Preview

Динамические процессы в геосферах

Расширенный поиск
Том 15, № 3 (2023)

ГЕОМЕХАНИКА, ФЛЮИДОДИНАМИКА И СЕЙСМОЛОГИЯ

1-22 197
Аннотация

Статья посвящена исследованию неотектоники и современной сейсмической активности Западного Забайкалья. Регион расположен на юго-восточном фланге Байкальской рифтовой системы (БРС) и является западной границей Амурской плиты, представляя переходную область между влиянием Индо-Азиатской коллизии, определяющей деформации сжатия, и растяжением при рифтогенезе. Целью исследования является геодинамическое районирование Западного Забайкалья методом компьютерного линеаментного анализа (технология LESSA) цифровой модели рельефа (ЦМР). Такой анализ позволил выделить в пределах исследуемой площади три района с различным структурным рисунком: Усть-Селенгинский, Западный и Восточный, которые различаются геодинамической обстановкой, характером сейсмичности, историей развития рельефа, временем и стилем неотектонических деформаций на разных стадиях рифтогенеза. Границы районов маркируются протяженными морфолинеаментами, градиентными зонами плотности малых линеаментов и сгущений структурных линий, совпадающими с геологическими глубинными разломами и зонами локализации деформаций. Выделены наиболее активные фрагменты линеаментов и определена их возможная кинематика. Определена зона сгущения субмеридиональных морфолинеаментов и предполагаемого пластического течения, которая предопределила геодинамическую историю региона и возможное положение западной палеограницы Амурской плиты на раннем этапе рифтогенеза пассивного типа. Выявлена роль протяжённых морфолинеаментов меридионального и ССЗ простирания на локализацию сильных землетрясений. Отмечено влияние Даурского мегасвода на распространение протяжённых линеаментов ССЗ простирания.

23-37 218
Аннотация

В статье приведены результаты экспериментов по воспроизведению процесса прерывистого скольжения по готовому разрыву «stick-slip» в упруговязкопластичной модели. Известны многочисленные примеры экспериментального воспроизведения этого процесса для поиска признаков подготовки импульсного смещения по разрыву, которые могли бы интерпретироваться как предвестники готовящегося землетрясения в природе. В этих экспериментах в качестве моделей использовались горные породы и другие материалы, обладающие высокой степенью упругости и склонные к хрупкому разрушению. Представленные в настоящей статье результаты получены на упруговязкопластичных моделях. Использование таких моделей в описываемых экспериментах авторам не известны. Модельными материалами служили водная паста монтмориллонитовой глины и влажный речной песок. В результате проведенных экспериментов установлены характерные стадии деформирования околоразломной зоны, одна из которых соответствует медленному скольжению материала с апериодическими флуктуациями смещения. На основе анализа цифровых изображений определены как области избытка, так и области дефицита смещения по простиранию модельного разлома.

38-53 200
Аннотация

Задача данной работы – построение метода анализа записей сигналов группы станций, полученных в ходе микросейсмического мониторинга с использованием нейронной сети с целью выделения моментов первых вступлений. Новизна предлагаемого метода заключается в использовании Wavelet Scattering для выделения признаков, что существенно упрощает процесс обучения модели по сравнению с традиционно применяемыми свёрточными нейронными сетями. Использованная в модели архитектура Transformer позволила реализовать обмен информацией между произвольным числом принимающих станций и, тем самым, определять времена вступлений на отдельных станциях на основе информации всей группы. Обучение модели проводилось на полностью синтетических данных. Такой подход по сравнению с обучением на реальных данных может позволить получить модель с лучшей обобщающей способностью, так как синтетические данные отражают механику процесса возникновения и распространения упругих колебаний и при этом не искажены локальными условиями и особенностями регистрации сигналов. Исследован ряд стратегий аугментации (модификации данных обучающей выборки) путём наложения шума с целью увеличения устойчивости модели к шуму. Наилучшее соотношение устойчивости к шуму и точности модели было получено при наложении Гауссовского шума со случайным стандартным отклонением. Результаты работы могут быть использованы при построении моделей глубокого обучения, обучаемых как на синтетических, так и на реальных сейсмических записях.

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГЕОСФЕРАХ

54-61 161
Аннотация

В работе проводится сравнительный анализ восстановленных ионосферных параметров по данным приема СДВ сигналов в геофизических обсерваториях (ГФО) «Михнево» ИДГ РАН и «Ульяновка» (Калининградский филиал ИЗМИРАН) во время солнечной вспышки 03.07.2021 г. Показано, что разработанная методика восстановления параметров ионосферы применима к трассам различной длины. Предлагается дальнейшее развитие методики, которая могла бы обеспечить восстановление параметров ионосферы на одночастотной трассе по измерениям в двух точках.

