DOI: https://doi.org/10.30564/re.v8i2.12453
تاريخ النشر: 2026-03-06
المؤلف: Kakharbay Nasirbekovich Abdullabekov وآخرون
الموضوع الرئيسي: كشف الزلازل وتحليلها
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الشذوذات الجيومغناطيسية والكهرومغناطيسية في المناطق النشطة زلزالياً في أوزبكستان، مع التركيز على الزلازل الكبيرة مثل تافاكساي (1977) ونزاربيك (1980). كشفت البيانات من مواقع الاختبار الجيوديناميكية (طشقند، شارفاك، شرق فرغانة) عن أربعة أنواع من الشذوذات الجيومغناطيسية: طويلة الأمد، متوسطة الأمد، قصيرة الأمد، وما بعد الزلزال. حددت الأبحاث علاقات مستقرة بين ديناميات المجال الجيومغناطيسي وتحضير الأحداث الزلزالية، مع إمكانية ظهور الشذوذات السابقة قبل 2-3 سنوات من الزلازل، مما يشير إلى مراحل تراكم الضغط التكتوني. تختلف خصائص هذه الشذوذات مع المسافة من مركز الزلزال، مما يقترح فائدتها في رسم خرائط المناطق البؤرية.
تسلط الدراسة الضوء أيضًا على أن التشوهات في تغيرات المجال المغناطيسي على شكل خليج يمكن أن تشير إلى تغييرات فيزيائية ميكانيكية محلية في قشرة الأرض، بينما تشير الانحرافات ما بعد الزلزال إلى عمليات الاسترخاء في بؤرة الزلزال. تم تأسيس علاقات تجريبية بين شدة الزلزال وكلاً من الوقت والمسافة، مما أدى إلى تطوير نموذج جيولوجي لتحضير الزلازل. تؤكد النتائج فعالية المراقبة المغناطيسية والكهرومغناطيسية كطريقة قابلة للتطبيق لتوقع الزلازل، داعية إلى توسيع شبكات المراقبة والبحث بين التخصصات لتعزيز القدرات التنبؤية وتقليل المخاطر الزلزالية. يؤكد المؤلفون التزامهم بالنزاهة العلمية والشفافية طوال عملية البحث.
مقدمة
ت outlines مقدمة هذه المقالة النتائج المهمة من أبحاث متعددة التخصصات واسعة النطاق تركزت على التغيرات في المجالات المغناطيسية والكهرومغناطيسية المرتبطة بالزلازل والعمليات الجيوديناميكية في قشرة الأرض. هذه التغيرات حاسمة لأنها قد تشير إلى تراكم الضغط، تشوه القشرة، ونشاط زلزالي محتمل. تؤكد الدراسة على أهمية المراقبة الجيولوجية في فهم الآليات وراء تحضير الزلازل والظواهر التكتونية ذات الصلة.
منذ عام 1968، تم إجراء تحقيقات منهجية حول التغيرات الشاذة في المجالات المغناطيسية والكهرومغناطيسية المرتبطة بالعمليات الزلزالية والجيوديناميكية في أوزبكستان. تطورت هذه الأبحاث إلى برنامج شامل يستخدم منهجيات متنوعة، بما في ذلك التجارب الميدانية طويلة الأمد، المسوحات المغناطيسية المتكررة، والدراسات المستهدفة بالقرب من المنشآت التكنولوجية والمناطق المركزية للزلازل الكبرى. أدى المراقبة المستمرة من خلال شبكة من محطات القياس المغناطيسية والكهرومغناطيسية في المناطق النشطة زلزالياً، إلى جانب التجارب المعملية على خصائص الصخور المغناطيسية تحت ظروف متغيرة، إلى إثراء النتائج. إحدى النتائج الرئيسية لهذه الأبحاث هي تطوير نموذج جيولوجي يوضح عمليات تحضير الزلازل، مما يعزز فهم العلاقة بين الظواهر الكهرومغناطيسية والنشاط التكتوني، ويساهم في التقدم في توقع الزلازل وتقييم مخاطر الزلازل.
