научный журнал по геофизике Физика Земли ISSN: 0002-3337

НАВРОЦКИЙ В.В., ПАВЛОВА Е.П., СМИРНОВ С.А., ХОЛОДКЕВИЧ Е.Д. — 2007 г.

На основании экспериментальных данных и численного моделирования рассмотрены возможные механизмы воздействия внутренних гравитационных волн в диапазоне периодов от приливных до десятков минут на микродеформации земной коры на побережье Японского моря (залив Посьет, бухта Витязь, мыс Шульца). Спектральный анализ колебаний уровня моря и микродеформаций обнаруживает общие максимумы энергии на суточном и полусуточном периодах при наблюдениях в различные сезоны, но на меньших периодах совпадение максимумов носит случайный характер и меняется во времени. Фазовые сдвиги между поверхностным приливом и деформациями коры также неустойчивы во времени. Для объяснения наблюдаемых связей процессов в море и в земной коре проведено численное моделирование генерации внутренних приливов, боров и пакетов коротких внутренних волн с использованием нелинейной модели мелкой воды. Показано, что наблюдаемые эффекты могут быть обусловлены: 1) резонансом между длиной волны внутреннего прилива и шириной шельфа; 2) отражением боров и пакетов внутренних волн от крутого дна и скалистых берегов.

ЛЮБУШИН А.А., СОБОЛЕВ Г.А. — 2007 г.

Исследованы записи микросейсм 5-ти широкополосных станций IRIS, расположенных на расстояниях 1–2 тысячи километров от очага землетрясения. Применены нестандартные программы для выявления скрытых периодичностей, когерентности сигналов на разных станциях, выявления асимметрии в амплитудах колебаний. За 60 часов до Суматринского землетрясения в записях некоторых станций выявлены периодические колебания в диапазоне периодов от 20 до 60 минут, возникшие после землетрясения Маккуори и продолжавшиеся в течение суток. За 53 часа до Суматринского землетрясения началась синхронизация колебаний на станциях, продолжавшаяся до момента землетрясения, причем преобладающий период постепенно удлинялся от единиц минут до десятков минут.

ШУМАН В.Н. — 2007 г.

В статье анализируется проблема импедансного описания электромагнитного поля на поверхности поглощающей (реактивной) среды. Предложена новая схема решения обратных задач магнитотеллурики, основанная на использовании скалярных уравнений рассеивающей поверхности. При этом в качестве базовой информации используется распределение на ней мнимых поверхностных векторов, генерируемых точным векторным импедансным тождеством.

ПАК В.В. — 2007 г.

Разработана численная модель компакции флюида в вязком скелете с учетом фазового перехода. Температуры фаз различны. Решение находится методом асимптотического разложения относительно несжимаемого варианта, позволяющим устранить ряд вычислительных проблем, связанных со слабой сжимаемостью скелета. Для каждого приближения задача решалась методом конечных элементов. Исследовался процесс двумерной компакции магматического расплава в астеносфере под разломной зоной для одно- и двухтемпературного вариантов. Из-за пониженного порового давления в этой области концентрируется магматический поток. Магма с более высокой температурой, поступающая с нижних горизонтов, вызывает локальное нагревание скелета и интенсивное плавление его легкоплавкой компоненты. В двухтемпературной модели под разломной зоной образуется концентрационная аномалия магмы. Показаны принципиальные ограничения, существенно усложняющие получение аналогичных результатов в рамках однотемпературной модели и обоснована необходимость применения многотемпературного варианта.

СУЕТНОВА Е.И. — 2007 г.

Исследуются особенности взаимного влияния процессов уплотнения накапливающихся осадков и формирования в пористой среде осадков газгидратов. В рамках разработанной комплексной математической модели характерное течение этих процессов описывается нелинейной системой из 8 уравнений в частных производных. Для количественного исследования закономерностей и особенностей этих взаимосвязанных процессов по разработанной математической модели проведено численное моделирование на ЭВМ комплексного процесса уплотнения накапливающихся осадков, фильтрации поровых флюидов и образования газгидратов из растворенного метана в течение истории формирования осадочной толщи. На модельных примерах, рассчитанных с использованием репрезентативных параметров системы, показано, что скорость гидратообразования зависит от скорости накопления осадков и температурного режима осадконакопления. Выявлено влияние образования газгидратов на скорость порового флюида в приповерхностной зоне осадков.

КРОНРОД В.А., КУСКОВ О.Л. — 2007 г.

