научный журнал по геофизике Физика Земли ISSN: 0002-3337

БАРАНОВ А.А., ТРУБИЦЫН В.П., ХАРЫБИН Е.В. — 2007 г.

Легкие континенты и острова с толщиной коры свыше 30 км плавают на конвективной мантии, в то же время тонкая базальтовая океаническая кора целиком затягивается в мантию в зонах субдукции. Толщина нормальной океанической коры составляет 7 км. Однако в мантию затягиваются также и аномально толстые базальтовые плато, возникшие при внедрении мантийных плюмов в движущиеся океанические литосферные плиты. Одним из крупнейших базальтовых плато является плато Онтонг Джава на Тихоокеанской плите. Оно возникло при внедрении в плиту гигантского суперплюма 100 млн. лет тому назад. Несмотря на большую толщину (в среднем около 30 км), плато Онтонг Джава продолжает испытывать медленную субдукцию. В работе на основе численного моделирования анализируется процесс субдукции океанической коры при различной интенсивности мантийной конвекции, плотности и толщины коры, ее вязкости, а также ее формы. Даже упрощенная модель термокомпозиционной конвекции в верхней мантии позволяет объяснить наблюдаемое затягивание в мантию океанической коры и осадков и плавание на мантии континентальной коры.

ГЕЙЕР М.А., ЯНОВСКАЯ Т.Б. — 2007 г.

Вследствие латеральной неоднородности верхней толщи Земли трассы поверхностных волн отклоняются от дуг большого круга. Сферичность Земли приводит к тому, что на полусфере противоположной эпицентру трассы пересекаются и образуются каустики, состоящие из двух ветвей, образующих острие в точке их касания. Это не позволяет анализировать поле поверхностных волн на расстояниях больших 90° в рамках лучевых представлений. Асимптотический подход к анализу поля в окрестности таких каустик крайне сложен для численной реализации. Трудности такого подхода к расчету поля усугубляются тем, что в отдельных областях происходит наложение таких каустик. Поэтому для анализа поля предлагается использовать теорему представления, которая состоит в том, что поле внутри некоторого контура выражается в виде интеграла, подынтегральная функция в котором содержит значения самой функции, ее производной по нормали на контуре и функцию Грина. Поле на контуре (окружности, ограничивающей полусферу с центром в эпицентре) вычисляется на основе лучевого метода, поскольку на этой полусфере лучи не пересекаются. Эти данные используются для построения поля на противоположной полусфере. Эта полусфера предполагается латерально однородной, что позволяет построить для нее функцию Грина. Это ограничение не слишком существенно, так как конфигурация лучей и каустик на этой полусфере определяется главным образом полем на окружности. Интеграл в теореме представления вычисляется численно. Приводятся численные примеры для моделей, в которых образуется одна и две накладывающихся друг на друга каустики. На основе этих расчетов делаются выводы о вариациях амплитуды и фазы волны. Рассчитаны также поля волн Релея в модели реальной Земли. Делается вывод о том, что в отдельных точках спектр волны Релея может быть сильно искажен за счет того, что каустики, соответствующие разным периодам, имеют разную форму.

ГОЛИЦЫН Г.С. — 2007 г.

В работе оценивается энергетический цикл геодинамики, а именно, какая доля геотермического потока идет на скорость генерации кинетической энергии конвективных движений в мантии и какая доля – на создание напряжений в коре, высвобождаемых потом в процессе землетрясений. Из теоретических соображений следует, что порядка половины геотермического потока должно идти на генерацию движений в мантии, а на сейсмический процесс эта доля оценена величиной порядка 0.5% от полного потока тепла из недр Земли. Это сделано с использованием данных глобальных каталогов землетрясений. Для вулканических процессов эта доля еще на два порядка меньше. Образование рельефа земной поверхности требует мощности, сопоставимой с затратами на сейсмику.

ЗОТОВ О.Д. — 2007 г.

