Мы собрали 217 сейсмограмм с докритически отраженными волнами PKiKP и PcP и получили представительные данные об их временах пробега и амплитудах. Эти волны зондируют границу между внешним и внутренним ядром Земли в 4-х районах под Восточной Азией: Дальний Восток, п-ов Камчатка, Японские о-ва и Берингово море – с пространственным распределением по долготе от 120° в.д. до 175° з.д. Все дифференциальные невязки времен пробега относительно трехмерной модели LLNL-3D в мантии и коре и модели ак135 в ядре имеют отрицательные значения от –2.0 до –0.6 с, что указывает на крупномасштабное изменение топографии внутреннего ядра. Внутригрупповые вариации дифференциальных невязок могут быть объяснены мелкомасштабными изменениями рельефа. Измеренные амплитуды волн PKiKP во всех областях зондирования имеют более низкие значения, чем в стандартной модели ак135. Эти особенности, за исключением области под Беринговым морем, соответствуют синусоидальному изменению рельефа высотой менее 1 км, или же чередованию холмов высотой 2 км и линейных участков. Отношение амплитуд волн PKiKP и PcP для всех групп данных, кроме станций на Аляске, соответствует в первом приближении скачку плотности 0.6 г/см3, как в модели ak135. Выявлено аномально низкое значение амплитуд PcP волн, отраженных от внешнего ядра вблизи координат 60°N и 180°E.

Авторами были проведены исследования 18 тектонических узлов первого порядка на площади Архангельской области. В состав исследований входили: анализ геолого-геофизических материалов; цифровое моделирование рельефа кровли фундамента и поверхности современного рельефа. Мониторинговые наблюдения количественных характеристик абиогенных (электромагнитная эмиссия, атмосферное давление, подток глубинных газов, скорость выпадения твердых и жидких осадков и т.п.) и биогенных (структура и состав растительного покрова, содержание химических элементов в почвах и растительном покрове) процессов в тектонических узлах были проведены на 6 тектонических узлах. Привлекались также данные сейсмотомографии по территории Канадской алмазоносной провинции для уточнения глубинного строения узлов. Анализ полученных результатов позволяет утверждать, что глубинность тектонических узлов имеет 400 и более километров. Они отражаются в пониженных значениях температуры в литосфере и астеносфере с глубины, как минимум, 200 км и практически до дневной поверхности; в значениях теплового потока; в структуре потенциальных полей; в строении поверхности Мохо и кристаллического фундамента; в мощности слоев земной коры; в современном геодинамическом режиме, в макросейсмическом поле, дегазации и ионизации атмосферы (вплоть до ионосферы). Строение тектонических узлов имеет фрактально-подобную (древовидную) структуру, схожую со структурой адвективных поднятий и диапиров мантийных астенолитов. На площади тектонических узлов наблюдается корреспондирование структуры глубинных слоёв земной коры в фундаменте, осадочном чехле и современном рельефе, а также в структуре и свойствах растительного покрова. Эти процессы объясняются геодинамическими процессами, глубинной дегазацией и возникновением наведенных магнитотеллурических токов в земной коре. Межгеосферное взаимодействие в районах тектонических узлов отражается в состоянии растительного покрова, и в процессах в атмосфере. В результате измерений атмосферного давления над тектоническими узлами установлен факт постоянного «дефицита» атмосферного давления и зафиксированы повышенная плотность гроз и искажение сигналов GPS и сотовой связи. Данное научное направление имеет прогностическое значение при геоэкологических исследованиях. Полученные результаты важно учитывать при геоэкологических исследованиях разного масштаба и мониторинге современных геоэкологических рисков.

