ΔΟΡΤΦΟΡΙΚΑ ΠΡΟΕΙΜΙΚΑ ΗΜΑΣΑ-ΗΛΕΚΣΡΟΝΙΑ ΖΩΝΩΝ ΑΚΣΙΝΟΒΟΛΙΑ. π. Γεϊργιοσ Αναγνωςτόπουλοσ

Transcript

1 ΔΟΡΤΦΟΡΙΚΑ ΠΡΟΕΙΜΙΚΑ ΗΜΑΣΑ-ΗΛΕΚΣΡΟΝΙΑ ΖΩΝΩΝ ΑΚΣΙΝΟΒΟΛΙΑ π. Γεϊργιοσ Αναγνωςτόπουλοσ Δημοκρίτειο Πανεπιςτήμιο Θράκησ Εργαςτήριο Ηλεκτρομαγνητιςμού και Διαςτημικήσ φνοψη. αυτό τo άρκρο παρουςιάηουμε για πρϊτθ φορά ςτθν ελλθνικι βιβλιογραφία παραδείγματα από μια ευρφτερθ μελζτθ τθσ χωρο-χρονικισ ςυςχζτιςθσ του φαινομζνου τθσ πρόςπτωςθσ θλεκτρονίων των ηωνϊν Van Allen με τθν κζςθ και τον χρόνο εμφάνιςθσ ιςχυροφ (Μ>6.5) ςειςμοφ. Θ μελζτθ ςτθρίηεται ςτθν ανάλυςθ παρατθριςεων επειςοδίων εκρθκτικϊν αυξιςεων θλεκτρονίων (ΕΑΘ) με ενζργειεσ kev, τα οποία ανιχνεφκθκαν από τον δορυφόρο DEMETER, που βρίςκεται ςε κυκλικι ςχεδόν πολικι τροχιά ςε υψόμετρο ~700 km. Σα επειςόδια ΕΑΘ δείχνουν μια ςχετικι αφξθςθ ζνταςθσ κορυφι-προσ-υπόβακρο ςυνικωσ < 100, ζχουν διάρκεια χρόνου ~0.5-3 min, ενεργειακό φάςμα που θ κορυφι του κυμαίνεται ςε όλο και υψθλότερεσ ενζργειεσ κακϊσ ο δορυφόροσ κινείται προσ τον ιςθμερινό, και ανϊτερο ενεργειακό όριο <~500 kev. Σα επειςόδια ΕΑΘ εμφανίηονται υπό τθν παρουςία VLF κυμάτων θλεκτρικοφ πεδίου. Παρατθρικθκε ότι θ ζνταςθ του φαινομζνου εξαςκενεί με τθν απόςταςθ ςε γεωγραφικό μικοσ από το επίκεντρο. Σο πιο ςθμαντικό αποτζλεςμα τθσ ζρευνασ μασ είναι μια χαρακτθριςτικι μεταβολι ςτθν ζνταςθ του φαινομζνου τθσ πρόςπτωςθσ θλεκτρονίων, όπωσ φαίνεται από τθν μεταβολι του θμεριςιου αρικμοφ των επειςοδίων ΕΑΘ n D, που δείχνουν μια αφξθςθ ςε πρϊτθ φάςθ μερικζσ θμζρεσ πριν τον ςειςμό, και μία μείωςθ ςε δεφτερθ φάςθ, που φτάνει ζνα τοπικό ελάχιςτο γφρω από τον χρόνο εμφάνιςθσ του ςειςμοφ. Αυτι θ χρονικι εξζλιξθ του n D επιτρζπει τον προςδιοριςμό ενόσ πρϊτου ςιματοσ αρκετό χρόνο πριν από ζνα πικανό ιςχυρό ςειςμό, και ζνα δεφτερο βεβαιωτικό ςιμα λίγεσ ϊρεσ πριν τον επερχόμενο ςειςμό. Θ ζρευνα του φαινομζνου τθσ πρόςπτωςθσ θλεκτρονίων των ηωνϊν Van Allen πριν από ιςχυροφσ ςειςμοφσ βρίςκεται ςε εξζλιξθ, με ςκοπό τθν βακφτερθ κατανόθςθ των παραμζτρων που το επθρεάηουν, όςο και τθν ακριβζςτερθ ςυςχζτιςθ του με βαςικά χαρακτθριςτικά των ςειςμϊν (χρόνοσ, επίκεντρο, μζγεκοσ, βακμόσ βεβαιότθτασ τθσ πρόβλεψθσ κλπ.) 1. Ειςαγωγή Σισ τελευταίεσ δεκαετίεσ ζχει γίνει αξιόλογθ προςπάκεια να ανιχνευκοφν και να ερμθνευκοφν θλεκτρομαγνθτικά φαινόμενα, που ςχετίηονται με τθν ςειςμικι δραςτθριότθτα. τα πλαίςια αυτισ τθσ ερευνθτικισ κατεφκυνςθσ ανεπτφχκθςαν διάφορεσ μεκοδολογίεσ, που χρθςιμοποιοφν επίγεια όργανα για να ανιχνεφουν επιτόπιεσ αποκλίςεισ θλεκτρομαγνθτικϊν μεγεκϊν, που χαρτογραφοφν φυςικζσ διεργαςίεσ προετοιμαςίασ ςειςμϊν ςτθν λικόςφαιρα (Kopytenko et al. 1990; Hayakawa et al., 1996a; Varotsos et al., 1998). Άλλεσ ζρευνεσ ζχουν δείξει ότι πριν από ιςχυροφσ ςειςμοφσ, χαρακτθριςτικζσ θλεκτρομαγνθτικζσ αλλθλεπιδράςεισ εμφανίηονται και ςτθν ιονόςφαιρα, οι οποίεσ παρατθροφνται ςαν ζκτακτεσ μεταβολζσ ςτθν κατάςταςθ του πλάςματοσ ι του θλεκτρομαγνθτικοφ πεδίου. Σζτοιεσ παρατθριςεισ επιτυγχάνονται τόςο με πειραματικζσ διατάξεισ εγκατεςτθμζνεσ ςτθν επιφάνεια τθσ Γθσ (Hayakawa et al. 1996b; Pulinets & Boyarchuk, 2004) όςο και με όργανα τοποκετθμζνα ςε δορυφόρουσ ςε τροχιά ςτο εγγφσ διάςτθμα ( ). H Εικ. 1α παρουςιάηει μια τζτοια διάταξθ ζρευνασ τθσ ιονόςφαιρασ με VLF ακτινοβολία, μζςω ενόσ πομποφ ςτθν Ιαπωνία (JJU) και ενόσ δζκτθ ςτθν Ρωςία (PTK), ενϊ ςτθν Εικ. 1β ςθμειϊνονται τα επίκεντρα οριςμζνων μεγάλων ςειςμϊν ςτθν περιοχι τθσ Ιαπωνίασ, με το ανωτζρω ςφςτθμα πομπoφ-δζκτθ (Rozhnoi et al., 2007)

