№ 2 (2019)

Построены дисперсионные кривые групповых скоростей волн Релея и Лява по трассам, пересекающим европейский континент, в интервале периодов 10–100 с при использовании записей как землетрясений, так и сейсмического шума. По этим данным оценивалась радиальная анизотропия верхней мантии Европы. Вначале по каждой трассе вычислялись средние скоростные разрезы волн SV (по данным волн Релея) и SH (по данным волн Лява). По этим разрезам для каждой трассы определялся средний коэффициент анизотропии в четырех интервалах глубин (кора + три 30‑километровых слоя верхней мантии). Эти результаты использовались для выявления латеральных вариаций анизотропии в исследуемом регионе с помощью томографической инверсии. Такой подход был использован для того, чтобы исключить разную степень сглаженности латеральных вариаций скоростей SV- и SH-волн, если эти вариации определяются раздельно по волнам Релея и Лява – в этом случае возможны большие ошибки в величине коэффициента анизотропии из-за различия трасс. Разрешающая способность данных, использованных для томографии, оценивалась с помощью «теста шахматной доски», который показал возможность разрешения неоднородностей линейным размером 1200–1300 км в центральной области исследования – приблизительно 15–50 ° по долготе и 40–65 ° по широте. Результаты томографического восстановления латеральных вариаций коэффициента анизотропии показали, что в континентальной части области коэффициент анизотропии на всех глубинах в верхней мантии равен нулю в пределах погрешности, а в области Черного и Балтийского морей он положителен и составляет 4–4.5% в подкоровой мантии на глубинах 34–64 км. В нижележащем слое в области Балтийского моря он близок к нулю, а под Черноморской впадиной остается положительным, хотя и уменьшается до 2–3%. В самом нижнем слое анизотропия не отмечается во всей области, хотя это может быть следствием недостатка данных для больших периодов. Положительная анизотропия (VSH > VSV) характерна для океанических областей, что может свидетельствовать в пользу океанической гипотезы происхождения Черноморской впадины.

В данной обзорной статье описываются особенности применения аппроксимационного подхода к решению линейных и нелинейных обратных задач геофизики, геодезии и геоморфологии. В рамках парадигмы, предложенной В.Н. Страховым, практически все геофизические задачи можно редуцировать к решению систем линейных (в некоторых случаях – и нелинейных) алгебраических уравнений. Основным методом, позволяющим реализовать такой подход, является метод интегральных представлений.
В статье проводится анализ применения различных вариантов метода линейных интегральных представлений в пространствах произвольной размерности. Комбинированные аппроксимации рельефа и геопотенциальных полей позволяют подобрать оптимальные параметры метода при решении широкого круга обратных задач геофизики и геоморфологии, а также наиболее полно учесть априорную информацию о высотных отметках и элементах аномальных полей. Приводится описание методики нахождения численного решения обратной задачи по поиску распределений эквивалентных по внешнему полю носителей масс как в «обычном», трехмерном, пространстве, так и в четырехмерном.

Определение фокального механизма и глубины очага землетрясения прямым перебором их возможных значений на сетке в параметрическом пространстве позволяет также оценить уровень их разрешения. Но такой подход в случае достаточно высокой детальности перебора требует значительных затрат компьютерного времени. В качестве примера источника, требующего использования детальной сетки, рассматривается частный случай мелкофокусного землетрясения, одна из нодальных плоскостей которого субгоризонтальна. Для изучения таких событий по длиннопериодным записям поверхностных волн требуется использование сетки с высокой детальностью по углам фокального механизма. В работе обсуждается применение параллельных вычислений для ускорения расчета параметров землетрясения и представлены результаты использования этого метода для изучения сильнейшего афтершока землетрясения в Тохоку.

