МОЛОДЁЖНЫЙ ПРОЕКТ ДЛЯ ТЕХ, КТО ДЕЛАЕТ ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ
Войти Регистрация
Войти в корпоративную почту как автор/член редколлегии/рецензент журнала
2016. Том 11. Выпуск 1. Система планета Земля / 'The Earth Planet System / System Planet Erde
ЧЕЛОВЕК НА ЗЕМЛЕ / HUMAN ON THE EARTH / MENSCH AUF ERDEN
Аптикаева О.И., Шитов А.В.
Геодинамические и метеорологические процессы на Горном Алтае и их возможное влияние на здоровье население
Аптикаева Ольга Ивановна, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН
ORCID 0000-0001-6613-4405
E-mail: olga-i-aptikaeva@j-spacetime.com; aptikaevaoi@mail.ru
Шитов Александр Викторович, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, Горно-Алтайский государственный университет
ORCID 0000-0003-1703-0735
E-mail: alexander-v-shitov@j-spacetime.com; sav103@yandex.ru
Рассматриваются проблемы возникновения землетрясений с позиции поиска взаимосвязи геодинамических и метеорологических процессов, а также влияние этих процессов на здоровье людей. В работе рассматривается сейсмичность Алтая и ее связь со строением поля поглощения. Анализируются данные о вариациях барического поля атмосферы в период сейсмической активизации, связанной с Алтайским землетрясением 2003 г., а также динамика вызовов скорой помощи в г. Горно-Алтайске в связи с Алтайским землетрясением. Показано, что в период геодинамической активизации как дополнительного стресс-фактора, резко увеличивается число пациентов с повышенным артериальным давлением, гипертоническими кризами, инсультами и инфарктом миокарда: возникновение сильного землетрясения сопровождается десинхронизацией геодинамических и атмосферных процессов в широком диапазоне периодов (от суток до года).
Ключевые слова: атмосферные и геодинамические процессы, мониторинг, экология, ритмы, вейвлет-анализ, кода-волны, добротность, поле поглощения, биологические ритмы.
Цитирование по ГОСТ Р 7.0.11—2011:
Аптикаева, О. И., Шитов, А. В. Геодинамические и метеорологические процессы на Горном Алтае и их возможное влияние на здоровье население [Электронный ресурс] / О.И. Аптикаева, А.В. Шитов // Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. — 2016. — Т. 11. — Вып. 1: Система планета Земля. — Стационарный сетевой адрес: 2227-9490e-aprovr_e-ast11-1.2016.63.
Aptikaeva O.I., Shitov A.V.
Geodynamic and Meteorological Processes at the Altai Mountains and Their Possible Influence on the Population Health
Olga I. Aptikaeva, Sc.D. (Physics and Mathematics), Leading Researcher, O.Yu. Schmidt Institute of the Physics of the Earth of the Russian Academy of Science
ORCID 0000-0001-6613-4405
E-mail: olga-i-aptikaeva@j-spacetime.com; aptikaevaoi@mail.ru
Alexander V. Shitov, Sc.D. (Geology and Mineralogy), Associate Professor, Gorno-Altaisk State University итет
ORCID 0000-0003-1703-0735
E-mail: alexander-v-shitov@j-spacetime.com; sav103@yandex.ru
The present work is interdisciplinary research. We consider the problem of earthquakes, trying to find the relationship geodynamic and meteorological processes and the impact of these processes on human health.
We have studied the structure of the attenuation field in the source zone of the Altai earthquake 2003 by short-period coda. Attenuation field of the focal zone includes blocks where Q-factor value is high and linear zones characterized by strong attenuation. Surface fault rupture of the main shock lies within the strong attenuation zone. The epicenters of the main shock and two strongest aftershocks occur in the zones marked by maximally contrasting S wave attenuation in the Earth's crust and upper mantle. We have found that sub-crustal fluid-saturated layer is characterized by high viscosity in the Altai area. This fact seems to be the reason for the relatively low level of Altai seismic activity.
