научный журнал по геофизике Физика Земли ISSN: 0002-3337

БЕЛИНСКАЯ А.Ю., ГАВРЫШ П.А., ПЛОТКИН В.В. — 2007 г.

Рассмотрены возможности построения по данным мировой сети обсерваторий карт латерального распределения кажущейся электропроводности на разных временных периодах. Поиск латерального распределения кажущейся электропроводности Земли производится путем согласования между собой зарегистрированных на всех станциях вариаций трех компонент геомагнитного поля. Приведены результаты обработки данных мировой сети за 1964–1968 годы по суточным геомагнитным вариациям.

ГОХБЕРГ М.Б., КОЛОСНИЦЫН Н.И., НИКОЛАЕВ А.И. — 2007 г.

Рассчитывается обусловленная электрокинетическим эффектом вертикальная компонента электрического поля в многослойной поронасыщенной среде, вызываемая приливными деформациями земной коры. На границе сред происходит скачкообразное изменение петрофизических свойств среды. Градиент порового давления на границах скачком достигает максимума и затем спадает по экспоненте, образуя своеобразный гидродинамический скин-слой. В силу электрокинетического эффекта, таким же образом ведет себя электрическое поле. По наблюдениям вертикального электрического поля, в принципе, можно определить механические свойства деформируемой среды. Величины эффектов лежат в диапазоне, доступном измерению.

ПЕРЦЕВ Б.П. — 2007 г.

Рассмотрены методы учета влияния приливных сил на гравиметрические измерения. Поправки за эффект приливных сил могут достигать более 250 мкГал. Если для учета земных приливов необходимо знание только строения Земли и положение приливообразующих небесных тел, то для правильного учета эффекта морских приливов необходимо еще и наличие котидальных карт. Влияние морских приливов вблизи побережий может достигать десятков мкГал. А при современной точности гравиметрических измерений в 1–2 мкГал для правильной интерпретации результатов их эффект необходимо учитывать наряду с другими более мелкими возмущающими факторами.

БАРАНОВ С.В. — 2007 г.

Статья посвящена приоритетному направлению цифровой сейсмологии – детектированию сейсмических сигналов в зашумленной среде. Анализируются различные постановки задачи детектирования сейсмических событий. Выявлены причины неконструктивности классической постановки задачи детектирования. Предложена адекватная общая постановка задачи обнаружения сейсмических сигналов в пространстве частота – время. Предлагается критерий автоматического определения длительности сейсмического сигнала. Предложен масштабно-временной детектор STA/LTA, использующий разложение сейсмограммы в пакет всплесков. Методика устраняет недостатки стандартной схемы и позволяет обнаруживать сейсмические события с низким отношением сигнал – шум. Рассматриваются вопросы выбора материнского вейвлета и уровня декомпозиции сейсмограмм с точки зрения физических свойств сейсмических волновых полей.

ОГАВА Я., ПОПОВА И.В. — 2007 г.

Представлен новый подход к обработке зашумленных магнитотеллурических (МТ) временных рядов, основанный на нейросетевом алгоритме, который обеспечивает структуризацию данных, устранение в них помех и искажений для последующей корректной оценки МТ функций отклика. Метод был проверен на реальных данных, загрязненных антропогенными помехами.

АНИКОВИЧ М.В., КАДЗИЛКО-ХОФМОКЛ М., ПОСПЕЛОВА Г.А., ХОФФЕКЕР ДЖ. Ф. — 2007 г.

В статье разрабатывается магнитный метод реконструкции палеоклимата времени формирования пород разреза палеолитической стоянки Костенки-12. Изложены результаты экспериментального изучения скалярных магнитных характеристик пород (СМХП) – магнитной восприимчивости, безгистерезисной остаточной намагниченности, остаточной намагниченности насыщения пород разреза. Установлено сложное поведение СМХП вдоль разреза: смена повышенных и пониженных значений. Состав магнитных минералов пород в разрезе представлен преимущественно зернами магнетита, доменная структура которых псевдооднодоменная. Величина зерен магнетита в пределах псевдооднодоменности изменяется по разрезу, увеличиваясь в нижней его половине. Построение в разном масштабе значений СМХП в верхней и нижней половинах разреза позволило четко выделить в разрезе 12 магнитозон (МЗ). Сопоставление магнитозон с палинозонами, полученными в параллельном разрезе, в целом показало сходимость данных. МЗ с повышенными значениями СМХП коррелируют с термомерами, с пониженными значениями СМХП с криомерами. Сравнение изменений значений СМХП по разрезу с кривой GRIP – зависимостью палеотемператур во времени, позволило подтвердить и уточнить возраст литологических горизонтов. В результате установлено, что по изменениям СМХП, когда основными носителями намагниченности в породах являются псевдооднодоменные зерна магнетита, несмотря на то, что величина магнитных зерен пород различна в разрезе, можно судить о палеоклиматических колебаниях времени формирования пород.