Проведена реконструкция термической структуры континентальной литосферы (температуры, тепловых потоков и генерации тепла в коре и литосфере) по геотермическим, сейсмическим и петрологическим данным. На первом этапе решается задача по определению профиля температуры из абсолютных скоростей P- и/или S-волн (TP, S). Затем производится согласование профиля TP, S с теплофизической моделью кондуктивного переноса. Кроме того, по тепловому потоку на поверхности и профилю TP, S определяется генерация тепла, мощность слоев коры и составляющие тепловых потоков в коре и литосфере. Особенность метода решения обратной теплофизической задачи заключается в использовании ограничений, полученных из решения обратной задачи по восстановлению температуры из сейсмических данных. В результате определяются аналитическая зависимость температуры от глубины, мощность радиогенных тепловых источников в коре и составляющие тепловых потоков в коре и литосфере.

АВРАМОВА-ТАЧЕВА Е., ДОБРЕВ Н.Д., КОПЕЦКИЙ Й., КОШТЯК Б., НИКОНОВ А.А., ПЕТРО Л., ФЕКЕР Е., ЦАЦОНЬ С., ШВЕЙЦЕР Р. — 2007 г.

Многолетние повторные измерения микросмещений по отдельным тектоническим разломным структурам в разных частях Центральной Европы и на Балканах показали, что ход смещений значительно менялся в период 1997–2000 гг. на ряде пунктов, аномалии завершились возвращением к долговременным тенденциям. Это явление имело место в пределах периода сильных землетрясений с M > 7: сначала в Иране (1997), затем в Турции (1999) в зоне Северо-Aнатолийского разлома. Два сильных Измитских землетрясения 1999 в Турции с удалением на 600 км от Балканского полуострова и на 1400 км от Центрально-Европейских пунктов наблюдений представляли основные сейсмические события изученного периода. По-видимому, процесс деформации земной коры от очагов упомянутых землетрясений достигает середины Европейского кратона. Аномальные смещения на определенных участках происходят в результате распространяющейся на большие расстояния деформации в гетерогенной блоковой среде Западноевропейской части Евразийской плиты. Изменения напряжений могут вызывать импульсы деформаций, которые воздействуют на отдельные структурные единицы (участки разломов) с различной интенсивностью на разных расстояниях. Результаты могут иметь прогностическое значение.

КОПАЕВ А.В., ЛАГУТКИНА А.В., МИЛЮКОВ В.К., МИРОНОВ А.П., МЯСНИКОВ А.В. — 2007 г.

Приведены результаты наблюдений приливных деформаций земной коры в тектонически активном регионе Северного Кавказа (Приэльбрусье) по данным Баксанского лазерного интерферометра-деформографа ГАИШ МГУ за четырехлетний период (2003–2006 г.г.). Гармонический анализ выполнен при помощи пакета ETERNA. Выявлены статистически значимые вариации амплитуд основных приливных волн M2 и O1 во времени. Сделана оценка влияния рельефа на приливные деформации, которая для Баксанского ущелья составила 22% (увеличение измеренных значений деформаций). Редуцированные амплитудные факторы главных суточной O1 и полусуточной M2 приливных волн имеют заниженные значения. В двумерном приближении выполнено численное моделирование приливных аномалий, вызываемых региональными неоднородными включениями. Показано, что наблюдаемая аномалия волны M2 (12%) может быть обусловлена влиянием основного магмаконтролирующего разлома, к которому приурочен глубинный магматический очаг спящего вулкана Эльбрус.

КОНДРАТЬЕВ О.К., ЛЮКЭ Е.И. — 2007 г.

Рассмотрены вопросы инициирования землетрясений другими сильными землетрясениями, а также подземными ядерными взрывами. С этой целью было разработано специальное программное обеспечение, позволившее обработать все данные мирового каталога землетрясений за 1950–2005 гг. Применена более эффективная и надежная методика анализа сейсмической активности с учетом ее фонового состояния. В результате однозначно установлено, что воздействие сильных землетрясений или взрывов весьма незначительно. Во всяком случае, оно не может быть выявлено по записям в каталогах землетрясений, на чем были основаны многие статьи по проблемам наведенной сейсмичности. Этот вывод имеет большое значение для оценки возможности разработки оперативного прогноза землетрясений. Если бы такое воздействие существовало, то подобный прогноз стал бы невозможным из-за непредсказуемости инициирующего эффекта.

ПИЛИПЕНКО О.В., ТРУБИХИН В.М., ШАРОНОВА З.В. — 2007 г.

Изучена нижняя часть разреза Роксоланы (Украина) и выполнены палеомагнитные и петромагнитные исследования образцов пород во временном интервале 300–75 тыс. лет. Построены подробные кривые изменения угловых элементов геомагнитного поля во всём интервале времени и кривые изменения относительной палеонапряженности в интервале времени 300–180 тыс. лет. По угловым элементам геомагнитного поля и по отклонениям ВГП от положения стационарного поля выделены аномальные направления в двух временных интервалах: 250–249 и 221–220 тыс. лет, которые можно сопоставить с экскурсом Ямайка. Методами вейвлет-анализа изучена эволюция геомагнитного поля и показано непостоянство процесса генерации во временном интервале 300–180 тыс. лет.