In this paper we also analyzed variations of atmosphere pressure in Mountain Altai in relation to the Altai severe earthquake (September 27, 2003). We found that the rhythmic structure of the pressure field variations in space (depending on the position relative to geodynamic active area), and in time. The annual rhythm in the time series of atmosphere pressure is prevailed at the periphery of the active tectonic zone. Its amplitude decreases in the zones of active faults. A few months before the Altai earthquake rhythmic structure variations of the atmospheric pressure near its focal zone has changed in time. After Altai earthquake when seismic activity decreased the proportion of periodic components in the variations of the atmospheric pressure increased. It seems there is a relationship between variations in atmospheric pressure and released seismic energy. We found that local or regional perturbations of the pressure field are followed by seismic local or regional events respectively.
We found that the occurrence of a major earthquake followed by desynchronization geodynamic and atmospheric processes in a wide range of periods (from days to years).
We also consider the specific features of the dynamics of series of medical indicators of the population in the Altai seismic area before and after a severe earthquake. During the geodynamic activation, under the impact of additional stressors the number of patients with high blood pressure, hypertensive crisis, stroke and myocardial infarction dramatically increases. The process of the earthquake (including aftershock period) is a stress factor of longer duration. It causes strong strain and reduces the adaptability of the organism disrupting the structure of biorhythms.
We suggested that the influence of external factors to the human organism is realized through the effects to its water content by changing electromagnetic field.
People's reaction to changing external conditions varies and depends on individual ability to adapt. Individuals having a pronounced daily dynamics of physiological parameters adapt best.
Keywords: atmospheric and geodynamic processes, monitoring, ecology, the rhythms, wavelet analysis, coda waves, Q-factor, attenuation field, biological rhythms
Cite MLA 7:
Aptikaeva, O. I., and A. V. Shitov. "Geodynamic and Meteorological Processes at the Altai Mountains and Their Possible Influence on the Population Health." Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time 11.1(‘The Earth Planet System’) (2016). Web. <2227-9490e-aprovr_e-ast11-1.2016.63>. (In Russian).
Список литературы / References
Литература
Алексеев А.С., Селезнев В.С., Соловьев В.М., Еманов А.Ф., Юшин В.И., Глинский Б.М., Хайретдинов М.С., Ковалевский В.В., Кашун В.Н., Капцов О.В., Геза Н.И. Вибросейсмические исследования Алтае-Саянского региона // Геофизические методы изучения земной коры. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1998. С. 33—40.
Аптикаева О.И. Использование короткопериодной коды афтершоков для изучения особенностей строения очаговых зон сильных землетрясений // Геофизические исследования. 2007. Вып. 8. С. 21—32.
Аптикаева О.И. Вариации блоковой структуры и сейсмичности Гармского района на фоне неравномерности вращения Земли // Вопросы инженерной сейсмологии. 2012. № 4. С. 55—65.
Аптикаева О.И. Миграция очагов слабых землетрясений Гармского района и вариации скорости вращения Земли // Вопросы инженерной сейсмологии. 2013. Т. 40. № 3. С. 54—64.
Аптикаева О.И., Гамбурцев А.Г., Степанова С.И. Вариации структуры биоритмов у здоровых людей // Геофизические процессы и биосфера. 2009. Т. 8. № 3. С. 17—25.
Аптикаева О.И., Степанова С.И. Суточные ритмы организма человека в условиях 72-часового непрерывного бодрствования // Геофизические процессы и биосфера. 2008. Т. 7. № 3.С. 55—63.
Аптикаева О.И., Шитов А.В. Динамика заболеваемости населения до и после сильных землетрясений и ее связь с другими природными факторами (На примере Чуйского землетрясения 2003 г.) // Геофизические процессы и биосфера. 2009. Т. 8. № 3. С. 46—55.
Аптикаева О.И., Шитов А.В. Погода на Горном Алтае до и после Чуйского землетрясения 2003 г. // Пространство и Время. 2013. № 3. С. 163—170.
Арефьев С.С., Аптекман Ж.Я., Быкова В.В., Матвеев И.В., Михин А.Г., Молотков С.Г., Плетнев К.Г. Погребченко В.В. Очаг и афтершоки Алтайского (Чуйского) землетрясения 2003 года // Физика Земли. 2006. № 2. С. 85—98.
