научный журнал по геофизике Физика Земли ISSN: 0002-3337

ГУЛЬЕЛЬМИ А.В., ЗОТОВ О.Д., СОБИСЕВИЧ А.Л. — 2013 г.

Предложена простая классификация магнитных предвестников землетрясений. Использованы высокоширотные наблюдения так называемых Big Magnetic Pulses, или сокращенно BMP, которые спорадически возникают на спокойном магнитном фоне и представляют собой изолированные магнитные импульсы большой амплитуды, для поиска возможной связи BMP с землетрясениями. Методом наложения эпох показано, что после BMP сейсмическая активность несколько повышается. Широкий максимум активности землетрясений наблюдается в первые часы после BMP. Тем самым, по-видимому, найдена новая разновидность магнитных предвестников. Подчеркнуто, что вопрос о механизмах связи BMP с землетрясениями остается открытым.

ШАЛИМОВ С.Л. — 2013 г.

Теоретически обоснована зависимость (полученная эмпирически рядом авторов из результатов численного моделирования конвективного динамо) интенсивности геомагнитного поля от мощности тепловой конвекции в жидком ядре Земли. Эта зависимость использована для оценки характерного времени развития джерков.

СОБОЛЕВ Г.А. — 2013 г.

По записям широкополосных сейсмических станций исследованы колебания Земли, возникшие после землетрясений Суматра, 26.12.2004, М = 9.2; Чили, 27.02.2010, М = 8.8; Тохоку, 11.03, 2011, М = 9.0. Наибольшее внимание уделено полосе с периодом 20.46 мин, включающей моду радиальных собственных колебаний 0S0. В диапазоне, свойственном собственным колебаниям Земли, выявлена задержка формирования колебаний по мере увеличения их периода. Обнаружены пульсации полосы 20.46 мин периодами 127–129 минут, проявляющиеся в интервале от 5 до 7 суток после землетрясения. Отмечены различия в закономерностях затухания амплитуды полосы 20.46 мин на станциях, расположенных в зонах с различной тектонической активностью. Перечисленные выше особенности проявляются при переборе разных станций и разных землетрясений.

АГАЯН С.М., ГВИШИАНИ А.Д., ДЗЕБОЕВ Б.А. — 2013 г.

При помощи алгоритмической системы FCAZ (Fuzzy clustering and zoning), разработанной авторами в Геофизическом центре РАН, выполнена кластеризация эпицентров землетрясений на Кавказе с магнитудой М 3.0 и построены зоны, в пределах которых возможно возникновение эпицентров землетрясения с М 5.0. Распознанные таким образом зоны хорошо согласуются с расположением эпицентров землетрясений с М 5.0. Проведено сравнение распознанных зон с зонами, ранее распознанными А.Д. Гвишиани и др. в 1988 г. при помощи метода EPA (Earthquake-prone areas recognition). Сравнение показало, что распознанные системой FCAZ зоны по большей части лежат внутри EPA-зон. Также проведено сравнение FCAZ-зон с зонами, полученными ранее с использованием гравиметрических и геологических данных. Наблюдается хорошее соответствие результатов, полученных разными способами. Важной особенностью алгоритмической системы FCAZ (Fuzzy clustering and zoning) является то, что она имеет своим ядром алгоритм объективной классификации DPS и использует исключительно информацию об эпицентрах землетрясений.

СТЕПАНОВА И.Э. — 2013 г.

В статье рассматривается методика решения обратных задач геофизики по нахождению формы аномалиеобразующих тел с помощью исследования бездисперсионной цепочки иерархий Тоды. Поиск неизвестных геометрических параметров сводится к решению системы дифференциальных уравнений, являющейся аналогом динамических систем.

СИДОРОВ В.К., ТАРАНТИН М.В. — 2013 г.

