Природные равнинные пожары и как их минимизировать
Доклад кандидата географических наук П.В. Люшвина на конференции экспертного клуба ИА RERNUM «Можно ли остановить лесные пожары? — Можно!», на которой было рассказано об новых механизмов возникновения природных пожаров, связанных с дегазацией Земли. Из нового понимания причин природных пожаров возникает потребность в новых технологиях борьбы с пожарами, другой стратегии и организации деятельности противопожарных структур МЧС. Также было рассказано об опыте применения технологии коррекции погодных условий «Атлант» для профилактики природных пожаров и рассеивания смога в индустриальных центрах и мегаполисах.
Видеозапись конференции
* * *
Введение
Пожары — одно из страшнейших проклятий человечества, но нередко и его спасение. Существуют как природные, так и техногенные причины пожаров. В данной работе рассматривается генезис наиболее тяжелых по последствиям природных торфяных пожаров в центре Русской платформы.
В погоде центра Европейской части России летом прослеживается квази-приливная цикличность (1935−1936, 1972 и 2010 гг.). Выражается она в экстремально высоких температурах воздуха и малом количестве осадков, что способствует разрастанию пожаров (бывают высокотемпературные маловодные летние месяцы, сопровождающиеся массовыми возгораниями, не укладывающиеся в эту цикличность, например, в 2002 г.). В антициклональных условиях удушающе знойного лета 2010 года горел европейский центр России (Рис. 1). Площадь пожаров в центральной Европейской части России в разы превысила фоновую (2009 г.) [http://smis.iki.rssi.ru/fire_reports/]. В среднем в день возникало 50 пожаров [https://ru.wikipedia.org/wiki/], с ними не успевало справляться ни МЧС, ни «проверенное средство» — крестные ходы.
* * *
Приуроченность гроз и очагов пожаров к разломам земной коры
Согласно результатам исследований, проведенных на Русском Севере, установлено [Кутинов и др. 2009−2014], что большинство природных возгораний приурочено к разломам земной коры и вызвано молниями. В узлах тектонических нарушений (разломов земной коры) происходит активизация глубинных стволовых каналов повышенного тепло-массообмена (эманации флюидов), возникают резкие изменения амплитудно-частотных характеристик электромагнитных полей. Ионизация воздуха способствует снижению атмосферной влажности, появлению «статичных» минимумов атмосферного давления, в которых отсутствует однозначная связь между величиной атмосферного давления и приращением высотных отметок. Месячная частота выпадения осадков и их количество над разломами земной коры существенно ниже, чем на их периферии (на 26%) [Анисимова, 2006].
Если проводить аналогии пространственно-временных изменений в зоне разломов в регионе (см. Рис.2а) с аналогичными явлениями при техногенных землетрясениях (резких изменениях уровня воды у высоконапорных ГЭС [Марчук и др., 1996]), то это означает, что в недрах Севера и Центра Европейской России идут тектонические процессы. Приуроченность гроз к тектоническим разломам свидетельствует о том, что разломы являются молниеприемниками. Так, в среднем Подвинье на территориях с повышенным магнитным полем присутствуют поврежденные грозами деревья, на периферии Вельско-Устьянского узла наблюдается четырехкратное увеличение числа гроз (Рис. 2б). Активность тектонических структур проявляется и по наличию в снеге фтора, сурьмы, лития, ртути, молибдена, циркония, скандия, ниобия и бериллия.
Значительные изменения локальных концентраций ионов приводят к образованию в атмосфере линеаментных структур (облаков или разрывов во влажных метеорологических облаках), повторяющих по форме активизированные участки разломов земной коры. Такие атмосферные структуры наблюдали еще Аристотель и Гумбольт [Икея, 2008; Тронин, 2011]. Нами выявлено, что облачные линеаменты состоят из сухой атмосферной пыли в зоне локальных минимумов содержания водяного пара. Если же в регионе в зоне разломов имеются водные метеорологические облака, то над разломами они расступаются, а пылевые не заметны, поскольку атмосферная пыль оказывается ранее разобранной в качестве ядер конденсации водными метеорологическими облаками (Рис. 3−5) [Морозова, 2005; Дода и др., 2009; Люшвин, 2009, 2016; Уйбо, 2010].