Атлас временных вариаций природных процессов. Т. 1: Порядок и хаос в литосфере и других сферах. М.: ОИФЗ РАН, 1994. 176 с.
Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Т. 2: Циклическая динамика в природе и обществе. М.: Научный Мир, 1998. 432 с.
Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Т. 3: Природные и социальные сферы как части окружающей среды и как объекты воздействий. М.: Янус-К, 2002. 652 с.
Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Т. 4: Человек и три окружающие его среды. М.: Светоч Плюс, 2009. 336 с.
Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Т. 5: Человек и три окружающие его среды. Янус-К, 2013. 719 с.
Баталева Е.А., Баталева В.Ю., Рыбин А.К., Сафронов И.В. Глубинная геоэлектрическая модель рамповой структуры Чуйской впадины Горного Алтая по данным магнитотеллурического зондирования // Фундаментальные проблемы геотектоники: Материалы XL тектонического совещания. М.: Геос, 2007. Т. 1. С. 67—70
Белявский В.В., Ракитов В.А. Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского региона // Разведка и охрана недр. 2012. № 3. С. 40—47.
Березин А.А., Гусев Г.А., Гуфельд И.Л. Воздействие геофизических полей на биологические системы и проблемы прогноза сильных землетрясений / Проблемы геофизики XXI века. Кн. 2. М.: Наука, 2003. С. 37—70.
Богданов В.В. Исследования в геосферных оболочках динамических процессов, инициированных солнечными и литосферными процессами. Автореф. дисс. … доктора физ.-мат. наук. Паратунка: Институт космофизических исследований и распространения радиоволн РАН, 2008. 29 с.
Гольдин С.В., Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г. Поле смещений земной поверхности в зоне Чуйского землетрясения, Горный Алтай // Доклады РАН. 2005. Т. 405. № 6. С. 804—809.
Дубров М.Н., Латынина Л.А., Матвеев Р.Ф., Пономарев А.В. Наблюдение сверхдлинных деформационных колебаний земной поверхности, связанных с малыми вариациями атмосферного давления // Физика Земли. 1998. № 12. С. 22—30
Еманов А.А., Лескова Е.В. Строение эпицентральной зоны Чуйского (Горный Алтай) землетрясения по данным метода сейсмической томографии с двойными разностями // Физическая мезомеханика. 2006. № 1. С. 45—50.
Еманов А.Ф., Селезнев В.С., Гольдин С.В., Еманов А.А., Филина А.Г., Колесников Ю.И., Фатеев А.В., Лескова Е.В., Ярыгина М.А. Чуйское землетрясение и динамика сейсмической активизации эпицентральной области [Электронный ресурс] // Алтайское (Чуйское) землетрясение: прогнозы, характеристики, последствия. Материалы научно-практической конференции, 2004 г. Режим доступа: http://e-lib.gasu.ru/konf/zemletr04/R_1.html.
Жалковский Н.Д., Кучай O.A., Мучная В.И. Пространственное распределение землетрясений и сейсмотектонические деформации земной коры Алтае-Саянской области // Геофизические методы изучения земной коры. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1998. С. 26—33.
Жалковский Н.Д., Кучай О.А., Мучная В.И. Сейсмичность и некоторые характеристики напряженного состояния земной коры Алтае-Саянской области // Геология и геофизика. 1995. Т. 36 (10). С. 20—30.
Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Картирование поля поглощения поперечных волн в земной коре и верхах мантии Алтая // Вестник Национального ядерного центра Республики Казахстан. 2010. № 1. С. 93—98.
Лукк А.А. Слой неустойчивой деформации — аналог волновода — на глубинах 12—20 км в земной коре Таджикской депрессии // Физика Земли. 2011. № 4. С. 39—57
Любушин А.А., Малугин В.А. Статистический анализ отклика уровня подземных вод на вариации атмосферного давления // Физика Земли. 1993. № 12. С. 74—80.