Сделана попытка обнаружить так называемый “эффект выходных дней” в вариациях сейсмической активности, предположительно связанный с человеческой деятельностью. Путем статистического анализа мирового каталога землетрясений показано, что такой эффект, вероятно, существует. Методом синхронного детектирования обнаружено, что максимум семидневной вариации числа землетрясений с магнитудой M 5.0 приходится на воскресение, причем относительная амплитуда вариации составляет около 5%. Не удалось найти убедительной физической интерпретации эффекта. Предположительно эффект связан с семидневным циклом индустриальной активности.

ЛУКК А.А., ШЕВЧЕНКО В.И. — 2004 г.

В земной коре Таджикской депрессии на территории Гармского геодинамического полигона Института физики Земли АН СССР по фокальным механизмам очагов землетрясений и геологическим данным ранее установлены напряжения субгоризонтального сжатия, ориентированные вкрест простирания тектонических структур, формирование которых, как полагают многие исследователи, обусловлено конвергенцией Евразиатской и Индийской литосферных плит. Авторами был предложен дополнительный, локальный механизм деформирования толщи слоистых пород депрессии. В настоящей статье, в развитие имеющихся представлений, рассматриваются результаты реконструкции сейсмотектонической деформации, выполненной на базе фокальных механизмов землетрясений (M ≥ 1) на глубинах 25-35 км в осевой части депрессии. Эти результаты свидетельствуют о дивергентном субгоризонтальном раздвижении материала слоистых пород депрессии на указанных глубинах. Такое раздвижение на дневной поверхности подтверждено повторными геодезическими измерениями на достаточно протяженном временном интервале. В качестве возможной причины подобного раздвижения предлагается увеличение объема слоистых пород, связанное с привносом в них дополнительного минерального материала глубинными флюидами из низов коры, а возможно, и из верхов мантии. Обусловленные этими причинами напряжения субгоризонтального распора воспринимаются как напряжения субгоризонтального сжатия.

ШОЛПО М.Е. — 2004 г.

Посредством численного моделирования исследовано влияние хорошо проводящих глубинных и поверхностных слоев Земли на чувствительность МТ-кажущегося сопротивления р к к изменению сопротивления проводящего корового слоя. Предложен способ определения величины ответственных за наблюдаемые вариации Δρ κ относительных изменении сопротивления одного из элементов хорошо изученной геоэлектрической структуры. Указана возможность разделения вкладов различных элементов структуры в наблюдаемые на ее поверхности Δρ κ. Результаты моделирования использованы для количественной оценки относительных изменении сопротивления горных пород, ответственных за наблюдавшиеся на Кольском полуострове вариации кажущегося сопротивления в волновой зоне контролируемого источника Моделирование, р к-мониторинг, практическое применение.

ЖАРИКОВ А.В., ЗАМЯТИНА Н.В., ИВАНКИНА Т.И., КАЗАНСКИЙ В.И., ЛОБАНОВ К.В., НИКИТИН А.Н. — 2004 г.

Приведены результаты полного количественного текстурного анализа образцов амфиболитов и гнейсов из керна Кольской сверхглубокой скважины и их аналогов с поверхности, полученные на основе нейтронографических измерений. Преимущественная ориентировка основных породообразующих минералов в составе амфиболитов и гнейсов представлена в виде полюсных фигур базовых кристаллографических плоскостей. Показаны принципиальные преимущества нейтронографического текстурного анализа многофазных поликристаллических образцов, сложенных низкосимметричными минералами. Приведены результаты моделирования пространственного распределения скоростей продольных упругих волн образцов по данным нейтронографического текстурного анализа. Установлено различное влияние текстур минеральных компонент на характер анизотропии упругих свойств объемных образцов. Высказано предположение о связи характера наложения и типов текстур различных минералов в породе с различными этапами тектонических и метаморфических процессов, приводящих к текстурообразованию.

ЗЫКИНА В.С., КАЗАНСКИЙ А.Ю., МАТАСОВА Г.Г. — 2004 г.