ВОДОВОЗОВ В.Ю., ГЛАДКОЧУБ Д.П., ДИДЕНКО А.Н., ДОНСКАЯ Т.В., МАЗУКАБЗОВ А.М. — 2007 г.

В статье представлены палеомагнитные результаты, полученные при изучении раннепротерозойских образований Байкальского выступа Сибирского кратона, а именно терригенно-вулканогенных пород акитканской серии Северо-Байкальского вулканоплутонического пояса (возраст 1850–1880 млн. лет) и базитовых даек чайского комплекса (1674 млн. лет), развитых в его пределах. Новые данные ориентированы на расшифровку сценария становления структуры Сибирского кратона в раннем докембрии. Полученные палеомагнитные направления образуют на сфере две группы распределения векторов характеристических компонент намагниченности, названные нами “S” (южная) и “W” (западная), соответственно. “S”-группу выполняют три статистически различающихся кластера, каждый из которых представляет первичные компоненты намагниченности разных временных уровней конца раннего протерозоя. “W”-группе соответствуют направления, связанные с метахронной намагниченностью, приобретенной, вероятно, в рифее. Получены четыре палеомагнитных полюса, два из которых отвечают понятию “ключевых” и соответствуют двум временным уровням раннего протерозоя – 1875 и 1670 млн. лет. Два других полюса могут быть использованы для детализации протерозойской части траектории кажущейся миграции полюса (ТКМП) Сибири. Представленные данные свидетельствуют о том, что в конце раннего протерозоя завершилось формирование структуры южной части Сибирского кратона, в результате чего перемещение различных блоков, слагающих его южный фланг (в частности Шарыжалгайского и Байкальского выступов), осуществлялось согласованно.

АЛЕКСАНДРОВ П.Н. — 2007 г.

Рассматривается решение прямых двумерных задач геоэлектрики анизотропных и бианизотропных сред. Задачи сводятся к решению интегро-дифференциальных уравнений, полученных с использованием интегральных преобразований Фурье и Фурье-Бесселя для горизонтально-неоднородных слоистых сред и радиально-неоднородных слоистых сред. Данный подход особенно эффективен для изучения влияния геологических структур малых размеров (таких как разломы, глинистые корки на стенках скважин и т.п.) на результаты геоэлектрических исследований.

СТАХОВСКИЙ И.Р. — 2007 г.

Приведен краткий обзор исследований структурной организации сейсмогенерирующей среды, показывающий, что вследствие процесса самоорганизации земная кора в сейсмоактивных регионах обладает фрактальной структурой. Как обобщение рассмотренных работ предложена новая математическая модель самоподобной сейсмогенерирующей структуры земной коры (модель ССС), основанная на идее согласования скейлингов трех мультифрактальных полей земной коры – разломного, сейсмического и сейсмоэнергетического. Модель ССС открыта для включения в нее мультифрактальных полей и иной физической природы.

РАДЗИМИНОВИЧ Я.Б., СЕМИНСКИЙ К.Ж. — 2007 г.

На основе анализа инструментальных данных о землетрясениях Иркутского амфитеатра (1960–2005 гг.) установлено, что их подавляющее большинство образует широкую (150–300 км) полосу рассеянной сейсмичности вдоль краевого шва Сибирской платформы. В соответствии с установленными пространственно-временными закономерностями распределения землетрясений она принадлежит к Саяно-Байкальскому сейсмическому поясу, связанному с процессом деструкции на границе крупных блоков литосферы. Полоса представляет северную периферию пояса, что наряду с большей монолитностью деформируемого субстрата является причиной резкого ослабления сейсмичности в ее пределах. Тектоническое происхождение землетрясений на столь обширной платформенной территории, отчетливые признаки наведенной сейсмичности в окрестностях водохранилищ Ангарского каскада и интенсивное народно-хозяйственное освоение региона выдвигают проблему сейсмической опасности юга Сибирской платформы в ряд наиболее актуальных направлений геодинамических исследований.

БАЛАКИНА Л.М., МОСКВИНА А.Г. — 2007 г.