Строение и функционирование геосистем прибрежных районов складываются из взаимодействия экзогенных и эндогенных факторов, в своей эволюции способных драматически влиять как на экологическую ситуацию, так и хозяйственную деятельность. Явление гидроизостазии, как следствие изменений уровня моря при смене ледниковых периодов межледниковыми и вызыванного этим последующего изменения напряженно-деформированного состояния недр, до недавних пор для российских прибрежных регионов не было в достаточной степени вовлечено в исследовательcкую активность. В данной работе по результатам анализа данных палеогеографических исследований и численного моделирования, выполненного автором, делается попытка проанализировать полученные результаты для прибрежных районов российских морских акваторий, расположенных на удалении от центров четвертичных покровных оледенений (far-field) для оценки вклада явления гидроизостазии в неотектонические вертикальные движения. Показано, что нарушение изостатического баланса в результате изменения нагрузки на дно морских акваторий водным столбом в 120 метров на протяжении нескольких тысячелетий может приводить к изменениям в доминирующем неотектоническом тренде; деформации могут достигать слоев нижней мантии, время релаксации деформированного рельефа прибрежных участков после нагружения-разгружения изменениями уровня моря в ледниковые и послеледниковые периоды может занимать более длительное время, чем время необходимое для таяния покровных ледников, подтверждено влияние геометрии прибрежной зоны на положение уровня моря. Рассмотрены особенности проявления гидроизостазии в зависимости от ширины шельфа и в зависимости от глубины до границы Мохо. Для зоны тектонически активных материковых окраин делается вывод о преобладании в неотектонических трендах механизма субдукции над вкладом гидроизостазии. Исследовано влияние гидроизостазии на напряженно-деформированное состояние земной коры при наличии разломной зоны регионального масштаба.

Гидроразрыв пласта является одним из основных способов повышения дебита нефте/газоносного месторождения. Существуют методы, в которых гидроразрыв используется для исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) разрабатываемого пласта. Данная работа была посвящена оценке корректности одного из таких методов определения НДС, основанного на известных давлениях образования трещины, при помощи лабораторных экспериментов. Некоторые пороупругие эффекты не учитываются в классических методах определения НДС. В работе было предложено скорректировать стандартную формулу для определения давления образования трещины с учетом эффекта обратного напряжения (backstress). Данный эффект заключается в дополнительном влиянии жидкости разрыва, которая отфильтровалась из скважины в окружающую ее среду, на эффективные напряжения, действующие на стенке скважины. В рамках работы были произведены теоретические оценки давления образования трещины, которые сравнивались с экспериментальными давлениями прорыва трещины. В результате анализа полученных данных было выявлено, что критическое напряжение на стенке скважины в лабораторных экспериментах достигается несколько позже из-за наличия эффекта backstress, что позволило уточнить существующую формулу оценки давления образования трещины.

В работе рассматривается лабораторное исследование взаимодействия фильтрационного потока с пороупругой средой. В результате воздействия фильтрационного фронта происходит сжатие скелета, что ведет к изменению проницаемости. Эксперименты проводились на двумерной оптически прозрачной модели при различных давлениях нагнетаемой жидкости. В ходе проведения исследования получена картина фильтрационного процесса и деформации пороупругой среды, определены скорости фильтрационной волны, зависимость изменения скорости фильтрационной волны от времени и ширина ее фронта.

В данной работе проводится подготовка и верификация численной модели, описывающей геометрию и пороупругопластическое поведение искусственного материала, моделирующего поведение горной породы, с целью проведения численных экспериментов для выбора контрольных лабораторных исследований. Авторы разрабатывают численную модель эксперимента по гидроразрыву пласта, которая согласуется с результатами лабораторных экспериментов по ГРП, проведенных ранее в ИДГ РАН. Численное моделирование выполняется для исследования амплитуды раскрытия и формы трещины ГРП в пороупругопластических искусственных материалах. Для этого в работе учитываются поровые и упругопластические свойства исследуемой среды. Авторы подготовили математическую модель (задали систему определяющих уравнений и критерии разрушения) и затем численные модели с использованием механического программного пакета. Трехмерная численная упругопластическая модель горной породы была построена на основании геометрии образца. В результате проведенного численного моделирования были получены распределения эквивалентных пластических деформаций, поля изменения порового давления и напряжений, и определены амплитуда раскрытия, форма и скорости трещин в процессе роста трещин ГРП для пороупругой и пороупругопластической моделей.