КЛЮЧЕВСКИЙ А.В. — 2007 г.

В работе представлены результаты изучения напряжений и сейсмичности на современном (инструментальном) этапе эволюции литосферы Байкальской рифтовой зоны, которые хорошо вписываются в рамки теории самоорганизации сложных динамических систем и дают возможность классифицировать некоторые особенности и свойства исследуемой системы сейсмогенеза Байкальского рифта. Применение аппарата теории нелинейных динамических систем для анализа напряжений и сейсмичности позволило сформировать представление о сложной пространственно-временной структуре напряженного состояния литосферы и сейсмичности в регионе. В рамках этого представления распределение сильных землетрясений во времени объясняется бифуркациями (катастрофами) напряжений в литосфере рифтовой зоны. Экстраполяция полученных результатов указывает на возможность катастрофы напряжений в литосфере рифтовой зоны в течение ближайших лет, в результате чего в Байкальском регионе в настоящее время повышается вероятность реализации сильных землетрясений с магнитудой M 7. В качестве сценария эволюции напряжений в литосфере Байкальского рифта предлагается модель с бифуркацией трехкратного равновесия, наиболее близко соответствующая фазовому портрету региональных напряжений.

БУРАКОВ К.С., ИЛЬИНА Т.А., НАЧАСОВА И.Е. — 2007 г.

Проведено исследование намагниченности керамического материала, изготовленного в районе восточного Средиземноморья. Получены данные об изменении напряженности геомагнитного поля во временной интервал четвертая четверть VI века до нашей эры – II век нашей эры. Примерно до середины исследуемого временного интервала основной тенденцией в изменении напряженности поля является уменьшение ее величины, затем на протяжении трех столетий средний уровень напряженности поля изменяется мало. На плавное изменение напряженности поля, аппроксимированного синусоидой с периодом 1600 лет, накладываются вариации с характерными временами от десятков до сотен лет. Полученные данные подтверждают вывод, сделанный ранее в результате исследования вариаций напряженности геомагнитного поля в последние восемь тысячелетий, что “короткопериодные” вариации в изменении напряженности геомагнитного поля в последние тысячелетия присутствуют постоянно.

ОБОРНЕВ Е.А., ШИМЕЛЕВИЧ М.И. — 2007 г.

В статье развивается метод приближенного решения обратной задачи МТЗ, основанный на аппроксимации обратного отображения искусственной нейронной сетью (НС) в классах геоэлектрических разрезов. Предлагается методология нейросетевой инверсии МТ данных для семейства классов геоэлектрических разрезов и оценка погрешности получаемых результатов. Нейросетевой алгоритм решения обратной задачи МТЗ проверяется на 2D синтетических данных.

БЕЛЯВСКИЙ В.В., ЕГОРКИН А.В., РАКИТОВ В.А., СОЛОДИЛОВ Л.Н., ЯКОВЛЕВ А.Г. — 2007 г.

Использование углубленных способов анализа методами естественных электромагнитных полей, обменных волн землетрясений, глубинного сейсмического зондирования позволило в пределах Предкавказья детализировать разрез коры и осадочного чехла, выделить области максимальной проницаемости коры на Скифской плите, шовные зоны и зоны поддвига в пределах Северо-Кавказской складчатой системы. Связанная пористость по сейсмическим и электрическим данным оценивается в 1.5%–3% при фоновой менее 0.1%. Эти зоны сопряжения Скифской плиты и складчато-глыбовых сооружений Главного Кавказского хребта характеризуются понижением удельного электрического сопротивления более чем на порядок, амплитуд обменных волн более чем в 5 раз и скоростей обменных и продольных волн до 6%.

МАЛЫШЕВ А.И., ТИХОНОВ И.Н. — 2007 г.

Данная работа представляет собой определенный этап в исследованиях по выявлению и изучению динамики развития сейсмического процесса с целью оценки перспектив и разработки рекомендаций для прогноза сильнейших землетрясений. Работа основывается на использовании в качестве аппроксимационной модели нелинейного дифференциального уравнения второго порядка, так называемого уравнения динамики саморазвивающихся процессов. В ходе исследований были проанализированы данные 9 сейсмических каталогов, включающих сведения более чем о 1.5 млн землетрясений. В ходе аппроксимационного моделирования изучалось поведение во времени трех параметров, характеризующих развитие сейсмического процесса: количества сейсмических событий, величины накопленных условных деформаций и суммарной энергии землетрясений. По этим параметрам выявлено в общей сложности свыше 17 тысяч хорошо выраженных сейсмических последовательностей активизации и затухания. Данные последовательности включают в себя около 38.5% от общего числа землетрясений в исследованных каталогах. Оставшиеся землетрясения входят в состав последовательностей стационарного развития (в виде фоновой сейсмичности и роев землетрясений), а также составляют плохо выраженные последовательности активизации и затухания. Наличие устойчивых закономерностей нелинейного развития сейсмического процесса во времени делает принципиально возможным прогноз сейсмического процесса. Однако для прямого практического использования выявленных закономерностей необходимы дополнительные исследования.