На Рис. 3а стрелки указывают на облака, трассирующие разломы земной коры, белый эллипс на траверзе залива Карабогазгол показывает положение исследовательского судна, а красный ромб около устья р. Куры — район вулканов. На Рис. 3б показано поле температуры поверхности воды по данным AVHRR. Справа на Рис. 3в показана схема разломов (активизированные разломы изображены толстыми линиями, эллипс к востоку от Красноводского залива — эпицентр землетрясения).
На Рис. 4а приведен снимок Каспийского региона в ближнем (0,8 мкм) инфракрасном диапазоне, стрелкой указаны облака-трассеры; а справа, на Рис. 4б, показано распределение содержания влаги в атмосфере в том же регионе на 500 мб по данным радиозондового и радиационного зондирования.
На Рис. 5 на снимке слева красным прямоугольником на космическом снимке обведен «естественный» разрыв в облаках, а на снимках в центре и слева показан «искусственный» разрыв в облачности, полученный при испытании установки «Атлант» в режиме рассеивания облачности в Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова в 2003 году (б — облачность до включения установки, в — после) [Уйбо, 2010].
Главную роль среди горючих ископаемых в Московском регионе играют месторождения торфа, их площадь составляет почти 2 тыс. км2, запасы торфа превышают 10 млрд тонн. Наиболее значимые месторождения торфа располагаются в Сергиево-Посадском, Шатурском, Егорьевском, Орехово-Зуевском, Талдомском и Дмитровском районах. Через многие из них проходят разломы земной коры (Рис. 6) [http://alfapol.ru/geodinamicheskoe-rajonirovanie-moskvy-i-moskovskoj-oblasti/].
На Рис. 6а, слева, показана схематическая тектоническая карта Московского региона, на которой сплошными линиями (1) показаны установленные разломы земной коры [http://lodka-lisichanka.ru/tektonicheskoe-stroenie], пунктиром (2) — предполагаемые, а тонкими сплошными линиями — изогипсы поверхности фундамента. На Рис. 6б показана карта торфяников Подмосковья [http://www.estometo.ru/map/base/].
* * *
Использованные материалы и результаты исследований
В Москве фоновая мощность эквивалентной дозы радиации колеблется в пределах 60−100 нанозиверт в час. У железобетонных изделий с использованием гранитной крошки и над гранитной брусчаткой у Зоопарка уровень радиации поднимается до 200 нЗб/ч, а над разломами земной коры в центре столицы, например, в Лаврушинском переулке около Третьяковки, мощность колеблется в диапазоне 180−300 нЗб/ч. (Рис. 7). В Подмосковье местами устойчиво фиксируются радиационные «ямы», где на десятках метров уровень снижается до 30 нЗб/ч.
Полевые работы велись при использовании геологических и экологических карт. Наиболее информационная для наших целей — «Карта аномалий Подмосковья» [http://fotokarta.info/map/map.php?url=www.sinkovo.com/i/map/map1]. На фрагмент этой карты нанесены данные наших измерений дозиметром ДМС ФТ 1123 АТОМ ТЕХ в нзв/ч, выполненных в июле-сентябре 2014 года (см. Рис. 8).
На Рис. 9 приведены увеличенные фрагменты карты на Рис. 8. У разлома под г. Жуковским экстремально высокое появление шаровых молний (Рис. 9а), у поселения Губино пересекается три разлома земной коры (Рис. 9б). Везде в зоне разломов уровень радиации поднимался в полтора — три раза, с фоновых 50−70 до 150−300 нзб/ч. Ширина всплесков радиации метры — первые десятки метров. Исключение район у р. Осетр, где едва ли не повсеместно, из-за наличия радона, фоновый уровень составляет 80−100 нзб/ч. Аналогичные контрасты радиации наблюдаются и в Москве.
Благоприятствует пожарам болотный газ. Наши измерения показали, что концентрация метана в заболоченных грунтах изменяется от равновесных с атмосферой величин ≈3÷6 10-4%, до 10% (вдвое выше концентрации самовозгорания ≈5%!). Метан не может пройти через лед. В местах массовой дегазации (на болотах, из разломов земной коры, из газогидратов) скопившийся под льдом метан в процессе его переработки метановыми бактериями (бактериальной метанотрофии) трансформирует монолитный лед в пористый. О генезисе пористого льда и скорости преобразования монолитного льда в пористый в нормативных документах никаких сведений нет. В свежих прорубях можно устраивать костры (Рис. 10) [Люшвин, 2016].