2 Εκτόσ των θλεκτρομαγνθτικϊν φαινομζνων που λαμβάνουν χϊρα ςτθν λικόςφαιρα και ςτθν ιονόςφαιρα, θλεκτρομαγνθτικζσ διεργαςίεσ που ςχετίηονται με τθν ςειςμικι δραςτθριότθτα επθρεάηουν ζντονα και τισ επονομαηόμενεσ ηϊνεσ παγιδευμζνων ςωματιδίων Van Allen. τισ ηϊνεσ αυτζσ τα θλεκτρόνια και τα ιόντα Εικόνα 1. (α) Διάταξθ ζρευνασ διαταραχϊν τθσ ιονόςφαιρασ με VLF ακτινοβολία, μζςω ενόσ πομποφ ςτθν Ιαπωνία (JJU) και ενόσ δζκτθ ςτθν Ρωςία (PTK). (β) θμειϊνονται τα επίκεντρα οριςμζνων μεγάλων ςειςμϊν ςτθν περιοχι τθσ Ιαπωνίασ, που μελετικθκαν με τον τρόπο αυτό από τουσ Rozhnoi et al. (2007). ακολουκοφν ελικοειδι κίνθςθ γφρω από τθν δυναμικι γραμμι του μαγνθτικοφ πεδίου τθσ Γθσ, και ταυτόχρονα ολιςκαίνουν κάκετα προσ το μαγνθτικό πεδίο (ςε αντίκετθ κατεφκυνςθ τα πρωτόνια από τα θλεκτρόνια), ενϊ ανακλϊνται ςτο ιςχυρό πεδίο. ςτα υψθλά πλάτθ (επάνω περιοχι τθσ Εικ. 2). Με τθν διαδικαςία αυτι ςχθματίηονται δφο βαςικζσ ηϊνεσ παγιδευμζνων ςωματιδίων (Εικ. 2, κάτω περιοχι / J. Mazur, Εικόνα 2. Θ κίνθςθ φορτιςμζνων ςωματιδίων ςτισ ηϊνεσ παγίδευςθσ Van Allen (βλ. κείμενο)

3 Εικόνα 3. Κατανομι θλεκτρονίων ενζργειασ >1 MeV ςτο επίπεδο x-z. τθν Εικ. 3 παρουςιάηεται θ μζςθ χωρικι κατανομι των θλεκτρονίων ενζργειασ > 1 MeV ςτο επίπεδο x-z ( traprad.html#trepop). Σισ δφο τελευταίεσ δεκαετίεσ, δθμοςιεφκθκαν ςποραδικά παρατθριςεισ δορυφόρων, που δείχνουν μεταβολζσ ςτθν ζνταςθ ροισ θλεκτρονίων και ιόντων των ηωνϊν ακτινοβολίασ πριν από μεγάλουσ ςειςμοφσ (Ginzburg et al., 1994, Galper et al., 1995, Aleksandrin et al. 2003; Sgrigna et al., 2005, Anagnostopoulos and Rigas, 2009, Anagnostopoulos et al., 2010). Οι ροζσ αυτζσ παρατθρικθκαν κατά τθν διάρκεια ενιςχυμζνθσ παρουςίασ θλεκτρικοφ πεδίου ςε χαμθλζσ ςυχνότθτεσ (VLF, ULF). τθν ςυνζχεια αυτισ τθσ εργαςίασ κα παρουςιάςουμε αποτελζςματα από τθν μελζτθ τζτοιων ζκτακτων ΕΑΘ από τον δορυφόρο DEMETER (Parrot, 2006). Σα αποτελζςματα τθσ μελζτθσ μασ δείχνουν ότι ςε πολλζσ περιπτϊςεισ παρατθρείται μια βροχι θλεκτρονίων από τισ ηϊνεσ Van Allen που αρχίηει με αυξθτικό ρυκμό μερικζσ θμζρεσ ζωσ λίγεσ βδομάδεσ πριν από μεγάλουσ ςειςμοφσ (π.χ. Μ>6), ςτθ ςυνζχεια παρουςιάηει ζνα μζγιςτο, και τζλοσ ακολουκεί παφςθ (ι ιςχυρι μείωςθ) του φαινομζνου λίγεσ (>~2) ϊρεσ πριν τθν εμφάνιςθ του ςειςμοφ. Πιςτεφουμε ότι τα εν λόγω ευριματα ανοίγουν νζουσ ορίηοντεσ ςτθν ζρευνα για τθν πρόλθψθ ςειςμϊν. 2 Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquαke Regions Σα τελευταία χρόνια ο γαλλικόσ δορυφόροσ DEMETER (Εικ. 4, αριςτερό πλαίςιο / που ςχεδιάςκθκε και καταςκευάςκθκε ειδικά για τθν ζρευνα προςειςμικϊν ςθμάτων (DEMETER: Detection of Electro- Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions), ενίςχυςε ςθμαντικά τθν επιςτθμονικι ζρευνα ςτθν ιονόςφαιρα-πλαςμόςφαιρα-ηϊνεσ ακτινοβολίασ, για φαινόμενα που ςχετίηονται με ζντονθ (Μ>5) ςειςμικι δραςτθριότθτα. Ο δορυφόροσ DEMETER εκτοξεφτθκε ςτισ 29 Ιουνίου 2004 και είναι ςχεδιαςμζνοσ να κινείται ςε υψόμετρο τα 710 km. Θ τροχιά του είναι κυκλικι,