Предложена интерпретация природы очагов крупнейших землетрясений Закаспия – Казанджикского 1946 г., Красноводского 1895 г. Интерпретация основана на анализе данных о геологическом строении Закаспия и всех имеющихся материалов о сейсмических проявлениях Казанджикского и Красноводского землетрясений. При интерпретации учитывались сведения о других землетрясениях региона, в том числе результаты исследования механизмов очагов. Казанджикское землетрясение состояло из двух толчков с раздельными очагами. Очаг более слабого, первого толчка располагался в структурах Большого Балхана и характеризовался взбросо-сдвиговыми движениями. Очаг второго, основного толчка, длиной 40 50 км, определивший магнитуду землетрясения M 6.9–7.0, располагался в Казанджикской впадине, в пограничной зоне Предкопетдагского прогиба и Передовой антиклинальной цепи. По своему типу и проявлению он аналогичен очагу Ашхабадского землетрясения 1948 г. Очаг Красноводского землетрясения связан с развитием прогиба в Прибалханской депрессии, располагался в земной коре, имел длину 100 120 км. В соответствии с размером очага, магнитуда Красноводского землетрясения M 7.8–8.0. Три крупнейшие землетрясения Закаспия – Ашхабадское, Казанджикское, Красноводское – обусловлены единым, продолжающимся в настоящее время тектоническим процессом развития краевых прогибов Закаспия: Предкопетдагского и Прибалханского. Этот процесс определяет ведущую сейсмогенную зону Закаспия, которая, возможно, продолжается через Каспийское море вплоть до Кавказского побережья. Сейсмогенная зона меньшего масштаба в Закаспии обусловлена продолжающимся развитием в Прибалханской депрессии куполовидных структур Прибалхано-Ливановской антиклинальной зоны. С ней связана генерация таких землетрясений как Кумдагское 1983 г. и Небитдагское (Бурунское) 1984 г.

ГОРДЕЕВ Е.И., РОГОЖИН Е.А., ЧЕБРОВ В.Н. — 2007 г.

В первые дни после сильнейшего землетрясения на севере Камчатской области произведено обследование ряда объектов на местности и в населенных пунктах Тиличики, Корф и Хаилино, входящих в эпицентральную область. Из сейсмогенных нарушений поверхности выявлены первичные и вторичные сейсмодислокации. Обнаружен выход сейсмического очага на поверхность в виде протяженного сейсморазрыва, прослеженная длина которого составляет около 140 км. Обследованы поселки с целью выяснения макросейсмического эффекта, составлены карты и планы размещения основных типов дислокаций. Сетью сейсмических станций Камчатки и востока России проведена регистрация нескольких тысяч повторных толчков. Собранные данные позволяют составить представление о структуре очага и его тектонической позиции на активной континентальной окраине Азии.

КРОНРОД В.А., КУСКОВ О.Л. — 2007 г.

Предложена новая модель внутреннего строения литосферы Каапваальского кратона. На основе методов химической термодинамики построены профили химического состава, температуры, плотности и скоростей распространения поперечных волн на глубинах 100–300 км. На профиле S-волн обнаружена твердофазная зона пониженных скоростей в интервале глубин 150–260 км. Профили температуры выведены из абсолютных скоростей P- и S-волн с учетом фазовых превращений, ангармонизма и эффектов неупругости. Исследована чувствительность сейсмических моделей к составу и показано, что относительно небольшие вариации в составе южно-африканских ксенолитов приводят к латеральным вариациям по температуре 200°C. Обращение ряда сейсмических профилей (в том числе, IASP91) при фиксированном валовом составе (гранатовых перидотитов, вещества примитивной мантии) приводит к инверсии температуры на глубинах 200–250 км, что лишено физического смысла. Предполагается, что инверсия температуры может быть исключена постепенной фертилизацией мантии по глубине. В этом случае литосфера кратона должна быть стратифицирована по химическому составу. Деплетированная литосфера, сложенная гранатовым перидотитом, существует до глубин 175–200 км. На глубинах 200–250 км литосферный материал обогащен базальтоидными компонентами (FeO, Al2O3, CaO) по сравнению с веществом гранатовых перидотитов, но одновременно обеднен этими же компонентами по сравнению с фертильным веществом подстилающей примитивной мантии. На глубине порядка 275 км вещество корня кратона не отличается по своим физическим и химическим характеристикам от состава нормальной мантии, что позволяет оценить мощность литосферы в 275 км. Полученные результаты сопоставлены с данными сейсмологии, геотермии и термобарометрии.

ПАВЕРМАН В.И., ПАВЛОВ В.Э., ШАЦИЛЛО А.В. — 2007 г.

Представлены результаты палеомагнитного исследования силура Нюйско-Березовского фациального района (р. Нюя и Лена, Восточная Сибирь). Изучены пестроцветные осадочные породы меутской и курунгской серий (лландовери, венлок и низы лудлова). По результатам детального терморазмагничивания коллекций выделены две стабильные компоненты намагниченности, одна из них (Ds = 193.8; Is = 19.2; k = 10.7; alfa95 = 6.1), биполярная, и сформировалась, вероятно, во время или вскоре после образования пород, т.е. в раннем – начале позднего силура. Вторая (Ds = 199.1; Is = = 39.5; k = 19.8; alfa95 = 5.3), монополярная компонента, является, по всей видимости, метахронной, время ее образования может быть ограничено концом раннего – средним девоном. На основе полученных палеомагнитных данных оценены палеоширотное положение и кинематика перемещений Сибири в среднем палеозое. Рассчитанные палеомагнитные полюсы позволяют уточнить среднепалеозойский сегмент кажущейся миграции полюса (КМП) Сибирской платформы.