طرق
تستخدم الدراسة مجموعة بيانات شاملة تم جمعها على مدى عقود، مع التركيز على التغيرات في المجالات المغناطيسية والكهرومغناطيسية المرتبطة بالعمليات الزلزالية والجيوديناميكية في أوزبكستان. تمتد الأبحاث عبر مرحلتين رئيسيتين: المرحلة الأولية من 1968 إلى 1990، والتي أسست النظريات والأساليب التجريبية الأساسية، ومرحلة لاحقة من 1990 إلى 2025، والتي أنتجت نتائج واسعة ولكن متفرقة. عززت الجهود التعاونية مع المؤسسات البارزة في الاتحاد السوفيتي السابق الطبيعة متعددة التخصصات للبحث، مما أدى إلى إنشاء شبكة إقليمية تضم حوالي 400 نقطة قياس و37 محطة ثابتة بحلول منتصف السبعينيات.
استخدمت المنهجية مزيجًا من الأساليب الميدانية، والمعملية، والنظرية، بما في ذلك المسوحات المغناطيسية عالية الدقة والمراقبة المستمرة في محطات القياس المغناطيسية لتحديد أنماط الشذوذ السابقة. إحدى دراسات الحالة البارزة هي التحليل المحيط بزلزال تافاكساي (M = 5.2) في 6 ديسمبر 1977، حيث كشفت البيانات طويلة الأمد عن كل من الشذوذات المغناطيسية طويلة الأمد ومتوسطة الأمد التي سبقت الحدث. وقد توج هذا العمل التجريبي الواسع بتطوير علم الزلازل المغناطيسي التطبيقي، وهو تخصص متخصص يهدف إلى تفسير الشذوذات المغناطيسية والكهرومغناطيسية للزلازل، مما يساهم بشكل كبير في تقييم مخاطر الزلازل في المنطقة. أسفرت الأبحاث عن العديد من المنشورات، والمقالات، والابتكارات، مما يعزز فهم التفاعل بين العمليات التكتونية والبيئة المغناطيسية للأرض.
نتائج
تسلط نتائج هذه الأبحاث الضوء على وجود علاقة كبيرة بين التغيرات في المجالات المغناطيسية والكهرومغناطيسية والنشاط الزلزالي، مما يساهم في تطوير طرق أكثر دقة لتوقع الزلازل. كشفت البيانات التاريخية من موقع الاختبار الجيوديناميكي في طشقند عن أول دليل موثق على تغيرات شاذة في المجال المغناطيسي التي سبقت زلزال أبايبازار في عام 1971، مع تسجيل انحرافات مغناطيسية ملحوظة. أسست الدراسات اللاحقة في هذا الموقع وغيرها في أوزبكستان علاقات مستقرة بين الشذوذات الجيومغناطيسية والأحداث الزلزالية، مثل زلزال تافاكساي في عام 1977، حيث كانت التغيرات المغناطيسية متوسطة الأمد بمثابة شذوذات سابقة. تشير النتائج إلى أن الشذوذات الجيومغناطيسية يمكن أن تظهر قبل 2-3 سنوات من الزلازل وتختلف بشكل منهجي مع المسافة من المركز، مما يبرز ضرورة المراقبة المستمرة في المناطق النشطة زلزالياً.