Приводятся результаты изучения анизотропии магнитной восприимчивости (AMS) и магнитной текстуры лессов и ископаемых почв разреза Белово (южная часть Западной Сибири), анализируется влияние магнитной анизотропии на остаточную намагниченность пород. Установлена зависимость магнитной текстуры (преобладающая форма магнитного зерна, направления главных осей эллипсоида AMS) от геолого-геоморфологических факторов (направление палеоветров, простирание увала, воздействие склоновых процессов) и особенностей формирования отложений (лессонакопление, почвообразование). Высказано предположение о различии гранулометрического состава магнитных фракций, ответственных за образование магнитной анизотропии и остаточной намагниченности в разрезе Белово. Обсуждены условия сокращения (до полного уничтожения) записи экскурсов геомагнитного поля в остаточной намагниченности лессово-почвенных серий. Ключевые слова: Анизотропия магнитной восприимчивости, магнитная текстура, лессонакопление, почвообразование, остаточная намагниченность.

РОГОЖИН Е.А. — 2004 г.

Приводятся данные о размерах и форме блоков разных рангов по данным Карты линеаментов и блоков на территории Северной Евразии, составленной на основе дешифрирования космических снимков. Подчеркивается специфический характер плотности линеаментной сети, преобладающих простираний линеаментов и размерности блоков земной коры в пределах разных тектонических подразделений - разновозрастных подвижных горно-складчатых систем, предгорных и межгорных прогибов, древних и молодых платформ. Делается вывод, что в распределении блоков коры на территории Восточно-Европейской платформы присутствует фрактальная закономерность. То есть устанавливается самоподобие блоков по размерам в широком диапазоне значений их площади. Делаются заключения о структурном контроле, осуществляемом иерархически соподчиненной системой блоков в геолого-геофизической среде, за проявлениями сейсмичности в разных регионах.

БУРЛАЦКАЯ С.П., БУРЛАЦКИЙ А.Ф., Ф БУРЛАЦКИЙ С. — 2004 г.

На основе мировых археомагнитных определений для 14 крупных регионов для последних 6 тыс. лет с помощью формального - математического преобразования были рассчитаны значения недипольного поля для величины наклонения 1 н.д. и склонения Б н.д.. Синусоидального вида кривые имеют размах колебаний 20° для I и 40° для D. Показано, что основным колебанием в 1 н.д.. является глобальное 600-летнее колебание. В D н.д. это колебание также присутствует. Вторым быстрым изменением, присущим как 1 н.д., так и D н.д., является 360-летнее региональное колебание. Быстрые вековые вариации геомагнитного поля отражают недипольную часть геомагнитного поля Земли. Показано, что движение магнитного центра внутри Земли проявляется на поверхности Земли 600-летними изменениями глобального характера. Согласованность изменения 360-летней вариации недипольного поля с картиной изолиний поля мировых аномалий дает основание (гипотетически) считать эти явления взаимосвязанными, а возможно, и подчиненными одно другому: вариации недипольного поля -следствие влияния поля мировых аномалий.

СОБОЛЕВ Г.А. — 2004 г.

Исследованы записи широкополосной станции IRIS “Петропавловск” на Камчатке перед Кроноцким землетрясением 5 декабря 1997 года с магнитудой 7.7. Обнаружено появление периодических колебаний фона микросейсм во время форшокового процесса в диапазоне периодов от 10 до 100 минут. Амплитуда колебаний и их преобладающий период были непостоянны во времени. Отмечены приуроченность возникновения колебаний к сильным форшокам с энергетическим классом K > 11 с некоторой временной задержкой. Аналогичных колебаний не зарегистрировано в этот период по записям удаленной станции Арти. Обсуждаются возможные механизмы в рамках представления о метастабильном состоянии камчатской сейсмоактивной зоны и концепции самоорганизованной критичности.

СТАХОВСКИЙ И.Р. — 2004 г.

Методом численного анализа данных сейсмических каталогов показано, что в каждой точке двумерного пространства сейсмическое (характеризующее пространственное распределение эпицентров землетрясений) и сейсмоэнергетическое (характеризующее пространственное распределение сейсмической энергии) поля связаны между собой действием закона Гутенберга-Рихтера, что приводит к линейной зависимости между значениями индексов сингулярности сейсмических и сейсмоэнергетических полей в одних и тех же точках пространства. Тем самым, пространственный и энергетический скейлинги связаны между собой в рамках общей структуры сейсмического процесса. Исследованные соотношения между параметрами энергетического и пространственного скейлингов сейсмического процесса могут быть названы обобщенным скейлинговым законом сейсмичности.

