо, толчки вызываются движением магмы или газа внутри вулкана. Иногда извержениям предшествуют вулканические землетрясения. Когда магма накапливается в магматическом очаге, давление в нем нарастает. От этого увеличиваются напряжения в толще породы вокруг очага. В какой-то момент в ней образуются разрывы и трещины, что и приводит к землетрясению. Вулканические толчки и землетрясения часто указывают на близость извержения. Вулканические толчки наблюдаются при накоплении магмы в магматическом очаге. С ростом давления в очаге порода вокруг него трескается, порождая вулканические землетрясения.
Лазеры
Один из методов слежения за земной поверхностью — так называемое электронное измерение расстояний — использует лазеры для замера уровня местности у разлома или на склоне вулкана. Лазерный луч прибора направляется на отражатель, установленный на некотором удалении. Когда луч возвращается на прибор, микрокомпьютер подсчитывает пройденное им расстояние, исходя из времени, затраченного лазерным лучом на путь туда и обратно. Этот метод позволяет обнаружить изменение уровня местности в 1 мм на отрезке в 1 км. Лазеры применяются и для слежения за зонами сейсмической активности. Они способны обнаружить малейшее смещение поверхности вдоль разлома. Электронные дальномеры располагаются на склоне вулкана на большом удалении друз от друга. Компьютер вычисляет расстояние, пройденное лазерным лучом, и отслеживает его последующие изменения.
Наблюдение со спутников
Для слежения за вулканами используются и искусственные спутники Земли. Они обнаруживают изменения температуры земной поверхности, когда магма поднимается внутри вулкана. Обнаруживаются и облака пепла и газа над действующим вулканом. Датчики на спутниках определяют интенсивность отражения тепла или света. Эта информация передается на наземные станции, где преобразуется в изображение земной поверхности. Спутниковое изображение окрестностей вулкана Везувий в Италии. Красная зона вокруг горы показывает лавовый поток во время последнего извержения в 1944 г.
Сейсмические промежутки
Постоянное движение плит земной коры вызывает рост напряжений в толще породы вдоль границ плит. Но при разрядке этих напряжений вся граница не смешается сразу. Различные ее участки сдвигаются в разное время. Наблюдая за разломами, ученые обнаружили, что землетрясение наиболее вероятно в том участке разлома, который оставался неподвижным дольше всех. Они называют такие участки сейсмическими промежутками. Определяя сейсмические промежутки, ученые могут выделить наиболее сейсмоопасные участки разломов.
Предостережения животных
Замечено, что перед некоторыми землетрясениями животные вели себя необычно. Видимо, они могут чувствовать приближение этого бедствия. Ученые полагают, что животные могут ощущать вибрации почвы или изменения электрических токов в горных породах, предшествующие землетрясению. В Китае население сейсмоопасных районов просят сообщать ученым о необычном поведении животных. В 7975 г. в районе китайского города Хайчен произошло сильное землетрясение. Перед ним змеи очнулись от зимней спячки и выползли из нор, несмотря на мороз.