В работе анализируются дифференциальные характеристики волн PKiKP и PcP, отражённые от границ ядра под Юго-Восточной Азией и Южной Америкой и зарегистрированные на эпицентральных расстояниях 3.2-35.2°. Мы наблюдаем статистически значимое систематическое смещение между измерениями в Восточном и Западном полушариях и оцениваем скачок плотности на границе внутреннего ядра под Юго-Восточной Азией величиной 0.3 г/см³, а под Южной Америкой 0.9 г/см³. Выявленные особенности могут являться как следствием мозаичного характера поверхности внутреннего ядра Земли, так и указывать на его дихотомную структуру. Однако, если систематическое смещение невязки дифференциального времени пробега обусловлено меньшей на 1-3 км толщиной жидкого ядра в Восточном полушарии, то линейное распределение скачка плотности хорошо согласуется с трансляционной моделью формирования и роста внутреннего ядра Земли. Она предполагает трансляцию вещества твёрдого ядра с более плотного холодного Западного полушария, где доминирует кристаллизация, на Восток, а не наоборот, как в модели, основанной на тепловом балансе ядро - мантия.

Приведены результаты оценки фактора Q, характеризующего поглощающие свойства среды, методом инверсии волновых форм. Для области верхней части внутреннего ядра до глубины 300 км величина Q = 324 ± 17. Сравнение с величинами Q, определёнными методом спектрального отношения, показывает, что результаты статистически неразличимы. Метод инверсии позволяет также одновременно определять дифференциальные времена пробега волн PKPdf и PKPbc, которые значимо различаются с их оценками корреляционным методом, а также по временному положению максимальных амплитуд волн PKPdf и PKPbc.

3 сентября 2017 г. в Корейской народно-демократической республике был проведен ядерный взрыв, эпицентр которого расположен вблизи испытаний 2006, 2009, 2013, 2015 и 2016 годов. Проведен анализ сейсмограмм, в основном, на региональных расстояниях до 110. Получены оценки таких важных параметров источника как скалярный сейсмический момент, моментная магнитуда, полный тензор сейсмического момента (ТСМ). ТСМ может быть разложен на непосредственно связанную с взрывом изотропную часть, на которую приходится 47.2% излучения и дополнительную, вероятно связанную с подъемом купола взрыва и его последующего опускания, часть, на которую приходится 41.1%.

Предлагается методика многоканальной обработки записей малоапертурной группы, ориентированная на идентификацию сигналов слабых сейсмических событий, наблюдаемых на фоне естественных сейсмических помех. Методика апробирована на модельных данных и реальных записях, зарегистрированных малоапертурной группой в районе г. Губкин, где ведётся разработка залежей железной руды и регулярно проводятся взрывные работы. Идентификация сигналов произведена при помощи оценивания вектора кажущейся медленности Р-волн сейсмических событий непосредственно после предварительной процедуры обнаружения. В работе также приведён модельный эксперимент, результаты которого полностью согласуются с результатами обработки реальных наблюдений.

Определение параметров сейсмических волн, излучаемых при взрыве и при высокоскоростном ударе, является классической задачей геофизики. В данной работе мы обращаем внимание на интересную особенность – неравномерное распределение в пространстве энергии сейсмической волны при ударе и при взрыве вблизи поверхности. Численное моделирование показало, что при ударе и при взрыве у поверхности большая часть сейсмической энергии излучается в конус раствором 120° под центром, содержащий 50% массы мишени.

Малые лунные кратеры с диаметром менее ~100 м являются самыми молодыми (<0.5 млрд лет). При наличии нескольких крупных кратеров, образованных за это время, малые лунные кратеры и их скорость деградации в различных районах Луны позволяют нам исследовать современные поверхностные процессы. В данном сообщении мы исследуем вклад сейсмического встряхивания в деградацию малых лунных кратеров.

Проведен мониторинг массовых взрывов в г. Губкин при взрывной отбойке железной руды в шахте им. Губкина АО «Комбинат КМАруда». В ходе мониторинга, наряду с регистрацией сейсмовзрывных волн, получены регистрограммы давления воздуха. Показано, что в эпицентре взрыва вертикальные сейсмовзрывные колебания дневной поверхности излучают плоские воздушные волны. Анализируется их амплитуда, частота и воздействие на население города.

Работа посвящена использованию компьютерного дешифрирования и основанного на нём линеаментного анализа (LESSA) для поиска признаков активности разломов в ближней зоне площадки Курской АЭС. Использованы методы сравнения глобальной и локальной роз-диаграмм линеаментов, методы выделения протяжённых линеаментов и их сравнение с геологической ситуацией, а также рассмотрение и интерпретация линеаментных форм вблизи разломов с предполагаемой активностью. Показано, что вблизи Курской АЭС методами компьютерного дешифрирования и линеаментного анализа достоверные признаки современной активности разломов не фиксируются. Район можно отнести к тектонически стабильным в пределах Курского мегаблока Воронежского кристаллического массива.