حدد التحليل الإضافي أربعة أنواع من التغيرات الشاذة المرتبطة بتحضير الزلازل: شذوذات طويلة الأمد، متوسطة الأمد، قصيرة الأمد، وشذوذات مرتبطة بالهزات الارتدادية. كانت الشذوذات طويلة الأمد، التي تستمر لعدة سنوات، مرتبطة بالزلازل المتوسطة والقوية، بينما أظهرت التغيرات متوسطة الأمد علاقات أكثر مباشرة مع أحداث زلزالية معينة. تم ملاحظة الشذوذات قصيرة الأمد، على الرغم من أنها أكثر تحديًا في القياس، في تغييرات الإشعاع الكهرومغناطيسي المفاجئ التي سبقت الزلازل. توجت الأبحاث باقتراح نموذج جيولوجي من أربع مراحل لتحضير الزلازل، والذي يدمج هذه النتائج ويقدم إطارًا لفهم التطور الزمني للشذوذات الجيولوجية فيما يتعلق بشدة الزلزال. يتميز هذا النموذج بأساسه التجريبي وتحديد أنواع الشذوذات المتميزة، مما يوفر نهجًا شاملاً لتوقع الزلازل.
مناقشة
تسلط المناقشة الضوء على التقدم الكبير الذي تم إحرازه في فهم العلاقة بين التغيرات في المجالات الجيومغناطيسية والكهرومغناطيسية ومراحل تحضير الزلازل. تستند الدراسة إلى ما يقرب من ستين عامًا من المراقبة الجيولوجية المنهجية من مواقع الاختبار الجيوديناميكية في طشقند، شارفاك، وشرق فرغانة، مما يبرز أهمية هذه التغيرات كمؤشرات على النشاط الزلزالي.
تؤكد الاستنتاجات على أن دمج الملاحظات الميدانية، والدراسات المعملية، والنمذجة النظرية يثبت أن المراقبة المغناطيسية والكهرومغناطيسية هي طريقة موثوقة لتوقع الزلازل. يدعو المؤلفون إلى الاستمرار في توسيع شبكات المراقبة والبحث بين التخصصات لتعزيز القدرات التنبؤية وتقليل المخاطر الزلزالية. كما يؤكدون التزامهم بالشفافية والنزاهة العلمية، مما يضمن عدم وجود تضارب في المصالح في أبحاثهم.
DOI: https://doi.org/10.30564/re.v8i2.12453
Publication Date: 2026-03-06
Author(s): Kakharbay Nasirbekovich Abdullabekov et al.
Primary Topic: Earthquake Detection and Analysis
Overview
This study investigates geomagnetic and electromagnetic anomalies in seismically active regions of Uzbekistan, focusing on significant earthquakes such as Tavaksay (1977) and Nazarbek (1980). Data from geodynamic test sites (Tashkent, Charvak, East Fergana) revealed four types of geomagnetic anomalies: long-term, medium-term, short-term, and post-seismic. The research identified stable correlations between geomagnetic field dynamics and seismic event preparation, with precursor anomalies potentially appearing 2-3 years prior to earthquakes, indicating stages of tectonic stress accumulation. The characteristics of these anomalies vary with distance from the epicenter, suggesting their utility in mapping focal zones.
The study also highlights that distortions in bay-shaped magnetic field variations can signal local physico-mechanical changes in the Earth’s crust, while post-seismic deviations indicate relaxation processes at the earthquake focus. Empirical relationships between earthquake magnitude and both time and distance were established, leading to the development of a geophysical model for earthquake preparation. The findings underscore the effectiveness of magnetic and electromagnetic monitoring as a viable method for earthquake forecasting, advocating for the expansion of monitoring networks and interdisciplinary research to enhance predictive capabilities and mitigate seismic risks. The authors affirm their commitment to scientific integrity and transparency throughout the research process.
Introduction
The introduction of this article outlines significant findings from extensive multidisciplinary research focused on variations in magnetic and impulse electromagnetic fields associated with earthquakes and geodynamic processes in the Earth’s crust. These variations are crucial as they may indicate stress accumulation, crustal deformation, and potential seismic activity. The study emphasizes the importance of geophysical monitoring in understanding the mechanisms behind earthquake preparation and related tectonic phenomena.
