№ 2 (2023)

Представлены результаты расчетов структуры магнитного поля в кинематическом приближении, свидетельствующие о согласованности построенной численной модели со структурой течений проводящей жидкости: нестабильность конвективного процесса во вращающейся сферической оболочке отражается в эволюции магнитного поля, находя свое выражение в пульсационном режиме поля. Показано, что особенности эволюции поля в расчете наиболее четко проявляются в высоких широтах и имеют аналоги в поведении реального геомагнитного поля.

Предложена новая методика аналитического описания зависящих от времени сигналов различной природы на основе локальной и региональной версий метода линейных интегральных представлений в пространствах различных размерностей. Обратная задача по нахождению источников поля редуцируется к решению плохо обусловленных систем линейных алгебраических уравнений с приближенно заданной правой частью. Приводятся результаты математического эксперимента по нахождению элементов нестационарных гравитационного и магнитного полей Земли.

Методом линейной теории для малых возмущений исследуется неустойчивость тяжелого включения в верхних слоях Земли. Существование такого рода включений с повышенной плотностью связано с химической неоднородностью или фазовыми переходами. Вязкоупругость геоматериала описывается реологической моделью Максвелла. Рассмотрены два варианта расположения включения с повышенной плотностью. Тяжелое включение в холодном верхнем упругом слое коры не меняет своего расположения при малых возмущениях, т.е. является устойчивым по линейной теории. Тяжелое включение, которое расположено в горячем вязком слое коры, подстилающем верхний холодный слой, является неустойчивым (медленно погружается в лежащие ниже вязкие слои мантии).

Интерпретация магнитотеллурических наблюдений, выполненная в пределах Северо-Западного Кавказа с помощью программ одномерной, двумерной инверсий и трехмерного математического моделирования, позволила построить тестовые и стартовые геоэлектрические модели, необходимые для апробации и адаптации программы трехмерной инверсии компонент тензора импеданса. Проведенная трехмерная инверсия экспериментальных магнитотеллурических данных существенно изменила параметры проводящих блоков в пределах складчатых структур региона, выделенных на предыдущих этапах интерпретации МТ данных. В результирующей трехмерной геоэлектрической модели положение низкоомных блоков коррелирует с шовными зонами, глубинными разломами, грязевыми вулканами, доменами, характеризующимися повышенным поглощением поперечных и продольных сейсмических волн. Удельное электрическое сопротивление наиболее низкоомных аномалий объясняется степенью их насыщения водной фракцией флюида.

В статье представлены результаты многолетних исследований по созданию сводного уточненного и унифицированного каталога землетрясений для западного сектора Российской Арктики за весь инструментальный период наблюдений, в частности, за период с 1908 по 2020 гг. Созданный каталог включает также данные о современной сейсмичности районов, ранее недоступных для детального сейсмического мониторинга. Результаты исследований позволили уточнить пространственное распределение землетрясений в регионе и сопоставить инструментальные данные с параметрами линеаментно-доменно-фокальных (ЛДФ) моделей карт общего сейсмического районирования (ОСР) -97 и -2016. В пределах западного сектора Российской Арктики наибольшая сейсмичность проявляется в пределах зоны перехода “континент–океан” и о. Белый, архипелагов Новая Земля и Северная Земля. Сам шельф Баренцева и Карского морей характеризуется редкой и рассеянной сейсмичностью. Конфигурация, значения максимально возможных магнитуд и глубина сейсмогенных слоев доменов ЛДФ-моделей карт ОСР-97 и -2016 не всегда соответствуют инструментальным данным и требуется их корректировка. Созданный сводный уточненный каталог землетрясений может служить основой для последующих исследований, связанных с оценкой сейсмической опасности территории, построением геодинамических моделей, исследованием напряженно-деформированного состояния земной коры.

Представлены результаты палеомагнитных, петромагнитных и циклостратиграфических исследований континентальных красноцветов, слагающих пограничный интервал перми–триаса разреза Старое Слукино во Владимирской области. По направлениям характеристических компонент естественной остаточной намагниченности изученных пород в опробованной толще выделены интервалы прямой и обратной полярности, отнесенные к региональным магнитозонам r₂RnP, r₃RnP и N₃P-T. Внутри зоны r₃RnP присутствует интервал аномальных палеомагнитных направлений, по своим характеристикам аналогичный выделенным ранее в одновозрастных интервалах разрезов Недуброво, Жуков овраг и Окский съезд. Пересмотр биостратиграфических определений допускает, что две зоны аномальных палеомагнитных направлений в сводной шкале магнитной полярности верхней перми Русской плиты являются отражением одной и той же эпохи аномальной конфигурации геомагнитного поля. Продолжительность накопления изученного 16-метрового интервала разреза Старое Слукино, оцененная с помощью циклостратиграфического метода, составляет 900 ± 20 тыс. лет, что ограничивает длительность аномального состояния геомагнитного поля вблизи границы перми и триаса в ~110 000 лет. Вычислен новый пермо-триасовый (~252 млн лет) палеомагнитный полюс Восточно-Европейской платформы: plat = 36.3°; plong = 155.0°; dp/dm = 2.8°/4.8°.

