№ 2 (2024)
Статьи
Глубинная структура Байкальской рифтовой зоны и Центральной Монголии
Аннотация
Исследованы верхняя мантия и переходная зона Байкальской рифтовой зоны (БРЗ). Для анализа наблюдений использован метод приемных функций продольных волн. Установлено, что в центральной и северо-восточной части БРЗ обменная волна P410s предваряется волной – предвестником с отрицательной полярностью, сформированной в слое низкой скорости поперечных волн на глубине 350–410 км. Сходная волна-предвестник с низкой скоростью поперечных волн и отрицательной полярностью формируется на глубине 600–660 км. Низкоскоростные слои интерпретируются как результат гидратации вадслеита и рингвудита в процессе субдукции Тихоокеанской литосферы. Аналогичное исследование мантии Центральной Монголии не обнаружило ожидаемых признаков гидратации. Моделирование системы литосфера-астеносфера Центральной Монголии путем совместного обращения приемных функций объемных волн и дисперсионных кривых поверхностных волн обнаруживает очень тонкий литосферный козырек под Хангаем и мощную слоистую астеносферу до глубины 200 км с литосферным включением между слоями с пониженной скоростью.
Воздействие обводненности среды на продуктивность природно-техногенной сейсмичности (на примере Хибинского массива)
Аннотация
В статье по данным многолетних сейсмологических наблюдений и мониторинга водопритоков, проводимых на месторождениях Хибинского массива, рассматривается воздействие обводненности среды на способность землетрясений инициировать повторные толчки (продуктивность). В ходе исследования показано, что обводненность среды является фактором, значимо влияющим на продуктивность землетрясений.
Анализ пространственной кластеризации сейсмических событий алгоритмом топологической фильтрации DPS: Прибайкалье
Аннотация
В работе представлены результаты применения алгоритма топологической фильтрации (алгоритм DPS) для анализа пространственной кластеризации эпицентров сейсмических событий на территории Прибайкалья. Использованы данные о землетрясениях, зарегистрированных сейсмической сетью Байкальского филиала Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба РАН” в пределах 48–58° с.ш. и 99–122° в.д. за период с 1964 по 2018 гг. Получены характеристики кластеризации для:
– периода регистрации с 1989 по 2018 гг. при различных параметрах алгоритма DPS и четырех уровнях минимального энергетического класса КР сейсмических событий,
– шести непересекающихся временных интервалов с 1964 по 2018 гг. и сейсмических событий энергетического класса КР ≥ 8.6 при фиксированных параметрах алгоритма DPS.
Динамика параметров кластеризации с 1964 по 2018 гг., возможно, характеризует изменчивость сейсмического режима региона, а именно: уменьшение линейного размера областей выделенных групп эпицентров от порядка тысячи километров до десятков километров может свидетельствовать о принципиальном изменении сейсмического режима на территории Прибайкалья в конце 90-х – начале 2000-х годов по сравнению с периодом 1964–1997 гг.
Циркуляция воздушных потоков как возможная причина пресейсмических аномалий приземного электрического поля
Аннотация
При наземных измерениях вертикального атмосферного электрического поля Земли иногда наблюдаются “бухтообразные” аномалии, предваряющие некоторые землетрясения. В некоторых случаях эти аномалии даже сопровождались сменой знака поля при спокойных погодных условиях. В качестве возможных причин этого явления обычно указывают на аномальные изменения электропроводности приземного атмосферного слоя, увеличение эмиссии радона из почвы и т.д. В данной работе предлагается другой механизм атмосферных электрических аномалий, связанный с увлечением воздушными потоками заряженных аэрозолей, легких и тяжелых ионов. Образование таких потоков возможно из-за небольших температурных аномалий, наблюдаемых перед некоторыми сейсмическими событиями. Теоретический анализ показывает, что аномально большие электрические вариации возможны даже для слабых воздушных потоков при их длительном воздействии и определенной структуре поля скоростей, которая предполагает вертикальную циркуляцию воздуха и обмен частицами между разными атмосферными слоями. Для этого типа потоков найдено аналитическое решение и получены пространственные распределения атмосферных электрических возмущений. Результаты расчетов и оценок подтверждают, что рассматриваемый механизм позволяет объяснить данные наблюдений.
