научный журнал по геофизике Физика Земли ISSN: 0002-3337

ВУЛЬФСОН А.Н., ГОЛИЦЫН Г.С. — 2007 г.

Выделен широкий класс уравнений состояния жидкости в области высоких давлений и докритических температур, термодинамические свойства которого позволяют построить модель политропной мантии. В рамках модели политропной мантии обоснован вариант уравнений глубокой конвекции типа Огуры и Филипса. Предложенная система уравнений глубокой конвекции включает пульсацию обобщенной потенциальной температуры, имеет квазинесжимаемую форму, и переходит при уменьшении глубины слоя в систему уравнений мелкой конвекции в форме Михальяна. Это обстоятельство является весьма существенным, т.к. обеспечивает наличие тех же безразмерных параметров, которые характеризуют мелкую конвекцию. Достоинством предложенного варианта уравнений глубокой конвекции является его полная консервативность, что позволяет исследовать эффективность преобразования энергии для мантийных процессов в недрах Земли и мощность термической энергии, затрачиваемой на скорость генерации кинетической энергии конвекции и связанные с этим процессы. Эта мощность оказывается порядка половины геотермического потока, измеряемого на поверхности планеты.

СТЕПАНОВА И.Э. — 2007 г.

В статье описывается метод задания функции, описывающей рельеф земной поверхности, на основе методики S-аппроксимаций. Приводятся результаты математического эксперимента и примеры восстановления реального рельефа. Предлагаемый метод может применяться при решении разнообразных геофизических, геоморфологических и геодезических задач.

ВОЗАР Я., СЕМЕНОВ В.Ю., ШУМАН В.Н. — 2007 г.

Построена сферическая модель Земли, которая содержит неоднородную верхнюю мантию и возбуждается магнитным полем кольцевого магнитосферного тока. Полученные синтетические данные использованы для опробывания нового подхода к градиентному магнитовариационному зондированию, при котором определяемый импеданс устойчив к искажениям, вызванным латеральной неоднородностью Земли. Показано, что этот подход существенно повышает информативность глубинных электромагнитных исследований.

ГРАЧЕВ А.Ф. — 2007 г.

В работе подведены итоги многолетних исследований трещиноватости осадочных горных пород Восточно-Европейской платформы. На основе изучения ориентировки трещин в породах палеозоя и мезозоя и обработки результатов замеров по оригинальной методике для выявления достоверности систем трещин сделан вывод о существовании двух систем трещин северо-восточного и северо-западного простирания, которые сохраняются в разновозрастных породах осадочного чехла платформы. По своей природе трещины являются конседиментационными. Показано, что литификация осадка происходит под влиянием неоднородностей на границе нижележащей породы (подложки) и осадка. Зарождение трещин начинается в процессе диагенеза (превращения осадка в породу) в подошве вновь образующегося слоя вследствие движения порового флюида вверх ортогонально границе субстрата и подложки. Азимутальная анизотропия движения порового флюида предопределяется анизотропией субстрата – так происходит заложение протяженных магистральных трещин (master cracks), которые обеспечивают ориентировку развивающихся позднее трещин 2 порядка. Описанный механизм унаследованного развития трещин позволяет объяснить, почему мы наблюдаем постоянство направлений трещин в породах различного возраста. При последующих деформациях за счет развития локальных структурных форм первичные (литогенетические) трещины или сохраняют свою ориентировку (для продольных по отношению к простиранию трещин складок), или развиваются сопряженные трещины скалывания (для диагональных по отношению к простиранию трещин складок), или развиваются сопряженные трещины скалывания, создающие собственно тектоническую трещиноватость.

МИХАЙЛОВ Ю.М. — 2007 г.

Представлены результаты анализа времени появления предвестников землетрясений в квазистатическом электрическом поле в приземной атмосфере на Камчатке. Приведены оценки скорости распространения предвестников, а также зависимость времени их появления от глубины эпицентра землетрясения. Предложена гипотеза о возможной связи скорости распространения предвестников со скоростью диффузии подпочвенного радона.

БУЛАХ Е.Г. — 2007 г.

В интерпретационном цикле гравиметрических и магнитометрических работ значительное место занимают методы аппроксимации. Выделено два направления: аппроксимация исходного поля аналитической функцией и аппроксимация или параметризация геологической модели.

КАРИНСКИЙ С.Д., СВЕТОВ Б.С. — 2007 г.