Since 1968, systematic investigations of anomalous magnetic and electromagnetic field variations linked to seismogeodynamic processes have been conducted in Uzbekistan. This research has evolved into a comprehensive program that employs diverse methodologies, including long-term field experiments, repeated magnetic surveys, and targeted studies near technogenic facilities and epicentral zones of major earthquakes. Continuous monitoring through a network of magnetometric and electromagnetic stations in seismically active areas, alongside laboratory experiments on rock magnetic properties under varying conditions, has enriched the findings. A key outcome of this research is the development of a geophysical model that elucidates earthquake preparation processes, enhancing the understanding of the relationship between electromagnetic phenomena and tectonic activity, and contributing to advancements in earthquake forecasting and seismic hazard assessment.
Methods
The study utilizes a comprehensive dataset accumulated over decades, focusing on magnetic and impulse electromagnetic field variations linked to seismic and geodynamic processes in Uzbekistan. The research spans two main phases: the initial phase from 1968 to 1990, which established foundational theories and experimental methods, and a subsequent phase from 1990 to 2025, which produced extensive but dispersed results. Collaborative efforts with prominent institutions of the former USSR enhanced the interdisciplinary nature of the research, leading to the establishment of a regional network of approximately 400 measurement points and 37 stationary stations by the mid-1970s.
The methodology employed a combination of field, laboratory, and theoretical approaches, including high-precision magnetic surveys and continuous monitoring at magnetometric stations to identify precursor patterns. A notable case study is the analysis surrounding the Tavaksay earthquake (M = 5.2) on December 6, 1977, where long-term data revealed both long-term and medium-term magnetic anomalies preceding the event. This extensive empirical work has culminated in the development of applied seismomagnetology, a specialized discipline aimed at interpreting magnetic and electromagnetic precursors of earthquakes, significantly contributing to seismic risk assessment in the region. The research has resulted in numerous publications, monographs, and innovations, advancing the understanding of the interplay between tectonic processes and the Earth’s magnetic environment.
Results
The results of this research highlight a significant correlation between variations in magnetic and electromagnetic fields and seismic activity, contributing to the development of more accurate earthquake prediction methods. Historical data from the Tashkent geodynamic test site revealed the first documented evidence of anomalous magnetic field changes preceding the Abaybazar earthquake in 1971, with notable magnetic deviations recorded. Subsequent studies at this site and others in Uzbekistan established stable correlations between geomagnetic anomalies and seismic events, such as the Tavaksay earthquake in 1977, where medium-term magnetic variations served as precursors. The findings indicate that geomagnetic anomalies can appear 2-3 years prior to earthquakes and vary systematically with distance from the epicenter, underscoring the necessity for continuous monitoring in seismically active regions.
Further analysis identified four types of anomalous variations associated with earthquake preparation: long-period, medium-period, short-term, and aftershock-related anomalies. Long-period anomalies, lasting several years, were linked to moderate and strong earthquakes, while medium-period variations showed more immediate correlations with specific seismic events. Short-term precursors, although more challenging to quantify, were observed in impulsive electromagnetic radiation changes preceding earthquakes. The research culminated in a proposed four-stage geophysical model of earthquake preparation, which integrates these findings and offers a framework for understanding the temporal evolution of geophysical anomalies in relation to earthquake magnitude. This model is distinguished by its empirical foundation and the identification of distinct types of anomalies, providing a comprehensive approach to earthquake forecasting.
Discussion
The discussion highlights the significant advancements made in understanding the relationship between geomagnetic and electromagnetic field variations and the stages of earthquake preparation. The study draws on nearly sixty years of systematic geophysical monitoring from geodynamic test sites in Tashkent, Charvak, and East Fergana, emphasizing the importance of these variations as indicators of seismic activity.
The conclusions underscore that the integration of field observations, laboratory studies, and theoretical modeling establishes magnetic and electromagnetic monitoring as a reliable method for earthquake forecasting. The authors advocate for the continued expansion of monitoring networks and interdisciplinary research to enhance predictive capabilities and mitigate seismic risks. They also affirm their commitment to scientific transparency and integrity, ensuring no conflicts of interest in their research.