В статье доказывается возможность образования самого большого спектрального максимума сейсмических шумов с пиковой частотой в области 0.14–0.22 Гц в результате низкочастотного рассеяния энергии упругих волн в горных породах. Согласно такому механизму, в двухкомпонентной среде, каковой можно считать горную породу (твердая часть плюс поровая вода), энергия упругих волн рассеивается в виде низкочастотных импульсов, частоты которых тем ниже, чем меньше коэффициент пористости. При этом предполагается, что в области частот выше 6 Гц постоянно происходят маломощные сейсмические события, рассеянная энергия которых и служит источником низкочастотных шумов.

КИССИН И.Г. — 2013 г.

Исследования по прогнозу землетрясений, достигшие наиболее широкого развития в последней четверти прошлого века, не привели к решению этой проблемы. В статье рассматриваются причины этого и сделан вывод о необходимости серьезной перестройки исследований и системного подхода к их дальнейшему развитию. Системный подход широко используется при решении сложных, многокомпонентных проблем. Применительно к прогнозу землетрясений он позволит выяснить слабые места исследований, определить необходимый объем наблюдений, перейти от мало обоснованных попыток прогноза к планомерному изучению всех направлений проблемы, которые служат базой для прогноза. Обсуждаются современное состояние проблемы и составляющих ее подсистем – геофизической среды и ее напряженно-деформированного состояния. Освещены вопросы, не привлекавшие до сих пор должного внимания – взаимосвязь землетрясений и путей миграции флюидов, а также достоверность предвестников и причины их несоответствия параметрам сейсмического разрыва. Сделан вывод, что состояние наблюдательных сетей, сейсмических и по геофизическим полям, не может обеспечить регистрацию признаков подготовки землетрясений и обеспечить основу для прогноза сильных землетрясений.

ГУЛЬЕЛЬМИ А.В., ЗОТОВ О.Д. — 2013 г.

Так называемый эффект часовых меток, который представляет собой одно из проявлений антропогенного воздействия на литосферу, первоначально был обнаружен при обработке каталогов землетрясений методом синхронного накопления. При попытке выявить эффект методом спектрального анализа мы столкнулись с интересной особенностью глобальной сейсмичности. А именно, в спектре сейсмической активности действительно наблюдается пик на частоте 0.277 мГц, имеющий явно антропогенное происхождение (эффект часовых меток). Однако вместе с этим наблюдается более мощный пик на частоте 0.309 мГц, то есть на периоде 54 минуты. Независимым образом указанный период выявлен нами в последовательности афтершоков в эпицентральных зонах сильных землетрясений, а также в вариациях сейсмичности в антиподных зонах. Период 54 минут совпадает с периодом фундаментальной моды 0S2 собственных колебаний Земли. Высказано предположение о том, что колебания Земли как целого приводят к слабой, но обнаружимой модуляции сейсмической активности.

БОЛОТИН Ю.В., ГОЛОВАН А.А., КЛЕВЦОВ В.В., КОНЕШОВ В.Н., КОНЕШОВ И.В., МАКУШИН А.В., СМОЛЛЕР Ю.Л., ЮРИСТ С.Ш. — 2013 г.

В статье описаны варианты аппаратуры и методических приемов при проверке моделей аномалий гравитационного поля с помощью контрольных аэрогравиметрических съемок на полярных шапках Земли. Показаны особенности выполнения съемочных профилей и расстановки базовых станций, описаны необходимые изменения конструкций аэрогравиметрических комплексов при проведении работ в высоких широтах.

СЫЧЕВА Н.К., ЩЕРБАКОВ В.П. — 2013 г.

На основе детального анализа данных об интенсивности геомагнитного диполя и частоте его инверсий, представленных в современных мировых базах данных по палеонапряженности, приведены аргументы в пользу справедливости гипотезы о существовании отрицательной корреляции между средней величиной VDM и частотой инверсий на интервале времени 5–100 млн. лет назад. Однако, статистический уровень доверия этой гипотезы составляет только 60–70%, что значительно ниже 95% – стандартного требования к величине уровня доверия для того, чтобы гипотеза считалась статистически достоверной. На высоком уровне доверия, превышающем 99%, подтверждено наличие положительной корреляции между средней величиной и дисперсией виртуального дипольного момента (VDM) для ряда интервалов постоянной полярности в кайнозое и мезозое. Это наблюдение означает, что функция распределения величин VDM на этих интервалах времени заведомо негауссова и описывается скорее гамма или логнормальным распределениями. Вместе с тем, гистограмма VDM для эпохи Брюнеса, в отличие от более древних, описывается скорее нормальным распределением. Сравнение выводов нашего анализа с результатами, опубликованными в литературе по численному моделированию работы геодинамо, показало их непротиворечивость в отношении возможного существования отрицательной корреляции между средней величиной VDM и частотой инверсий и отсутствия корреляции между средней VDM и длиной интервала постоянной полярности.