62-72 177
Аннотация

Радиофизическая модель LWPC предназначена для расчетов распространения радиоволн ОНЧ–НЧ диапазона в волноводном канале земля – ионосфера и является свободно распространяемой программой. По этой причине многие исследователи в области геофизики ионосферы и атмосферы используют ее как инструмент верификации создаваемых ими моделей путем сопоставления теоретических результатов с результатами натурных радиоизмерений. Однако для получения корректных выводов необходимо знать, какую точность обеспечивает LWPC и каково влияние различных параметров модели. Этой информации нет в описании программы, поэтому в данной работе сделана попытка компенсировать указанный недостаток. Анализ рассмотренных нами вариантов позволил сделать следующие выводы. Точность модели составляет ~ 0.1–0.5 дБ для амплитуды и 1° – 5° для фазы и зависит от трассы (координат передатчика и приемника и частоты). На эту точность программа выходит при задании ионосферы с шагом 100–150 км вдоль трассы. Замена встроенных моделей проводимости земной поверхности и магнитного поля Земли на актуальные версии не оказывает существенного влияния на результаты расчетов. Принципиальное отличие получено при замене частот соударений со стандартной экспоненциальной высотной зависимости на значения, вычисленные согласно распределению параметров нейтральной среды. В этом случае различие амплитуд достигло нескольких децибел, а фаз – нескольких десятков градусов.

КАТАСТРОФИЧЕСКИЕ ПРИРОДНЫЕ СОБЫТИЯ И ПАДЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ТЕЛ

73-94 296
Аннотация

Извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай 15 января 2022 г. и связанные с ним взрывные события, зарегистрированные сейсмическими и акустическими приборами по всей планете, вызвали значительные и продолжительные эффекты в атмосфере и ионосфере. Полученные с использованием рекордного количества наземных наблюдательных пунктов и систем космического базирования измерительные данные обеспечили беспрецедентный объем геофизической информации. Анализ параметров сейсмических и атмосферно-ионосферных возмущений позволил определить значение индекса вулканической активности для извержения Хунга-Тонга-Хунга- Хаапай VEI = 6, что ставит его в ряд крупнейших из когда-либо зарегистрированных вулканических извержений. Среди уникальных или редко наблюдаемых событий можно выделить высоту подъема вулканического облака до границ мезосферы, рекордную грозовую активность, масштаб, амплитуду и продолжительность атмосферных, стратосферных и ионосферных возмущений, зарегистрированных по всей планете, самые сильные инфразвуковые сигналы, наблюдавшиеся в мире за последние 30 лет. Синхронная регистрация низкочастотных вариаций геомагнитного поля и возмущений амплитуды сигналов Шумановского резонанса позволили определить скорость распространения волн Лэмба, акустико-гравитационных и инфразвуковых волн, определить фазы извержения, ответственных за генерацию различного вида возмущений верхних геосфер и скорости распространения соответствующих агентов возмущений. Вместе с тем, полноценный анализ динамики и механизмов глобальных геофизических возмущений, вызванных извержением, затруднен отсутствием полноценной модели многофазного высокоэнергетического подводного извержения, трудностью совместного анализа всей совокупности выявленных геофизических эффектов извержения с использованием существующих моделей атмосферы и ионосферы. Очевидно, что понимание всего комплекса глобальных геофизических возмущений на планете, вызванных извержением, дает уникальный материал для исследования процессов межгеосферного взаимодействия, представляющих собой совокупность взаимозависимых и активно взаимодействующих физических явлений.

95-102 137
Аннотация

Приведены результаты трехмерного численного моделирования падения десятикилометровых ядер комет со скоростями от 20 до 50 км/с под углом 45 градусов на твердую поверхность и в океан глубиной до 6 км. В расчетах получены максимальные массы, выброшенных в атмосферу океанской воды, вещества кометы и грунта, а также массы океанской воды, вещества кометы и грунта, оставшиеся в атмосфере через 10 минут после удара. Определена масса паров в выбросах.

ПРИБОРНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

103-124 175
Аннотация

В предлагаемой статье, на базе доступных в настоящее время материалов, представлен обзор некоторых работ по ядерным испытаниям в СССР, в которых активное участие принимали сотрудники Спецсектора ИХФ АН СССР, в части разработки уникальных методов измерений и аппаратуры, а также в проведении испытаний и получении результатов.



ISSN 2222-8535 (Print)
ISSN 2949-0995 (Online)