Том 517, № 1 (2024)

Для изучения гипотезы о метеоритном происхождении месторождения импактных алмазов, расположенного в бассейне реки Попигай, проведено численное моделирование процесса высокоскоростного удара массивного астероида с поверхностью Земли. В двумерной осесимметричной постановке моделируется нормальное соударение хондритного астероида со слоистой структурой земного грунта со скоростью 25 км/с. Слой природного углерода располагается в приповерхностной зоне нагружаемой области. Расчеты проведены с использованием многомерной параллельной реализации метода конечно-размерных частиц в ячейке. Для описания свойств материала метеорита и грунта используются модели уравнений состояния хондрита, кварца и углерода. Получены термодинамические параметры ударного сжатия материалов грунта на начальных стадиях процессов нагружения и кратерообразования.

Методом высокоскоростной видеорегистрации прослежена эволюция вихрей, образующихся при слиянии с водой свободно падающей капли 95%-ного водного раствора этанола, подкрашенного бриллиантовым зеленым. В интрузивном режиме, когда потенциальная поверхностная энергия больше или одного порядка с ее кинетической энергией, капля более плотной жидкости плавно втекает и формирует в толще принимающей жидкости погружающуюся чечевицеобразную интрузию, которая постепенно трансформируется в кольцевой вихрь. Интрузия более легкой жидкости начинает всплывать и постепенно стягивается вокруг каверны, которая принимает коническую форму. От центра заостренного дна каверны, достигшей максимальной глубины, в толщу жидкости выталкивается компактный объем, содержащий легкую жидкость капли. После схлопывания каверны первичная интрузия расплывается вдоль свободной поверхности. При этом погружающийся объем трансформируется в небольшой сферический вихрь, который, достигнув максимальной глубины, останавливается и образует компактную вторичную интрузию, вытянутую по вертикали. Далее центральная часть вторичной интрузии начинает всплывать и трансформируется в новый кольцевой вихрь. Диаметр вихря увеличивается по мере приближения к свободной поверхности. Медленно всплывающая оболочка интрузии образует бутылкообразное основание цилиндрического следа кольцевого вихря, окрашенного пигментом капли. Прослежены изменения размеров основных структурных компонентов в ходе эволюции картины течения.

Для системы уравнений в смещениях для изотропного псевдоконтинуума Коссера найдено два варианта представления общего решения через три функции, удовлетворяющих трем независимым уравнениям, т.е. система диагонализируется. Приведены формулы производства новых решений (операторы симметрии), позволяющие путем дифференцирования из какого-либо заданного решения находить новые решения исходных уравнений. Для случаев плоской и антиплоской деформации получены некоторые частные решения.

Выполнено математическое моделирование и исследование процесса фильтрации соленой воды в осадочной толще с учетом явления осмоса. Показано, что осмотическое взаимодействие соленой и пресной воды в осадочной толще, содержащей прослои и включения слабопроницаемых пород (глины, илы и т.д.), может привести к появлению зон больших аномалий давления и разрушению геосреды. Предложенный осмотический механизм разрушения геосреды объясняет образование покмарков и кратеров на поверхности пассивных участков коры, не испытывающих каких-либо движений и деформаций длительный период времени. Данный механизм является альтернативным по отношению к распространенной точке зрения о полигональной системе разломов тектонической природы, на основе которых объясняются покмарки на морском дне или кратеры в областях вечной мерзлоты на суше. Исследуемая математическая модель показала, что в рассматриваемых условиях возникает конвекция раствора с замкнутыми линиями тока наподобие гравитационной конвекции.

Исследованы перспективы достижения углеродной нейтральности экономически развитыми странами (США, ЕС, Норвегия, Канада, Япония, Австралия). Выполнен анализ структуры энергетики и землепользования в этих странах. Разработаны сценарные оценки динамики углеродных показателей экономик ведущих стран мира. Показано, что существующие темпы декарбонизации и развития индустрии улавливания и хранения углерода не позволяют гарантировать достижение климатической нейтральности к 2050 г. даже в ведущих экономиках мира. Центральной проблемой в достижении климатической нейтральности становится быстрое и масштабное внедрение технологий улавливания и хранения углерода во всех ее возможных проявлениях. Все исследованные страны, кроме Японии, располагают собственными возможностями для захоронения углерода на период более ста лет. Для достижения климатической нейтральности ведущим странам ОЭСР к 2050 г. необходимо будет обеспечить ежегодное захоронение не менее 6 млрд т CO₂, что почти в 25 раз превосходит их современные мощности (действующие, строящиеся и находящиеся в стадии проектирования). Несмотря на то, что проблема изменения климата занимает едва ли не лидирующее место в мировой повестке, действительные результаты усилий в этой области далеки от декларируемых. Удержать потепление в пределах 1.5°С сейчас уже нереально и при нынешних темпах декарбонизации, достигнутых даже мировыми лидерами, скоро и оборона второго критического рубежа в 2°С окажется под угрозой.