4 ςχεδόν πολικι ( ) και θλιοςφγχρονθ. Ο δορυφόροσ DEMETER 14 τροχιζσ ανά θμζρα με περίοδο τροχιάσ ~102 min (δεξιό πλαίςιο τθσ Εικόνασ 4). Εικόνα 4. (Αριςτερά) χζδιο του δορυφόρου DEMETER. (Δεξιά) Παράδειγμα τροχιϊν του δορυφόρου που καλφπτουν τθν Γθ ςε μια θμζρα. Οι κόκκινεσ περιοχζσ ςτον χάρτθ δείχνουν τισ περιοχζσ που είναι ςειςμικά δραςτιριεσ και θ δειγματολθψία του δορυφόρου αυξάνει. Ο πρωταρχικόσ επιςτθμονικόσ ςτόχοσ τθσ αποςτολισ είναι θ μελζτθ φαινομζνων του ςυςτιματοσ ιονόςφαιρα-πλαςμόςφαιρα-ηϊνεσ ακτινοβολίασ, που ςχετίηονται με τθν ςειςμικι δραςτθριότθτα, αλλά οι ζρευνεσ περιλαμβάνουν επίςθσ φαινόμενα που επθρεάηονται από τθν μαγνθτοςφαιρικι δραςτθριότθτα, ιςχυρζσ VLF εκπομπζσ από επίγειουσ πομποφσ, και κεραυνοφσ. Σο ωφζλιμο φορτίο του δορυφόρου περιλαμβάνει πζντε μετρθτικζσ διατάξεισ (Parrot, 2006), από τισ οποίεσ, ςτθν ζρευνά που παρουςιάηεται εδϊ, ςτθριηόμαςτε κυρίωσ ςτα όργανα μζτρθςθσ φορτιςμζνων ςωματιδίων IDP (Instrument for the Detection of Particles ) και θλεκτρικοφ πεδίου ICE (Instrument Champ Electrique). Σο φαςματοςκόπιο θλεκτρονίων IDP (Shauvaud et al. 2006) ζχει μεγάλθ ενεργειακι διακριτικι ικανότθτα, με 256 ενεργειακζσ ηϊνεσ μεταξφ MeV. αυτό το άρκρο, ζχουν χρθςιμοποικεί μζςοι όροι εντάςεωσ θλεκτρονίων ςε τρεισ ενεργειακζσ περιοχζσ: KeV (Cnt1), KeV (Cnt2), KeV (Cnt3). Οι καμπφλεσ με χρϊμα κόκκινο-μπλζ-πράςινο ςτισ Εικ. 5, 7 και 9, κατωτζρω παρουςιάηουν μετριςεισ ζνταςθσ των θλεκτρονίων ςτισ αντίςτοιχεσ ενεργειακζσ περιοχζσ (Οι Εικ. 7 και 9 ζχουν λθφκεί από τισ QuickLook Images / Data and Products / Οι μετριςεισ του ICE εκτελοφνται ς ζνα ευρφ φάςμα ςυχνοτιτων θλεκτρομαγνθτικϊν - θλεκτροςτατικϊν κυμάτων, από DC ωσ 3,175 ΜΘz Εδϊ χρθςιμοποιοφμε μετριςεισ από τθν VLF περιοχι (0 18 khz). Για όλα τα όργανα υπάρχουν δφο κφριεσ λειτουργίεσ, θ burst (1 sec) και θ survey (4 sec) mode. H πρϊτθ εφαρμόηεται (αυτόματα) όταν ο δορυφόροσ υπερίπταται προκακοριςμζνων περιοχϊν, που είναι προςδιοριςμζνεσ ωσ ςειςμικά δραςτιριεσ (κόκκινεσ περιοχζσ ςτουσ χάρτεσ των χθμάτων 4, 7 και 9). τθν Εικόνα 5, παρουςιάηονται δφο παραδείγματα γραφικισ παραςτάςεωσ μετριςεων θλεκτρονίων ςτισ ενεργειακζσ περιοχζσ: KeV (Cnt1), KeV (Cnt2), KeV (Cnt3) για μια θμιτροχιά του δορυφόρου DEMETER για ιρεμεσ ςυνκικεσ ςτισ ηϊνεσ ακτινοβολίασ (αριςτερά), και μια θμιτροχιά με δφο

5 ζκτακτα επειςόδια ΕΑΘ (δεξιά). Και ςτισ δφο περιπτϊςεισ διακρίνονται δφο περιοχζσ με υψθλζσ εντάςεισ, ςτο αριςτερό και δεξιό άκρο κάκε γραφικισ παράςταςθσ, που αντιςτοιχοφν ςτισ απολιξεισ των δφο ηωνϊν ςτα δφο θμιςφαίρια (βόρειο και νότιο). τθν γραφικι παράςταςθ ςτα δεξιά τθσ Εικ. 5 οι ΑΕΘ επιςθμαίνονται με ζντονο κόκκινο χρϊμα ςτισ χαμθλζσ ενζργειεσ, και βλζπουμε ότι υπζρκεινται φανερά του ςυνικουσ υπόβακρου ζνταςθσ των θλεκτρονίων των ηωνϊν ακτινοβολίασ (ςφγκρινε με αριςτερό τμιμα τθσ Εικ.5). Oι γραφικζσ παραςτάςεισ τθσ Εικ. 5 απεικονίηουν αποτελζςματα επεξεργαςίασ μετριςεων του δορυφόρου DEMETER για τθν ςτατιςτικι ανάλυςθ επειςοδίων ΑΕΘ ςτο Εργαςτιριο Θλεκτρομαγνθτιςμοφ και Διαςτθμικισ ΔΠΘ (Λογιςμικό Β. Ριγα). Εικόνα 5. Παράδειγμα μετριςεων θλεκτρονίων ςε χαμθλζσ, μζςεσ και υψθλζσ ενζργειεσ μεταξφ MeV. (Αριςτερά) Θμιτροχιά με ιρεμεσ ςυνκικεσ ςτισ ηϊνεσ ακτινοβολίασ. (Δεξιά) Θμιτροχιά με επειςόδιο πρόςπτωςθσ θλεκτρονίων από τθν εςωτερικι ηϊνθ Van Allen, και το ςυηυγζσ του ςτο άλλο θμιςφαίριο. 3. Παρατηρήςεισ ροήσ ηλεκτρονίων Van Allen πριν από μεγάλουσ ςειςμοφσ τα πλαίςια τθσ ζρευνάσ μασ για τθν επαγόμενθ ροι θλεκτρονίων πριν από μεγάλουσ ςειςμοφσ, εξετάςαμε επειςόδια ΕΑΘ που ανιχνεφτθκαν από το πείραμα IDP του δορυφόρου DEMETER, για χρονικι περίοδο ~4.4 ετϊν, από τον Αφγουςτο του 2004 ωσ το Δεκζμβρθ του Θ ζρευνα μασ ζδειξε ότι γενικά πριν από ιςχυροφσ ςειςμοφσ (Μ>6.5) παρατθροφνται επειςόδια ΕΑΘ, υπό τθν παρουςία VLF κυμάτων θλεκτρικοφ πεδίου, ςε μεγάλεσ περιοχζσ πάνω από το επίκεντρο ενόσ ςειςμοφ. τθν Εικ. 6 παρουςιάηεται θ μζςθ ζνταςθ των θλεκτρονίων ενζργειασ ~200 kev για μετριςεισ ενόσ ζτουσ (Οκτ Οκτ. 2006), και είναι φανερι θ διαφοροποίθςθ τθσ μζςθσ ζνταςθσ με το γεωγραφικό μικοσ και πλάτοσ εκάςτου τόπου, που οφείλεται ςτο ανομοιογενζσ μαγνθτικό πεδίο ςτθν ςχεδόν ςφαιρικι επιφάνεια τθσ Γθσ. Διάφοροι τφποι ΕΑΘ ςχετιηόμενοι με τουσ ςειςμοφσ και θ εξάρτθςθ τουσ από μια ςειρά παραγόντων, όπωσ το επίπεδο ζνταςθσ του υποβάκρου (Εικ. 6) κ.α. δεν μποροφν να εξεταςκοφν λεπτομερειακά ςτα πλαίςια του παρόντοσ άρκρου. Εδϊ, επιλζξαμε να παρουςιάςουμε ςειςμοφσ ςε μζςα γεωγραφικά πλάτθ ςτθν Ανατολικι Αςία (Κίνα και Ιαπωνία), όπου το ςτατιςτικό δείγμα των ιςχυρϊν ςειςμϊν είναι αξιόλογο ςτο χρονικό διάςτθμα τθσ μελζτθσ μασ ( ), και το υπόβακρο ζνταςθσ είναι ςχετικά υψθλό. τισ περιοχζσ αυτζσ οι