ВИДЕО: Столб огня посреди Байкала. Уникальные кадры снял на озере иркутский журналист, «Вести-Иркутск».
* * *
Подмосковный регион
По данным архивов, массовые площадные пожары в Подмосковном регионе происходят в июле-августе. Наиболее длительные приурочены к торфяникам, которые сосредоточенны на востоке, юго-востоке и севере (Рис. 6б). Что может их массово поджигать и при каких условиях?
Конец мая традиционно отмечается началом сезона сухих гроз на юго-западе Подмосковья. В чистых сосновых борах в сухую жаркую погоду пожарная опасность (определяется по влажности лесной подстилки) достигает 4−5 класса, когда достаточно искры, чтобы спровоцировать пожар. В сезон сухих гроз (когда грозы не заканчиваются проливными дождями) искры, сыплющиеся с неба, нередко оставляют за собой пораженные молниями деревья (что порой загораются не сразу). Грозовой разряд, пробивая дерево, уходит в корень, в лесную подстилку, которая может тлеть несколько дней, прежде чем огонь вырвется наружу и перерастет в пожар. В хвойных лесах развитию пожаров способствуют эфирные масла [http://publicmeteo.ru/thunderstorms].
Массовые пожары в Подмосковье чаще всего возникают в зоне разломов земной коры (Рис. 6а) на торфяниках (площадь пожароопасных торфяных участков ≈75 тыс. га), как правило, начинаются не раньше июля. Обусловлено это условиями возгорания торфа — деятельностью микроорганизмов в присутствии кислорода при влажности торфа ниже 40%. В июле 2010 года влажность торфа упала ниже 10%.
Одна из причин катастрофического масштаба лесных и торфяных пожаров в XXI веке — ликвидация государственной лесной охраны: прекращение профилактической работы по предупреждению пожаров; разрушение механизмов выявления и тушения пожаров на ранних стадиях. Ситуацию усугубляет и неопределенность статуса многих территорий, неясность зон ответственности различных ведомств и организаций за тушение пожаров на землях тех или иных категорий. В 2010 году большинство крупных торфяных пожаров возникло на землях запаса [http://prirodasibiri.ru/].
Анализ пространственно временного распределения гроз в Подмосковье июле-августе показывает, что в июле грозы активизируются на востоке региона, а в августе — на юго-востоке. Двойное-тройное учащение гроз приурочено к разломам земной коры, торфяникам у Орехово-Зуева, Шатуры и между Егорьевском и Рязанью (Рис. 11).
Рис. 11. Среднемесячное число гроз в Подмосковье: (а) в июле, (б) в августе 2012−2013 гг.; (в) тектоническая карта (Рис. 6а); (г) — карта пожаров 2010 г. [http://www.etomesto.ru/map-forfyaniki].
* * *
Уральский регион
Пожары в Уральском регионе и окрестностях наиболее часто наблюдаются на юге региона. Порой они активизируются на Среднем Урале вдоль 60 долготы, на протяжении 300−400 км (Рис. 12аи12б). Приурочены они к зоне смещения складчатых структур (Рис. 12в) и области отрицательных магнитных аномалий (Рис. 12д). Региональные землетрясения сконцентрированы у центра очагов пожаров в 30−50 км зоне (Рис. 12г).
* * *
Прибайкальский регион
Пожары к западу от Байкала систематически наблюдаются в Алтайском и Красноярском регионах и фрагментарно в Бурятии (Рис. 13а и 13в). В 2010 году ситуация кардинально изменилась. Массово горело западное Прибайкалье (Рис. 13б), причем не всё, а только 400-километровая полоса сейсмоспокойной отрицательной аномалии магнитного поля вдоль разлома земной коры и далее около 500 км на запад в сторону Красноярска (Рис. 13 г и Рис. 13д). Этот разлом земной коры порой трассируют атмосферные линеаменты (Рис. 13е).