Любушин А.А., Осика В.И., Пчелинцев В.А., Петухова Л.С. Анализ отклика деформаций земной коры на вариации атмосферного давления // Физика Земли. 1992. № 2. С. 81—89.
Милькис М.Р. Гидрогеологические и гидрометеорологические предвестники Ашхабадского катастрофического землетрясения // Доклады АН СССР. 1983. Т. 273. № 5. С. 1061—1094.
Омар Х.М., Арефьев С.С., Ребецкий Ю.Л. Механизмы афтершоков 2004—2005 и напряженное состояние очаговой области Алтайского землетрясения 2003 г. // Геофизические исследования. 2012. Т. 13. № 3. С. 56—73.
Погода России [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://meteo.infospace.ru/.
Цетлин В.В., Аптикаева О.И. Ритмы природных процессов в вариациях электрических токов в межэлектродном промежутке [Электронный ресурс] // Электронное научное издание Альманах «Пространство и Время. 2013. Т. 3. Вып. 2. Режим доступа: http://e-almanac.space-time.ru/assets/files/Tom%203%20Vip%202/rubr8-planeta-zemlya-st1-aptikaevacetlina-2013.pdf.
Шевченко В.И., Арефьев С.С., Лукк А.А. Близвертикальные скопления очагов землетрясений, не связанные с тектонической структурой земной коры // Физика Земли. 2011. № 4. С.16—38.
Шитов А.В., Кац В.Е., Харькина М.А. Эколого-геодинамическая оценка Чуйского землетрясения // Вестник Московского университета. Серия. 4. Геология. 2008. № 3. С. 41—47.
Barbot S., Hamiel Y., Fialko Y. "Space Geodetic Investigation of the Coseismic and Postseismic Deformation due to the 2003 Mw7.2 Altai Earthquake: Implications for the Local Lithospheric Rheology." Journal of Geophysical Research: Solid Earth 113.B3 (2008). Web. <http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2007JB005063/full>.
Sugito N., Goto H., Suzuki Y., Ishiguro S. Hirouchi D., Tsutsumi H., Enkhtaivan D., Batkhishig O., Narangerel S., Purevsuren N., Avirmed E., Otgonbayar M., Sukhbaatar O. "Distribution of Active Faults and Recent Earthquake Ruptures along the Gobi-Altai Active Fault Zone, Southern Mongolia." AGU Fall Meeting Abstracts 1 (2007): 1355.
References
Alekseev A.S., Seleznev V.S., Solov'ev V.M., Emanov A.F., Yushin V.I., Glinskiy B.M., Khayretdinov M.S., Kovalevskiy V.V., Kashun V.N., Kaptsov O.V., Geza N.I. "Vibroseismic Researches of the Altai-Sayan Region." Geophysical Methods for Studying the Earth's Crust. Novosibirsk: Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences Publisher, 1998, pp. 33—40. (In Russian).
Aptikaeva O.I. "Migration of the Weak Earthquakes Foci of the Garm Region and Variations in the Speed of Rotation of the Earth”. Problems of Engineering Seismology 40.3 (2013): 54—64. (In Russian).
Aptikaeva O.I. "Use of Short-Period Coda of Aftershocks to Study the Structural Features of Focal Zones of Strong Earthquakes." Geophysical Research 8 (2007): 21—32. (In Russian).
Aptikaeva O.I. "Variations of the Block Structure and Seismicity of the Garm Area in the Background of the Irregular Rotation of the Earth." Problems of Engineering Seismology 4 (2012): 55—65. (In Russian).
Aptikaeva O.I., Gamburtsev A.G., Stepanova S.I. "Variations in Patterns of Biorhythms in Healthy People." Geophysical Processes and Biosphere 8.3 (2009): 17—25. (In Russian).
Aptikaeva O.I., Shitov A.V. "Dynamics of Population Morbidity before and after Strong Earthquakes and Its Relationship to Other Natural Factors (Case Study of the Chuya Earthquake 2003)." Geophysical Processes and Biosphere 8.3 (2009): 46—55. (In Russian).
Aptikaeva O.I., Shitov A.V. "Weather in the Mountain Altai before and after the 2003 Chuya Earthquake." Space and Time 3 (2013): 163—170. (In Russian).