6 ΕΑΘ παρουςιάηουν οριςμζνα κοινά χαρακτθριςτικά. Για παράδειγμα, όπωσ κα φανεί και ςτισ περιπτϊςεισ που αναφερόμαςτε ςτθ ςυνζχεια (Εικ.7 και 9), θ χρονικι τουσ διάρκεια κυμαίνεται από 2 ωσ 3 λεπτά και θ μεταβολι ςτθν ζνταςθ παρατθρείται μόνο ςτο διάγραμμα χαμθλϊν ενεργειϊν (κόκκινθ γραμμι), δθλαδι το φάςμα τουσ φκάνει μζχρι ~500 kev. Αντίκετα, ςε άλλεσ περιοχζσ, όπωσ είναι θ Ελλάδα και θ Μεςόγειοσ γενικότερα, όπου θ ζνταςθ υποβάκρου είναι χαμθλι, και θ μορφι των επειςοδίων ΕΑΘ είναι διαφορετικι, όπωσ π.χ. και ο χρόνοσ διάρκειασ του επειςοδίου ΕΑΘ, που είναι εν γζνει μικρότεροσ (π.χ sec). Αυτό επιςθμαίνεται με τθν λευκι οριηόντια γραμμι ςτισ ~39 ο Ν ςτθν Εικ.6, που περνάει από τθν Ελλάδα και τθν Ιαπωνία, αλλά ςε διαφορετικό χρϊμα υποβάκρου, που αντιςτοιχεί ςε διαφορετικζσ τιμζσ ζνταςθσ). τθν ςυνζχεια κα επικεντρωκοφμε ςε παραδείγματα εξάρτθςθσ των επειςοδίων ΕΑΘ από τθν χωρο-χρονικι απόςταςθ από τον ςειςμό. Πρϊτα παρουςιάηουμε ζνα παράδειγμα χωρικισ διαφοροποίθςθσ τθσ πρόςπτωςθσ θλεκτρονίων. Εικόνα 6. H μζςθ ζνταςθ των θλεκτρονίων ενζργειασ ~200 kev από μετριςεισ ενόσ ζτουσ (Οκτ Οκτ. 2006). Είναι φανερι θ διαφοροποίθςθ τθσ μζςθσ ζνταςθσ με το γεωγραφικό μικοσ και πλάτοσ εκάςτου τόπου, που οφείλεται ςτο ανομοιογενζσ μαγνθτικό πεδίο (Sauvaud et al., 2008) Θ Εικ. 7 παρουςιάηει παρατθριςεισ του δορυφόρου DEMETER για μια θμιτροχιά (#20606_0) μακριά από το επίκεντρο του ςειςμοφ τθσ Κίνασ τθσ 12 θσ Μαίου, 2008, και μία δεφτερθ (τροχιά 20609_1), μετά από λίγεσ ϊρεσ, που πζραςε ςε ςχετικά μικρι απόςταςθ από το επίκεντρο. Οι παρατθριςεισ ζγιναν ςτισ 10 Μαίου, 2008, και το επίκεντρο του ςειςμοφ ςθμειϊκθκε ςε 103 ο Ε, 31 ο Ν. το αριςτερό μζροσ τθσ Εικόνασ 7, βλζπουμε από τα πάνω προσ τα κάτω, (a) το φάςμα του θλεκτρικοφ πεδίου ςτθν περιοχι ςυχνοτιτων 0 18 khz, (b) τθ μζςθ ζνταςθ των θλεκτρονίων από το IDP πείραμα ςτισ ενεργειακζσ περιοχζσ kev, kev, kev, κακϊσ και (c) τθν θμιτροχιά του DEMETER (20606_0) το πρωί τθσ 10 θσ Αυγοφςτου Θ παγκόςμια και τοπικι ϊρα, κακϊσ και το γεωγραφικό πλάτοσ και μικοσ τθσ κζςθσ του DEMETER ζχουν ςθμειωκεί