АБРАМОВА Л.М., ВАРЕНЦОВ ИВ. М., ПАЛЬШИН Н.А. — 2013 г.

История Всесоюзных Школ-семинаров по электромагнитной (ЭМ) индукции, определивших развитие данной области геофизики, насчитывает более сорока лет. Инициаторами “школьного” движения в конце 60-х годов стали молодые доктора наук М.Н. Бердичевский, Л.Л. Ваньян и В.И. Дмитриев. Формат Школ должен был объединить академическую, вузовскую и производственную общественность и предполагал не только лекции ведущих ученых и широкий спектр научных докладов по актуальным проблемам, но и возможность интенсивного неформального общения участников. К организации Школ подключились институты АН СССР и союзных республик (ИЗМИРАН, ИОРАН, ИФЗ, МГК и др.), МГУ им. М.В. Ломоносова, многие другие ВУЗы, НИИ и производственные организации СССР.

КЕВОРКЯНЦ С.С. — 2013 г.

Работа посвящена вопросу обобщения решения системы однородных уравнений Био, полученного им для векторов смещения плоских монохроматических упругих волн в однородной безграничной двухфазной среде на случай, когда область распространения волн ограничена, а волновой фронт представляет кусочно-гладкую кривую поверхность. Показано, что произвольная система однородных уравнений Био для векторов смещения твердой и жидкой фазы может быть сведена к трем разным уравнениям из класса уравнений Гельмгольца, из чего следует, что независимо от геометрии фронтов сейсмических волн и границ изучаемой однородной двухфазной среды: 1) каждый из векторов смещения (твердой фазы и жидкой фазы) распадается на три независимых вектора, удовлетворяющих трем разным уравнениям Гельмгольца, из которых два вектора представляют соответственно два типа продольных волн – быстрые волны (первого рода) и медленные волны (второго рода), а третий – поперечные волны; 2) однотипные (представляющие один тип волн) составляющие векторов смещения твердой и жидкой фаз удовлетворяют одному и тому же однородному уравнению Гельмгольца и связаны друг с другом соответствующим скалярным множителем, выражаемым через коэффициенты уравнений Био. Учет установленных свойств векторов смещения твердой и жидкой фазы может быть полезен при решении задач расчетов упругих полей произвольных источников в кусочно-однородных двухфазных средах.

ЖИДКОВ Г.В., ЛАТЫШЕВ А.В., ЩЕРБАКОВ В.П., ЩЕРБАКОВА В.В. — 2013 г.

Представлены результаты определения палеонапряженности на коллекции сибирских траппов (котуйский разрез, урочище Труба, онкучакская свита), по возрасту относимой к границе пермь–триас. Основная масса значений Hдр по отдельным потокам заметно ниже современной величины поля в точке отбора, равной приблизительно 50 мкТл, что согласуется с уже известным выводом, что величина геомагнитного поля на этой границе была в два–три раза ниже современной. Выполнен сравнительный анализ поведения Hдр и VDM по двум трапповым разрезам – котуйскому (онкучакская свита) и норильскому – с точки зрения гипотезы пульсов. По обоим разрезам средние величины VDM и их дисперсии близки по величине. Для сравнения проведен аналогичный анализ поведения VDM в эпоху Брюнеса и в миоцене, на интервале 5–10 млн. лет. Выдвинута гипотеза о том, что на протяжении всех трех проанализированных периодов: во время излияния сибирских траппов, в эпоху Брюнеса и в миоцене (на интервале 5–10 млн. лет) характер поведения поля во времени был близок к стационарному случайному процессу.