* * *
Тасмания
Считается, что всплески концентраций радона вызваны микросейсмическими явлениями. На севере Тасмании концентрация радона достигает 222Rn (10 000 Bq/m3), что на порядок выше, чем на рудниках Северного Урала и в США в Сан-Андреас, и в несколько раз больше, чем на Тянь-Шане. В Альпах, на Мальте и на южном побережье Африки концентрация 222Rn ниже 10 Bq/m3 [http://ds.data.jma.go.jp/gmd/wdcgg/cgi-bin/wdcgg/map_search.cgi]. В дни вспышек концентрации радона (>1000 Bq/m3) в северной Тасмании над регионом возникают линеаментные разрывы в облаках; в Тасмании и на юго-востоке Австралии от сухих гроз возникают массовые пожары, их возникновению в засуху способствуют легко воспламеняющиеся эфирные масла, выделяемые эвкалиптами (Рис. 14).
* * *
Выводы
1. Природные пожары активизируются у разломов земной коры за счет учащения сухих гроз. В Подмосковье масштабные пожары приурочены к торфяникам. Возникают они после длительной засухи, не раньше конца июня.
2. Для минимизации природных пожаров, особенно в торфяных болотах, следует вдоль разломов земной коры размещать громоотводы (молниеприемники) с изоляцией на глубину торфа.
* * *
Литература
1. Анисимова О. В. Линеаменты центральной части Московской синеклизы и их связь с разломами фундамента: диссертация // М. Автореферат. 2006. 170 c.
2. Дода Л.Н., Новикова Н.Н., Пахомов Л.А., Степанов И.А. Космический мониторинг предвестников землетрясений // Наука в России. 2009. №6. С.31−37.
3. Икея Землетрясения и животные. От народных примет к науке // М.: Научный Мир, 2008. 320 с.
4. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б., Беляев В.В., Бурлаков П.С. Влияние тектонических нарушений (дегазация, наведенные токи, вариации геомагнитного поля) севера Русской плиты на окружающую среду (на примере Архангельской области) // Вестник краунц. науки о земле. 2009 № 2. выпуск № 14. С.77−89.
5. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. доклады на семинаре Система «Планета Земля» на геологическом ф-те МГУ в 2012—2014 гг.
6. Люшвин П.В. Спектральные характеристики сейсмогенных облаков // Исследование Земли из Космоса. 2009. №2. С.19−27.
7. Люшвин П. В. Заклепки на Науках о Земле. Результат возведения парадигм в статус аксиом в геофизике и гидробиологии // М., издание автора, 2016, 147 с. Режим доступа: http://nadisa.org/download/lyushvin_book.pdf (In Russian).
8. Люшвин П.В. Природные равнинные пожары и как их минимизировать. Доклад на конференции «Экологические угрозы и национальная безопасность» России» 14−16.09.2016 Москва // Академия МНЗП, Режим доступа: https://regnum.ru/news/innovatio/2196503.html. (In Russian).
9. Марчук А.Н., Дурчева В.Н., Савич А.И. Малышев Л.И. Радкевич Д.Б. Способ прогноза землетрясений. Патент РФ 2 068 185 // 1996.
10. Морозова Л.И. К вопросу об активности разломов, выявляемой в поле облачности на спутниковых снимках Земли // Исследование Земли из космоса. 2005. № 5. С.27−30.
11. Тронин А.А. Каталог термальных и атмосферных явлений при землетрясениях // СПб. 2011. 261 с.
12. Уйбо В.И. Ионный поток корректирует погоду // Русский инженер. 2010. №1. С.52−55.
13. http://alfapol.ru/geodinamicheskoe-rajonirovanie-moskvy-i-moskovskoj-oblasti/
14. http://ds.data.jma.go.jp/gmd/wdcgg/cgi-bin/wdcgg/map_search.cgi
15. http://fotokarta.info/map/map.php?url=http://www.sinkovo.com/i/map/map1
16. http://geo10.ru/map10428870_0.htm
17. http://lodka-lisichanka.ru/tektonicheskoe-stroenie
19. http://publicmeteo.ru/thunderstorms
20. https://ru.wikipedia.org/wiki/
21. http://smis.iki.rssi.ru/fire_reports/
22. http://smis.iki.rssi.ru/fire_reports/sum2010/s2010.htm
23. http://wiki.web.ru/images/9/95/Mazarovich_lecture07.pdf
24. http://www.ceme.gsras.ru/new/ssd_news.htm
25. http://www.etomesto.ru/map/base/77/torf1989.png
26. http://www.etomesto.ru/map-forfyaniki
27. http://www.georesurs.su/Georesurs/AtlasMos/Raznoe/RMap.php?name=Ts