7 κάτω από το πλαίςιο b. O πράςινοσ μικρόσ κφκλοσ ςθμειϊνει τισ ςυντεταγμζνεσ του επικζντρου. Εικόνα 7. Φάςμα θλεκτρικοφ πεδίου από πείραμα ICE (a,d), ροζσ θλεκτρονίων ςε τρεισ ενεργειακζσ περιοχζσ θλεκτρονίων από το IDΡ όργανο (b, e ) και θ αντίςτοιχθ τροχιά (μπλε γραμμι) του DEMETER κατά μικοσ τθσ κζςθσ του επίκεντρου ( πράςινοσ κφκλοσ ) του ςειςμοφ ςτθν Κίνα (c, f ) το Μάιο του 2008 (πλθροφορίεσ ςτο κείμενο) Σο δεξιό τμιμα τθσ Εικ. 7 ( πλαίςια d, e και f αντίςτοιχα) καταςκευάςτθκε με τθν ίδια δομι, όπωσ και το αριςτερό, περίπου 6 ϊρεσ αργότερα, αλλά για μια θμιτροχιά του δορυφόρου, πάνω από τθν ευρφτερθ περιοχι του ςειςμοφ. Θ διαφορά μεταξφ των παρατθριςεων του δορυφόρου μακριά (πλαίςια a, b) και κοντά (d, e) ςτο επίκεντρο του ςειςμοφ είναι εμφανισ. Είναι φανερι ςτθν δεφτερθ περίπτωςθ τόςο θ ζντονθ δραςτθριότθτα ςτισ μετριςεισ VLF θλεκτρικοφ πεδίου όςο και δφο επειςόδια ΕΑΘ, ζνα πλθςίον του επικζντρου, ςτο βόρειο θμιςφαίριο, και το ςυηυγζσ του, ςτο νότιο (τα χρονικά διαςτιματα των δφο επειςοδίων ΕΑΘ ςθμειϊνονται ςτα πλαίςια d και e με κάκετεσ διακεκομμζνεσ γραμμζσ και ςτον χάρτθ του πλαιςίου c, με χοντρζσ γραμμζσ πάνω ςτθν τροχιά του δορυφόρου. Επίςθσ, επιςθμαίνεται ότι θ δραςτθριότθτα ςτισ μετριςεισ VLF θλεκτρικοφ πεδίου είναι πιο ζντονθ ςτο διάςτθμα του επειςοδίου ΕΑΘ κοντά ςτο επίκεντρο του ςειςμοφ, ςχετικά με αυτι ςτθ ςυηυγι περιοχι ςτο νότιο θμιςφαίριο. Σο πιο ςθμαντικό αποτζλεςμα αυτισ τθσ ζρευνασ είναι το χαρακτθριςτικό θ χρονικι μεταβολι ςτθν ζνταςθ και ςυχνότθτα παρουςίασ των επειςοδίων ΕΑΘ πριν από τθν εμφάνιςθ των ςειςμϊν. αν αντιπροςωπευτικό δείγμα παρουςιάηουμε τθν χρονικι μεταβολι πριν το ςειςμό τθσ 16 θσ Αυγοφςτου του 2005, ςτο ανατολικό Honsu τθσ Ιαπωνίασ (142 ο Ε, 38 ο Ν). Θ Εικόνα 8 (Anagnostopoulos et al., 2010), ςτο κάτω πλαίςιο (b) δείχνει τον θμεριςιο αρικμό n D επειςοδίων ΕΑΘ που παρατθρικθκαν από τον DEMETER ςτθν ηϊνθ χαμθλϊν ενεργειϊν Cnt1, για το χρονικό διάςτθμα 2-20 Αυγοφςτου 2008, ςτθν ευρεία γειτονιά του ςειςμοφ, μεταξφ 107 ο -177 ο Ε (+/- 35 ο από το επίκεντρο). Σο ςχιμα δείχνει μια αφξθςθ του θμεριςιου αρικμοφ n D επειςοδίων ΕΑΘ ςε πρϊτθ φάςθ, με ζναρξθ που μπορεί να τοποκετθκεί ςτισ 2/8 ι 4/8/2005, ζνα μζγιςτο μεταξφ 8-10/8/2005, και μια μείωςθ ςτθ ςυνζχεια, μ ζνα βακφ ελάχιςτο ςτισ 16/8/2005, τθν θμζρα του ςειςμοφ.

8 Εικόνα 8 Χρονικζσ κατανομζσ του (θμεριςιου) αρικμοφ των επειςοδίων θλεκτρονίων των ενεργειακϊν θλεκτρονίων Van Allen ςε όλθ τθν υδρόγειο (πάνω) και των θλεκτρονίων που προςπίπτουν ςτον DEMETER από τθν «τοπικι» θλεκτρομαγνθτικι διεργαςία ςτθν περιοχι που προετοιμάηει τον ςειςμό (κάτω), κατά το χρονικό διάςτθμα 2-20/8/2005. Θ ςυςχζτιςθ των κατανομϊν είναι πολφ ςθμαντικι (Anagnostopoulos et al., 2010). Σο άνω πλαίςιο ςτθν Εικόνα 8 δείχνει τον θμεριςιο αρικμό N D των επειςοδίων ΕΑΘ, που παρατθρικθκαν από τον DEMETER για όλεσ τισ τροχιζσ (χωρίσ περιοριςμό ςε γεωγραφικά μικθ) ςτο ίδιο χρονικό διάςτθμα μεταξφ 2-20 Αυγοφςτου Γίνεται φανερό με το μάτι ότι θ μορφζσ των δφο κατανομϊν του θμεριςιου αρικμοφ των επειςοδίων ΕΑΘ n D και N D είναι όμοιεσ. Αποφαςίςαμε να εξετάςουμε εάν οι δφο καμπφλεσ είναι ίδιεσ ι όχι με τον ζλεγχο X 2. Για αυτόν τον λόγο προςδιορίςαμε τθν τιμι τθσ κατανομισ X 2 για 19 βακμοφσ ελευκερίασ, και επιβεβαιϊςαμε από τουσ κατάλλθλουσ πίνακεσ ότι, πράγματι οι δφο καμπφλεσ είναι ίδιεσ (με επίπεδο ςθμαντικότθτασ 2.5%). Θ ομοιότθτα αυτι των δφο κατανομϊν του θμεριςιου αρικμοφ των επειςοδίων ΕΑΘ n D και N D δθλϊνει ότι κατά το χρονικό διάςτθμα 2-20/8/2005, θ ςυςχζτιςθ τθσ ροισ των ενεργειακϊν θλεκτρονίων Van Allen ςε όλθ τθν υδρόγειο ςε ςχζςθ με τθν πρόςπτωςθ θλεκτρονίων Van Allen που προκαλείται από τθν «τοπικι» θλεκτρομαγνθτικι διεργαςία ςτθν περιοχι που προετοιμάηει τον ςειςμό είναι πολφ ςθμαντικι. Μελζτθ πολλϊν περιπτϊςεων μεγάλων ςειςμϊν μασ οδιγθςε ςτο ςυμπζραςμα ότι θ μορφι χρονικισ μεταβολισ του αρικμοφ των επειςοδίων ΕΑΘ n D πριν από μεγάλουσ ςειςμοφσ, όπωσ τθν βλζπουμε ςτθν Εικ. 8, είναι πολφ ςυχνι και