АБРАМОВ Д.В., ДРОБЫШЕВ М.Н., КОНЕШОВ В.Н. — 2013 г.

Проведены непрерывные высокоточные долговременные гравиметрические наблюдения в геофизической обсерватории, расположенной на экспериментальной базе Владимирского государственного университета. Получены длинные ряды наблюденных значений ускорения силы тяжести и ее стандартного отклонения. Выполнен анализ причин повышения приведенных погрешностей. Даны рекомендации для повышения точности измерения относительными гравиметрами.

ИОСИФИДИ А.Г., ХРАМОВ А.Н. — 2013 г.

В работе представлены результаты изучения коллекций палеомагнитных образцов горных пород каменноугольного и девонского возраста, собранных в 1986–1987 гг. на о. Западный Шпицберген. Проведено сравнение полученных по этим коллекциям палеомагнитных полюсов с полюсами по одновозрастным породам Русской плиты. На основе полученных определений и имеющихся в Мировой палеомагнитной базе данных проведена реконструкция палеогеографического положения Шпицбергена и Русской плиты в раннем девоне и раннем триасе. Реконструкции демонстрируют их совместный северо-северовосточный дрейф из южных приэкваториальных широт в раннем девоне в умеренные северные широты при малом, в сравнение с этим дрейфом сближении Шпицбергена с Восточно-Европейской платформой на 800 км к раннему триасу с его последующим возвратным движением.

ИОСИФИДИ А.Г., ХРАМОВ А.Н. — 2013 г.

Изучены коллекции горных пород ордовикского, силурийского, девонского каменноугольного и раннепермского возрастов из разрезов на р. Кожим, Приполярный Урал. Установлено, что допермские палеозойские отложения р. Кожим перемагничены во время гиперхрона Киама (С2 – Р2) вероятно за счет магнитовязких процессов блокированных в процессе выхода этих отложений из зоны повышенных температур при коллизии Восточно-Европейской платформы с Уралом. Надвиги, имевшие место на последнем этапе этой коллизии обусловили отличия палеомагнитных направлений по изученным структурам от экстраполированных с Восточно-Европейской платформы. Получены оценки локальных поворотов и смещений, что позволило использовать эти оценки при совместном анализе с имеющимися палеомагнитными определениями по Пай-Хою и Приполярному Уралу. Амплитуды надвигов составили в среднем 260 и 180 км для структур Пай-Хоя и Приполярного Урала, соответственно. Дана реконструкция донадвигового положения структур.

АРЗАМАСЦЕВ А.А., БОЦЮН С.Б., ВЕСЕЛОВСКИЙ Р.В., ДЕМИНА Л.И., ТРАВИН А.В. — 2013 г.

Приводятся новые палеомагнитные данные, полученные по 40 дайкам и двум интрузивным массивам девонского возраста, расположенных в разных районах Кольского полуострова и не охваченных ранее систематическими палеомагнитными исследованиями. В работе представлены результаты петромагнитных, петрографических и микрозондовых исследований девонских даек, а также датировки их изотопного возраста (40Ar/39Ar, ступенчатый прогрев). Показано, что в пределах изученной территории практически все девонские дайки, метаморфические архей-протерозойские комплексы Фенноскандинавского щита и дайки протерозойского возраста подверглись низкотемпературному гидротермально-метасоматическому воздействию, приведшему к образованию новых магнитных минералов и приобретению ими вторичной компоненты намагниченности химической природы. Возраст вторичной компоненты косвенно, исходя из сравнения палеомагнитных полюсов, оценивается как раннеюрский. Мы предполагаем, что источником регионального перемагничивания является эндогенная активность, генетически связанная со становлением 200–170 млн. лет назад Баренцевоморской трапповой провинции. На основе полученных данных рассчитан предварительный девонский палеомагнитный полюс Восточно-Европейской платформы.

ПИЛИПЕНКО О.В., ТРУБИХИН В.М. — 2013 г.