Aptikaeva O.I., Stepanova S.I. "Circadian Rhythms of the Human Body in Terms of 72-Hour Continuous Wakefulness." Geophysical Processes and Biosphere 7.3 (2008): 55—63. (In Russian).
Arefiev S.S., Aptekman Zh.Ya., Bykova V.V., Matveev I.V., Mikhin A.G., Molotkov S.G., Pletnev K.G. Pogrebchenko V.V. "Hearth and Aftershocks of the Altai (Chuya) Earthquake 2003." Physics of the Earth 2 (2006): 85—98. (In Russian).
Atlas of Temporal Variations of Natural Processes. Volume 1: Order and Chaos in Lithosphere and Other Spheres. Moscow: United Institute of the Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences Publisher, 1994. 176 p. (In Russian).
Atlas of Tempural Variations of Natural, Anthropogenic and Social Processes. Volume 2: Cyclic Dynamics in Nature and Society. Moscow: Nauchny mir Publisher, 1998. 432 p. (In Russian).
Atlas of Tempural Variations of Natural, Anthropogenic and Social Processes. Volume 3^ Natural and Social Spheres as Parts of Environment and as Objects of Influence. Moscow: Yanus-K Publisher, 2002. 652 p. (In Russian).
Atlas of Tempural Variations of Natural, Anthropogenic and Social Processes. Volume 4: Human and Three His Environments. Moscow: Svetoch Plyus Publiser, 2009. 336 p. (In Russian).
Atlas of Tempural Variations of Natural, Anthropogenic and Social Processes. Volume 5: Human and Three His Environments. Moscow: Yanus-K Publiser, 2013. 719 p. (In Russian).
Barbot S., Hamiel Y., Fialko Y. "Space Geodetic Investigation of the Coseismic and Postseismic Deformation due to the 2003 Mw7.2 Altai Earthquake: Implications for the Local Lithospheric Rheology." Journal of Geophysical Research: Solid Earth 113.B3 (2008). Web. <http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2007JB005063/full>.
Bataleva E.A., Bataleva V.Yu., Rybin A.K., Safronov I.V. "Deep Geoelectric Model of the Ramp Structure of the Chuya Depression of Gorny Altai according to Magnetotelluric Sounding Data." Fundamental Problems of Geotectonics. Proceedings of the 40th Tectonic Conference. Moscow: GEOS Publisher, 2007, volume 1, pp. 67—70. (In Russian).
Belyavsky V.V., Rakitov V.A. "Fluid-Filled Rock Focal Areas of the Altai-Sayan Region." Exploration and Conservation of Mineral Resources 3 (2012): 40—47. (In Russian).
Berezin A.A., Gusev G.A., Gufel'd I.L. "Influence of Geophysical Fields on Biological Systems and the Problem of Prediction of Strong Earthquakes." Problems of Twenty-first-century Geophysics. Moscow: Nauka Publisher, 2003, volume 2, pp. 37—70. (In Russian).
Bogdanov V.V. Studies in Geosphere Shells of the Dynamic Processes Initiated by Solar and Lithospheric Processes. Synopsis of Doctoral diss. Paratunka, 2008, 29 p. (In Russian).
Dubrov M.N., Latynina L.A., Matveev R.F., Ponomarev A.V. “Observation of Very Long Deformation Vibrations of the Earth's Surface, Associated with Small Variations in Atmospheric Pressure." Physics of the Earth 12 (1998): 22—30. (In Russian).
Emanov A.A., Leskova E.V. "Structure of the Epicentral Zone of the Chuya (Mountain Altai) Earthquake According to the Method of Seismic Tomography, Double Difference." Physical Mesomechanics 1 (2006): 45—50. (In Russian).
Emanov A.F., Seleznev V.S., Gol'din S.V., Emanov A.A., Filina A.G., Kolesnikov Yu.I., Fateev A.V., Leskova E.V., Yarygina M.A. "Chuya Earthquake Dynamics and Seismic Activation of the Epicentral Region." Altai (Chuya) Earthquake: Predictions, Characteristics, Consequences. Proceedings of Scientific and Practical Conference. Informational Scientific and Educational Resources of Gorno-Altaisk State University. Gorno-Altaisk State University, 2004. Web. <http://e-lib.gasu.ru/konf/zemletr04/R_1.html>. (In Russian).