9 είναι πιο ευδιάκριτθ όταν δεν ζχουμε πολφ ιςχυροφσ ςειςμοφσ ςε κοντινζσ περιοχζσ. Σζτοια παραδείγματα κακϊσ και ακριβι αποτελζςματα ςτατιςτικισ ανάλυςθσ μεγάλων ςειςμϊν ετοιμάηονται να δθμοςιευκοφν ςε μελλοντικό άρκρο. Εικόνα 9. Κδια εικόνα όπωσ θ Εικ. 7, αλλά για τον ςειςμό που ςυνζβθ ςτισ 16 Αυγοφςτου 2005 κοντά ςτθν Ιαπωνία. Σο «ςιμα» (ροισ θλεκτρονίων), που ζχει αρχίςει αρκετζσ θμζρεσ νωρίτερα (αριςτερά), χάνεται πάνω από το επίκεντρο λίγο πριν τον ςειςμό (δεξιά). Θ Εικ. 9 παρουςιάηει μεγάλθσ χρονικισ ανάλυςθσ μετριςεισ για δφο θμιτροχιζσ ςε χρονικι απόςταςθ και χρονικι γειτνίαςθ με τον ςειςμό και δίνει ςθμαντικι πλθροφορία, για τθν κρίςιμθ περίοδο ςτθν ζρευνα πρόβλεψθσ ςειςμϊν, μερικϊν ωρϊν πριν τθν εμφάνιςθ τθσ ςειςμικισ δραςτθριότθτασ. Θ Εικ. 9 ζχει καταςκευαςτεί με τον ίδιο τφπο όπωσ θ Εικόνα 7, για δφο τροχιζσ του δορυφόρου DEMETER που πζραςαν πάνω από το επίκεντρο του ςειςμοφ τθσ 16 θσ Αυγοφςτου του 2005, ςτο ανατολικό Honsu τθσ Ιαπωνίασ. Σα δεδομζνα για τισ δφο τροχιζσ του DEMETER είναι αντιπροςωπευτικά για τθν πρόςπτωςθ θλεκτρονίων ςτο διάςτθμα του μζγιςτου ςτον αρικμό επειςοδίων n D ι N D τθσ Εικ. 8 (αριςτερό τμιμα) και για το βακφ ελάχιςτο ςτισ 16/8/2005 τθσ ίδιασ εικόνασ (δεξιό τμιμα). Σο πρϊτο παράδειγμα αφορά μια θμιτροχιά (5864_1) τθσ θμζρασ 9/8/2005 (7 θμζρεσ πριν τον ςειςμό) και το δεφτερο παράδειγμα δείχνει παρατθριςεισ ενεργειακϊν θλεκτρονίων (κακοδικι θμιτροχιά 5960_0) λίγεσ ϊρεσ πριν τον ςειςμό. Θ χαρακτθριςτικι αφξθςθ τθσ ζνταςθσ των θλεκτρονίων ςτισ 9/8/2005, με δφο επειςόδια ΕΑΘ διάρκειασ ~3min, ζνα πλθςίον του επικζντρου και ζνα ςυηυγζσ ςτο νότιο θμιςφαίριο (με δφο κορυφζσ ςε κάκε επειςόδιο), υπό τθν παρουςία VLF δραςτθριότθτασ, απεικονίηει χαρακτθριςτικό παράδειγμα πρόςπτωςθσ ενεργειακϊν θλεκτρονίων που παρατθροφνται πριν από μεγάλο ςειςμό ςτθν περιοχι τθσ Ιαπωνίασ. Άσ ςθμειωκεί ότι θ ενζργεια των VLF κυμάτων είναι μεγαλφτερθ πλθςίον του επικζντρου από ότι ςτθν ςυηυγι περιοχι ςτο νότιο θμιςφαίριο, όπωσ και ςτθν προθγοφμενθ περίπτωςθ που εξετάςαμε για τον ςειςμό τθσ 12 θσ Μαίου 2008 (Εικ. 7). Σο πλζον ςθμαντικό χαρακτθριςτικό ςτθν Εικ.9 είναι ότι δεν παρατθρικθκε VLF δραςτθριότθτα ι επειςόδιο ΕΑΘ ςτθν περιοχι 120 ο -150 ο Ε πάνω από το επίκεντρο (142 ο Ε, ο ) του ςειςμοφ μεταξφ UT (πλαίςια d, e και f), δθλαδι ~1.5 ϊρεσ πριν τον ςειςμό (που ζλαβε χϊρα ςτισ 0246:31 UT).

10 4 φνοψη 1. Ζχει αναφερκεί ότι οριςμζνεσ θλεκτρομαγνθτικζσ, γεωφυςικζσ και ιονοςφαιρικζσ παράμετροι δείχνουν χαρακτθριςτικζσ αλλαγζσ μερικζσ εβδομάδεσ, ι ϊρεσ πριν από ιςχυροφσ ςειςμοφσ (Pulinets & Boyarchuk 2004; Ouzounov et al. 2006). Για παράδειγμα, υπενκυμίηουμε τθν χαρακτθριςτικι μεταβολι τθσ δραςτθριότθτασ του ULF μαγνθτικοφ πεδίου που ανιχνεφκθκε από επίγεια μαγνθτόμετρα για μερικζσ εβδομάδεσ πριν από ςειςμό (Hayakawa et al. 1996b). αυτιν τθν περίπτωςθ, ο λόγοσ πόλωςθσ Η/Θ του μαγνθτικοφ πεδίου ULF ξεκίνθςε να αυξάνεται ςταδιακά, ζφταςε ςε μια μζγιςτθ τιμι, και ζπειτα παρουςίαςε ζνα βακφ ελάχιςτο, περίπου τθν ςτιγμι του ςειςμοφ. Ζχει υποςτθριχκεί (Hayakawa et al., 1996a) ότι όλεσ αυτζσ οι ULF εκπομπζσ προζρχονται από τισ διαδικαςίεσ προετοιμαςίασ του ςειςμοφ. Σα αποτελζςματα τθσ παροφςασ εργαςίασ δείχνουν ότι το προφίλ τθσ χρονικισ μεταβολισ πρόςπτωςθσ ενεργειακϊν θλεκτρονίων από τισ ηϊνεσ ακτινοβολίασ δείχνει μια παρόμοια μορφι με τον λόγο πόλωςθσ Η/Θ του μαγνθτικοφ πεδίου που αναφζρκθκε από τον Hayakawa (1996b). Εικόνα 10. Σα προφίλ τθσ χρονικισ μεταβολισ του λόγου πόλωςθσ Η/Θ του μαγνθτικοφ πεδίου (αριςτερό τμιμα-κάτω πλαίςιο / Hayakawa et al., 1996b) ςτο ζδαφοσ και πρόςπτωςθσ ενεργειακϊν θλεκτρονίων από τισ ηϊνεσ ακτινοβολίασ δείχνουν ςτον DEMETER ςε υψόμετρο ~700 km ζχουν μια παρόμοια μορφι. 2. Θ ζρευνα μασ ζδειξε ότι θ χαρακτθριςτικι χρονικι μεταβολι Μζγιςτθσ - Ελάχιςτθσ (ΜΕ) ροισ θλεκτρονίων (Εικ. 8) εμφανίηεται πιο κακαρά για ζνα ςειςμό, όταν δεν εμφανίηεται από άλλο ιςχυρό γειτονικό ςειςμό ςε κοντινό χρόνο.