В статье приводится решение осесимметричной задачи для электромагнитного поля электрического диполя и полубесконечного токового кабеля в цилиндрически-слоистой поляризующейся среде. Поляризация среды задается формулой Cole-Cole, содержащей четыре параметра: проводимость, поляризуемость, постоянную времени и показатель затухания. Проведено сравнение пространственно-временной структуры поля в поляризующемся и неполяризующемся однородном пространстве. Введены кажущиеся параметры Cole-Cole, определение которых проведено для модельной задачи цилиндрически-слоистой среды.

КОТЕЛКИН В.Д., ЛОБКОВСКИЙ Л.И. — 2007 г.

Показана органичная связь термохимической модели авторов с общей теорией В.П. Мясникова, изложена гетерогенная модификация этой гомогенной теории в свете современных представлений о дифференциации мантийного вещества у границы с ядром, его эклогитизации при погружении от внешней границы и эндотермическом фазовом переходе на глубине 670 км. Проведено численное моделирование процесса эволюции Земли из горячего начального состояния. Установлено, что процесс начинается с резкого мантийного переворота – овертона, за которым следует длительный период спокойной эволюции. Глобальные мантийные перевороты повторяются несколько раз, постепенно слабеют и переходят в региональные аваланши. Пространственная конфигурация овертонов представляет доминирующий воронкообразный сток и несколько (3–5) восходящих суперплюмов, что убедительно объясняет причины образования суперконтинентов, раскрытия океанов и наблюдаемую асимметрию планеты. Времена переворотов замечательным образом коррелируют с геологическими датами существования суперконтинентов. Процессы роста ядра, остывания мантии и образования коры проявляют ярко выраженный ступенчатый характер. Добавление к эндотермическому фазовому переходу химических превращений способствует преодолению фазового барьера между верхней и нижней мантией, усиливает нелинейный ход мантийной конвекции и придает процессу эволюции разноциклический характер. Показано, что нижнемантийный плюм химического происхождения дробится фазовым переходом на части, которые взаимодействуя с термической конвекцией порождают семейство верхнемантийных плюмов. Это моделирование объясняет наблюдаемые на поверхности одновозрастные семейства океанических плато и континентальных траппов.

КОБЗОВА В.М., КУЗНЕЦОВ А.Н., МОРОЗ И.П., СОКОЛОВА И.П., ШЕРЕМЕТА О.В. — 2007 г.

Изучено проявление сейсмоэлектрического эффекта 1-го и 2-го рода для горных пород – коллекторов нефти и газа – в трех различных геологических регионах. В качестве образцов горных пород использовались керны глубоких скважин терригенного и карбонатного состава. Измерения осуществлялись в ультразвуковом диапазоне (100 кГц – 200 кГц) и на частоте 300 Гц. Была установлена одинаковая функциональная связь коэффициента общей пористости с проявлением сейсмоэлектрического эффекта 2-го рода для Саратовского Заволжья, одного из районов Западной Сибири и Днепрово-Донецкой впадины для коллекторов, представленных терригенными породами. Обнаружено аномально сильное проявление сейсмоэлектрического эффекта 1-го рода (изменение удельного сопротивления под воздействием вибрации) для карбонатных коллекторов в Заволжье.

КЕВОРКЯНЦ С.С. — 2007 г.

В работе приведены два варианта интегральных соотношений типа Стрэттона-Чу для векторов напряженности электрического и магнитного полей гармонического возбуждения в слоистой одноосно-анизотропной среде, из которых далее получены системы из двух объемных векторных интегро-дифференциальных и сингулярных интегральных уравнений второго рода для электромагнитного поля в слоистой анизотропной среде, содержащей произвольную локальную неоднородность. Для случая локальной неоднородности с достаточно гладкой границей и постоянными электромагнитными параметрами получена система из двух граничных (поверхностных) векторных сингулярных ИУ второго рода относительно векторов плотностей поверхностных электрического и магнитного токов, распределенных по поверхности неоднородности.

ЛУТИКОВ А.И., ЧЕБРОВ Д.В. — 2007 г.

В работе исследованы афтершоковые последовательности ряда сильных землетрясений Камчатки, Курильских островов и Японии. По выделенным последовательностям определены такие параметры очагов как длина L, наклонная ширина W, подвижка по разрыву D, величина сброшенных напряжений . Все указанные величины определялись исходя из формальной оценки линейных параметров очагов (нижняя оценка) и визуальной (верхняя оценка). Построены корреляционные зависимости полученных величин от магнитуды по поверхностным волнам MS и от моментной магнитуды MW.