Проведены палеомагнитные исследования четвертичных отложений разреза Малый Кут (Краснодарский край, западная часть Таманского п-ова) в двух временнх интервалах позднего плейстоцена. Разрез Малый Кут представляет собою морскую террасу бакинского возраста, вложенную в дислоцированные морские сарматские отложения. В террасу бакинского возраста вложена морская карангатская терраса. Наличие в обеих террасах морской фауны моллюсков позволяет хорошо датировать изучаемые отложения. Комплексом методов магнетизма горных пород проведены исследования состава, размера и концентрации ферромагнитной фракции, присутствующей в изучаемых породах. Исследованы направления и надежность выделенных направлений естественной остаточной намагниченности. Проведено сравнение с палеомагнитными записями естественной остаточной намагниченности в породах параллельных одновозрастных разрезов: Тузла (Таманский п-ов) и Роксоланы (Украина). Данная корреляция позволяет предположить, что в исследованных разрезах имела место запись экскурса геомагнитного поля Моно. х интервалах позднего плейстоцена. Разрез Малый Кут представляет собою морскую террасу бакинского возраста, вложенную в дислоцированные морские сарматские отложения. В террасу бакинского возраста вложена морская карангатская терраса. Наличие в обеих террасах морской фауны моллюсков позволяет хорошо датировать изучаемые отложения. Комплексом методов магнетизма горных пород проведены исследования состава, размера и концентрации ферромагнитной фракции, присутствующей в изучаемых породах. Исследованы направления и надежность выделенных направлений естественной остаточной намагниченности. Проведено сравнение с палеомагнитными записями естественной остаточной намагниченности в породах параллельных одновозрастных разрезов: Тузла (Таманский п-ов) и Роксоланы (Украина). Данная корреляция позволяет предположить, что в исследованных разрезах имела место запись экскурса геомагнитного поля Моно.

ЧЕРЕПАНЦЕВ А.С. — 2013 г.

Для анализа свойств динамической системы, формирующей наблюдаемые данные геофизических полей различной природы, актуально расширение амплитудного диапазона регистрации на основе контроля воздействующих факторов на различных временных масштабах. Данные вариаций объемной деформации, полученные в рамках проекта PBO (Паркфилд, Калифорния), позволяют построить корректную регрессионную модель внешних воздействующих приливного и барического факторов, а также фактора осадков. В работе рассмотрены особенности выделения компонент деформации, обусловленных внешними источниками, включающие в себя учет связности барического и приливного воздействий и присутствие дополнительной компоненты, отражающей внутреннюю динамику деформационного процесса. Для снятия сезонных вариаций деформации во временном диапазоне T ≤ 10 суток рассмотрен фактор кумулятивного ряда выпадения осадков. Оценка погрешности значений амплитуд, выделенных по предложенной методике компонент, оказалась близкой к точности исходных данных. Неоднородная сложная структура геологической среды в зоне, прилегающей к разлому Сан-Андреас может определять различие в характере деформационных процессов и отклика на внешние воздействия в рассмотренных точках наблюдения.

АНДЕРСОН П.М., ЛОЖКИН А.В., МИНЮК П.С., СУББОТНИКОВА Т.В. — 2013 г.

Озеро Пернатое расположено на о. Парамушир Курильской гряды в области распространения песчаных дюн. Осадки озера относятся к голоцену, мощность их достигает около 7 м. Выделены болотные, морские и озерные фации. Петромагнитные свойства осадков отражают изменения условий осадконакопления. Для морских фаций характерны низкая концентрация магнитных минералов, значительная доля парамагнитной составляющей намагниченности, псевдооднодоменные частицы магнетиков, наличие сульфидов железа, представленных пиритом. Пирит часто расположен в диатомеях в виде цепочек, сферул, кристаллов. Озерные фации сильномагнитные, с многодоменными частицами преимущественно титаномагнетита и продуктов его окисления титаномаггемита и магнетита. Пески и песчанистые алевриты характеризуются максимальными значениями магнитных параметров и отражают этапы эоловой активности, совпадающие с похолоданиями климата и регрессиями моря. По магнитным свойствам выделено 4 этапа активного эолового осадконакопления в голоцене.