Реакция подземных вод на территории геофизической обсерватории ИДГ РАН «Михнево» (ГФО «Михнево») на прохождение сейсмических волн от удаленных землетрясений рассматривается в качестве основного индикатора, соответствующего динамике деформирования флюидонасыщенного коллектора. По данным прецизионного мониторинга уровня подземных вод в напорном водоносном горизонте за период наблюдений 2008–2017 гг. выделены гидрогеологические отклики от 11 землетрясений с магнитудами 7.1–9.1, в безнапорном водоносном горизонте на протяжении 2013–2017 гг. – от 36 землетрясений с магнитудами 6.2–8.2. Сравнительный анализ зарегистрированных вариаций уровня в высокочастотной и низкочастотной областях позволил выделить 3 типа гидрогеологических эффектов. Первые два типа, которые определены в ограниченном и широком диапазонах частот, соответствуют косейсмическим вариациям уровня, синхронным смещению грунта от землетрясений. Третий тип – постсейсмические необратимые изменения уровня подземных вод могут быть связаны с нарушением структуры порово-трещинного пространства.

Проведена серия опытов по изучению зависимости фильтрационных свойств малопроницаемых вязкоупругих образцов пористой породы под воздействием внешней нагрузки. В ходе опытов наблюдалось скачкообразное падение проницаемости при повышении давления обжатия. На основании предположений о характере деформирования порового пространства предложена аналитическая модель зависимости проницаемости вязкоупругих пористых сред от приложенной нагрузки. При анализе результатов эксперимента проведено попарное сравнение последовательных скачков проницаемости при изменении давления обжатия. Данный способ позволяет, не смотря на сложную историю деформирования, анализировать вид зависимости проницаемости от внешнего давления, что позволяет делать выводы о геометрии порового пространства образца.

Приводятся некоторые результаты 2D численного моделирования процесса излучения колебаний при сдвиге по гетерогенной поверхности, содержащей участки с разным характером фрикционного взаимодействия. Показано, что высокочастотная часть спектра излучения определяется характеристиками пятен со свойствами скоростного разупрочнения - «asperities», на одном из которых всегда наблюдается старт разрыва. Низкочастотная часть спектра, а, следовательно, и такие параметры, как сейсмический момент и магнитуда на большом расстоянии, определяются характеристиками области разлома, вовлеченной в движение. Остановка разрыва происходит в области, обладающей свойством скоростного упрочнения, обусловленного либо локальным снижением уровня напряжений, нормальных к плоскости разлома, либо свойствами геоматериала, слагающего участок разлома.

Рассматриваются различные варианты закона трения типа rate-state применительно к данным лабораторных экспериментов по скольжению блоков под действием нормальных и сдвиговых напряжений. Показано, что оптимальным является двухпараметрический закон трения. Для воспроизведения в расчете не только распределения динамических подвижек во времени, но и формы импульса при подвижке, необходимо использование закона трения с дополнительным слагаемым в виде аналога динамической вязкости. Посредством множественных расчетов удалось найти оптимальные значения параметров, обеспечивающих минимизацию различий между экспериментом и численным результатом как по форме импульсов, так и по повторяемости событий, регистрируемых в лабораторных экспериментах.

В настоящей работе представлены результаты лабораторных и численных экспериментов, в которых исследуется влияние флюида на режим деформирования модельного разлома. Показано, что незначительные вариации свойств флюида могут привести к радикальному изменению реологии разлома и реализуемого режима деформирования.

В серии лабораторных экспериментов с упругим блоком исследовалось влияние пространственной неоднородности заполнителя модельной трещины на процесс зарождения разрыва при сдвиговом деформировании. Неоднородность заполнителя достигалась использованием двух компонент — сухого крахмала и глины, где первый обеспечивал регулярное прерывистое скольжение (стик-слип), а второй — непрерывное скольжение (крип). Показано, что зарождение разрыва локализовалось в области, соответствующей стик-слипу. Смещение этой области по площади контакта приводило к соответствующему смещению точки зарождения разрыва.

С помощью численного моделирования оценивается объем воды, выбрасываемой в атмосферу на разные высоты при падении астероидов в океан. Исследуется зависимость этого объема от размера астероида, его скорости и глубины океана.

Приведены результаты 3D моделирования воздействия на ионосферу газодинамических возмущений, инициированных в нижней атмосфере ударами крупных (> 30 м) космических тел в широком диапазоне их размеров, углов входа, скоростей и состава. Полученные в чисто газодинамическом приближении результаты впервые позволяют оценить степень возможного воздействия ударов на атмосферу на высотах до 400 км.