БЕЛИКОВ В.Т., ШЕСТАКОВ А.Ф. — 2007 г.

В работе предложена методика исследований долговременных аномалий концентрации радона, источником которых является импульс, генерируемый в очаге разрушения в течение конечного промежутка времени. На ее основе проведена количественная интерпретация экспериментальных данных с целью определения пространственно-временных характеристик области разрушения и параметров миграции флюида.

КУГАЕНКО Ю.А., САЛТЫКОВ В.А. — 2007 г.

Представлены результаты долговременных исследований сейсмических шумов на Камчатке перед сильными региональными землетрясениями 1992–2006 гг. Приведены данные, подтверждающие зависимость параметров вариаций сейсмического шума, обусловленных приливным воздействием, от положения очага готовящегося землетрясения. Воспроизводимость наблюдаемых эффектов показана на примере пары сильных глубоких ( 200 км) субдукционных землетрясений, имеющих сходные параметры: 16 июня 2003 г. M = 6.9 и 10 июня 2004 г. M = 6.8. Физический механизм формирования синхронизации выделенной из ВСШ приливной компоненты с волной гравитационного приливного потенциала связывается с возможным развитием приповерхностных зон дилатансии.

БАТАЛЕВ В.Ю., ГОЙДИНА А.Г., ЗАХАРОВА О.К., РЫБИН А.К., СПИЧАК В.В. — 2007 г.

В статье исследуется корреляция между электропроводностью и температурой в верхней части земной коры Бишкекского геодинамического полигона (северный Тянь-Шань). Для проведения оценок используются профили электропроводности, построенные по магнитотеллурическим данным, и термограммы из скважин, соседних с пунктами МТЗ. Корреляционный анализ профилей электропроводности и температуры до глубин 3–4 км показал: во-первых, коэффициенты корреляции не зависят от расстояния между скважиной и ближайшим пунктом, в котором проводились измерения МТ-поля; во-вторых, хорошая корреляция между электропроводностью и температурой в большинстве пар “скважина – пункт МТЗ” объясняется нормальным для слоистых осадочных пород поведением исследуемых параметров с глубиной; и, в-третьих, низкая корреляция обусловлена особенностями геологического строения между скважиной и МТ-пунктом.

ЧЕРЕПАНЦЕВ А.С. — 2007 г.

Рассмотрена возможность определения параметров сложных геофизических процессов на основе подходов нелинейной динамики. В соответствии с современными подходами в теории нелинейных динамических систем, оценка числа независимых параметров, определяющих поведение нелинейной системы, может быть проведена по имеющейся временной реализации лишь одного из них. На основе модельных расчетов показана возможность оценки размерности фазового пространства динамической системы по выборке отдельной переменной. Проведен анализ экспериментальных данных по вариациям кажущегося электрического сопротивления и относительного вертикального смещения поверхности в сейсмически активном регионе и получены оценки размерности динамических систем, определяющих их поведение в фазовом пространстве. Полученные величины размерности вложения m = 7–8 для вариаций кажущегося электрического сопротивления и m = 6 для вариаций относительного вертикального смещения поверхности могут характеризовать сложность динамической системы, описывающей данные поля. Представленная методика также использована для анализа степени связности различных динамических систем и отвечающих им параметров. Под связностью понимается число независимых параметров, одновременно участвующих в формировании динамического поведения различных физических полей. Проведенные модельные оценки указывают на возможность такого подхода. Показано, что вариации кажущегося электрического сопротивления (КЭС) в перпендикулярных направлениях описываются общей системой динамических уравнений, в то время как динамические системы, определяющие поле КЭС и относительное вертикальное смещение поверхности (ОВСП) лишь частично связаны. Полученное значение размерности вложения системы “КЭС–ОВСП” m = 12 дает оценку числа общих влияющих параметров n = (8 + 6)–12 = 2. Представленные методы и результаты могут быть использованы при построении моделей сложных геофизических процессов и развитии новых подходов и методов выделения прогностических характеристик поведения физических полей различной природы.

СВЕТЦОВ В.В. — 2007 г.

Приводятся результаты численного моделирования экспериментальных сосредоточенных взрывов в воздухе, как ядерных, так и взрывов ВВ. Вычислены спектры давления на поверхности и определена их связь с энергией поверхностных сейсмических волн и магнитудами землетрясений. Для уточнения параметров источника в Тунгусском событии 1908 г. проведено численное моделирование взрывов в атмосфере на разных высотах и вертикальных падений метеороидов и оценен их сейсмический эффект.