Представлены результаты исследования изменчивости температуры атмосферы в области мезопаузы и максимума электронной концентрации NmF2 в периоды действия зимних внезапных стратосферных потеплений (ВСП) в  январе 2013 г.,  феврале-марте 2016 г. и феврале 2018 г., относящихся к различным типам. Анализ проведен по экспериментальным данным, полученным на комплексе инструментов Института солнечно-земной физики СО РАН. Для исследования эффектов ВСП использована методика комплексного анализа атмосферной и ионосферной изменчивости, которая позволяет оценить проявление активности атмосферных волн в широком диапазоне высот верхней атмосферы. Выявлено, что во время действия всех анализируемых ВСП наблюдалось усиление атмосферной и ионосферной изменчивости. Обнаружены также существенные различия проявления волновой активности на высотах мезопаузы и ионосферной F2-области в периоды  ВСП различного типа.

В работе представлены результаты моделирования генерации аврорального хисса и его распространения в магнитосфере и ионосфере Земли. Проведен анализ условий распространения хисса, способных объяснить его одновременные наблюдения в авроральной и приполярной зонах. Показано, что при рассмотрении распределенных по высоте, широте и азимутальным углам волнового вектора актов генерации квазиэлектростатических волн, представляющих авроральный хисс, эти волны, распространяясь к земле, формируют в меридиональной плоскости два пучка к экватору и к полюсу от силовой линии, на которой происходила генерация. Данный эффект способен обусловить одновременную регистрацию аврорального хисса в авроральных и приполярных широтах.

Приведены результаты расчетов деформации, фрагментации и торможения астероидов размером 1.5-5 км в атмосфере Венеры. Определены доля энергии, теряемой астероидами при пролете через атмосферу и эффективные размеры астероида (или облака его фрагментов) в момент удара по твердой поверхности. Показано, что астероиды размером 1-2 км долетают до поверхности Венеры в виде облака фрагментов размером 5-20 км, энергия которого в 10-1000 раз меньше начальной энергии астероида. Такие удары, по-видимому, не приводят к образованию классических кратеров, но могут быть причиной образования темных и ярких пятен (splotches), наблюдаемых на поверхности Венеры.

В рамках представленной работы предлагается модель абляции, описывающая взаимодействие малых метеороидов с атмосферой Земли, в которой метеорное тело рассматривается в двух модификациях: сплошное и пористое тело. Приводится анализ полученных параметров для метеоров с яркостью от -2^m до +2^m, полученных по оптическим наблюдениям.

За последние годы на Марсе обнаружено более 1200 недавно образованных датированных мест падения метеороидов в виде одиночных кратеров и кратерных полей. Благодаря разреженной атмосфере Марса (по сравнению с Землей) падающие метеороиды разрушаются меньше, тем не менее, около половины из них фрагментируют в марсианской атмосфере и образуют кратерные поля рассеяния (кластеры). Изучение кластеров кратеров на Марсе позволяет изучить детали фрагментации, которые невозможно обнаружить в земных условиях. В работе рассматриваются первые результаты математического моделирования взаимодействия метеороида с атмосферами Марса и Земли. Сравнение результатов моделирования фрагментации показало, что размер поля рассеяния на Земле во много раз больше, чем на Марсе. В атмосфере Земли фрагменты долетают до поверхности без образования кратеров и имеет место атмосферная сортировка фрагментов. Показано, что конечное расположение небольших фрагментов метеоритов существенно зависит от выбранного выражения для коэффициента сопротивления. Кратерные поля на Марсе в большой степени определяются фрагментацией и разлетом фрагментов, эффект атмосферной сортировки выражен слабо. Результаты, полученные для Марсианской атмосферы, дают основания предполагать, что серийное применение разработанной модели фрагментации позволит описать кластеры и предложить лучшие методы для оценки направления полета и свойств ударника. 

В проведенных нами экспериментах по формированию в ионосфере движущегося источника типа антенны бегущей волны использовались два мощных радиопередатчика стенда СУРА с несущими частотами, отстроенными на частоту F в ОНЧ диапазоне [Котик и др., 1994]. Каждый из них в качестве излучателя использовал треть антенной решётки стенда с вертикальной диаграммой направленности. В работе рассмотрен более общий случай при излучении КВ волн антенными решетками с произвольным углом наклона главного луча. Показано, что частота F сильно зависит от направления главного луча и может изменяться в широких пределах от единиц до полутора десятков килогерц. При этом возможно согласование скорости волны тока ионосферного источника с фазовой скоростью первых мод волновода Земля-ионосфера.