Электромагнитные УНЧ поля на земной поверхности и в ионосфере от подземного сейсмического источника
Аннотация
Построен теоретический формализм для расчета электромагнитных полей в системе атмосфера–ионосфера, создаваемых подземным горизонтальным токовым источником конечной длины. На основании этой теории разработана численная модель с реалистичным профилем ионосферы, находящейся в вертикальном геомагнитном поле. Показано, что кажущийся импеданс электромагнитного поля подземного источника на земной поверхности на порядок превышает импеданс Земли, что может быть использовано для дискриминации возмущений от сейсмогенных источников. Представленные результаты численного моделирования позволяют связать возмущения приземного магнитного поля и электрического поля в ионосфере, создаваемые крупномасштабным подземным источником. На основании этих модельных оценок сделан вывод, что многие из найденных в спутниковых данных ультранизкочастотных возмущений электрического поля перед землетрясениями нельзя связать с прямым излучением сейсмогенных источников.
Оценка частот и расщепления мод 2S1 и 3S1 по данным сети сверхпроводящих гравиметров IGETS после Охотоморского землетрясения 2013 года
Аннотация
На основе метода максимального правдоподобия впервые выполнен анализ мод 2S1 и 3S1 собственных колебаний Земли после крупнейшего глубокофокусного землетрясения в Охотском море 24.05.2013 г. Для анализа использовались данные 14 сверхпроводящих гравиметров сети IGETS, находящихся в центральной части Европы. Получены оценки времени возбуждения мод от начала землетрясения, вырожденных частот и параметров расщепления мод.
Стабильность северной Евразии по данным спутниковой геодезии
Аннотация
По данным повторных спутниковых определений координат с помощью измерений на станциях ГНСС, расположенных на всей территории Российской Федерации, за период с 2015 г. и по настоящее время, проведен анализ геодинамики Северной Евразии. Для этой задачи использованы два источника исходных данных: наблюдения, полученные с пунктов ФАГС, и с пунктов Международной службы ГНСС (IGS) с постоянной регистрацией сигналов. Указанный набор данных позволил оценить корректность блоковой кинематики Евразийской плиты в трех моделях движения тектонических плит: NUVEL-1A, NNR-MORVEL-56 и ITRF2014. Анализ невязок наблюдаемых и модельных скоростей позволил выявить различную по величине систематическую составляющую для всех трех моделей в окрестности Восточно-Европейской платформы. Помимо анализа блоковой кинематики Евразийской плиты проведена оценка ее внутренней стабильности. Для этого были вычислены площадные деформации Северной Евразии методом конечных элементов. С этой целью к результатам обработки по двум исходным наборам данных были добавлены результаты обработки наблюдений из глобального массива Невадской геодезической лаборатории. В результате анализа поля деформаций помимо межплитовых пограничных деформаций, которые согласуются с существующими представлениям о геодинамике Северной Евразии, были выявлены внутриплитовые деформации, распределение которых согласуется с конфигурацией древних платформ Северной Евразии.
Сравнительный анализ и единый вывод уравнений Рейсснера для 2D-изгиба толстых плит и уравнений Тимошенко для изгиба балок
Аннотация
В настоящее время расчеты изгибных деформаций литосферных плит проводятся на основе теории изгиба тонких пластин Кирхгофа, сформулированной около 170 лет назад. В работе рассматривается возможность уточнения этих расчетов на основе теории изгиба толстых пластин С.П. Тимошенко и Э. Рейсснера. Дается новый единый вывод уравнений Тимошенко для 2D-изгиба балок и уравнений Рейсснера для изгиба плит непосредственным преобразованием общих уравнений упругости с простой приближенной заменой степенных кубичных функций на эффективные линейные. Такой вывод позволяет более детально и просто понять различие уравнений и смысл делаемых в этих теориях упрощений. Сравнением аналитических решений уравнений Тимошенко и Рейсснера с имеющимися тестовыми аналитическими решениями точных уравнений упругости даются количественные оценки точности этих теорий.