АКДАСОВ Э.И., БОРИСОВ А.С., БУРОВ Б.В., НУРГАЛИЕВ Д.К., ФРИДРИХ ХЕЛЛЕР, ХЕДИ ОБЕРХЕНСЛИ, ЧЕРНОВА И.Ю., ЯСОНОВ П.Г. — 2007 г.

В работе представлены результаты, демонстрирующие возможность использования палеомагнитных данных о палеовековых геомагнитных вариациях для корреляции молодых отложений. На примере голоценовых отложений Аральского моря показано, что палеомагнитные данные в комплексе с петромагнитными позволяют надежно скоррелировать разрезы из обособленных в настоящее время частей бассейна, с учетом абсолютных радиоуглеродных датировок провести корреляцию палеогидрологических событий и оценить их возраст. Установлено, что наиболее значительное падение уровня Аральского моря произошло более чем 2000–2500 лет т. н., позднее отмечены менее значительные сокращения этого водоема: около 1500 лет т. н., около 750–1050 лет т. н. и совсем недавно – около 270–500 лет т. н.

БРЕТШТЕЙН Ю.С., КЛИМОВА А.В. — 2007 г.

В статье приведены новые палеомагнитные данные по протерозойским метаморфическим и кембрийским карбонатно-терригенным комплексам Юга Дальнего Востока России (Приморья, Приамурья и Забайкалья). С учетом ранее полученных авторами результатов уточнены позиции палеомагнитного полюса, соответствующие рифейско-нижнепалеозойскому участку траектории его кажущегося движения для террейнов Амурской плиты (Аргунского и Бурея-Ханкайского орогенных поясов), в сравнении с полюсами для Сибирской и Северо-Китайской плит. Установлена относительная пространственно-временная стабильность палеоширотных позиций террейнов Амурской плиты на протяжении интервала времени от позднего рифея до конца раннего кембрия, которые располагались в приэкваториальных зонах северного и южного полушария.

АСАНИДЗЕ Б.З., ЖИДКОВ Г.В., ЩЕРБАКОВ В.П., ЩЕРБАКОВА В.В. — 2007 г.

На представительной коллекции верхнемеловых пород Грузии (24 сайта, 530 образцов) изучены магнитные свойства пород, определены палеонаправления и палеонапряженность Hдр геомагнитного поля. Показано, что носителями естественной остаточной намагниченности (NRM) являются титаномагнетиты с точками Кюри (200–350)°С, которые сохраняют первичную палеомагнитную информацию при нагревах до (300–350)°С. Характеристическая компонента NRM образцов выделяется в температурном интервале (120–350)°С. Определение Hдр выполнено по методикам Телье и Телье-Коэ, с соблюдением всех современных требований к надежности результатов такого рода. Для четырех сайтов, стратиграфический возраст которых – верхний мел (сеноман-кампан), получены новые определения палеонапряженности и рассчитаны значения виртуального дипольного магнитного момента (VDM). Показано, что на временном интервале (99.6–70.6) млн. лет величина VDM была ниже современной в два и более раз, что согласуется с основным массивом уже известных данных Hдр по этому периоду. По нашим результатам не прослеживается изменение величины Hдр на границе мелового суперхрона (CNS).

ГРАЧЕВ А.Ф., КАМЕНСКИЙ И.Л., КОЛЛМАНН Х.А., КОРЧАГИН О.А. — 2007 г.

Приведены первые результаты изучения изотопии гелия в переходном слое глин на критическом рубеже в 65 млн. лет в районе Гамс (Вост. Альпы). Показано, что отношение 3He/4He уменьшается от нижней части переходного слоя к верхней части, причем различие между самым нижним и самым верхним субслоем существенно (более чем в 10 раз) и значительно превышает погрешность измерений (5%). Наименьшие значения отношения 3He/4He соответствуют верхней части разреза, где установлены все признаки импактного события (шарики чистого никеля, алмазы, аваруит). Общий вывод из проведенной работы свидетельствует о том, что обогащение нижней части разреза Гамс 3He связано не с космическим веществом, а с изменением обстановки в области сноса, вероятнее всего с вулканической активностью, влияние которой независимо от изотопных исследований гелия установлено по аномальным содержаниям As, Pb, Cu, Zn, а также наличию частиц золота, меди и титаномагнетита, который по своему составу аналогичен титаномагнетитам из базальтов.