В разрезах двух пермо-триасовых трапповых интрузий ергалахского комплекса (Норильский район) нами было обнаружено чередование интервалов прямой и обратной полярности. Приконтактовые зоны интрузий намагничены в обратной полярности, а центральные – в прямой. В работе приведены аргументы, показывающие, что такая смена полярности по разрезу интрузий не является результатом постмагматического перемагничивания или самообращения остаточной намагниченности, а маркирует инверсию геомагнитного поля, происходившую в процессе застывания интрузивных тел.

Поскольку ергалахские интрузии представляют самый древний трапповый интрузивный комплекс в Норильском районе, точное определение их возраста крайне важно для временной привязки начального этапа магматической активности. Палеомагнитные данные показывают, что внедрение изученных силлов происходило непосредственно на границе перми и триаса, в самом конце ивакинского времени. Согласно существующим оценкам продолжительности инверсий, длительность застывания интрузий можно оценить как первые тысячи лет. В перспективе исследованные силлы ергалахского комплекса могут быть использованы как уникальный объект для изучения структуры геомагнитного поля в ходе инверсий и восстановления термальной истории при остывании интрузий, а также в качестве репера для оценки общей продолжительности траппового магматизма.

Археомагнитные исследования, проводящиеся в Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта (ИФЗ) РАН, внесли весомый вклад в мировые исследования главного магнитного поля Земли последних тысячелетий. В результате проведенных исследований получены обширные данные о напряженности геомагнитного поля в последние восемь тысячелетий, построены четыре из наиболее представительных и длинных рядов данных для Евразии – для Пиренейского п-ова, Кавказа, Средней Азии и Сибири. Проведены уникальные исследования «быстрых» вариаций напряженности геомагнитного поля (с характерными временами от нескольких десятков лет), не имеющие аналогов в мировых исследованиях. Проведенный анализ мировых данных о древнем геомагнитном поле позволил получить спектр вариаций напряженности геомагнитного поля в диапазоне от десятилетий до тысячелетий, определить характеристики вариаций, суперпозицией которых может быть представлена картина изменения напряженности геомагнитного поля. Было установлено, что вариации с разными характерными временами имеют разнонаправленный дрейф, причем «основное» (8‑тысячелетнее) колебание имеет восточный дрейф.

07.08.2016 г. вблизи г. Мариуполь у южной границы Восточно-Европейской платформы (ВЕП) произошло землетрясение с магнитудой 4.8, сопровождаемое афтершоками с магнитудами от 2.2 до 3.9 на протяжении 5 дней. Рассматриваемый регион испытывает внешнее влияние неотектонически активной Альпийской зоны, которое выражается во внутриплитных деформациях, горизонтальных и вертикальных движениях земной поверхности, сейсмичности. Очаги землетрясения и его афтершоков расположены в пределах блока, ограниченного Малоянисольским, Кальмиусским и Приморским разломами. В осевой части блока прослежена сейсмогенерирующая структура – субмеридиональная Кальчикская линеаментная зона, выделенная на основе комплексного анализа геолого-геофизических данных и визуального дешифрирования космоснимка. К этой неотектонически активной зоне приурочены эпицентры основного события и большинства афтершоков.

Получены аналитические формулы для тангенциальных составляющих низкочастотного электромагнитного поля в плоском волноводе Земля–ионосфера, возбуждаемом заземленной линейной горизонтальной антенной. Исследовано поведение поверхностного импеданса в зависимости от электродинамических характеристик волновода и расстояния от источника. Показано, что поверхностный импеданс совпадает с импедансом плоской волны на земной поверхности на расстояниях от источника, превышающих толщину скин-слоя, при малости скин-слоя по сравнению с удвоенной высотой волновода. Теоретически обосновано влияние ионосферы на амплитуду магнитного поля крайне низкочастотного и более низкого диапазона, а соответственно и на импеданс, на расстоянии меньше двух высот ионосферы. Такого рода эффект наблюдался в экспериментах, выполненных на Кольском полуострове, которые позволили из-за низкой проводимости Земли обнаружить влияние ионосферы на амплитуду магнитного поля в низкочастотном диапазоне.