Детально исследована эволюция доменной структуры (ДС) кубических частиц магнетита субмикронных и микронных размеров при охлаждении образцов от температуры Кюри Т_с до комнатной температуры Т_r и обратном их нагреве до Т_с с целью определения степени необратимости изменений ДС при термообработке образцов и их возможного влияния на свойства термоостаточной намагниченности (TRM). Показано, что типичные магнитные конфигурации в частицах размера до 2 мкм представлены формами flower или vortex с одним или двумя вихрями. Предложена модель образования термоостаточной намагниченности в субмикронных псевдооднодоменных частицах на основе расширения термофлуктуационной модели Нееля механизма приобретения TRM, предложенной им для однодоменных зерен. Согласно этой модели, в малых псевдооднодоменных частицах наблюдается равенство блокирующих и деблокирующих температур, и соответственно в них должны выполняться законы Телье аддитивности и независимости pTRM.

Рассмотрено изменение нестационарного электромагнитного (ЭМ) сигнала над проводящей поляризующейся землей, перекрытой морской водой, на измерительных линиях, расположенных в осевой и экваториальной области источника – импульсной горизонтальной электрической линии (ГЭЛ). Во время работы ГЭЛ в импульсном режиме в среде создается гальванический и вихревой ток. Если среда, на которую воздействует ГЭЛ гетерогенна, то оба влияния приводят к разделению связанных зарядов. После отключения источника, в такой среде возникают релаксационные (деполяризационные) процессы различной природы, проявляющиеся, в частности, в виде ЭМ сигнала. В итоге переходный процесс, регистрируемый заземленной линией после импульсного воздействия ГЭЛ, является, по меньшей мере, суперпозицией трех составляющих: становления ЭМ поля (СП), гальванически вызванной поляризации (ВПГ) и индукционно вызванной поляризации (ВПИ). Сигнал ВП, по мере уменьшения составляющей СП в общем сигнале, проявляется в переходном процессе изменением временных характеристик спада, вплоть до смены полярности сигнала. Как показано ранее численным моделированием для осевой области ГЭЛ, проявление сигнала ВПИ на поздних временах переходного процесса, для большей части геоэлектрических условий суши, незаметно на фоне проявления ВПГ [Агеенков и др., 2020]. Так же на основе этих расчетов видно, что в осевой области сигнал ВПГ проявляется в виде замедления скорости переходного процесса, а сигнал ВПИ – ускорения скорости спада вплоть до смены знака сигнала. При проведении полевых измерений аквальным дифференциально-нормированным методом электроразведки (АДНМЭ), использующим осевые электрические установки, фиксируются переходные процессы с изменением временных характеристик спада: он становится более затянутым или напротив, протекает быстрее и может сопровождаться сменой полярности сигнала. Т.е. отмечены разные по виду измеряемые сигналы, которые предположительно связаны с проявлением сигналов ВПГ или ВПИ. Актуальность публикации заключается в необходимости объяснить результаты натурных измерений, выполненных на акватории, понять связь протекания переходного процесса с геоэлектрическими условиями, существующими на акваториях. И в общем описать формирование переходной характеристики среды в осевой и экваториальной области ГЭЛ для условий аквальной геоэлектрики. Исследован расчетный сигнал для осевых и экваториальных электрических установок с несколькими разносами в условиях акватории морского шельфа при расположении установки на поверхности, внутри водной толщи, и на дне акватории – на геологических породах. Для осевых установок выполнены расчеты величин, использующихся в АДНМЭ: переходного процесса ΔU(t), конечной разности переходного процесса Δ²U(t) и трансформанты P1(t) – отношения Δ²U(t) к ΔU(t). Для экваториальных установок выполнены расчеты сигнала ΔU(t). Проведено сравнение сигналов 2-х слойной модели среды с поляризующимся и неполяризующимся основаниями.