№ 6 (2019)

С привлечением данных Геофизической обсерватории «Михнево» ИДГ РАН и ряда обсерваторий международной сети INTERMAGNET анализируется геомагнитный эффект, вызванный сильными землетрясениями. Показано, что сейсмические события сопровождаются характерными вариациями магнитного поля Земли. При этом отчетливо выделяются короткопериодная составляющая вызванных геомагнитных вариаций (период ∼0.5–0.8 мин), регистрируемая при неглубоких землетрясениях, и длиннопериодная (период ∼5–20 мин), которая наблюдается в большинстве случаев. Максимальная амплитуда наведенных геомагнитных вариаций составляет ∼1.5–5 нТл и ∼2–20 нТл, соответственно, для короткопериодных и длиннопериодных вариаций. Отмечен практически одновременный и сходный по морфологии характер вызванных геомагнитных возмущений, зарегистрированных в обсерваториях, расположенных на значительно отличающихся расстояниях от очага землетрясения.

Возможность восстановления геологической летописи путем выявления закономерностей вариаций магнитного поля Земли, связанных с инверсиями, является одним из фундаментальных приложений палеомагнетизма. Наиболее детальные записи инверсионных событий, длительность которых в среднем от 1 до 10 тыс лет, известны по результатам изучения базальтовых покровов крупных изверженных провинций. Вместе с тем в последнее время появляются публикации, представляющие факты, интерпретируемые как запись геомагнитной инверсии в интрузивных телах. В частности, такие данные получены для относительно маломощных долеритовых силлов ергалахского комплекса в Норильском районе Сибирской трапповой провинции, где предполагается запись «ивакинско-сыверминской» инверсии, отвечающей рубежу перми – триаса. В основу интерпретации положена гипотеза о медленном остывании интрузии, при котором ее апикальные части намагничиваются в ивакинскую эпоху обратной полярности, а центральные – после инверсии в сыверминское время, отвечающее прямой полярности. В настоящей статье, используя результаты математического моделирования, мы обсуждаем справедливость этих предположений и потенциальную привлекательность субвулканических интрузий для изучения геомагнитных инверсий. Показано, что длительность их остывания, включая интервал наиболее вероятного намагничивания, на несколько порядков меньше продолжительности инверсионных переходов, а наиболее вероятной причиной присутствия компонент прямой и обратной полярности является эффект самообращения.

В работе изложены результаты оценки прогнозируемости потока сейсмической энергии и сильных землетрясений Северной Америки по данным каталога Геологической службы США за 1900–2016 гг. В качестве математической модели используется нелинейное дифференциальное уравнение второго порядка, а алгоритмы оптимизации и оценки прогнозируемости представлены авторскими разработками. Выполненные оценки показывают высокую прогнозируемость потока сейсмической энергии. Из 1422 проанализированных сильных землетрясений для 1120 землетрясений выявлена форшоковая прогнозируемость  тыс. определений), для 1410 землетрясений – афтершоковая прогнозируемость (более 3 млн определений). Прогнозируемость, связанная с сильными землетрясениями, проявляется на малых (1.5–3 км) радиусах гипоцентральных выборок и нарастает в количестве прогнозируемых землетрясений с увеличением радиуса выборок. Прогнозные дистанции по времени составляют в среднем десятки дней для форшоковой прогнозируемости и тысячи дней – для афтершоковой. Полученные результаты демонстрируют очень хорошие перспективы аппроксимационно-экстраполяционного подхода для прогноза как самих сильных землетрясений, так и последующего афтершокового затухания сейсмической активности.

Приводятся результаты комплексных геолого-геофизических исследований активных разломов и глубинного строения Керченско-Таманского региона. Получены данные о глубинном строении потенциальных очагов сильных землетрясений определяющих уровень сейсмической опасности. Примеры активных разломов, хорошо изученных на поверхности, показывают, что по данным ММЗ такие структуры отчетливо выделяются смещениями контрастных слоев разреза на глубине в первые километры или узкими низкоскоростными телами. В зонах Тобечикского, Южно-Азовского и Фанагорийского разломов на глубинах 7–12 км обнаружены высокоскоростные включения изометричной формы. Такие участки особенно интересны для постановки повторных измерений ММЗ в целях сейсмического прогноза.

В работе предлагается подход к параметризации априорных геологических представлений об изменениях условий осадконакопления в пространстве и геологическом времени для использования их в процессе инверсии геофизических данных на количественном уровне. Идея метода заключается в описании наблюдаемого или предполагаемого фациального разнообразия при помощи небольшого количества статистически независимых факторов («обобщенных геологических переменных»). Топология и метрика модели определяются набором базисных обстановок осадконакопления и статистиками фациальных переходов. Введенные параметры позволяют оценить вероятности появления различных фаций в каждой точке модели. Предлагаемая методика может быть применена к районам с различной степенью изученности скважинными методами и детальностью существующих геологических представлений.

Изучено влияние рельефа на барические наклоны. Основное внимание уделено двумерной задаче. Вариации барического поля предполагаются равновесными (горизонтальная составляющая градиента давления отсутствует), а рельеф – финитным. Последнее значит, что площадь области, заключенной между линией рельефа и осью абсцисс, конечна. Показано, что эта площадь – единственный геометрический параметр, от которого зависят вертикальные смещения и наклоны в дальней зоне. Выписаны асимптотики для вариаций вертикальных смещений и наклонов. Дано обобщение на трехмерный случай.