Численно моделировались удары астероидов диаметром 1–10 км, включая развитие и излучение ударного плюма. Вычислялись потоки излучения на поверхности Земли, что позволило определить площади потенциального возникновения пожаров. Размеры области начального воспламенения составляют от ~ 1000 км при размере тела 1 до ~ 7000 км при диаметре 10 км.

В работе рассмотрены модели взаимодействия мелких метеорных тел с атмосферой Земли. Эти модели были использованы для анализа наблюдений метеоров (кривых блеска), что позволило оценить массы и плотности метеорных тел, для чего был разработан автоматизированный метод оценки.

На примере Челябинского (13.02.2013 г.) и Липецкого (21.06.2018 г.) событий рассмотрены геомагнитные вариации, сопровождающие падение метеоритов в атмосфере Земли. С использованием данных инструментальных наблюдений, выполненных в ряде магнитных обсерваторий международной сети станций ИНТЕРМАГНЕТ и в Геофизической обсерватории «Михнево» ИДГ РАН, показано, что в целом падение метеоритов вызывает изменение модуля вектора магнитной индукции на величину до ~ 3,5 нТл вне зависимости от расстояния до места падения космического тела. При этом горизонтальные компоненты магнитной индукции уменьшаются с амплитудой до ~ 8 нТл. Геомагнитный эффект от падения метеоритов наблюдается на расстояниях до 2700 км. Предложена зависимость длительности вызванных вариаций модуля магнитной индукции от расстояния.

Приведены результаты инструментальных наблюдений за микробарическими пульсациями атмосферного давления, вариациями электрического поля и микросейсмического фона в условиях г. Москвы в период урагана 21.04.2018 г. Установлено, что сильные возмущения атмосферы в виде холодного атмосферного фронта, сопровождающегося увеличением скорости ветра до штормовых значений, вызвали значительные амплитудные вариации напряженности электрического поля и акустических колебаний. При этом примерно за 6 часов до наступления урагана обнаружены повышенные вариации указанных геофизических полей с характерными изменениями спектральных характеристик их вариаций, что при накоплении данных может рассматриваться как прогностический признак приближающегося урагана.

На основе современных данных сделаны оценки количества тепла, выделившегося в земных недрах в первые 500 млн лет существования Земли при радиоактивном распаде короткоживущих ²⁶Al, ⁶⁰Fe и долгоживущих ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th, ⁴⁰K. Оценки проведены для двух наиболее правдоподобных групп моделей состава Земли: геохимической (за основу взят состав углистых хондритов) и космохимической (основа – состав энстатитовых хондритов). Рассмотрен вопрос о гравитационной энергии, выделившейся в процессе формирования земного ядра.

Предложена модель электрофонного эффекта, наблюдаемого при падениях метеороидов. Объяснение эффекта дано в виде нелинейного взаимодействия электромагнитной волны с лёгкими атмосферными ионами на частоте вблизи циклотронного резонанса. Ионы передают своё движение колебательно возбуждённым нейтральным молекулам воздуха, что приводит к возбуждению акустического импульса. Получены уравнения трёхволнового взаимодействия электромагнитной, ионно-циклотронной и акустической волн.

Представлены результаты моделирования неравновесной ионизации в алюминиевой плазме струи взрывного генератора, инжектируемой в ионосферу в ходе активных геофизических экспериментов. Показано достижение состояния «закалки» степени ионизации, обсуждается применимость полученных результатов для различных сценариев инжекции.

Представлены результаты численного моделирования начальной стадии разлета высокотемпературного алюминиевого облака в разреженную среду. Параметры среды соответствуют земной атмосфере на высоте 300 км. Приведены параметры свечения облака: зависимости от времени плотностей потоков излучения, а также диаграммы направленности излучения. Полученные результаты позволяют качественно объяснить оптические наблюдения космических взрывов.

Разработана экспериментальная установка для фокусировки лазерного пучка сквозь стеклянную кювету с рассеивающей суспензией полистироловых микросфер диаметром 1 мкм. В качестве адаптивного элемента применялось биморфное зеркало, а в качестве устройств обратной связи — датчик Шака-Гартмана и ПЗС-камера для анализа фокального пятна в дальней зоне.

Разработан корректор волнового фронта – деформируемое зеркало на пьезоактюаторах, позволяющее компенсировать в реальном времени аберрации мощного лазерного излучения, проходящего сквозь турбулентную атмосферную среду. В данной работе описаны параметры турбулентности, при которых возможно применение подобного зеркала. В конструкции зеркала имеется возможность замены поврежденных в процессе эксплуатации пьезоактюаторов, а также охлаждения зеркальной подложки через управляющие элементы. Рассмотрены основные характеристики деформируемого зеркала: форма начальной поверхности, функции отклика актюаторов, их максимальное перемещение и взаимное влияние, а также частотный диапазон управления.