РЕШЕТНЯК М.Ю. — 2007 г.

Рассмотрена модель динамо для несжимаемой жидкости в прямоугольном быстровращающемся ящике. Модель основана на псевдо-спектральном методе, адаптированном для многопроцессорной техники. Исследовано как вращение в моделях Буссинеска влияет на некоторые базовые характеристики течений: пространственную форму полей, генерацию спиральности, спектры полей. Отдельно рассмотрен механизм стабилизации роста магнитного поля при выходе на нелинейный режим. Полученные результаты представляют интерес для понимания процессов магнитоконвекции в ядрах планет.

ГОРДИЕНКО В.В., ГОРДИЕНКО И.В., ЛОГВИНОВ И.М. — 2007 г.

В работе изложены сведения о распределении глубинного теплового потока на территории Украины, тепловых моделях тектоносферы и объектах повышенной электропроводности в коре и мантии, которые преимущественно связаны с частичным плавлением и дегидратацией пород.

БОЙКО А.Н., ГАВРИЛОВ С.В. — 2007 г.

В приближении теории погранслоя построена численная модель термомеханического состояния “холодной” верхней мантии у умеренно-быстро раздвигающегося срединно–океанического хребта. Условие формирования рифтовой долины приводит к ограничению температуры и показывает, какое распределение температуры отвечает “холодной” верхней мантии. С учетом зависимости реологии мантии от давления, температуры и вязких напряжений модельные распределения давления и нормальных вязких напряжений на подошве литосферы таковы, что вызываемый ими изгиб неоднородной литосферы у срединно–океанического хребта формирует топографию океанского дна, типичную для рифтовой долины глубиной несколько сот метров при скорости спрединга 2.5 см/год, характерной для Атлантического океана. Модельная ширина рифтовой долины ( 10 15 км) достаточно хорошо согласуется с наблюдениями. Модель согласуется с типичными величинами теплового потока, наблюдаемыми в зоне спрединга.

БУРАХОВИЧ Т.К., КУЛИК С.Н. — 2007 г.

По экспериментальным данным МВП построена трехмерная геоэлектрическая модель земной коры Украинского щита. Аномалии высокой электропроводности располагаются на глубинах от поверхности фундамента до 30 км с удельным электрическим сопротивлением от 1 до 100 Ом м. В верхней мантии юго-западной части УЩ предполагается существование с верхней кромкой на глубине 70 км слоя высокой электропроводности с = 25 Ом м.

ФУНТИКОВ А.И. — 2007 г.

Результаты ударно-волновых исследований сплавов железа с кремнием сопоставляются с данными статических измерений. Рассмотрена возможность представления данных и параметров уравнения состояния в виде интерполяционных зависимостей от атомной доли входящих в сплав компонентов. Полученные данные использованы для расчета ударных адиабат с разным содержанием кремния и сравнения с имеющимися модельными представлениями о распределении плотности во внешнем ядре Земли.

БОРОДИНА Т.И., ЖУК А.З., МИЛЯВСКИЙ В.В., САЗОНОВА Л.В., СОКОЛОВ С.Н. — 2007 г.

Проведено экспериментальное исследование характера ударного метаморфизма плагиоклаза и амфибола разного химического состава из кристаллических сланцев амфиболитовой и гранулитовой фаций при ударно-волновом нагружении в стальных ампулах сохранения плоской геометрии. Максимальное ударное давление достигалось в течение нескольких циркуляций волн в образце (ступенчатое ударно-волновое сжатие) и изменялось в диапазоне 26–52 ГПа. Сохраненные образцы исследовались методами сканирующей электронной микроскопии, микрозондового и рентгенофазового анализа. Установлено, что повышение содержания фтора, титана и калия в составе амфибола, как и понижение содержания кальция в составе плагиоклаза, делает эти минералы более устойчивыми к воздействию ударных волн. Показано, что уже на твердофазной стадии преобразования в плагиоклазе и амфиболе начинается миграция некоторых химических элементов, усиливающаяся на стадии плавления. Установлено, что изотропизация плагиоклаза происходит по двум различным механизмам: при относительно низких давлениях изотропизация обусловлена дроблением вещества на микроуровне и сопровождается образованием маскелинита – типичного минерала метеоритов и пород астроблем. При более высоких давлениях изотропизация связана с аморфизацией вещества в результате плавления.