11 3. Επίςθσ, είναι ςθμαντικό να ςθμειϊςουμε ότι όταν μελετάμε τθν ςυμπεριφορά ενόσ ιςχυροφ ςειςμοφ, το πρότυπο ΜΕ ροισ θλεκτρονίων είναι εμφανζσ όχι μόνο πάνω από τθν περιοχι του επικζντρου του ςειςμοφ, αλλά εμφανίηεται ςχεδόν το ίδιο όταν λθφκοφν υπ όψθ τα επειςόδια ΕΑΘ που παρατθρικθκαν ςε όλα τα γεωγραφικά μικθ (Εικ. 8). Αυτό το εφρθμα δείχνει ότι θ διαδικαςία προετοιμαςίασ του ςειςμοφ διαςυνδζεται με ζντονεσ θλεκτρομαγνθτικζσ αλλθλεπιδράςεισ ςτισ περιοχζσ ατμόςφαιρα ιονόςφαιρα εςϊτερθ μαγνθτόςφαιρα, που μποροφν να ελζγξουν τθν πρόςπτωςθ ενεργειακϊν θλεκτρονίων ςε πολφ μεγάλεσ περιοχζσ γεωγραφικϊν μθκϊν ςε χαμθλά φψθ πάνω από τθν επιφάνεια τθσ Γθσ (~700 km). 5. υμπεράςματα Θ πρόςπτωςθ ενεργειακϊν θλεκτρονίων ςτισ ηϊνεσ ακτινοβολίασ που ςχετίηεται με ζναν ςειςμό, είναι ζνασ κρίκοσ ςε μια μεγάλθ αλυςίδα θλεκτρομαγνθτικϊν διεργαςιϊν. Οι διεργαςίεσ πάνω από τθν επιφάνεια τθσ γθσ, ξεκινοφν με τθν διείςδυςθ θλεκτρικοφ πεδίου ςτθν ιονόςφαιρα. Σο θλεκτρικό πεδίο προκαλεί μια αφξθςθ ςτθν δραςτθριότθτα των VLF κυμάτων θλεκτρικοφ πεδίου ςτθ Normal Mirror point Εικόνα 11. Αλλθλεπίδραςθ κυκλοτρονικοφ ςυντονιςμοφ ανάμεςα ςτα VLF κφματα και τα θλεκτρόνια ςτισ ηϊνεσ ακτινοβολίασ επιτρζπει ςτα τελευταία να ταξιδεφςουν μζχρι τα εςϊτερα όρια τθσ μαγνθτόςφαιρασ και τθν χαμθλότερθ ιονόςφαιρα. μαγνθτόςφαιρα, με μθχανιςμοφσ που βρίςκονται ακόμθ υπό διερεφνθςθ. Ζχει προτακεί ότι, ςτθ ςυνζχεια, μία αλλθλεπίδραςθ κυκλοτρονικοφ ςυντονιςμοφ ανάμεςα ςτα VLF κφματα και τα θλεκτρόνια ςτισ ηϊνεσ ακτινοβολίασ είναι υπεφκυνθ για μεταβολζσ ςτον χϊρο φάςθσ τθσ ταχφτθτασ των θλεκτρονίων, που κατευκφνουν τελικά θλεκτρόνια μζςα ςτον κϊνο απωλειϊν (Inan et al. 1978; Pulinets & Boyarchuk, 2004). υνεπϊσ, ζνα μζροσ των παγιδευμζνων θλεκτρονίων ςτθν εςωτερικι ηϊνθ ακτινοβολίασ μπορεί να ταξιδζψει προσ τθν Γθ και να παρατθρθκοφν από τον DEMETER ςτα εςϊτερα όρια τθσ μαγνθτόςφαιρασ, ςε χαμθλά φψθ πάνω από τθν επιφάνεια τα Γθσ (~700 km). Είναι ςθμαντικό να

12 ςθμειϊςουμε ότι ο ιονιςμόσ που παράγεται από τθν πρόςπτωςθ των θλεκτρονίων από τισ ηϊνεσ ακτινοβολίασ ςτθν χαμθλότερθ ιονόςφαιρα, μπορεί να αυξιςει τθν Εικόνα 12. Διάγραμμα των διεργαςιϊν ςτο ςφςτθμα ατμόςφαιρα ιονόςφαιρα εςϊτερθ μαγνθτόςφαιρα, που επάγονται από τθν ςειςμικι δραςτθριότθτα. διαταραχι ςτθν D περιοχι τθσ ιονόςφαιρασ κατά τθν νφχτα, που ζχει παρατθρθκεί τόςο από επίγεια όςο και από διαςτθμικά όργανα (Pulinets & Boyarchuk, 2004). Ζνα διάγραμμα των διεργαςιϊν ςτο ςφςτθμα ατμόςφαιρα ιονόςφαιρα εςϊτερθ μαγνθτόςφαιρα που επάγονται από τθν ςειςμικι δραςτθριότθτα παρουςιάηεται ςτθν Εικ. 12 κατωτζρω. Θ μεκοδολογία τθσ μελζτθσ τθσ πρόςπτωςθσ θλεκτρονίων των ηωνϊν ακτινοβολίασ, ωσ ςιματοσ, που προαναγγζλλει ςειςμό, ζχει ιδιαίτερο πλεονζκτθμα τθσ μελζτθσ ςειςμϊν που λαμβάνουν χϊρα ςε μεγάλεσ αποςτάςεισ από επίγεια παρατθρθτιρια, εξαιτίασ τθσ κίνθςθσ ολίςκθςθσ των ενεργειακϊν θλεκτρονίων των ηωνϊν ακτινοβολίασ γφρω από τθν Γθ. Σα αποτελζςματα τθσ παροφςασ εργαςίασ δείχνουν ότι ανοίγει ζνα νζο παράκυρο ςτθν ζρευνα για τθν πρόλθψθ ςειςμϊν. Γενικά, εκφράηουμε τθν ελπίδα ότι μια ενίςχυςθ τθσ ςυνεργαςίασ ερευνθτικϊν ομάδων που δουλεφουν με διαφορετικζσ μεκοδολογίεσ πάνω ςτα θλεκτρομαγνθτικά ςιματα πρόβλεψθσ ςειςμϊν, μπορεί να επιτφχει μια υψθλοφ επιπζδου εμπιςτοςφνθσ πρόβλεψθ, τουλάχιςτον ςε μια κατθγορία μεγάλων ςειςμϊν, μζςα ςτα επόμενα χρόνια. Θ