Gol'din S.V., Timofeev V.Yu., Ardyukov D.G. "Field of Earth Surface Displacements in the Zone of the Chuya Earthquake, Altai Mountains." Doklady Earth Sciences 405.6 (2005): 804—809. (In Russian).
Kopnichev Yu.F., Sokolova I.N. "Mapping the absorption Field of Shear Waves in the Crust and the Upper Mantle of the Altai." Bulletin of National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan 1 (2010): 93—98. (In Russian).
Lukk A.A. "Layer of Unstable Deformation: An Analog of a Waveguide at Depths of 12—20 km in the Earth's Crust of the Tajik Depression." Physics of the Earth 4 (2011): 39—57. (In Russian).
Lyubushin A.A., Malugin V.A. "Statistical Analysis of the Response of Groundwater Levels to Variations in Atmospheric Pressure." Physics of the Earth 12 (1993): 74—80. (In Russian).
Lyubushin A.A., Osika V.I., Pchelintsev V.A., Petukhova L.S. “Analysis of the Response of Crustal Deformation on the Variation of Atmospheric Pressure." Physics of the Earth, 1992, № 2, pp. 81 — 89. (In Russian).
Mil'kis M.R. "Hydrogeological and Hydro-Meteorological Harbingers of the Ashkhabad Earthquake." Doklady Earth Sciences 273.5 (1983): 1061—1094. (In Russian).
Omar Kh.M., Aref'ev S.S., Rebetsky Yu.L. "Mechanisms of Aftershocks of 2004—2005 and the Stress State of the Focal Region of the Altai Earthquake 2003." Geophysical Research 13.3 (2012): 56—73. (In Russian).
Shevchenko V.I., Aref'ev S.S., Lukk A.A. "Blisteringly Clusters of Foci of Earthquakes that Are Not Associated with the Tectonic Structure of the Earth's Crust." Physics of the Earth 4 (2011): 16—38. (In Russian).
Shitov A.V., Kats V.E., Khar'kina M.A. "Ecological-Geodynamic Assessment of Chuya Earthquake." Moscow University Geology Bulletin 3 (2008): 41—47. (In Russian).
Sugito N., Goto H., Suzuki Y., Ishiguro S. Hirouchi D., Tsutsumi H., Enkhtaivan D., Batkhishig O., Narangerel S., Purevsuren N., Avirmed E., Otgonbayar M., Sukhbaatar O. "Distribution of Active Faults and Recent Earthquake Ruptures along the Gobi-Altai Active Fault Zone, Southern Mongolia." AGU Fall Meeting Abstracts 1 (2007): 1355.
Tsetlin V.V., Aptikaeva O.I. "Rhythms of Natural Processes in the Variations of Electric Currents in the Electrode Gap." Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time 3.2 (2013). Web. <http://e-almanac.space-time.ru/assets/files/Tom%203%20Vip%202/rubr8-planeta-zemlya-st1-aptikaevacetlina-2013.pdf>. (In Russian).
Zhalkovsky N.D., Kuchay O.A., Muchnaya V.I. "Seismicity and Some Characteristics of the Stress State of the Earth's Crust in the Altai-Sayan Region”. Geology and Geophysics 36 (1995): 20—30. (In Russian).
Zhalkovsky N.D., Kuchay O.A., Muchnaya V.I. "Spatial Distribution of Earthquakes and the Seismotectonic Deformation of the Earth's Crust in the Altai-Sayan Region." Geophysical Methods for Studying the Earth's Crust. Novosibirsk: Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences Publisher, 1998, pp. 26—33. (In Russian).
Wearther of Russia. Laboratory of Space Monitoring Information Support of RAS Institute for Space Research (SMIS IKI RAN), n.d. Web. <http://meteo.infospace.ru/>. (In Russian).
Читать статью / Read more