К вопросу о границах применимости параметра DV2 при изучении вариаций древнего геомагнитного поля
Аннотация
Для описания вековых геомагнитных вариаций на геологических масштабах времени в последние десятилетия широко используются статистические модели, наиболее популярной из которых в настоящее время является модель TK03 [Tauxe, Kent, 2004]. Эта модель (как и другие статистические модели) позволяет численно охарактеризовать амплитуду вековых геомагнитных вариаций и форму распределения палеомагнитных направлений, рассматриваемых как прямо отражающих направления геомагнитного поля рассматриваемого интервала геологического времени. Для этого используется три основных параметра: разброс виртуальных геомагнитных полюсов Sb (или S), вытянутость распределения палеомагнитных направлений E и направление вытянутости распределения палеомагнитных направлений Корректное использование этих параметров для описания древних вековых вариаций требует соблюдения некоторых, иногда довольно жестких условий. Эти условия были рассмотрены в ряде предшествующих публикаций применительно к параметрам Sb и E, в то же время границы и условия применимости параметра до настоящего времени не были подробно изучены. В настоящей статье представлены результаты математического моделирования, которые позволяют оценить устойчивость расчетных значений этого параметра в зависимости от широты отбора, числа использованных для его определения образцов, длины временного ряда, по которому определяется этот параметр, а также от занижения наклонения и степени осреднения, если определяется в осадочных породах. Также рассмотрено, в какой степени параметр может быть чувствительным к присутствию в суммарном геомагнитном поле экваториальной дипольной составляющей и к ее характеристикам.
Анализ магнитотеллурических функций отклика, полученных в пункте зондирования Кем Туи (Cam Thuy), Северный Вьетнам
Аннотация
Во время выполнения магнитотеллурических исследований в Северном Вьетнаме в одном из пунктов зондирования CTH в округе Кем Туи (Cam Thuy) провинции Тханьхоа (Thanh Hoa) был обнаружен эффект одновременного выхода из своих квадрантов фаз и импедансов. Исследование этого явления показало, что оно сопровождается отрицательными (снизу вверх) компонентами вектора плотности потока электромагнитной энергии Умова–Пойнтинга во всем диапазоне зарегистрированных периодов вариаций магнитотеллурического поля. Это направление потока энергии сохраняется и при повороте исходной системы координат на углы 45° и 60°. Для него характерно и необычное поведение кривых кажущегося удельного сопротивления, заключающееся в увеличении их значений начиная с периода 200 с и до периода 104 с и происходящего практически вдоль асимптоты. Изучение поляризации магнитотеллурического поля и параметра асимметрии β фазового тензора показало, что разрез характеризуется сильными трехмерными искажениями, выражающимися значениями β в диапазоне 20°–90°.
Сеть KISS в 2015–2016 гг.: каталоги и сравнение результатов обработки с оперативными оценками по постоянной сети
Аннотация
Для детального изучения глубинного строения земной коры и верхней мантии в районе Ключевской группы вулканов (КГВ) на полуострове Камчатка летом 2015 г. на период времени продолжительностью один год было установлено 77 временных сейсмических станций в рамках международного сотрудничества ученых нескольких групп из России, Франции и Германии. Одним из результатов эксперимента KISS (Klyuchevskoy Investigation – Seismic Structure of an extraordinary volcanic system) стал итоговый каталог по совместным данным временных станций и постоянной сети Камчатского филиала ФИЦ ЕГС РАН. Каталог включает 2136 событий, в том числе добавлено 560 землетрясений, для корректной обработки которых данных постоянной сети было не достаточно. Каталог в формате “xlsx” и станционный бюллетень в формате “isf” опубликованы в дополнительных материалах к предлагаемой статьеa. Проведен сравнительный анализ совместных решений двух каталогов, полученных только по данным постоянных станций сети Камчатского филиала и более плотной объединенной со станциями KISS сейсмической сети.