ВИНОГРАДОВ С.Д. — 2004 г.

В работе представлены результаты экспериментов на твердых двухмерных моделях единичного сдвигового разрыва. Движение берегов разрыва под действием статической нагрузки было неравномерным, на фоне гладкого скольжения возникали отдельные скачки, сопровождавшиеся излучением акустических импульсов. Эксперименты проводились с вибрационным воздействием и без него. Сопоставление показало, что под воздействием вибрации на разрыв меняется режим возникновения скачков смещения берегов разрыва. Значимо меняется доля скачкообразного движения в величине полного смещения берегов разрыва.

ВЕЛИКАНОВ Д.С., ВЕЧФИНСКИЙ В.С., ГАГАРКИН С.В. — 2004 г.

В работе приводятся результаты исследований влияния давления на температурную память наведенной магнитной анизотропии (НМА) магнетитсодержащих пород. Показано, что давление, в присутствии которого в магнитных минералах создавалась НМА, затрудняет последующее определение температуры, до которой проходил нагрев породы.

АБСАЛЯМОВ С.С. — 2004 г.

Приведены результаты экспериментального изучения температурной зависимости намагниченности насыщения и фазового состава микрокристаллического порошка гематита, полученного сдвиговым воздействием под повышенным квазивсесторонним давлением. Установлено, что при нагреве в вакууме микрокристаллического порошка гематита, начиная с 330°С, наблюдается его частичное восстановление с образованием маггемита, магнетита и железа. Показано, что фазовая неустойчивость гематита зависит от размеров частиц.

МОЛОДЕНСКИЙ С.М. — 2004 г.

Приводятся результаты численных расчетов среднеквадратических отклонений теоретических и наблюденных амплитуд нутаций для весьма большого (~10 4) количества пробных моделей Земли, различающихся величиной электромагнитной связи твердое ядро-жидкое ядро-оболочка и величиной безразмерного “коэффициента неупругости нижней мантии” K m, определяющего отношение величины коэффициента эффективной жесткости нижней мантии λ 2 (к воздействию объемных сил приливного типа) для колебаний с периодом в одни сутки к значению того же коэффициента для колебаний с периодом 200 с. Найдены области допустимых значений параметров, для которых невязки теоретических и наблюденных амплитуд нутаций не превосходят ошибок наблюдений.

МОЛОДЕНСКИЙ С.М. — 2004 г.

Погрешности современных наблюдений амплитуд вынужденной нутации (порядка 20 микросекунд дуги) значительно меньше не только динамических эффектов жидкого ядра Земли, но и эффектов неупругости мантии, динамических эффектов твердого внутреннего ядра и возможных эффектов вязкой и электромагнитной связи между жидким ядром, внутренним твердым ядром и мантией. Это открывает новые возможности исследования механических свойств, а также электропроводности мантии и твердого внутреннего ядра в диапазоне сверхнизких частот по астрометрическим данным. Интерпретация современных данных об амплитудах и фазах вынужденной нутации Земли не может быть вполне однозначной, т.к. (1) неизвестно, какова роль электромагнитной связи между ядром и мантией по сравнению со связью, обусловленной вязким трением в ядре на границе с мантией, и (2) неизвестна зависимость функции крипа мантии от частоты в области низких частот. Эффекты электромагнитной и вязкой связи можно в значительной степени разделить, если привлечь высокоточные данные о приливных изменениях силы тяжести в близсуточном диапазоне и учесть различия во влиянии вязкой и электромагнитной связи на амплитуды и фазы вынужденной нутации и на приливные изменения силы тяжести. Ниже получены основные соотношения, определяющие влияние электромагнитной связи между мантией, внешним жидким ядром и внутренним твердым ядром на амплитуды и фазы вынужденной нутации. Во второй части статьи построены области возможных значений функции крипа нижней мантии в диапазоне периодов от часа до суток и эффективных динамических сжатий границ жидкое ядро-мантия и жидкое ядро-твердое внутреннее ядро (характеризующих эллиптичность границ внутреннего ядра, внешнего ядра и мантии, а также величину электромагнитной связи между жидким ядром, мантией и твердым внутренним ядром), которые не противоречат всей совокупности имеющихся данных о вынужденной нутации Земли.

