ГЕОМЕХАНИКА, ФЛЮИДОДИНАМИКА И СЕЙСМОЛОГИЯ
Рассмотрена задача о циклическом сдвиге образца сыпучей среды в рамках численного метода дискретных элементов. Реализация близкого к однородному сдвига позволяет рассчитать компоненты тензора напряжений и деформаций представительного объема среды в зависимости от заданных микросвойств дискретных частиц и потенциалов взаимодействия между ними. Показано, что при сдвиге макрообъема выполняется условие соосности тензоров напряжений и деформаций. Построены дилатансионные кривые нагружения. Анализ напряженного состояния и дилатансии показывает, что с увеличением числа циклов нагружения процесс стабилизируется и выходит на стационарный режим. Установлена корреляция данных численных расчетов с аналогичными данными лабораторных экспериментов, проведенных ранее.
В работе представлены результаты комплексного исследования эксгумированного участка тектонического разлома в районе Бугульдейского дизъюнктивного узла Байкальской рифтовой зоны. В рамках исследований определен химический состав 81 образца, отобранного с дневной поверхности, и выполнено их петрографическое описание. Применение алгоритма иерархической кластеризации при анализе химического состава образцов позволило выделить три группы, характеризующие крылья разлома, сложенные амфиболитовым и гранитным массивами, а также ядро разлома, характеризующееся привносом железисто-карбонатного материала. Петрографическое описание образцов подтверждает корректность выделения трех групп и позволяет, дополнительно, выявить динамометаморфические преобразования минералов, локализованных в ядре разлома и обусловленных инициированием высокоамплитудных сейсмогенерирующих подвижек. В ядре разлома массив был подвержен сильнейшим катакластическим деформациям с локализованным фрикционным нагревом геоматериала до 1000° C. На основе электротомографических измерений построен геоэлектрический разрез вкрест простирания разлома. На геоэлектрическом разрезе выделяется проводящая зона шириной 20 м, которая пространственно согласуется с зоной ядра разлома. На основе комплексного исследования эксгумированного сегмента были определены элементы его залегания (азимут простирания – 70°, угол падения – 60°), которые указывают, что эксгумированный сегмент приурочен к зоне Морского разлома.
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГЕОСФЕРАХ
Современные исследования солнечно-земных связей и возможного влияния космической погоды на сейсмическую активность основаны на статистическом анализе без детального рассмотрения возможных физических механизмов, что приводит к нечетким или противоречивым выводам. Предлагается рассмотреть гипотезу об электромагнитном инициировании землетрясений резким всплеском теллурических токов в литосфере, включая сейсмогенные разломы земной коры, за счет взаимодействия рентгеновского излучения солнечной вспышки с системой «ионосфера-атмосфера-литосфера». Эта гипотеза основана на полевых и лабораторных экспериментах, проведенных в России в течение последних сорока лет, убедительно продемонстрировавших возможность инициирования землетрясений за счет подачи электрического тока в разлом земной коры. Представлена математическая модель и компьютерная программа для численных оценок теллурических токов, генерируемых излучением солнечных вспышек. Проведенные численные оценки показывают, что солнечные вспышки могут генерировать теллурические токи в проводящих слоях земной коры, плотность которых сопоставима с плотностями токов, создаваемых в земной коре искусственными импульсными электрическими источниками и способных инициировать землетрясения. Следовательно, инициирование сейсмических событий возможно не только искусственными источниками электрического тока, но и ионосферными возмущениями, вызванными сильными солнечными вспышками. Данная модель может быть использована для оценки сейсмической опасности в период вариаций параметров космической погоды, в частности, импульсных изменений геомагнитного поля, обусловленных сильными солнечными вспышками класса Х.
Исследуются режимы в модифицированной динамической системе Лоренца, описывающие распределение скорости движения и температуры конвективных валов с теплофизическими параметрами нейтрального газа в атмосфере, соответствующей высоте F области ионосферы, при внешнем гармоническом воздействии на температуру нейтрального газа. Модель нейтрального газа построена в приближении сосредоточенных параметров. Воздействие на динамическую систему осуществляется с помощью изменения параметров горизонтального и вертикального распределения температуры конвективных валов.
КАТАСТРОФИЧЕСКИЕ ПРИРОДНЫЕ СОБЫТИЯ И ПАДЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ТЕЛ
Приведены результаты трехмерных расчетов деформации, фрагментации и торможения астероида размером 1.5 км в атмосфере Венеры. Сравнение с результатами проведенных ранее двумерных расчетов показало, что используемая в двумерных расчетах осевая симметрия приводит к более сильному торможению фрагментов разрушенного астероида, чем в трехмерной геометрии, более соответствующей реальности. Полученная в трехмерных расчетах структура разрушенного астероида, состоящего из нескольких крупных и множества мелких фрагментов, по-видимому, может объяснить причину образования кратерных кластеров и темных и ярких пятен (splotches), наблюдаемых на поверхности Венеры.
ЭКСТРЕМАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА АТМОСФЕРУ
Приводятся данные инструментальных наблюдений, выполненных в Центре геофизического мониторинга г. Москвы ИДГ РАН в период взрывного извержения вулкана Хунга-Тонга-Хунга- Хаапай 15.01.2022 г. Показано, что эксплозия вулкана вызвала серию волновых возмущений в атмосфере – акустико-гравитационные волны (АГВ) зарегистрированы в виде волн Лэмба с источником в эпицентре эксплозии; периоды прохождения АГВ сопровождались синхронными возмущениями не только напряженности электрического поля, но и концентрации микрочастиц в приземном слое атмосферы. Характерные частоты этих возмущений приходятся на диапазон, включающий частоту Брента–Вяйсяля.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Использование пучка сближенных скважинных зарядов позволяет достичь эффекта направленного действия взрыва легче и точнее традиционного метода направленного взрывания, поскольку обеспечивается возможность практически любой конфигурации заряда. В работе рассмотрено моделирование взрывного воздействия на базе численного бессеточного лагранжевого метода, который называют методом сглаженных гидродинамических частиц.
ISSN 2949-0995 (Online)