ГАЛУШКИН Ю.И., ДУБИНИН Е.П., СВЕШНИКОВ А.А. — 2007 г.

Нестационарная модель спрединга с периодическим внедрением интрузий расплавленного вещества в осевой зоне СОХ применяется для численного анализа термического состояния осевых зон СОХ и формирования здесь коровых и мантийных очагов магмы. Модель неплохо объясняет положение, размеры и форму очагов магмы, а также вариации этих параметров в зависимости от скорости спрединга, температуры и состава пород коры и мантии. Выделение и поглощение скрытой теплоты плавления пород, гидротермальное охлаждение коры и вариации температур солидуса и ликвидуса пород коры и мантии в зависимости от состава пород являются определяющими факторами для формы и положения коровых магматических очагов.

БОЛЬШАКОВ В.А. — 2007 г.

Представлены новые данные магнитного и палеомагнитного изучения лессово-почвенного разреза Володарка на реке Обь. В частности, показано наличие направленной по современному полю вторичной намагниченности, сохраняющейся при прогреве до 500–600°С. Сделан вывод, что наиболее вероятное положение переходной зоны инверсии Матуяма-Брюнес – внутри почвенного комплекса, состоящего из трех горизонтов погребенных почв и разделяющих их двух горизонтов лессовидных суглинков, относимых к единому межледниковью.

АПТЕКМАН Ж.Я., ТАТЕВОСЯН Р.Э. — 2007 г.

В ряде работ, посвященных анализу напряженно-деформированного состояния земной коры и изучению очагов сильных землетрясений, используется параметр ( ), являющийся мерой отклонения механизма очага от модели “двойной диполь”. Возможно ли на основе рутинных определений компонент тензора сейсмического момента мировыми сейсмологическими центрами надежно оценить и судить по нему о характере разрыва? На основании сравнения СМТ-решений Гарвардского университета с определениями, выполненными Национальным центром информации о землетрясениях США, и анализа некоторых сильных землетрясений, предлагается отрицательный ответ. Величина и учет ошибок в определении компонент тензора сейсмического момента не позволяют непосредственно судить о сложности разрыва: необходимо привлечение независимой геолого-геофизической информации.

УЛОМОВ В.И. — 2007 г.

На основе нового методологического подхода к изучению развития глобальных сейсмогеодинамических процессов выявлены значительные изменения сейсмического режима Земли в период 1982–1993 гг., заключающиеся в уменьшении в три и более раз частоты возникновения крупных землетрясений в интервалах магнитуд M = 8.5 ± 0.2, M = 8.0 ± 0.2, M = 7.5 ± 0.2 и M = 7.0 ± 0.2, а также в интенсивной активизации планетарной сейсмичности после этого относительного сейсмического затишья. Совместные исследования особенностей развития сейсмогеодинамических и гидрогеодинамических процессов позволили автору обнаружить определенный синхронизм между изменениями сейсмического режима Земли и уровня водной поверхности в Мировом океане. Статья продолжает поиск автором связи между изменениями региональной сейсмичности и уровня замкнутых водных бассейнов (на примере Каспийского моря), а также исследования развития процессов в отдельных сейсмических очагах с целью разработки методов прогнозирования землетрясений. Высказываются гипотезы о природе обнаруженных явлений и предлагаются структурно-феноменологические модели. В частности, эти согласованные сейсмические и гидрологические явления объясняются особенностями сейсмогеодинамического режима зон субдукции литосферных плит по периферии Тихого и Индийского океанов.

КАРПИНСКИЙ В.В., ОРЛОВ Е.Г., ПЕТРОВА Л.Н. — 2007 г.

Представлены феномены крупномасштабных деформаций, в частности, и долговременной деформации, которую испытала планета в течение 1–12 декабря 2004 г. перед циклом повышенной сейсмической активности. Рассчитан спектр сейсмических колебаний с периодами от 1 до 9 часов. Установлено высокое согласие между распределением по частоте значимых колебаний в этом спектре и колебаниями, которые должны возбуждаться чаще всего на основании статистического спектра сейсмогравитационных колебаний Земли.