ИВАНОВ В.В., КУГАЕНКО Ю.А., САЛТЫКОВ В.А. — 2004 г.

Предполагается, что приливные эффекты в характеристиках сейсмичности имеют временный характер и зависят от ряда факторов, одним из которых может быть изменение напряженного состояния среды в период подготовки сильного землетрясения. Рассматривается фоновая сейсмичность, предшествующая сильному землетрясению с магнитудой M = 7.0, в пространственной области, окружающей очаг этого землетрясения, где напряженное состояние среды меняется в наибольшей степени, и ожидаемые приливные эффекты могут проявиться наиболее ярко. Описана методика выделения пространственно-временных зон со статистически значимыми приливными эффектами. Представлены результаты применения этой методики. Показано, что в течение нескольких лет перед сильным землетрясением вблизи будущего очага существуют зоны, где наблюдается соответствие слабых (M > 2.6) землетрясений фиксированным значениям фаз основных приливных волн. При этом рассматриваются следующие приливные волны: O 1 (период T = 25.82 ч), K 1 (T = 23.93 ч), P 1 (T = = 24.07 ч), Q 1 (T = 26.87 ч), M 2 (T = 12.42 ч), S 2 (T = 12.00 ч), N 2 (Т = 12.6б ч). Отклик слабой сейсмичности на воздействие различных приливных волн не одинаков. Волны O 1, M 2, N 2 проявляются наиболее значимо. Размер выделенных зон сравним с размерами очага.

ДИДЕНКО А.Н., ПИЛИПЕНКО О.В., ТРУБИХИН В.М., ФЕЙН А.Г., ШАРОНОВА З.В. — 2004 г.

Проведено палеомагнитное исследование образцов пород лессово-почвенного разреза Роксоланы (Украина), охватывающего врeмeннoй интервал 75-6 тыс. лет. Получены кривые, отражающие поведение относительной палеонапряженности в указанный интервал врeмeни, и кривые угловых элементов гeoмaгнитнoгo поля, на которых выделяется aнoмaльнoe направление ~35-30 тыс. лет томy назад. Aнoмaльнoe направление можно сопоставить с эκсκyрсoм Моно.

ДЕЩЕРЕВСКИЙ А.В., ЖУРАВЛЁВ В.И. — 2004 г.

Анализируются свойства временных рядов суточных чисел микроземлетрясений (M < 1), зарегистрированных сейсмостанциями Гармского полигона. Каждое значение ряда - количество слабых землетрясений, произошедших за сутки в непосредственной близости от сейсмической станции. Для всех рассмотренных рядов функция распределения резко асимметрична. Предложены алгебраические преобразования, нормализующие функцию распределения. На большинстве Фурье-спектров исходных и модифицированных рядов чисел микроземлетрясений уверенно выделяется годовой период. С разной долей надежности на некоторых станциях выделяются периоды 6, 9, 4-4.5 месяцев. Сезонная составляющая значительно интенсивнее, чем на спектрах рядов чисел сейсмических событий общего каталога землетрясений. Достоверность годовой периодичности подтверждается анализом по методу периодограмм (модифицированная схема Бюй-Бало). Кривые сезонного хода сейсмической эмиссии имеют сложный вид и заметно отличаются от отрезка синуса. Временные сдвиги между сезонными ходами на различных станциях не превышают 1-2 мес. и в целом можно говорить о высокой когерентности сезонного хода в пределах полигона. Рассматривается возможность представления рядов чисел землетрясений в виде комбинации сезонной и остаточной компонент, вторая из которых обладает явными скейлинговыми свойствами. Анализ корреляционных функций указывает на существование отличных от сезонных факторов общих причин, вызывающих появление микроземлетрясений на разных станциях.