13 προςπάκεια αυτι μπορεί να πετφχει τόςο νωρίτερα όςο νωρίτερα υποςτθριχκεί από αποφάςεισ διαςτθμικισ πολιτικισ διεκνοφσ εμβζλειασ. Ευχαριςτίεσ. O ςυγγραφζασ εκφράηει ευχαριςτίεσ ςτουσ Dr Parrot και Pr Sauvaud για τθν διάκεςθ των μετριςεων από τον DEMETER. Επίςθσ ευχαριςτεί τουσ ςυνεργάτεσ του Εργαςτθρίου Θλεκτρομαγνθτικισ Θεωρίασ και Διαςτθμικισ του Δθμοκρίτειου Παν. Θράκθσ, μεταπτυχιακοφσ φοιτθτζσ Β. Ριγα, Ε. Βαςιλειάδθ, Ν. ιδθρόπουλο για τισ ςυηθτιςεισ και τθν βοικεια ςτθν επεξεργαςία και ανάλυςθ των μετριςεων. Ευγνωμοςφνθ οφείλεται ςτον κ. Ν. Ιωςθφίδθ, για τισ ςυηθτιςεισ ςτα αρχικά ςτάδια τθσ ζρευνασ. Σζλοσ ευχαριςτίεσ οφείλονται ςτθν ΕΕΦ, και ιδιαίτερα ςτουσ κ. Π. Φιλντίςθ και Ι. Γραμματικάκθ για τθν πρόςκλθςθ παρουςίαςθσ τθσ εργαςίασ αυτισ ςτο υνζδριο ςτθν Λίμνθ Πλαςτιρα (Νοζμβριοσ 2008). Αναφορέσ. Aleksandrin, S. Yu, Galper, A.M., Grishantzeva, L.A., Koldashov, S.V., Maslennikov, L.V., Murashov, A.M., Picozza, P. Sgrigna, V. Voronov, S.A., 2003, High-energy charged particles bursts in near-earth space as earthquake precursors, Annales Geophysicae, 21, 597, 2008 Anagnostopoulos G. and V. Rigas, Variations of energetic radiation belt electron precipitation observed by Demeter before strong earthquakes, EGU Abstracts, Anagnostopoulos G., V. Rigas, M. Athanasiou, A. Iliopoulos, E. Vassiliadis, N. Iossifidis, Temporal Evolution of Energetic Electron Precipitation as a promising tool for Earthquake Prediction Research: Analysis of IDP / DEMETER Observations, 9th Hellenic Astronomical Society Conference, Publ. Astron. Soc. Pacific (in press), Galper, A.M., Koldashov, S.V., and Voronov, S.A., High energy particle flux variations as earthquake predictors, Adv. on Space Res., 15, , Ginzburg, E.A., Malishev, A.B., Proshkina, I.P., Pustovetov, V.P., Correlation of strong earthquakes with radiation belt particle flux variations, Geomagn. Aeron., 34, (English Translation), Hayakawa M., R. Kowate, O. A. Molcanov, and K. Yomoto, Results of ultra-lowfrequency magnetic measurements during the Guan earthquake of 8 August 1993, Geophys. Res. Lett., 23, 241,1996a. Hayakawa M., O. A. Molcanov, T. Ondoh, and E. Kawai, The precursory signature effect of the Kobe on VLF subionospheric signals, J. Comm. Res. Lab., Tokyo, 43, 160, 1996b. Inan U.S., T. F. Bell, R. A. Helliwel, Nonlinear pitch angle scattering of energetic electrons by coherent VLF waves in the magnetosphere, J. Geophys. Res., 83, , Kopytsenko Y., T. G. Matiashvili, P.M. Voronov, E. A. Kopytsenko, and O.A. Molchanov, Ultra low frequency emission associated with Spitak earthquake and following after shock activity using geomagnetic observatories Dusheti and Vrtya, IZMIRAN, N3(888), 1990.

14 Ouzounov D., S. Pulintes, M. Parrot, J. Liu, M. Kamogawa, K. Hattori, G. Cervone, C.Dunson, M. Kafatos, P.Taylor & J.Radzikowski, Monitoring Earthquake Activities Using Multi Parameter Electromagnetic Satellite and Ground Based Data, DEMETER International Symposium, Parrot M. (Ed.), Special issue: First results of the DEMETER micro-satellite, Planet. Space Sci., 54(5), , Rozhnoi A., M. Solovieva, O. A. Molcanov, P.-F. Biagi and M. Hayakawa, Observation evidences of atmospheric Gravity Waves induced by seismic activity from analysis of subionopsheric LF signal spectra, Nat. Hazards Earth Sys. Sci., 7, 625, Sauvaud, J. A., T. Morceau, R. Maggiolo, J. P. Treilhou, J. Jacquey, A. Cros, J. Coutelier, J. Reazaud, E. Penou, and M.Gandloff, High energy electron detection onboard DEMETER: The IDP spectrometer, description and first results on the inner radiation belt, Planet. Space Sci., 54(5), , Sauvaud, J. A., R. Maggiolo, J. Jacquey, M. Parrot, J.J.Berthelier, R. J.Gamble and Craig J. Rodger, Radiation belt electron precipitation due to VLF transmitters: Satellite observations, Geophys. Res. Lett., 35, 91101,2008. Pulinets and Boyarchuk, Ionospheric Precursors of Earthquakes, Springer, Sgrigna V., L. Carota, L. Conti, M.Corsi, A.M. Galper, S.V. Koldashov, A. M. Murashov, P. Picozza, R. Scrimaglio, L. Stagni, Correlations between earthquakes and anomalous particle bursts from SAMPEX/PET satellite observations, J. Atm. Solar- Ter. Phys., 67, 1448, Varotsos P., N. Sarlis, M. Lazaridou, and P. Kapiris, Transmission of stressed induced electric signals in dielectric media, J. Appl. Phys., 83, 60-70, 1998.